（计算机软件与理论专业论文）面向dtv的媒体呈现中间件的研究与实现.pdf

西北 i , j k 大学硕士学位论文摘出 摘要 随着数字技术和网络技术的迅猛发展，计算机通信技术与传统家用电器相 结合产仁的智能化信息电器( i n f o r m a t i o na p p l i a n c e ) 开始走向市场，并将逐渐 深入到人们的日常生活中。d t v ( d i g i t a lt v ，数字电视) 作为家刷电器信息化 的先锋，提供了模拟电视无法比拟的优越性。d t v 可以带给受众良好的交互性、 高质量的画面与声音、丰富多彩的节目和良好的扩展功能，成为电视技术与应 用的发展方向。 本文茸先介绍了d t v 的发展过程和发展趋势，总结了国内外对d t v 的研 究工作与研究现状，指出课题在国内d t v 研究领域具有的实际意义。随后本文 详细介绍和分析了m h p 标准的层次化结构，剖析了m h p 的核心d v b j 平 台的各个功能模块和标准化接口，在此基础上结合作者的实际工作着重阐述了 m h p 中间件平台中媒体呈现部分的标准，又进一步结合底层软硬件平台分析了 具体实现过程中遇到的问题，最后给出问题的解决途径并做了初步评估。 论文阐述了课题研究的全过程，依次包括了课题选题、方案的提出、m h p 标准的选定、目标平台选型、中间件模型分析和标准化接口的最终实现等。其 中，丰要的研究工作和成果为： 1 目标平台选型。目标平台包括了硬件平台和操作系统与图形库。选定一 个符合要求且有代表性的目标平台是一项具有挑战性的工作。课题选择 了a t i 公司的经过实践检验的x i l l e o n 2 2 0 硬件平台和嵌入式l i n u x + q t e m b e d d e d 图形库作为目标平台。 2 m h p 中间件模型研究与分析。课题选用了目前最流行、功能最完善的 m h p 中间件模型。论文着力分析了该模型的体系结构，分析了各个功 能模块的主要功能，简要介绍了每个模块涉及到的参考标准。结合作者 工作的重点，本文详细分析了媒体呈现部分j m f 框架的外部和内部接 口规范。 3 媒体呈现中间件的实现。参照j m f 框架，编写了全部的类声明和静态 共享库；最终通过使用j n i 接口让j a v a 程序调用本地化方法，建立 了媒体呈现中间件，为应用程序提供了目标平台的媒体呈现功能，并与 p c 机的软解压播放和通用d v d 播放软件做了对照。 关键字： 数字电视。多媒体家用平台，中间件，d v b - j ，j m f 西北 l k 大学硕十学位论文摘监 a b s t r a c t t h ei n f o r m a t i o na p p l i a n c e w h i c hm a yb ep r o m o t e db yt h ec o m b i n a t i o no ft h e t e c h n o l o g yo fc o m p u t e rc o m m u n i c a t i o na n dn e t w o r k ，h a sr e v o l u t i o n i z e dp e o p l e s l i f e s t y l ea n db r i n g sa m a z i n gc h a n g e st oh u m a nl i f e a l m o s te v e r y d a y d i g i t a lt v f d t v l ，a st h ep i o n e e ro fi n f o r m a t i o na p p l i a n c e ，p r o v i d e sa d v a n t a g e sw h i c ha r e q u i t eu n a p p r o a c h a b l ea g a i n s tt r a d i t i o n a la n a l o g yt e l e v i s i o n t ot h ea t i d i e n c ew i c l l w o n d e r f u l i n t e r a c t i v i t y v i d e o a n da u d i oo fh i g hq u a l i t y ，d i v e r s ep r o g r a m sa n d d e s i r a b l ee x t e n s i v ef u n c t i o n s d t vn o ws t a n d sf o rap r o m i s ed i r e c t i o no ft e l e v i s i o n t e c h n o l o g yd e v e l o p m e n t a tt h eb e g i n n i n go ft h i sa r t i c l e t h ec u r r e n ts t a t eo fd t vr e s e a r c hi nb o t h n a t i o n a lw i d ea n da b r o a di ss u m m a r i z e d a l o n gw i t ht h ed e v e l o p m e n tp r o c e s sa n d t r e n di nt h er e c e n ty e a r s i nt h ef o l l o w i n gc h a p t e r s ，t h ep a p e ri n t r o d u c e si nd e t a i la n d a n a l y z e st h el a y e rs t r u c t u r eo fm h p ( m u l t i m e d i ah o m ep l a t f o r m ) s p e c i f i c a t i o n a l o n gw i t ht h ep r a c t i c eo ft h ea u t h o r , m e d i ap r e s e n t a t i o n t h e c o r e p a r to fm h p m i d d l e w a r e ，i si n t e r p r e t e dw i t ha ne m p h a s i s f i n a l l y , t h ep r o b l e m so c c u r r e dd u r i n g t h ep r a c t i c ew i mu r l d e r g o i n gp l a t f o r ma r er a i s e da n da n a l y z e dw i t hap r e l i m i n a r y a s s e s s m e n t t h ep a p e rp r e s e n t st h ec o m p l e t ep r o c e s so f p r o j e c tp l a n n i n g ，b r i e fd e s i g n ，m h p s p e c i f i c a t i o ns e l e c t i o n ，o b j e c tp l a t f o r m s e l e c t i o n ，m i d d l e w a r e a n a l y s i s a n d i m p l e m e n t a t i o no fs p e c i f i e da p p l i c a t i o np r o g r a mi n t e r f a c ei sl i s t e d m a i ne f f o r t sa n d a c h i e v e m e n t sa r es p r e a do u ta sf o l l o w s ： 1 o b j e c tp l a t f o r ms e l e c t i o n ，w h i c hi s r a t h e raj o bf u l lo fc h a l l e n g e t h e p r o j e c t s e l e c t e dx i l l e o n 2 2 0 b y a t ia n de m b e d d e dl i n u x ，a n d q t e m b e d d e d g r a p h i c sl i b r a r y a sa p l u s 2 r e s e a r c ho na n d a n a l y s i s o fm i d d l e w a r em o d e lo fm h i j t h em a i n f u n e t i o n a lm o d u l e so fm o d e la r e1 i s t e da n di n t e r p r e t e do nt h e i rf u n c t i o n i n t e r f a c e s ，i n t e r n a lm e c h a n i s ma n df l o w m a i ni n t r o d u c t i o nc o m ef r o n lt h e j m f ( j a v am e d i af r a m e w o r k ) ，o nb o t ht o t a lf u n c t i o na n di n t e r f a c e sw i t h i n t e m a la n de x t e m a im o d u l e s 3 h u p l e m e n t a t i o no fm e d i ap r e s e n t a t i o nm i d d l e w a r e ，w h i c ha p p e a r sa s a c o m b i n a t i o no fj a v ap a c k a g ea n dl i n u xd y n a m i cl i n k i n gl i b r a r y n a t i v e a p l sa r ei n v o c a t e dw i t hj n im e t h o db a s e do nj m ff r a m e w o r k w h i c hf o r m t h ef o u n d a t i o no fm e d i ap r e s e n t a t i o nm i d d l e w a r e t h e n ，t h ec o m p a r i s o no f p l a y i n ge f f e c t si sm a d ee n v e n t u a l l y k e y w o r d s ： d i g i t a lt v ，m h p ，m i d d l e w a r e ，d v b - j ，j m f i v 西北1 、世大学硕l 学位论文第章绪论 第一章绪论 1 1d t v 的发展过程与发展趋势 随着数字技术和网络技术的迅猛发展，计算机通信技术与传统家用电器相 结合产乍的智能化信息电器( i n f o r m a t i o na p p l i a n c e ) 开始走向市场，并将逐渐 深入到人们的日常生活中。d t v ( d i g i t a l t v ，数字电视) 是信息电器家族中的 代表产品是电视技术与应用的发展方向，也是当前嵌入式应用领域的研究热 点。 1 1 1d t v 的优越性 d t v 作为家用电器信息化的先锋，提供了模拟电视无法比拟的优越性。概 括的讲，受众可以感受到的优势主要体现在： 1 ) 良好的交互性 d t v 配备电视节目信道的同时，还专门配备了一条用户反馈信道，用 以发送用户的即时反馈信息，从硬件层保证了良好的人机交互性。这就 改变了观众传统的收视习惯，实现了由被动收看方式向视频点播 ( v o d ) 方式的转换。 2 1 高质量的画面与声音 d t v 要求电视机终端画面达到水平1 2 0 0 线的清晰度，同时采用高压缩 比率的音频压缩编码解码技术，实现类似专业音响的环绕立体声的效 果。这样观众收看到的电视图像及声音质量非常接近演播室质量。 3 ) 丰富多彩的节目 数字压缩技术的采用提高了频率资源的利用率，可以在个标准有线电 视模拟频道中传输4 一l o 套电视节目。这样在有限的带宽资源下，数字 电视可以接收到更多的节目或服务。 4 ) 扩展功能 d t v 作为一个信息终端可以接入互联网，从而提供了部分以往计算机 才能够提供的功能：这也是发展信息化家电的一个重要初炭。 曲：l l ：j 2 , j k 大学硕l 学位论文 1 1 2d t v 的常见形态 d t v 是利用数字化的传播手段提供卫星电视传播与数字电视节目服务，从 而为用广i 带来集高品质图象质量特色化服务内容于一身数字电视频道服务。 数字电视的传输途径可分为三种：数字卫星电视、数字有线电视和数字地 面开路电视。这三种数字电视的信源编码方式相同，都是m p e g 一2 的复用数据 包，但由于它们的传输途径不同，它们的信道编码也采用了不同的调制方式。 数字电视的复用系统也是数字电视的关键部分之一。从发送端信息的流向来看， 它将视频、音频、辅助数据等编码器送来的数据比特流，经处理复合成单路串 行的比特流，送给信道编码及调制。1 9 9 5 年，欧洲1 5 0 个组织合作开发数字视 频广播项目，并成立了d v b ( d i g i t a lv i d e ob r o a d c a s t i n g ) 联盟。d v b 联掰是 一个由3 0 多个国家的2 3 0 多个成员组成的国际机构。该机构的首要目标是在全 球范围内发展和推广共同的数字电视广播标准。d v b 联盟共同制定了数字电视 的d v b 标准。这是一套有关电视广播系统大家庭诸多要素的统一标准，其中最 引人瞩目的是d v b 数字卫星和有线电视传输系统的标准。 目前国内外d t v 的存在形态主要有三种，即高清晰电视、机顶盒和第二 代机顶盒。高清晰电视也称为h d t v ，这个概念的提出主要是针对电视机所能 达到的清晰程度，并不涉及数字电视所要设计实现的更多功能。 机顶盒和第二代机顶盒的设计目的则是希望实现数字电视应当具备的功 能，即通过外接机顶盒实现数字电视的交互特性和其他扩展功能。此外机顶盒 的即插即用与非凡的可扩展性也降低了收看数字电视节目的成本和复杂度，这 使得它更容易被市场接受，因此也成为当前d t v 领域研究和发展的焦点。 1 1 3d t v 的研究与应用现状 世界上较早发展交互式d t v 的是美国、欧洲和日本。近年来他们在d t v 上的研究越来越深入，并制定了相应的工业规范。实际上他们不仪完成了三大 传输标准( 地面、卫星和有线) 的制定，而且已经实现了商业播出。美围和欧 洲计划予2 0 0 6 年停止模拟电视地面广播，日本也将于2 0 1 0 年停止类似服务。 我围是一个电视普及的大国，数字电视的发展有其广阔的前景，具有巨大 的市场需求。1 9 9 8 年9 月，我国研制成功第一套数字高清晰度电视系统，成为 继美国、欧洲和日本之后世界上第四个拥有数字高清晰度电视地面广播传输系 统的国家。目前数字电视已被国家列入“十五计划”的十大优先发展的信息 产业。预计到2 0 0 5 年，我国数字电视完整的产业链将初步形成；剑2 0 0 8 年， 我国= 卜要城市将逐步普及数字高清晰度交互式电视的商业播出；到2 0 1 5 年我围 将完成模拟电视向数字电视的更新换代。 西北l 一业大学石! j i 十学位论文 d t v 产业链的两大环节是服务提供商和设备提供商。服务提供商负责提供 视频。播( 或电视节目) 的制作、传输和用户管理，而设备提供阳则丰要负责 提供d t v 终端设备。d t v 终端设备是直接面向用户的，与用户的关系最为密 切。 目前d t v 终端的系统结构丰要包括嵌入式操作系统、嵌入式软件中间件和 应用程序。面向d t v 的嵌入式操作系统、d t v 多媒体中间件、d r v 应用服务 成为面向d t v 的嵌入式软件平台的研究重点。d t v 终端能否迅迷推广将卡要 取决于技术竞争力，这种竞争力体现在系统的各个层次包括操作系统的性z , t a i 价格、中间件的扩展能力和互操作性以及应用的个性化。应用的个性化是d t v 发展的车要目的和特色而软件中间件为上层应用提供的支撑能力直接决定了 应用个性化所能达到的程度。因此，研究和开发我国自主的d t v 嵌入软件i l 台， 对于发展我国数字电视产业意义重大。 1 2 嵌入式系统的一般特性 嵌入式系统是一类以应用为中心、以计算机技术为基础、软件硬件可裁剪、 适应应用系统对功能、可靠性、成本、体积、功耗等严格要求的专用计算机系 统。d t v 系统具有嵌入式系统的普遍特点，同时也继承了嵌入式系统的一般特 性： 1 1 专用性强 嵌入式系统适用于在特定的领域内完成特定功能，嵌入式系统的设计 和实现均以应用为核心，以满足需求为最高目的。嵌入式系统的硬件和软 件都必须针对具体的应用而设计，做到量体裁衣、去除冗余。d t v 系统的 嵌入式操作系统和嵌入式软件平台都是面向d t v 的专用设计。嵌入l i n u x 的健壮性、多平台支持、源码公开等特性，使其成为具有生命力的嵌入式 系统平台，并在多种行业得以应用。e m b e d d e dl i n u x + d v b m h p 中间件 提供了具有竞争力的d t v 解决方案。 2 ) 资源受限 嵌入式系统面向应用的特点决定了其应用环境、应用方式以及实现功 能的单一性。相对而言，嵌入式系统提供的可用资源也非常有限。一般来 说，嵌入式系统的计算能力、存储能力都不及通用计算系统那样充裕。d t v 系统包含了嵌入式操作系统和嵌入式软件平台，能分配给应删程序的资源 就相对较少，因此必须对资源的使用作优化。 3 ) 有实时性要求 西| 匕r 业大学硕士学位论文 在许多嵌入式应用中，高实时性是系统的基本要求。例丑，在航空、 航天领域中，为了实现较高的控制自动化，必须应用嵌入式系统。而目这 些应用领域通常都是对时间敏感的，需要系统能在给定的时川闽内作出响 应。一个嵌入式系统通常都是一个实时系统。d t v 对实时性的要求主要体 现在对客户指令的迅速响应，以及对节目流变化的快速处理h 4 ) 联网作业成为必然趋势 嵌入式系统的应用日益普及的同时，单机系统的缺陷电逐渐暴露出来。 新吖t 嵌入式计算系统的功能集成和应用模式使之迅速向网络化的方向发 展。d 丁v 系统，尤其是基于m h p ( m u l t i m e d i ah o m ep l a t f o r m ) 标准的 d t v 系统，适应了联网作业的发展趋势，成为嵌入式领域发展的新热点。 1 3 基于m h p 标准的d t v 围内对d t v 的研究工作主要集中在数字电视节目的编码、传输和解码等环 节，而较少的针对d t v 交互式应用。国内在数字节目信号处理、关键元器件、 应用软件等方面有一定的技术基础，但针对d t v 的基础软件平台的研究，还处 于起步阶段。 作为嵌入式领域的一个重要研究内容，数字电视有其特定的体系结构。这 个体系结构主要包含三部分：硬件平台、软件中间件和上层应用。其中建立一 套完整的软件中间件是公认的屏蔽硬件平台差异、支持应用程序跨平台应用以 及降低系统复杂度的最佳途径。 1 3 1 数字电视中间件及其规范 中间件建立在操作系统之上，支持上层应用的有效开发、部署、运行和管 理。由于所属领域的不同，面f 临的问题差异很大，因此各类中间什的功能和要 求也不尽相同。新一代d t v 的嵌入式中间件应当具有如下特点： 1 具有层次化和构件化框架。 2 提供符合国际规范的应用编程接口。 3 支持相关的应用程序和数据下载卧议。 当前世界范围内，数字电视软件中间件主要有三种相关n 勺规范，即 d v b m h p 、c a b l e l a b o c a p 和a t s c d a s e 。 d v b - m h p 是由欧洲数字电视执行委员会推动执行的。其重点l 是发布类似 于多媒体家庭平台( m h p ) 、高清晰度电视和其它标准扩展服务。d v b m h p 定 义了交耳：式数字应用和应用运行终端之问的通用接口，受到越来越广泛的支持， 西北一业火学硕士学位论文粥酋绪呛 已经成为事实上的d t v 中间件行业标准。 1 3 2 开发符合m h p 标准的中间件 我们必须充分认识到标准( s p e c i f i c a t i o n ) 在数字化、网络化进程中的地位和 作用，增强规范意识，在设备选型、新技术运作、事业建设、技术改造等工作 中首先必须考虑是否符合工业标准的问题，遵循标准化的规律，推进电视数字 化的健康发展。 然而，由于m h p 仅仅是一个行业规范，因此我们还必须立足自主的实现 技术，开发具有自主知识产权的m h p 软件中间件平台。此外，嵌入l i n u x 的与 生俱来的健壮性、多平台支持、源码公开等特性，使其成为具有爿i 命力的嵌入 式系统平台，并在多种行业得以应用。使用流行的嵌入式l i n u x 来提供对上层 软件的支持，也是一种较为稳妥和成熟的技术方案。 在本课题调研立项之初，经过使用确定的主题词、分类和检索策略对国内 文献、光盘数据库和国际联机数据库进行了检索，结合该项目的技术特点，筛选 出国内相关文献6 篇，国外相关文献1 l 篇。经综合对比分析，上述相关文献未 涉及本课题以下技术：基于嵌入l i n u x 的m h p 中间件平台。有鉴于此，我们将 开发基于嵌入式l i n u x 系统的、符合m h p 中间件规范的嵌入式软件平台作为 研究工作的主要目标。 1 4 课题来源及应用前景 课题来源于西北工业大学计算机科学与工程系嵌入式计算实验室承担的围 家8 6 3 课题面向d t v 的嵌入式软件平台。 该课题的主旨是以特定的硬件平台为基础，在经过剪裁的嵌入式l i n u x 操 作系统之上，开发符合d v b m h p 标准的面向d t v 应用的嵌入式软件平台。 同时课题成果将与生产实践相结合，最终实现产业化。 作为该课题的一个组成部分，本文阐述的重点放在面向d t v 的媒体呈现 中f 司件的研究与实现上，依据d v b - m h p 标准，构造完整的嵌入式软件平台， 为第三方开发上层应用提供规范的应用程序接口。 1 5 论文结构 水文共包含五章，依次阐述了作者对本课题的认识和理解，依次介缁了研 究工作中发现的诸多问题，详细记录了作者分析问题、解决问题的全过程。五 个章节的内容依次为： 两北一业大学瑚卜学位论文 第章绪论简要介绍d t v 的发展过程和发展趋势，归纳分析d t v 研究 现状，提出研究的导向，还介绍了课题的背景和全文的布局结构。 第二章详细的介绍d v b ( 数字视频广播) 组织提出的m h p 标准，全面 阐述m h p 标准的体系结构，分析该体系的优越性，归纳了m h p 的具体要求 并指明了本文的研究重点。 第三章引入了m h p 标准中提出的图像参考模型，指出j m f ( j a v am e d i a f r a m e w o r k ) 在d t v 服务流程中的位置，简要说明了j m f 的原理，介绍了 j m f 作为一个相对独立的功能模块与m h p 标准中其他模块之阳j 的交互关系 和接口。此外，还详细介绍了d t v 服务选择功能及相应接口。 第四章深入剖析j m f 框架的内部接口，介绍j m f 框架播放媒体数据流 的流程和播放器的状态转换机制，详细介绍了j m f 框架中对内部、外部两类 事件的处理机制，给出了作为扩展依据的标准化接口。 第五章阐述了和分析了工作中主要的技术途径，简要介绍了儿种技术方法 的要点，详细介绍了对j m f 三大核心部件的实现。最后从几个不同角度对最终 的媒体呈现功能作了简要的性能分析。 结束语中总结陈述了课题的现实意义和发展前景。 西北f ：业夫学硕士学位论文 第_ 搴m t l l 标准的体系鲔棚 第二章m h p 标准的体系结构 本章从目前流行的d t v 标准的对照入手，详细的介绍d v b ( 数字视频 广播) 组织提出的m h p 中间件标准，全面阐述m h p 标准的体系结构，分析 该体系的优越性，归纳了m h p 的具体要求并指明了本文的研究重点。 2 1 数字电视标准简介 一套完整的数字电视标准涉及的范围非常广，从功能上讲它包含数据格式、 信息编码与传输、终端呈现等等。概括的说，技术标准在数字化、网络化中具 有的作用主要体现在以下几个方面： ( i ) 在设备方面，模拟系统的标准主要规定设备的外在接1 ：2 1 ，而数字系统 的标准不仅规定设备的外在接口，还要对数字信号处理的整个过程和细节都做 详细的规定。如果标准不统一，设备和网络都将无法联通，数字信号将无法畅 通。 ( 2 ) 在系统方面，模拟系统是单一的、相互独立的服务系统，而数字系统 则是统一的、综合的、从播出到接收的大系统，接收端与播出端必须完全对应， 这就要求对播出系统、传输系统与机顶盒或接收机统一制订标准。 ( 3 ) 在相互关系方面，模拟系统的标准主要是单一的技术标准，而数字系 统的标准则是集信息标准、广播电视技术标准、通信传输标准、计算机标准于 一体的多层次的标准。 目前，美国、欧洲和日本各自形成三种不同的数字电视标准。美围的标准 是a t s c ( a d v a n c e dt e l e v i s i o ns y s t e mc o m m i t t e e 先进电视制式委员会) ；欧洲 的标准是d v b ( d i g i t a l v i d e ob r o a d c a s t i n g 数字视频广播) ；日本的标准是i s d b ( i n t e g r a t e ds e r v i c e sd i g i t a lb r o a d c a s t i n g 综合服务数字广播) 。 欧洲“d v b 标准”和美国“a t s c 数字电视标准”的主要区圳如下： ( 1 ) 方形像素：在a t s c 标准中采纳了“方形像素”( s q u a r ep i c t u r e e e l e m e n t s ) ，因为它们更加适合于计算机；而d v b 标准最初采用了16 ：9 和4 ：3 的 矩形象素。此外，范围广泛的视频图像格式也被d v b 采纳，而a t s c 对此则不 作强制性规定。 ( 2 ) 系统层和视频编码：d v b 和a t s c 标准都采纳m p e g ! 标准的系统 层和视频编码，但是，由于m p e g 一2 标准并未对视频算法作详细规定，因而实 施方案呵以不同，与两个标准都无关。 两北t l 业大学硕士学位论文第= 章m h i 。标准的体系站构 ( 3 ) 音频编码：d v b 标准采纳了m p e g 一2 的音频压缩算法；而a t s c 标 准则采纳了a c 3 的音频压缩算法。 ( 4 ) 信道编码：两者的扰码器( r a d o m i z e r s ) 采用不同的多项式；两者的 里德一所罗门前向纠错( f e c ) 编码采用不同的冗余度，d v b 标准用1 6 b ，而 a t s c 标准用功2 0 b ：两者的交织过程( i n t e r l e a v i n g ) 不同； 在d v b 标准中网格编码( t r e l l i xc o d i n g ) 有可选的不同速率，而在a t s c 标准中地面广播采用固定的2 3 速率的网格编码，有线电视则不需采用网格编 码。 ( 5 ) 调制技术：卫星广播系统中d v b 标准采用q p s k ，而a t s c 标准不 涉及卫星广播。有线电视系统中d v b 标准采用任选的1 6 3 2 6 4 q a m ，而a t s c 标准采用1 6 v s b ，两者完全不同。地面广播系统中d v b 标准采用具有q p s k 、 1 6 q a m 或6 4 q a m 的c o f d m ( 2 k 个或8 k 个载波) ；而a t s c 标准采用8 v s b 。 上述三大技术标准的部分参数对照如表所示： 日本i s d b t欧洲d v b t美国a t s c v s b 带宽 56 m h z 4 3 2 k h z6 6 m h z 7 6 m h z56 m h z 调制 c o f d mc o f d m 8 v s b 载频调制d q p s k 1 6 q a m ，6 4 q a mq p s k ，16 q a m ，6 4 q a m 8 v s b 5 6 m h z ：1 0 4 5 行( 2 k 模式) ， 5 7 1 6 行( 8 k 模式) l7 0 5 行 音频没 各，视频- - i 视频设各) 。p l a y e r 支持标准的用户控制，并且放松了在c l o c k 和 c o n t r o l l e r 中施加的一些操作限制。p l a y e r 的继承关系和声明如下圈所示： 阳北1 , i k 大学硕上学位论艾 讪章j m fd , j 流程与接口 一! 噔。o 堕i r = 1 黼磁r s i e = = = = = = = _ x n _ c s t a r t ，l o p ? a e 俐e d la t i m e ： - j e 仃棚e b a s e| 厂面而订舔 ； t t i m e b a s e j江。一：= ，= ：。一i s e t r a t e l g e t o u r a t i o n l ae x t e n d s ，e x e n d s p r e t e t c h r e a 【1 ：e d e a l l o c a r e c l o s e a d d c o n t r 0 1 1 ”l 1 s t e n e r 琴雾一l ! 墅! s t a r t 5 9 t s q u r c e a d d c c n t m l l e p g e t v i s u a l c o m p o n e n t g 剞c c o n t r 0 1 p a n e l c o m p o n e n t 图4 - 2 p l a y e r 接口的继承关系 e t a s o u r c e 每个c o n t r o l l e r 都有6 种状态：u n r e a l i z e d 、r e a l i z i n g 、r e a l i z e d 、p r e f e t c h i n g 、 p r e f e t c h e d 和s t a r t e d 。每种状态代表的含义如下： u n r e a l i z e d ： r e a l i z i n g ： r e a l i z e d ： p r e f e t e h i n g p r e f e t c h e d ： s t a r t e d ： 表示初始状态。此时c o n t r o l l e r 对象实体剐刚被创建。 由初始状态向r e a l i z e d 转化的过渡状态。调用c o n t t o i l e r 的s t a r t ( ) 方法启动整个状态转换过程。对c o n t r o l l e r 对象作初始化，同 时创建媒体轨道列表、媒体格式列表，检索当前可用的解复用 器、解码器并建立列表。 创建新线程读取媒体文件或媒体流。 建立c o n t r o l l e r 与音频设备和图形设备的关联，肩动解析器分 析媒体类型，启动解码器完成缓冲解码( c a c h i n gd e c o d i n g ) 。 解码线程发送事件通告缓冲解码完成。 此时已经进入播放状态。开始向音频设备和图形设褥发送数据。 筹 两- 1 1 ：1 _ l 。业火学硕士学位论文孵叫章j m f m ；流程与接口 s l 。p p e d ： s t a n e d i 状态转换事件t r a n s i t i o n e v e n t ： r c e 。- r e a l l z e c o m p l e t e e v e n t p f c e - p r e f e t c h c o m p l e t e e v e n t s e + - s t o p e v e n t 图4 - 3c o n t r o l l e r 状态转换示意图 由图4 3 容易看出：c o n t r o l l e r 在不同状态之间的切换很大程度上依赖于事 件( e v e m s ) 的正确传递和捕捉。c o n t r o l l e r 能够传递的事件分为三大类： c h a n g e n o t i f i e a t i o n s 、c l o s e d e v e n t s 和t r a n s i t i o n e v e n t s 。每一类事件都对应于一 个j a v a 类。 c h z m g e n o t i f i e a t i o n 事件如r a t e c h a n g e e v e n t ，d u r a t i o n u p d a t e e v e n t 和 f o r m a t c h a n g e e v e n t 用来指示c o n t r o l l e r 的某些属性发生改变通常作为对一些方 法调用的响应。例如，当调用s e r r a t e 时，p l a y e r 发送r a t e c h a n g e e v e n t 事件作为 响应。t r a n s i t i o ne v e n t s 用于通告c o n s t r o l l e r 的状态改变。c l o s e de v e n t s 事件在 c o n t r o l l e r 关闭时发送。 p l a y e r ( 作为最重要的一类c o n t r o l l e r ) 发生状态转换的时候，会传递 t r a n s i t i o n e v e n t s 事件。c o n t r o l l e r l i s t e n e r 接口提供方法监听p l a y e r 的当前状态， 并针对不同状态作出及时响应。为防止竞争条件的发生，并不是每个状态的 p l a y e r 都可以调用所有的方法。表4 4 给出了j m f 在各种状态下方法调用所受 到的的限制条件： 西北工业大学硼：匕学位论文 方法r e a l i z e dp l a y e rp r e f e t c h e dp l a y e rs t a r t e dp l a y e r a d d c o f i i f o l l e r合法合法c i o c k s t a r t e d e r r o r d e a l l o c a t e合法合法 c 1 0 c k s t a r c e d e r r o r g e t c o n t r o l p a n e l c o m p o n e n t 合法合法合法 g e t g a i n c o n t r o l合法台法合法 g e t s t a r t l a t e n c y 合法 合法合法 g e t t i m e b a s e合法合法台法 g e t v i s u a l c o m p o n e n t 合法 合法一念法 m a p t o t i m e b a s ec i o c k s t o p p e d e x c e p l i o n c i o c k s t o p p e d e x c e p t i o n 合法 r e m o v e c o n t r o h e r合法合法c i o c k s t a r t e d e r r o r s e t m e d i a t i m e合法合法合法 s e t r a t e合法合法合法 s e t s t o p t i r n e 合法合法s t o d t i m e s e t e r r o r s e t t i m e b a s e合法合法 c i o c k s l a n e d e r r o r s y n c s t a r t n o t p r e f e t c h e d e r r o r合法( 1 【o c k s l a n e d er r o r 表4 _ 4 对不同状态下调用方法的限制 c o n t r o l l e r 组件状态切换的物理意义将在本章4 4 节中作介缁。 4 3 用户事件的捕捉与分发 在m h p 系统中主要存在两大类事件，一类是用户交互事件，川户可以通过 遥控器和数字电视进行交互，这是数字电视的一大特色。另一类是系统内部事 件，这时需要d v b j 平台能自动捕捉，并能进行相应的处理。本。l i 简要介绍对 用户交瓦事件的处理机制。 用i 的任何交互操作事件，m h p 应用程序和其他系统部件刈以接收到。 d v b je v e n ta p i 提供了对用户事件处理的方法。d v b 中把事件羲成资源，采 用资源管理的模式对用户事件进行管理，应用程序可以通过实现资源状态监听 西北i 业大学硕七学位论文靴p u 章j mr 【山挪流程j 接口 器来获得事件的当前状态。 4 3 1d v b je v e n t a p i 中提供的用户事件处理机制 标准j a v a a w t 机制，主要是面向g u i 事件的处理，多数jg u i 相关 的事件在j a v a a w t e v e n t 包中的类定义，这个包也定义了针对不同的事 件的监听器接口。 o 豫d v b e v e n t 提供的另外一种机制，允许非图形界面的应用程序接收 和处理来自用户的操作事件。应用程序可以在没有获得用，、输入焦点 的情况接收事件，进行相应的处理。譬如用户按下一个键后将运行一 个不可视的应用程序。 4 3 2d v b je v e n t a p i 中提供的事件访问机制 独占式访 h i ( e x d u s i v ea c c e s s ) c 【一个事件对应一个应用程序。o r g d v b e v e n t 可以采用j a v a a w t 机制来接 收用户事件，这需要获得用户的输入焦点。也可以采用无输入焦a 独占式访问 事件。旦一个应用程序获得对某个事件的独占式访问，其他任何应用程序都 不能获得对事件的访问。 共享式访问( s h a r ea c c e s s ) 共享式访问允许多个应用程序同时接收个事件。应用程序苜先订阅自身 感兴趣的事件，当事件产生时，每个订阅过该事件的应用程序都能够接受到该 事件。每个应用程序都必须建立独立的事件处理循环。 4 3 3 用户事件处理 j a v a 应用程序在和用户交互时，对事件处理采用的是代理事件模型，函先 有一个引发事件的事件源对象( e v e n ts o u r c e ) ，在事件源上添加事件监听器 ( l i s t e n e r ) ，由事件监听器来完成对事件的处理。在a w t 模式下，有专门管理 事件监听器的类，提供对事件监听器的注册、注销，有专门进行事件分发的类。 在m h p 系统中，用户事件不仅仪是a w t 事件，它的事件处理更加复杂因此 必须保证对事件的有效管理，以使事件能准确地分发给正确的应用程序。d v b j 提供事件管理器来对用户事件进行管理。通过事件管理器，用户i j 以修改应用 程序的牛命周期，参与应用程序的装载、运行、停止，前提是应f lj 程序定义了 用户事件，实现了监听器对象。 1 ) 事件管理器的丰要功能 西北】：、u ! 大学硕士学位论文筇川章j m f 邮流程与接口 注册或删除监听器为应用程序添加或删除事件监听器； 维护一个订阅信息表用来登记事件监听器和监听器订阅的事件 事件管理事件分发线程根据订列信息表向各个监听器分发事件； 臣圃 2 ) 监听器管理 图4 - 4 事件管理与接口 事件管理器维护一个事件订阅信息表，用来管理所有事件监听器和该监听 器订阅的事件，提供注册、注销事件监听器的方法。对于独占式访问方式，应 能给予标注，以便于事件分发线程准确地分发事件，图4 4 解释丁事件管理与 监听器管理。 3 ) 事件分发 两北3 1 , 1 k 大学硕十学位论文 筇叫章j m fl q l l l f 流撑与接u 系统启动后，在虚拟机上就要启动一个线程事件分发线私，这个线程 进入无限循环中，它不断地从事件队列中取出事件，根据事件订蒯信息表，决 定哪个应用程序或哪些应用程序应该得到该事件，然后将事件分发给相应的应 用程序。图4 5 说明事件是如何分发给合适的应用程序。 图4 - 5 用户事件分发流程 4 1 事件处理流程 用户事件茸先由系统获得，应用程序要使用肘i 方法调用，获l f 叉用广事件， 然后将事件“翻译”成j a v a 能够识别的事件，送到j a v a 事件队列h 事件分发 线程将根据事件订阅信息表将事件分配给相应的监听器去处理这些事件。其流 曲北川k 大学硕士学位沦文 第旧章f m fi j , j 部流程l 亍搂n 程如图4 - 6 所示 图4 - 6 用户事件处理机制 用( j n i ) 两北川k 大学硕士学位沦文 第u q 章i m f 山部流程与接口 4 4j a v a 线程 j a v a 虚拟机提供了对多线程机制的支持。与其他低级语言( 如c 、c + + ) 不同，j a v a 将多线程机制集成到了语言内部，电就是说j a v a 的多线程机制并不 依赖于操