CN1980368A - 媒体播放装置的多媒体文件生成方法及其装置 - Google Patents

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Abstract

一种媒体播放装置的多媒体文件生成方法,包括如下步骤:分离出多媒体文件的音频流和视频流;使用预先设定的音频参数将所述的音频流处理成对应的MP3音频流;根据预先设定的视频参数读取所述的视频流中的视频帧,并取出所需要的所有视频帧;计算每一帧视频数据对应的MP3音频数据量;以及读取所述的MP3音频数据量,然后再读取相对应的视频帧以组成一个同步帧。

Description

媒体播放装置的多媒体文件生成方法及其装置
技术领域
本发明涉及一种多媒体文件生成方法,特别是涉及一种媒体播放装置的多媒体文件生成方法及其装置。
背景技术
MP4技术是将影音播放器变成一个信息平台,使其能够播放影音多媒体文件,这种影音播放器又被称为个人视频播放器(PersonalVideo Player;PVP),也叫做便携式媒体播放装置(Portable MediaPlayer;PMP)。
目前对便携式媒体播放装置的功能界定,是除了提供观看电影的基本功能外,还支持音乐播放、浏览图片等功能,因此便携式媒体播放装置需要较大的存储空间以及较大的彩色显示屏用于影片的存放和播放。便携式媒体播放装置大致可分二类,一类是以播放高品质且清晰的影片为主要功能的产品,另一类是多功能产品,而影视播放只是其中的基本功能之一。
无论何种产品,现有便携式媒体播放装置内部的结构,有采用CPU搭配DSP(Digital Signal Processor,数字信号处理器)的方案,其中DSP负责编码/解码的工作,CPU则是针对文件管理、存取,以及使用接口、周边元件的控制等进行处理,并配合软件处理;也有直接使用MPEG-4 Codec芯片的方案,虽有比较好的播放品质,但是其影音编码格式较为复杂,价格也最昂贵。
与MP3播放器只需要一块SoC相比,现有便携式媒体播放装置的解决方案,无论是CPU搭配DSP的处理器结构,或是使用MPEG-4Codec芯片,在多媒体文件的处理上,都具有处理技术过于复杂以及花费成本过高的缺点。
发明内容
因此,本发明的一个目的,在于提供一种无须经过复杂的文件处理流程,就可以支持观看电影、音乐播放、浏览图片等功能的多媒体文件生成方法。
本发明的另一目的,在于提供一种使用类似MP3媒体播放装置的硬件结构,就可以支持观看电影、音乐播放、浏览图片等功能的媒体播放装置的处理器。
于是,本发明的媒体播放装置的多媒体文件生成方法包括如下步骤:(1)分离出多媒体文件的音频流和视频流;(2)使用预先设定的音频参数将所述的音频流处理成对应的MP3音频流;(3)根据预先设定的视频参数读取所述的视频流中的视频帧,并取出所需要的所有视频帧;(4)计算每一帧视频数据对应的MP3音频数据量;以及(5)读取所述的MP3音频数据量,然后再读取相对应的视频帧以组成一个同步帧。
本发明的媒体播放装置的处理器包括接口单元、存储单元、音频解码单元、视频解码单元以及多媒体编/解码单元;所述接口单元用于读取多媒体文件;所述存储单元存储预先设定的音频参数以及视频参数;所述音频解码单元使用预先设定的音频参数将所述多媒体文件分离出的音频流处理成对应的MP3音频流;所述视频解码单元根据预先设定的视频参数读取所述多媒体文件分离出的视频流中的视频帧,并取出所需要的所有视频帧。
所述多媒体编/解码单元电连接接口单元、存储单元、音频解码单元以及视频解码单元,用于从接口单元接收多媒体文件,解码出音频解码单元所需的音频流和视频解码单元所需的视频流,接着计算每一帧视频数据对应的MP3音频数据量,再根据得到的MP3音频数据量读取相对应的视频帧以组成一个同步帧,并建立纪录有同步信息的文件头,然后根据所述文件头以及所有的同步帧产生新的多媒体文件并写入到存储单元中。
现有便携式媒体播放装置无论是使用CPU搭配DSP处理器或是使用MPEG-4 Codec芯片的处理结构,在多媒体文件的处理上,其技术都过于复杂并且花费成本过高,与之相比,本发明的媒体播放装置的多媒体文件生成方法及其装置,其处理过程不但降低了技术上的复杂度,并且硬件结构类似现有的MP3媒体播放装置,可降低生产成本。
附图说明
下面结合附图以及实施例对本发明进行详细说明:
图1是一个系统方框图,说明本发明的媒体播放装置的优选实施例;
图2是一个流程图,说明本发明的媒体播放装置的多媒体文件生成方法的优选实施例。
具体实施方式
关于本发明的上述以及其他技术内容、特点与功效,在以下结合参考附图的优选实施例的详细说明中,将可清楚的呈现。
如图1所示,本发明的媒体播放装置1的优选实施例包括有处理器(Processor)11、扬声器12、显示器13、存储单元14以及操作界面15,扬声器12用于放音,显示器13可以是TFT、OLED显示器,用于显示每像素的比特数是8比特、16比特、18比特或是24比特,RGB 656、RGB 666、RGB 888等格式的点阵图像,或者是例如JPEG压缩格式的压缩图像,操作界面15是一个按键组(Buttons),供使用者设定各种参数。
必须说明的是,本发明的方法可以是电脑可执行的转换程序,或是作为MP3处理芯片中的转换程序,对于本优选实施例而言,该方法由本发明媒体播放装置1的处理器11(MP3处理芯片)进行处理,该处理器11具有多媒体编/解码单元111、音频解码单元112、视频解码单元113以及接口单元114。
接口单元114用于读取多媒体文件(包含有音频流和视频流的文件),如一般常见的*.wmv、*.asf、*.avi等多媒体文件,所述的多媒体文件可以装载在存储装置2内,存储装置2可以是大容量(MassStorage)的微型硬盘或各种类型的存储卡。
存储单元14用于存储系统预设的音频参数以及视频参数的几种范围(例如几种特定范围的音频参数以及可供显示器13显示的几种设定值)、用户由操作界面15预先选取的设定值或转换程序定义的音频参数以及视频参数,和处理后所生成的文件(作用将在后面描述);用户设定的参数也不能超过系统预设的音频参数以及视频参数的范围,同理,如果原始文件的一些参数低于用户设定的参数,那么会以原始文件的参数为准,例如原始文件的视频帧率是10fps,但是用户想得到16fps的视频帧,转换程序会自动设为10fps。
所述的音频参数包括:音频总时间(Audio Duration)、音频比特率(Bit Rate)、音频采样率(Sample Rate)以及所设的声道(Channels);而所述的视频参数包括:视频总时间(Video Duration)、视频比特率(BitRate)、视频帧率(Frame Rate)、视频总帧数(Frames Count)、视频帧长与宽(Width&Height)以及视频帧每像素的比特数,并且所述的视频参数与所述的音频参数两者的选取有一定的搭配关系。
必须说明的是,在合成文件的时候,输出的音频数据和视频数据的时间是同时开始和同时结束的,就像播放媒体文件一样,所看到的每帧图像和听到的声音是一一对应的,只要把这些对应的数据分别取出,就不会有声音跟影像对不起来的问题。
音频解码单元112根据前述存储单元14中的音频参数,将所述多媒体文件的音频流进行数字/模拟转换,处理成对应的音频流送给扬声器12;视频解码单元113根据前述存储单元14中预先设定的视频参数,读取所述多媒体文件分离出的视频流中的视频帧(Frames),并取出所需要的所有视频帧。
多媒体编/解码单元111电连接音频解码单元112、视频解码单元113、接口单元114、存储单元14以及操作界面15,其作用主要是从接口单元114接收多媒体文件、解码出音频解码单元112所需的数字音频流和视频解码单元113所需的数字视频流,分别对音频流和视频流进行预处理,计算每一帧视频数据对应的MP3音频数据量,再根据得到的MP3音频数据量读取相对应的视频帧以组成一个同步帧直接播放,并可建立纪录有同步信息的文件头(Header),把所述文件头以及所有的同步帧写入到新的多媒体文件中。
对于多媒体编/解码单元111具有的功能详述如下:
(一)将多媒体文件分离为音频流和视频流,主要有两种实施方法,说明如下:
方法一是根据存储单元14提供的视频参数和音频参数,把这些参数送给能够解码和编码原始文件的多媒体编/解码单元111,从而转换成一个以用户设定的参数为标准的多媒体文件,处理过后的文件成为包含某种格式编码的视频流和MPEG Audio Layer 3(MP3)格式的音频流。
方法二是根据存储单元14提供的视频参数和音频参数,由多媒体编/解码单元111先直接读取原始文件的音频帧,然后把它编码成MPEG Audio Layer 3(MP3)音频,再直接读取视频帧并解码成点阵图,并将它们暂存成分别的文件在存储单元14中。
不管是方法一、方法二或者其他方法,其根本目的是把原始文件的音频流和视频流重新处理成用户设定的参数或转换程序定义的参数所对应的音频流和视频流的文件。
(二)对于音频流进行预处理。
以前述的方法二为例:先由可解码源文件的多媒体编/解码单元111解码出源文件中的音频流,再根据用户设定的MP3音频参数,例如比特率、采样率、声道、总时间等,编码成MP3音频流,并写入临时的音频文件到存储单元14中。
(三)对于视频流进行预处理。
以前述的方法二为例:取出所需要的所有视频帧,并写入临时的视频文件到存储单元14中,解码出的视频帧是点阵图的数据,如果需要可以转换成显示器13的数据格式,如果需要也可以进行压缩。
(四)计算所需的同步信息。
首先计算所有视频帧的持续时间,按照以下两个公式1、2,需根据用户设定的视频帧率(单位是fps;frame per second,帧/秒)计算出每帧的持续时间,接着由每帧的持续时间推算出第N帧的时间。
每帧视频的持续时间=1/用户设定的视频帧率    公式1
第N帧的时间=每帧视频的持续时间*(N-1)       公式2
例如:第一帧是把每帧视频的持续时间*0送给原始文件的多媒体编/解码单元111,解码出对应时间的视频帧;第二帧是把每帧视频的持续时间*1送给原始文件的多媒体编/解码单元111,解码出对应时间的视频帧;第三帧是把每帧视频的持续时间*2送给原始文件的多媒体编/解码单元111,解码出对应时间的视频帧;以此类推,第N帧是把第N帧的时间送给原始文件的多媒体编/解码单元111解码出对应时间的视频帧。
接着,需计算各帧视频对应的MP3音频数据量,方法是按照以下的公式3,根据MP3音频的比特率来计算出每帧视频对应的MP3音频数据:
一帧视频对应的MP3音频数据量=MP3音频比特率/视频帧率
                                              公式3
例如:音频为128Kbps的比特率,如果用户设定的视频帧率是每秒16帧,每帧视频对应的MP3音频数据=128kbps/16fps=8K(bit)(以比特为单位)
(五)组成同步帧。
同步帧包括一帧视频和一帧视频对应的MP3音频数据,根据公式1~3的计算结果,读取一帧视频对应的MP3音频数据然后再读取相对应的视频帧,就可以组成一个同步帧,从而,在媒体播放装置1中播放多媒体文件时,就可以由多媒体编/解码单元111控制视频解码单元113每次读取每一帧视频,音频解码单元112将对应的MP3音频数据进行数字模拟转换,之后再由视频解码单元113解码成符合显示器13的显示格式,如此就可以在显示每一帧视频时配合播放对应的MP3音频数据来进行同步化。
结合图1、2所示,说明本发明的媒体播放装置1的多媒体文件生成方法的各步骤:
首先,设定音频参数及视频参数(步骤101);各参数可以由用户设定在存储单元14中或预定的转换程序中,而所述的音频参数包括音频总时间、音频比特率、音频采样率以及所设的声道;而所述的视频参数包括视频总时间、视频比特率、视频帧率、视频总帧数、视频帧长与宽以及视频帧每像素的比特数。
例如:用户要得到一个视频帧率为16fps,音频比特率为128kbps,音频采样率为44.1kHz,两声道,总时间与原文件相同,视频大小是(宽)96×(高)64,每像素的比特数16比特,其设定参数如表一所示:
视频参数 音频参数
视频总时间 原文件的时间(比如400秒) 音频总时间 原文件的时间(比如400秒)
视频比特率 16×96×64×16×1000 音频比特率 128kbps
视频帧率 16fps 音频采样率 44.1KHZ
视频总帧数 16×视频总时间(秒) 声道 2
视频帧长与宽 96×64
每像素的比特数 16
                        表一
接着,读取多媒体文件(步骤102),并对原多媒体文件进行预处理(步骤103);例如:输入文件名称为EG.AVI的多媒体文件,所谓的预处理是从多媒体文件中分离出音频流和视频流,其处理方式可参考前述(一)将多媒体文件分离为音频流和视频流的两种实施方法的详细说明。
对于音频流的处理,主要是判断是否符合MP3格式?(步骤104),若判断为不符合MP3格式,则根据设定的音频参数提取音频流处理成MP3格式(步骤105),其处理方式可参考前述(二)对于音频流进行预处理的详细说明。
对于视频流的处理,主要是判断是否符合点阵图格式?(步骤106),若是不符合,就根据设定的视频参数提取视频流处理成点阵图格式(步骤107),转换成对应显示器的显示格式,根据需要进行压缩(步骤108),其相关处理方式可参考前述(三)对于视频流进行预处理的说明;接着,计算所需的同步信息(步骤109),最后,根据相关参数合并成新格式的多媒体文件(步骤110)。
必须说明的是,对于处理比如JPEG,MPEG的压缩格式的视频流也类似于前述的方法,只要在每帧的帧头表明本帧用了哪种压缩格式,或者是没有压缩,就可以判断出来再作对应的处理。
为方便说明起见,沿用读取输入文件名称为EG.AVI的多媒体文件的实例来说明:使用可解码AVI的多媒体编/解码单元111以解码出音频和视频,实际的做法是将对应的视频参数和音频参数输入多媒体编/解码单元111,解码出点阵图帧和音频帧,对音频帧用设定的音频参数进行MP3编码,分别得到一个点阵图帧组成的文件和MP3文件,接下来由多媒体编/解码单元111计算设定参数对应的视频:
根据公式1,每帧视频的持续时间=1÷16=0.0625;
用多媒体编/解码单元111解码就可以得到:
第一帧视频数据是原始文件的第0.0625×0秒的视频帧
第二帧视频数据是原始文件的第0.0625×1秒的视频帧
第三帧视频数据是原始文件的第0.0625×2秒的视频帧
第N帧视频数据是原始文件的第0.0625×(N-1)秒的视频帧
依次类推,可以把所有的视频帧取出来。
同步视频和音频是按照:一帧视频对应的MP3音频数据量=MP3音频比特率(Kbps)/视频帧率(fps)的公式计算出,((128×1000)÷8)÷16=1000字节(一帧视频对应的MP3音频数据量),这样,就可以记录这个参数:每帧视频对应1000个字节。这样就把音频和视频的同步数据整理完毕。
根据相关参数合并成新格式的多媒体文件,其合并方式是建立纪录有同步信息的文件头(Header),然后把所述文件头及所有的同步帧写入到新的多媒体文件中。
先把1000个字节的MP3数据和对应第一帧的视频数据写入到新的文件中,成为了第一个同步帧,依次类推可以把全部的音频和视频组成同步帧写入到文件中。当然也可以音频和视频分别存放。比如把所有的音频帧放在文件的开头,所有的视频帧放在文件的结尾,反过来也可以。
把同步信息记录到文件头当中,其中,总时间,音频视频比特率,帧率,最重要的是同步帧的信息,比如此例当中的每1000字节的MP3数据对应一帧视频数据,在播放过程中就可以每播放1000个字节的音频就显示一帧图像。当然也可以播放时间每过0.0625秒就显示一帧图像,在具体的系统中可以有不同的方法。
综上所述,本发明的媒体播放装置的多媒体文件生成方法及其装置,其处理过程主要是计算每一帧视频数据对应的MP3音频数据量,在播放时读取所述的MP3音频数据量,然后再读取相对应的视频帧以组成一个同步帧,与现有MP4复杂的编解码过程相比,不但降低了技术上的复杂度,而且硬件结构使用一个处理器就可以,类似现有的MP3媒体播放装置硬件结构,可降低生产成本,使媒体播放装置不再遥不可及,而是可以更加普及。

Claims (11)

1、一种媒体播放装置的多媒体文件生成方法,其特征在于:所述方法包括如下步骤:
(1)分离出多媒体文件的音频流和视频流;
(2)使用预先设定的音频参数将所述的音频流处理成对应的MP3音频流;
(3)根据预先设定的视频参数读取所述的视频流中的视频帧,并取出所需要的所有视频帧;
(4)计算每一帧视频数据对应的MP3音频数据量;以及
(5)读取所述的MP3音频数据量,然后再读取相对应的视频帧以组成一个同步帧。
2、如权利要求1所述的媒体播放装置的多媒体文件生成方法,其特征在于:
步骤(2)所述的音频参数包括音频总时间、音频比特率、音频采样率或所设的声道。
3、如权利要求2所述的媒体播放装置的多媒体文件生成方法,其特征在于:
步骤(2)根据所述的音频参数将其编码成MP3音频流,并写入到临时的音频文件中。
4、如权利要求1所述的媒体播放装置的多媒体文件生成方法,其特征在于:
步骤(3)所述的视频参数包括视频总时间、视频比特率、视频帧率、视频总帧数、视频帧长与宽或视频帧每像素的比特数。
5、如权利要求4所述的媒体播放装置的多媒体文件生成方法,其特征在于:根据设定的视频帧率可计算出:
每帧的持续时间=1/视频帧率(fps);以及
第N帧的时间=每帧视频的持续时间*(N-1);
按照这两个公式可以取出所需要的所有视频帧并写入到临时的视频文件中。
6、如权利要求1所述的媒体播放装置的多媒体文件生成方法,其特征在于:
步骤(3)将视频流读出视频帧并编码成点阵图编码格式。
7、如权利要求1所述的媒体播放装置的多媒体文件生成方法,其特征在于:
步骤(3)解码出的视频帧是点阵图格式的数据,并转换成显示屏的数据格式或进行压缩。
8、如权利要求1所述的媒体播放装置的多媒体文件生成方法,其特征在于:
步骤(4)所述的每一帧视频对应的音频数据,是根据MP3音频的比特率以及所设定的视频帧率,计算出的每帧视频对应的MP3音频数据,为MP3音频比特率/视频帧率;所述的同步帧包括每一帧视频和每一帧视频对应的MP3音频数据,主要是根据计算每帧视频对应的MP3音频数据的公式读取每一帧视频对应的MP3音频数据然后再读取相对应的视频帧组成一个同步帧。
9、如权利要求1所述的媒体播放装置的多媒体文件生成方法,其特征在于:
所述方法还包括步骤(6),建立纪录有同步信息的文件头,然后把所述文件头以及所有的同步帧写入到新的多媒体文件中。
10、如权利要求9所述的媒体播放装置的多媒体文件生成方法,其特征在于:
所述的同步信息包括每一帧视频对应的MP3音频数据量的大小、音频比特率、总时间、第一帧同步帧的开始位置或视频帧率。
11、一种媒体播放装置的处理器,其特征在于:所述处理器包括:
接口单元,读取多媒体文件;
存储单元,存储预先设定的音频参数以及视频参数;
音频解码单元,使用预先设定的音频参数将所述多媒体文件分离出的音频流处理成对应的MP3音频流;
视频解码单元,根据预先设定的视频参数读取所述多媒体文件分离出的视频流中的视频帧,并取出所需要的所有视频帧;以及
多媒体编/解码单元,电连接接口单元、存储单元、音频解码单元以及视频解码单元,用于从接口单元接收多媒体文件,解码出音频解码单元所需的音频流和视频解码单元所需的视频流,接着计算每一帧视频数据对应的MP3音频数据量,再根据得到的MP3音频数据量读取相对应的视频帧以组成一个同步帧,并建立纪录有同步信息的文件头,然后根据所述文件头及所有的同步帧产生新的多媒体文件并写入到存储单元中。
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