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摘 要：MPEG-2是目前应用最为广泛的数字音视频编码国际标准，大部分数字音视频节目是以MPEG-2的形式存在。DirectShow是目前windows操作系统上的优秀的多媒体开发编程接口。提出一个MPEG-2视频解码器在DirectShow中的实现方案。这一实现在多媒体应用中具有广泛的参考价值。
关键词：DirectShow；filter；MPEG-2；解码器
中图分类号：TP316．5 文献标识码：A
1 引言
微软公司提供的DirectX是用于创建PC游戏和多媒体应用程序的优秀工具。DirectX是一个用于开发游戏以及其它各类多媒体应用程序的底层API函数集，可以用来在windows操作平台上开发高性能图形、声音、输入、输出和网络游戏；它是一种基于COM的系统，既不属于驱动程序层，也不属于应用程序层。DirectX的主要设计目标是在提供某种设备独立性的同时获取高速度。作为Di-rectX的一个COM组成元素，DirectShow应用程序编程接口是一个windows平台上的流媒体架构，提供各种格式的高品质多媒体流的捕获、处理、传送和回放，如AVI，ASF，MPEG，MP3，MOV等。DirectShow集成了DirectX其他组件中的先进技术，能做到自动检测、使用视频和音频硬件加速设备；它不仅支持基于WDM驱动程序的硬件设备，也向上兼容Video for WindOWS(VFW)驱动程序的硬件设备。
为了实现MPEG-2视频解码器，可设计一个名为MPEG2 Decoder的Transform Filter，包含一个输入pin、一个输出pin，用于接收MPEG-2的视频流输入，解码后输出YUY2格式的图像帧序列。在微软提供的Filter测试工具GraphEdit中使用MPEG-2视频解码器构建的Filter Graph如图2所示：
图中xyys.vob文件为一个MPEG-2压缩的文件，其输出的数据流被MPEG-2 Splitter接收，并实现音视频分离；视频流由MPEG2 Decoder实现MPEG-2的视频解码，并送显示，音频流由ffdshow audio Decoder实现解码并送播放。
4 MPEG一2视频解码器的实现
4．1 filter的设计
设计一个MPEG-2视频解码器实际上就是在DirectShow中设计出一个能实现MPEG-2视频解码功能的filter，即图2中的MPEG2 Decoderfilter。
从Filter Graph的设计和功能定义上分析，MPEG2 Decoder filter是一个Transform filter。有一个输入pin(input)和一个输出pin(output)。由于Transform Filter是DirectShow中的一个应用框架，实现“输入－>内部处理－>输出”的功能；其中应用逻辑，即MPEG-2的视频解码部分可以与应用框架分离，以设计一个结构清晰、扩展性良好的Filter项目。
Filter框架是完成Filter功能的一个操作函数集，以完成输入和输出pin上的媒体类型检查，决定Sample内存大小的相关功能。数据的输入和处理完成后的输出由Filter框架实现，而实现MPEG一2的解压缩由应用逻辑实现。
4．2 filter的编码实现
4．2．1 Filter框架的实现
从DirectShow的基类CSource类继承得到filter，以实现一个独立的线程专门用于MPEG2的解码输出。同时可设计输入pin类(CMpeg2InputPin)和输出pin类(CMpeg20utPin)。在输入pin上需要实现媒体类型检查(CheekMediaType)、媒体数据的接收(Re-ceive)等相关功能。以媒体类型的检查为例：
4．2．2 MPEG-2解码的实现
MPEG-2源代码可以从开源网站下载(如：MPEG的官方网站，www.mpeg.org)，下载后得到的MPEG2解码内核是C代码，而Filter的开发采用C ，为了高效实现C与C 的混合编程，可设计一个C 风格的应用程序控制类CM-pegDecode，将解码内核上可能被调用的C函数在这个类中封装。Filter框架就只需调用这个控制类，从而保持较为清晰的结构。
5 结论
MPEG压缩一直是多媒体应用领域中的热点研究问题，微软公司推出的DirectShow应用程序编程接口是一个基于windows平台的优秀流媒体架构。本文设计了一个实现MPEG-2解压缩的Transform filter，并在GraphEdit中得到了实现。同理还可以在DirectShow中实现其它解码器。这一实现在多媒体应用中具有广泛的参考价值。
关键词：DirectShow；filter；MPEG-2；解码器
中图分类号：TP316．5 文献标识码：A
1 引言
微软公司提供的DirectX是用于创建PC游戏和多媒体应用程序的优秀工具。DirectX是一个用于开发游戏以及其它各类多媒体应用程序的底层API函数集，可以用来在windows操作平台上开发高性能图形、声音、输入、输出和网络游戏；它是一种基于COM的系统，既不属于驱动程序层，也不属于应用程序层。DirectX的主要设计目标是在提供某种设备独立性的同时获取高速度。作为Di-rectX的一个COM组成元素，DirectShow应用程序编程接口是一个windows平台上的流媒体架构，提供各种格式的高品质多媒体流的捕获、处理、传送和回放，如AVI，ASF，MPEG，MP3，MOV等。DirectShow集成了DirectX其他组件中的先进技术，能做到自动检测、使用视频和音频硬件加速设备；它不仅支持基于WDM驱动程序的硬件设备，也向上兼容Video for WindOWS(VFW)驱动程序的硬件设备。
为了实现MPEG-2视频解码器，可设计一个名为MPEG2 Decoder的Transform Filter，包含一个输入pin、一个输出pin，用于接收MPEG-2的视频流输入，解码后输出YUY2格式的图像帧序列。在微软提供的Filter测试工具GraphEdit中使用MPEG-2视频解码器构建的Filter Graph如图2所示：
图中xyys.vob文件为一个MPEG-2压缩的文件，其输出的数据流被MPEG-2 Splitter接收，并实现音视频分离；视频流由MPEG2 Decoder实现MPEG-2的视频解码，并送显示，音频流由ffdshow audio Decoder实现解码并送播放。
4 MPEG一2视频解码器的实现
4．1 filter的设计
设计一个MPEG-2视频解码器实际上就是在DirectShow中设计出一个能实现MPEG-2视频解码功能的filter，即图2中的MPEG2 Decoderfilter。
从Filter Graph的设计和功能定义上分析，MPEG2 Decoder filter是一个Transform filter。有一个输入pin(input)和一个输出pin(output)。由于Transform Filter是DirectShow中的一个应用框架，实现“输入－>内部处理－>输出”的功能；其中应用逻辑，即MPEG-2的视频解码部分可以与应用框架分离，以设计一个结构清晰、扩展性良好的Filter项目。
Filter框架是完成Filter功能的一个操作函数集，以完成输入和输出pin上的媒体类型检查，决定Sample内存大小的相关功能。数据的输入和处理完成后的输出由Filter框架实现，而实现MPEG一2的解压缩由应用逻辑实现。
4．2 filter的编码实现
4．2．1 Filter框架的实现
从DirectShow的基类CSource类继承得到filter，以实现一个独立的线程专门用于MPEG2的解码输出。同时可设计输入pin类(CMpeg2InputPin)和输出pin类(CMpeg20utPin)。在输入pin上需要实现媒体类型检查(CheekMediaType)、媒体数据的接收(Re-ceive)等相关功能。以媒体类型的检查为例：
4．2．2 MPEG-2解码的实现
MPEG-2源代码可以从开源网站下载(如：MPEG的官方网站，www.mpeg.org)，下载后得到的MPEG2解码内核是C代码，而Filter的开发采用C ，为了高效实现C与C 的混合编程，可设计一个C 风格的应用程序控制类CM-pegDecode，将解码内核上可能被调用的C函数在这个类中封装。Filter框架就只需调用这个控制类，从而保持较为清晰的结构。
5 结论
MPEG压缩一直是多媒体应用领域中的热点研究问题，微软公司推出的DirectShow应用程序编程接口是一个基于windows平台的优秀流媒体架构。本文设计了一个实现MPEG-2解压缩的Transform filter，并在GraphEdit中得到了实现。同理还可以在DirectShow中实现其它解码器。这一实现在多媒体应用中具有广泛的参考价值。