CN101018308A

CN101018308A - Amv音视频文件制作方法和amv音视频文件播放器

Info

Publication number: CN101018308A
Application number: CN 200610033322
Authority: CN
Inventors: 李智; 方红兵
Original assignee: Actions Semiconductor Co Ltd
Current assignee: Actions Semiconductor Co Ltd
Priority date: 2006-01-21
Filing date: 2006-01-21
Publication date: 2007-08-15

Abstract

AMV音视频文件的制作方法和播放器，所述制作方法包括以下步骤：获取单位时间段内的音频流和视频流，利用计算机和软件将视频流与音频流解码成图像序列和音频序列；将图像序列按照用户指定的帧率进行时间域的重新采样，使得单位时间内的图像序列数目和用户所要求的帧率相同，同时，针对每一幅图像进行缩放处理，同时，将音频序列按照用户指定的采样率进行重新采样；对图像序列和音频序列按照帧率进行VA帧的划分，然后使用前述的VA压缩原理进行压缩、编码，并根据AMV文件的框架要求写入到AMV中。由于在AMV生成过程中将视频和音频进行了有效的压缩，因此不需要增加硬件即可实现对AMV文件的播放，且不会造成存储空间的浪费。

Description

AMV音视频文件制作方法和AMV音视频文件播放器

技术领域

本发明涉及音视频文件的制作和播放方法，特别是AMV(Advanced Media Video)格式媒体文件的制作和播放。

背景技术

如今，以MP3为代表的便携式媒体播放器已经被众多的音乐爱好者广泛使用，随着IC技术的迅猛发展，市场上所流行的MP3之类的便携式媒体播放器不但越来越轻薄小巧，而且对音乐的表现能力也更加强大，例如，一个较为优质的MP3播放器可以具备十几种甚至更多的音乐场景模式供消费者选择，而其体积能做到火柴盒般大小。此外，MP3的成本和价格均呈下降趋势，使得MP3的普及程度越来越高。

然而，消费者对MP3的需求并不满足于现有的状况。人们在听到优美音乐的同时，也希望能同时拥有视觉上的享受。由此，市面上出现了彩色屏幕的MP3播放器，此类播放器使用彩色的LCD屏幕代替原来的单色屏幕，虽然其在一定程度上丰富了MP3的色彩表现能力，但是，由于大部分的MP3播放器本身只能处理音频文件，却不能直接播放视频图像，因此，此类彩屏播放器的仍然只能播放单一的音频文件，其娱乐性还是不够丰富。

现阶段，市面上所流行的MP3播放器之所以不能直接处理视频格式的媒体文件，主要原因有以下两点：第一，MP3播放器处理器的数据处理速度较低，不能达到处理流动图像的要求；第二，MP3播放器处理器中的RAM(Random-access memory，随机存储器)较少，不能满足图像播放过程中的数据处理要求。因此，基于现阶段的MP3播放器的硬件规格，无法实现对流行的标准音视频文件(例如，WMV、AVI、3GP等)进行处理和解码，更不可能播放一些个人电脑上所流行的RM、RMVB等视频文件。如果为了播放视频文件而在MP3播放器内增加硬件，将直接导致成本的上升，此外，由于播放器的尺寸较小，屏幕的分辨率也较低，如果直接使用MP3播放器播放适用于个人电脑上的大尺寸音视频文件，一方面需要MP3播放器的处理器有极高的硬件配置，存储空间也要很大；另一方面，由于MP3播放器的屏幕较小，大尺寸的图像不能充分被表现，因此，造成存储空间上的浪费。

因此，很有必要将现在流行的视频文件的格式进行一些改进和优化，使得其能够在现有的类似于MP3播放器的媒体播放器上进行播放，而同时不需要增加任何的硬件，而且不会造成存储空间上的浪费。

发明内容

本发明的第一目的是提供一种制作可在媒体播放器上播放的AMV音视频文件的方法，所述AMV音视频文件能够在现有的类似于MP3播放器的媒体播放器上进行播放，而同时不需要增加任何的硬件，而且不会造成存储空间上的浪费。

本发明的第二目的是提供一种AMV音视频文件播放器，所述播放器不需要增加任何的硬件即可实现对AMV音视频文件的解码和播放，而且不会造成存储空间上的浪费。

本发明给出的AMV音视频文件制作方法包括以下步骤：第一步，获取单位时间段内的音频流和视频流，利用计算机和软件将视频流与音频流解码成图像序列和音频序列；第二步，将图像序列按照用户指定的帧率进行时间域的重新采样，使得单位时间内的图像序列数目和用户所要求的帧率相同，同时，针对每一幅图像进行缩放处理，达到用户要求的尺寸；同样，将音频序列也按照用户指定的采样率进行重新采样，达到用户需要的播放采样率；第三步，对于图像序列和音频序列按照帧率进行VA帧的划分，然后使用前述的VA压缩原理进行压缩、编码，并根据AMV文件的框架要求写入到AMV中。

由于在上述过程中将视频和音频进行了有效的压缩，使得生成的AMV音视频文件具有很高的压缩比，进而文件大小得到了控制，节省了存储空间，且使得播放器的运算量很小，因此，普通的MP3播放器硬件即可完成对AMV的解码和播放。

本发明给出的AMV音视频文件播放器在播放AMV音视频文件的过程中，首先对AMV音视频文件进行视频解码，然后进行音频解码，并且通过中断服务程序来控制音频的播放速度，由于AMV音视频文件的高压缩比，播放器不需要增加任何的硬件即可实现对AMV音视频文件的解码和播放，且不会造成存储空间上的浪费。

AMV音视频文件的具体制作方法以及AMV音视频文件播放器的具体结构与工作原理体现在后述的具体实施方式中。

附图说明

图1是AMV音视频文件生成过程的简要流程图；

图2是AMV音视频文件制作方法的详细过程；

图3是AMV音视频文件播放器的硬件结构；

图4是AMV音视频文件播放器的音频解码器的解码流程；

图5是图4中初始化AMV系统的详细流程；

图6是图4中V解码的详细流程；

图7是图4中A解码的详细流程；

图8是图4中打开IRQ的详细流程；

以下结合实施例及其附图作进一步说明。

具体实施方式

本发明所述的AMV格式的媒体文件是一种新开发的音视频数据流媒体，文件的整体框架如下：

RIFF ′AMV′------整个文件头部标识

LIST ′hdrl′------头信息清单

AMVh------头信息标识

LIST ′strl′------视频流清单

strh------视频流头信息

strf------视频流格式

vprp------视频属性头信息

LIST ′strl′------音频流清单

strh------音频流头信息

strf------音频流格式

aprp------音频属性头信息

LIST ′movi′------影音数据流清单

00dc------视频流数据

01wb------音频流数据

在AMV影音数据流中，为便于系统控制，将1帧视频数据和与之同步的一段音频数据组合为一个独立单元，称之为VA帧(VA frame)。参见以下解释：

video frame data(1视频帧数据)；

m/n audio data(音频数据)，其中

m---audio sample rate，每秒音频采样数目，即采样率，

n---video fps，每秒视频数目，即帧率；

由于VA帧采用了独立的编码方式，在AMV文件的播放过程中，VA帧采用顺序播放的形式，所以AMV文件在播放过程中很容易实现快进、快退以及断点续播功能。

为了将AMV影音数据流中的VA帧进行有效压缩，可分别对视频数据(V)和音频数据(A)采用以下的压缩方法：

视频数据压缩方法：对于每一帧视频数据，首先采取色彩转换机制，将图像的色彩空间进行转换，然后利用DCT(离散余弦变换)进行频谱变换，并进行量化，使用游程编码，最后，使用huffman(哈夫曼)编码进行熵编码。由此，图像部分的数据得到有效的压缩。

音频数据的压缩方法：对于每一音频，可采取adpcm或mp3的方式进行编码。

以上是对AMV格式的数据流进行了说明，上述AMV音视频文件可以在不增加硬件的基础上，使用现有的mp3播放器进行播放，关于AMV的优点，在以下的描述会有进一步的体现。

由于市场上流行的音视频数据格式(例如avi、rm等)并不能直接通过现有的mp3播放器进行播放，因此如果要在现有的mp3播放器硬件基础上播放影音，需要将流行的音视频数据格式(例如avi、rm等)进行转换，生成AMV格式的音视频文件。

本发明所述的AMV音视频文件的制作方法如下。

参考图1中所示，AMV音视频文件的生成大体上分成三个步骤：首先，在PC(个人电脑)端获取流行的音视频文件(WMV、AVI、RM等)；然后，借用高速转换工具(例如，微软公司开发的directshow等等)将上述流行音视频文件进行转换；最后，生成所需要的AMV音视频文件。

图1只是对AMV音视频文件生成过程的大体描述，细化的过程可结合参考图2中所示，生成AMV音视频文件的核心步骤包括：

第一步，获取时间长度为1秒的音频流和视频流，音频流和视频流可以是mov、mpg、avi、rm或rmvb等格式的媒体文件。在PC(个人电脑)端，利用软件将上述音频流和视频流解码成图像序列和音频序列。所得的图像序列为RGB(红绿蓝)位图，音频序列为PCM(Pulse Code Modulation，脉码调制)数目。

第二步，将图像序列按照用户指定的帧率进行时间域的重新采样，使得1秒内的图像序列数目和用户所要求的帧率相同，同时，针对每一幅图像进行缩放处理，达到用户要求的尺寸；同样的，对于音频序列，也按照用户指定的采样率进行重新采样，达到用户需要的播放采样率。

第三步，在完成第二步中的步骤后，对于图像序列和音频序列按照帧率进行VA帧的划分，然后使用前述的VA压缩原理进行压缩、编码，并根据AMV的文件要求写入到AMV中。

以上三个步骤完成了1秒钟时间长度上的AMV媒体文件生成，可重复循环上述生成步骤，直至用户要求停止或者原始文件的转换全部完成。

上述过程是将现有的流行的音视频数据格式进行转换，进而生成AMV媒体文件的过程。显然，由于在转换过程中将视频和音频进行了有效的压缩，使得生成的AMV媒体文件具有很高的压缩比(压缩比可根据用户的要求实现)，举例而言，与现阶段流行的MP3领域的SMV、DMV格式的媒体文件相比较，同样尺寸的AMV图像仅仅是SMV或DMV的1/5～1/3左右。由于文件大小得到了控制，使得播放器的运算量很小，因此，普通的MP3播放器硬件即可完成对AMV的解码。举例而言，通常参数为60MIPS(Million Instructions Per Second，每秒百万条指令)、16kRAM的DSP(Digital Signal Processor数字信号处理器)即可实现对AMV格式的音视频媒体文件的解码。

此外，SMV、DMV等格式的媒体文件不能在现有的MP3播放器中实现快进、快退等操作，而AMV媒体文件由于采用了合理有序的文件编码格式，因此可以在不增加额外硬件的基础上，非常容易的实现快进和快退的视频播放功能。

本发明所述的AMV音视频文件播放器的硬件结构如图3所示，其包括音频处理器30(或其它具备类似处理功能的DSP芯片)、文件存储器31、彩色显示器32、用户输入设备33以及耳机接口34。音频处理器30将存储在文件存储器31中的AMV音视频文件进行解码，并根据用户输入设备33发出的指令进行播放，通过耳机接口34输出声音，同时，将视频图像在彩色显示器32上显示出来。当然，上述结构仅仅是较为典型的AMV音视频文件播放器的硬件结构，事实上还可以做一些等效的改进，例如，耳机接口34也可以是扬声器等设备，总之，满足播放器本身所必需的声音输出功能即可。

在图3所示的基本硬件结构上，图4更进一步清楚地揭示了本发明所述的AMV音视频文件播放器的音频解码器30的解码流程。

当音频解码器30开始解码程序后，首先执行步骤41，对AMV系统进行初始化，其作用主要是初始化音频和视频相关设备，初始化的具体过程可参见图5所示。

初始化完毕后，执行步骤42，对音视频文件进行V解码(即视频解码)，视频解码的作用是将AMV中压缩的视频数据进行解码，并将解码的数据转换成彩色屏幕的数据格式，完成色彩和图像大小转换，以适应屏幕的实现，视频解码的具体过程可参见图6所示。

然后执行步骤43，进行A解码(即音频解码)，音频解码是将压缩的音频数据进行解码，其具体过程可参见图7所示。

由于音频的播放速度是根据音频自身的采样率来决定的，所以音频的播放需要一个IRQ中断服务程序来控制。因此，在音频解码(步骤43)结束后，需要执行步骤44，判断是否需要打开IRQ(Interrupt request，中断请求)，如果判断结果是“Y”(需要打开IRQ)，那么执行步骤45，打开IRQ，通过IRQ中断完成音频的播放，并进入步骤46。如果判断结果是“N”，那么直接播放音频，然后进入到步骤46。

最后，执行步骤46，步骤46是判断是否已经播放到文件尾(即，当前AMV音视频文件的播放是否结束)，如果判断结果为“Y”，则结束当前AMV音视频文件的播放；如果判断结果为“N”，则再次执行步骤42，进行下一个循环，直至当前AMV音视频文件播放结束。

图5是图4中步骤41(初始化AMV系统)的详细流程：首先执行步骤411，读取AMV头信息(参见上述对AMV文件整体框架的描述)，然后分别同时执行步骤412、413，获取音频和视频属性，最后，执行步骤414，设置设备属性。至此，初始化过程全部完成。

图6是图4中步骤42(V解码)的详细流程：首先执行步骤421，判断其是否是AMV视频块，如果判断结果为“N”，则直接结束当前的视频解码，如果判断结果为“Y”，则执行步骤422，进行视频解码，然后执行步骤423，进行Resize处理(即，重新定义视频尺寸)，然后，执行步骤424，进行色彩空间转换，之后，执行步骤425，将色彩空间转换后的数据输出到LCM(Liquid Crystal Moudle，液晶显示模组)设备中进行视频显示。执行完上述步骤422～步骤425后，即完成了一个视频的解码工作，然后执行步骤426，判断当前视频解码工作是否结束，如果判断结果为“Y”，则直接结束当前的视频解码；如果判断结果为“N”，则再次执行步骤422，进行下一个循环，直至当前视频解码结束。

图7是图4中步骤43(A解码)的详细流程：首先执行步骤431，判断其是否是AMV音频块，如果判断结果为“N”，则结束音频解码，如果判断结果为“Y”，则执行步骤432，选择音频解码缓冲区，然后执行步骤433，音频解码并同时填充音频缓冲区，最后执行步骤434，判断是否结束当前的音频解码，如果判断结果为“Y”，则直接结束当前音频解码；如果判断结果为“N”，则执行步骤433，进行下一个循环，直至当前音频解码结束。

图8是图4中步骤45(打开IRQ)的详细流程：首先执行步骤451，判断DAC FIFO(DAC，即“数模转换器”；FIFO，即“先入先出”)缓冲区是否为空，如果判断结果为“N”，则填充完毕，结束IRQ，如果判断结果为“Y”，则执行步骤452，选择声道填充，然后执行步骤453，判断音频缓冲区数据是否填充完，如果判断结果为“Y”，则执行步骤455，获取数据；如果判断结果为“N”，则先执行步骤454，选择另一个数据区进行填充，再执行步骤455。执行完步骤455之后，重新执行步骤451，进行下一个循环，直至填充完毕。

以上是对AMV音视频文件播放器的硬件结构以及内部执行程序的介绍。事实上，市面上一般的MP3播放器，只要采用上述AMV音视频文件播放器的软件格式，均可以对AMV音视频文件进行播放。因此，本发明所述的AMV音视频文件播放器达到了不需要增加任何的硬件即可实现对AMV音视频文件进行解码和播放的目的，而且，由于AMV文件的压缩率较高，不会造成存储空间上的浪费。

上述实施例仅仅是本发明的较佳实施例，本发明并不仅仅局限于上述实施例所描述的实施方式。例如，AMV音视频文件的转换制作软件并不局限于采用directshow，也可以是其它适用于本发明的相关软件；另一方面，AMV音视频文件除了可以应用于MP3播放器之外，还可以适用于电子词典等其它便携式产品。上述的改变都是常见而且易于思及的，因此诸如此类的微小改变以及等效变换均应包含在权利要求所述的范围之内。

Claims

1、AMV音视频文件制作方法，包括以下步骤：

第一步，获取单位时间段内的音频流和视频流，利用计算机和软件将视频流与音频流解码成图像序列和音频序列；

第二步，将图像序列按照用户指定的帧率进行时间域的重新采样，使得单位时间内的图像序列数目和用户所要求的帧率相同，同时，针对每一幅图像进行缩放处理，达到用户要求的尺寸；同样，将音频序列也按照用户指定的采样率进行重新采样，达到用户需要的播放采样率；

第三步，对图像序列和音频序列按照帧率进行VA帧的划分，然后使用VA压缩原理进行压缩、编码，并根据AMV文件的框架要求写入到AMV中。

2、根据权利要求1所述的AMV音视频文件制作方法，其特征在于：所述第一步中的单位时间为1秒钟。

3、根据权利要求1所述的AMV音视频文件制作方法，其特征在于：所述视频流与音频流可以是mov、mpg、avi、rm或rmvb格式的媒体文件，所述软件可以是directshow。

4、根据权利要求1所述的AMV音视频文件制作方法，其特征在于：所述图像序列为RGB位图，所述音频序列是PCM数目。

5、AMV音视频文件播放器，包括：音频处理器、文件存储器、彩色显示器、用户输入设备以及声音输出接口，所述音频处理器将存储在文件存储器中的音视频文件进行解码，并根据用户输入设备发出的指令进行播放，通过耳机接口输出声音，同时，在彩色显示器上显示视频图像，其特征在于：所述播放器首先对AMV音视频文件进行视频解码，然后进行音频解码，并且通过中断服务程序来控制音频的播放速度。

6、根据权利要求5所述的AMV音视频文件播放器，其特征在于：所述视频解码是将AMV中压缩的视频数据进行解码，并将解码的数据转换成彩色屏幕的数据格式，完成色彩和图像大小转换，以适应屏幕的实现。

7、根据权利要求5所述的AMV音视频文件播放器，其特征在于：所述音频解码是将AMV中压缩的音频数据进行解码。