网络音频数据解码及优化方法研究

摘要

目前市场上的网络音频数据的获取大多都是基于PC机的应用软件，即通过这种方法获取音频数据不能脱离电脑。随着手持终端电子产品的发展，研究软件在不同平台的上应用，从而摆脱PC机的束缚是一个必需解决的问题。由于跨平台因素的约束，现在小型电子产品上的音频解码器大多都是基于硬件的。硬件解码器对音频格式的支持上具有局限性，且会增加产品电路的复杂度。
　　 本文首先介绍了如何从HTTP服务器与MMS服务器上获取音频数据，并对获取的数据进行流媒体式缓存，实现在线播放;然后对获取的音频数据在ARM平台上进行格式解析与数据解码处理;最后从能耗优化的角度对WMA解码器进行优化。论文的主要研究内容如下:
　　 1.完成ARM开发平台的搭建与相关软件的移植;解析HTTP协议与MMS协议;实现与服务器的通信，流式接收音频数据包，同时开辟缓存区，将接收到的数据包进行缓存。
　　 2.解析缓存区中的音频数据，确定数据属性，然后调用相应的解码器对其进行解码播放，当一个缓存区中的数据解码播放完后就切换到另一个缓存区。采用这种流媒体的方式对音频数据进行解码，能够减小延迟和网络带宽的限制，在最短时间内让用户播放网络音频文件，且有利于节省系统存储空间。由于获取到的音频数据保存在内存中，不是以文件形式写入FLASH存储器中，可以避免文件操作对FLASH存储器的损害，延长产品的使用寿命。
　　 3.研究不同格式的音频数据在ARM平台上的解码，提出对WMA解码器在ARM平台上进行能耗优化的方法——在实现嵌入式软件能耗仿真的基础上，针对WMA开源解码程序在ARM平台上解码能耗高的问题，提出并详细分析了编译器优化、源码优化和算法优化三种优化方案，同时将这三种优化方法应用于开源的WMA软件解码器中。将优化前后的WMA解码器分别对单、双通道的WMA文件进行解码验证比较。结果表明经过优化的WMA解码程序在ARM平台上对单、双通道WMA文件的解码效率有了明显的提高。

目录

摘要

Contents

第一章 绪论

1．1 课题的研究背景及意义

1．1．1 研究背景

1．1．2 研究意义

1．2 国内外研究现状

1．3 课题主要研究内容与章节安排

1．3．1 课题研究内容及创新点

1．3．2 本文章节安排

第二章 网络音频数据的获取

2．1 流媒体

2．1．1 流媒体技术的原理

2．1．2 流媒体的播放方式

2．2 网络数据获取流程

2．3 HTTP协议

2．3．1 HTTP请求方法

2．3．2 HTTP服务器响应

2．4 MMS协议

2．4．1 MMS客户端状态

2．4．2 MMS服务器状态

2．5 本章小结

第三章 MP3音频数据解码

3．1 Libmad解码库简介

3．2 MP3码流解析

3．2．1 MP3帧头

3．2．2 CRC校验

3．2．3 边信息

3．2．3 主数据

3．3 Libmad解码MP3流程

3．3．1 数据处理流程

3．3．2 Libmad解码相关函数的调用

3．4 本章小结

第四章 WMA音频数据解码及能耗优化

4．1 FFMPEG解码库简介

4．2 能耗测试平台简介

4．3 WMA解码流程

4．4 WMA软件解码器能耗优化方法

4．4．1 编译器优化

4．4．2 源码优化

4．4．3 算法优化

4．5 本章小结

第五章 实验结果与分析

5．1 MP3数据解码实验及结果与分析

5．2 WMA数据解码实验及能耗优化结果与分析

5．2．1 WMA数据解码结果与分析

5．2．2 能耗优化结果及分析

5．3 本章小结

总结与展望

参考文献

攻读硕士学位期间发表的学术论文

声明

致谢