基于SMP8756实现地铁乘客信息系统视频加速处理

摘要

随着城市轨道交通在全国各大城市的发展，地铁出行成为了越来越多人日常生活的一部分，地铁网络系统的建设也显得越发重要。除了要具备必须的运输调度功能之外，也还要具备一定的媒体传播功能，地铁上的乘客信息系统(Passenger Information System，PIS)即实现了这个功能。由于地铁运行环境的限制，PIS系统嵌入式成为了发展的趋势。
　　对于地铁乘客信息系统中多媒体信息的处理，使用软件解码对嵌入式系统中心处理器的要求过高，难以满足实际需求。本课题从实际出发，以地铁乘客信息系统的嵌入式开发为基础，使用GStreamer媒体开发架构，基于SMP8756处理器和Linux平台，实现了多媒体播放器。主要研究内容是:(1)基于Linux系统实现对GStreamer、SMP8756的编译环境的配置，深入研究了GStreamer的配套库和SMP自带的软件开发平台;(2)使用GStreamer进行程序开发，基于playbin这一集成箱柜，构建多媒体信息流通的管道，实现不同格式音视频流的解码、播放及控制功能，针对playbin深入研究了其内部结构及其地址协议解析、分流、解码、播放等内部元件的工作原理和GStreamer的使用方法;(3)通过跨平台C++图形用户界面应用程序开发框架Qt平台的调用实现硬件对多媒体信息的加速处理以及系统与硬件之间的通信，深入研究了Qt平台的编程规范和SMP输出守护进程的工作机制。
　　本课题实现的多媒体播放器使用GStreamer构建媒体流管道，管道将多媒体数据从源端获取，传送至SMP8756处理终端，之后充分利用硬件出色的多媒体解码性能实现播放。通过对当前多种主流格式的媒体文件的测试，本播放器均可以实现其流畅播放，无马赛克，管道的数据传送成功率达到98.9％，作为PIS系统的一部分满足了系统对多媒体信息处理的要求。

目录

声明

致谢

摘要

1．1 课题背景

1．2 国内外研究现状

1．3 研究意义

1．4 课题任务

1．4．1 研究内容

1．4．2 研究方案

1．4．3 预期目标

1．5 论文组织结构

2 嵌入式媒体播放器相关技术

2．1 嵌入式Linux系统

2．1．1 嵌入式Linux系统的历史

2．1．2 Linux系统特点

2．2 流媒体技术

2．2．1 概述

2．2．2 流媒体传输协议

2．3 音视频压缩编码技术

2．3．1 音频压缩编码

2．3．2 视频压缩编码

2．4 GStreamer媒体框架

2．4．1 GStreamer的优势

2．4．2 GObject对象系统

2．4．3 GStreamer概述

2．4．4 基本概念

2．4．5 组件状态及转换

2．5 本章小结

3．1 Qt开发平台

3．1．1 Qt简介及开发流程

3．1．2 信号与槽工作机制

3．2 SMP8756媒体协处理器

3．3 本章小结

4 多媒体播放系统的设计与实现

4．1 系统总体设计

4．1．1 系统环境构建

4．1．2 视频文件处理流程

4．1．3 系统模块构成

4．2 GStreamer设计

4．2．1 构建静态管道

4．2．2 箱柜playbin

4．2．3 主循环及总线设置

4．2．4 数据访问模块

4．2．5 GStreamer播放模块

4．2．6 系统控制模块

4．3 SMP8756输出控制设计

4．3．1 Sigma开放平台

4．3．2 SMP Outd输出守护进程

4．3．3 输出控制程序设计

4．4 本章小结

5 系统测试

5．1 代码调试方案设计

5．2 测试方法及前期准备

5．3 测试报告

5．3．1 测试环境及设备

5．3．2 文件支持性测试

5．3．3 播放控制测试

5．3．4 播放效果测试

5．4 本章小结

6 结论

参考文献

作者简历及攻读硕士／博士学位期间取得的研究成果

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