基于Android的流媒体播放器研究与设计

摘要

随着3G通信技术的日益成熟及4G高速无线网络的快速发展，移动服务提供商可以在不同的频带网络和无线通信平台下提供无线服务，这将极大地满足用户对移动通信的各种需求，因此越来越多的用户开始使用移动流媒体业务。截止2011年，全球移动用户数已达到57.871亿，用户的发展得益于网络基础设施的部署、可承担的手机价格、可使用的多媒体数据业务的增加，如移动支付和移动应用等。
　　 通过分析市面上现有的Android移动流媒体播放器发现存在许多不足，主要表现为：音视频播放不够稳定或音视频存在不同步现象、支持的音视频格式很少及真实网络环境下无法流畅播放等问题，同时也考虑了移动终端的CPU处理能力弱、存储容量少，移动通信网络带宽有限且不稳定等问题，本文将着力研究与设计基于Android的移动流媒体播放器，充分发挥H.264视频编解码技术在缩减流媒体容量和提高传输效率方面的优势，并具有一定的参考价值。
　　 本文从理论和实现两方面探讨了基于Android的移动流媒体播放器的研究与设计。详细阐述了移动流媒体网络体系中的网络协议如RTSP、RTP和RTCP，参照了3GPP移动流媒体服务技术规范，研究了H.264视频编解码技术和Enhanced aacPlus、AMR-WB+音频编解码技术，分析了Android系统的特点和系统结构。在移动流媒体播放器相关技术分析的基础上，提出了移动流媒体系统的整体架构和移动流媒体服务器整体结构，结合移动流媒体系统的业务模式设计了三种的业务流程：点播、直播和下载。在对客户端功能模块的设计与实现过程中，采用MVC的设计模式来设计用户界面模块，很好地实现了视图和程序之间的分离。由于Android平台的技术特点及多媒体框架OpenCore对多媒体文件格式支持不足的局限性，采用Android NDK将FFmpeg解码库中的H.264视频解码器移植到Android平台上，使用JNI方式调用音视频解码函数库来实现对音视频文件解码。通过对视频播放类MediaPlayer的设计原理及头文件定义进行研究，实现了视频播放的基本功能且支持多种音视频文件格式。针对实际播放过程中所出现的音视频不同步现象，采用了基于时间戳的同步方案，提出了基于PVPlayer引擎的同步机制的具体实现方法。安装播放器程序到Android手机上，在真实的中国移动EDGE网络下进行了性能测试分析，测试结果表明客户端程序能够基本满足用户的设计要求。最后总结了本文的研究工作，指出了下一步的研究方向。