luda 硬件平台：STM32F769IDISCOVERY
软件开发平台：Keil 5.1
工具：SD卡、容量8G、Class10(10MB/S)
分析AVI文件：
AVI是音频和视频交错的文件，因此视频和音频可以交叉播放。AVI视频中的编码器非常多，包括MPEG4、XVID、H.264、MJPEG等。此处使用的AVI文件的编码器是MJPEG，因此每个视频帧文件都是JPEG照片，因此可以使用硬件解码器解码。AVI文件中的音频编码器也有多种格式，包括MP3、AC3、PCM、AAC等。在这里，我使用未编码的PCM数据格式。这样可以将读取的数据直接发送到音频处理模块，而无需进行复杂的转换。节省时间，使视频回放更加顺畅。
AVI文件基于RIFF文件结构，有两个最常用的数据单位：chunk块和LIST列表。整个RIFF文件的结构如下：
RIFF场数据大小AVI场
- LIST字段数据大小hdrl字段
- avih字段数据大小内容
-列表字段数据大小strl字段
- strh字段数据大小内容
- strf字段数据大小内容
- strd字段数据大小内容(可选)
-列表字段数据大小strl字段
- strh字段数据大小内容
- strf字段数据大小内容
- strd字段数据大小内容(可选)
-列表场数据大小INFO场视频编码器相关信息。
- JUNK现场数据大小无用数据
-列表字段数据大小movi字段音频、视频数据
- idx1字段数据大小每帧音频、视频数据大小和文件内偏移地址(可选)
如上图所示，AVI RIFF文件由RIFF标头、hdrl列表(AVI文件的数据格式)、INFO列表、movi列表(AVI的视频音频序列数据)和可选索引块组成。
我们这次解码的AVI文件，视频是MJPEG编码，音频是PCM编码，现在重点分析这种类型的文件。
RIFF标头：文件开始前12个字节，如下图所示。
前4个字节是RIFF，表示这是RIFF结构中的文件。中间4个字节是RIFF结构数据大小，不包括前8个字节(前8个字节等于AVI文件大小)，后4个字节表示这是AVI文件。
Hdrl列表：嵌套一系列块和子列表、avih块以及一个或多个strl子列表。
文件偏移地址0x0c-0x0f: list字符。
文件偏移地址0x10-0x13: hdrl列表数据大小(不包括前8个字节)。
文件偏移地址0x14-0x17: hdrl字符。
AVIh块：记录有关avi文件的全局信息，是hdrl列表的子块。文件偏移起始地址：0x18。数据结构如下：
文件偏移地址0x18-0x1b: avih字符。
文件偏移地址0x1c-0x1f: avih块大小不包括前8个字节。
文件偏移地址0x20 -0x23:显示每帧所需的时间(以美国为单位)
文件偏移地址0x24 -0x27:最大数据速率。
文件偏移地址0x28 -0x2B:数据填充的粒度。
文件偏移地址0x2c -0x2f: AVI文件的全局标记(例如，是否包含索引块等)。
文件偏移地址0x30 -0x33:视频帧总数。
文件偏移地址0x34 -0x37:指定交互式格式的初始帧数(非交互式格式必须指定为0)
文件偏移地址0x38 -0x3b:此文件中包含的流数
文件偏移地址0x3C -0x3F:建议读取此文件的缓存大小
文件偏移地址0x40 -0x43:视频图像的宽度(以像素为单位)
文件偏移地址0x44 -0x47:视频图像的高度(以像素为单位)
文件偏移地址0x48 -0x57:保留
Strl列表：包含一个或多个strh块和一个strf块。文件中的流数对应于几个strl列表。一般AVI文件必须包含视频流和音频流文件，但某些AVI文件必须只有一个流文件(视频流或音频流)。两个流列表的出现顺序不是固定的。第一个可以是视频流或音频流，但两个流数据的结构是相同的。
文件偏移地址0x58-0x5b: list字符。
文件偏移地址0x5c-0x5f: strl列表数据大小(不包括前8个字节)。
文件偏移地址0x60-0x63: strl字符。
/p>strh块：用于描述流的头信息，是strl列表的子块。数据结构如下图所示：
无论是音频流还是视频流，播放时长 = dwLength /dwRate / dwScale。选择最大值为AVI视频文件播放的总时长。
strf块：该块用于描述流的具体信息，是strl列表的子块。对于视频流，用于描述位图信息，对于采用MJPEG编码的视频，这段信息不重要。对于音频流，描述音频的相关信息，包括声道数，以及采样率等等。对于音频流，数据结构如下所示：
INFO列表：描述编码该AVI文件的程序信息，里面包含一个ISFT块。对我们来说，这段信息不重要。
JUNK块：主要用于内部数据的对齐，都是些无用的信息，可以直接跳过。
movi列表：存放音频、视频数据块，音频、视频数据块在该列表中交错方式存放着。音频数据块的结构为：01wb+音频数据块的大小+音频数据。视频数据块的结构：00db(00dc)+ 视频数据块的大小+视频数据。其中01wb—代表音频数据，00db--未压缩的视频数据，00dc--压缩的视频数据。
idx1索引块：描述音视频数据的索引块信息，该内容是可选的。数据结构为：idx1+索引块数据大小+索引块数据。索引块数据有两种格式，一种为视频数据索引：00dc+4字节描述是否为重要帧（重要帧：0x00000010，无关帧：0x00000000）+4字节偏移地址（相对于movi列表的偏移地址）+视频数据大小；一种为音频数据索引：01wb+4字节描述是否为重要帧（重要帧：0x00000010，无关帧：0x00000000）+4字节偏移地址（相对于movi列表的偏移地址）+音频数据大小。
利用索引块可以方便的定位视频数据和音频数据，现在随便打开一个AVI文件，找到索引块位置如下图所示：
可以看到索引块的内容第一个位视频索引块信息，它在movi列表的偏移地址为
4个字节。接下来找到movi列表，如下图所示：
由图上所知，movi列表开始的第一个数据块为视频数据，跟索引块刚好一一对应。视频数据开始的地址为：0x26f6，movi列表中movi字段的地址为：0x26f2,二者地址相减当好差4个字节，与视频索引块的偏移地址相对应。但这并不是真实数据的起始位置，需要在移动8个字节。最后总结下：真实数据的偏移地址 = movi字段的起始地址+视频索引块中偏移地址+8。对于音频索引块也是一样的。
视频解码：
对于我们来说，需要知道的AVI文件参数如下所示：
1.AVI文件的大小。
2.视频画面的宽度和高度。
3.视频帧率和音频采样率
4.视频帧总数及其每帧数据的偏移地址
5.音频帧总数及其每帧数据的偏移地址
6.音频的通道数
7.文件播放总时长
上面的几个参数可以从AVI文件中直接读取或者计算出来，有了以上的参数，我们就可以进行视频解码了。
我这里使用SD卡（class10）存放AVI文件，为了让AVI视频播放更加流畅，我们要对SD卡的读数据进行测试，下面是测试结果：
| 数据大小 | 时间 |
| 16K | 2ms |
| 32K | 4ms |
| 64K | 6ms |
| 128K | 10ms |
读取时间越短，那么AVI视频文件解码也就越快。
视频解码流程大致如下：
1.初始化系统时钟相关外设，配置系统时钟为200MHZ。
2.初始SDRAM相关外设。
3.初始化液晶屏相关外设。
4.初始化SD卡相关外设，配置时钟为25MHZ，并安装FATFS文件系统。
5.初始化音频相关外设。
5.初始化JPEG硬件解码器相关外设。
6.在SDRAM中开辟两个视频帧输入缓存器，每个大小为256KB，用于存放AVI文件的视频帧数据。开辟一个视频帧索引区，大小为512KB，结构为：视频帧数据偏移地址（4字节）+视频帧数据（4字节），用于存放所有的视频帧信息。开辟一个音频帧索引区大小为512KB，结构为：音频帧数据偏移地址（4字节）,用于存放所有的音频帧信息。
7.打开AVI文件，使能FATFS快速查找功能，获取解码的相关参数，并把索引块的信息分类填充到音频帧索引区和视频索引区，方便音频数据和视频数据的定位。
8.开始解码前，将第一帧和第二帧视频数据分别填充到视频帧输入缓存器。同时将第一帧和第二帧视频数据分别填充到音频输入缓存器。
9.开始解码，将视频帧输入缓存器1的内容传送到JPEG硬件解码器，等待解码完成。在等待的过程中，判断视频帧输入缓存器是否为空，如果是空的话，马上填充下一帧视频数据到视频帧输入缓存器。将音频帧输入缓存器1的内容传送到音频解码器，等待解码完成。在等待的过程中，判断视频帧输入缓存器是否为空，如果是空的话，马上填充下一帧视频数据到音频帧输入缓存器。
10.音频和视频解码同步进行，视频解码完成后，显示图像。
11.等待视频帧间隔时间到达，进行下一帧数据处理。如此循环往复，就可以播放AVI视频了。具体程序编写，可以参照我的程序。
下面是解码720X480的视频，帧率12：
视频请点击下方阅读原文观看
下面是解码480X270的视频，帧率20：
视频请点击下方阅读原文观看
下面是官方DEMO，800X480的视频，视频标称帧率25，实测最大到20（受限SD卡读写速度）
视频请点击下方阅读原文观看
如果想获取更快的解码速度，建议使用U盘存放视频文件。对于高质量的影片，解码较为吃力，有时候CPU会出现硬件出错而死掉，也有可能出现音频和视频不同步的现象，所以不建议播放高质量的影片,对于中等质量的影片，播放挺流畅的。。这里说明一下，只支持采用MJPEG视频编码器和PCM音频编码器的视频文件。如果手头没有这种类型的AVI文件，可以通过狸窝AVI视频转换器来转换，个人感觉蛮好用的，不过里面没有800X480格式，这是比较遗憾的。
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