什么是OpenMAX技术分析OpenMAX

什么是OpenMAX技术分析OpenMAX

OpenMAX是统一的抽象层，它允许访问否则需要供应商特定API的硬件。

Broadcom的MMAL（多媒体抽象层API）。

因此，OpenMAX允许使用此类硬件的软件的（某种）便携式实现。本文概述Raspberry Pi的硬件​​媒体功能以及如何使用OpenMAX访问它。Raspberry Pi Foundation提供的官方OpenMAX IL 1.1.2文档和IL组件文档构成了本文的基础。（Khronos宣布OpenMAX为无效标准。无论如何。OpenMAX提供了对硬件的抽象，该硬件能够对多媒体（音频，图像和视频）执行操作。就像OpenGL（现在是Vulkan，所有这些都由同一个组织Khronos指定）一样，它通过专门用于游戏等实时3D渲染的硬件进行抽象。（有趣的事实：Vulkan是星际迷航中Spock先生的家行星Vulcan的拼写错误，就像Khronos听起来像Klingon帝国的家乡Qo'nos一样）。硬件一次只能处于一种状态，因此它类似于状态机。OpenMAX映射到该状态机，并提供一个API对其进行操作。由于它与硬件的紧密绑定，因此只有在相应的硬件处于特定状态时才能发出许多命令。

这是根据对Raspberry Pi的观察得出的结果，不知道它们是否适用于其他OpenMAX设备。因此更精确。有些命令以错误的状态发出时会引发错误。其他人不会提出错误，但也不会执行该操作，直到满足状态要求为止。这导致（至少在Raspberry Pi上）一些已发布的命令（几乎）立即（几乎）立即调用相应的事件处理程序，而另一些则要等到首先发出更多的命令后，才会产生这样的效果。因此，应该通过一条黄金路径发出命令来克服OpenMAX API的异步特性。如果离开该路径，则必须处理同步并在发出下一个命令之前等待回调处理程序被调用。使用OpenMAX

每个硬件功能都类似于OpenMAX中的一个组件。可以在Raspberry Pi Foundation的git存储库中全面了解Broadcom提供的所有组件。组件可视为具有输入和/或输出的数学函数。同样，每个组件都可以分配到四个域之一：音频，图像，视频和其他。最简单的情况是一（1）个输入端口和一（1）个输出端口。可以传入数据，处理后的数据就会出来。例如，可以是视频编码器。将原始图像流传递到输入端口，并在输出上获得h.264编码的流。也可以将一个组件的输出端口链接到另一组件的输入端口。所谓的隧道，允许链接组件，并且只处理一个输入端口和一个输出端口，而不必处理中间结果。因此，OpenMAX允许形成一条管道并配置许多方面，以便可以通过它流传输数据。

在VMCS-X OpenMAX IL组件概述中，输入端口和输出端口必须位于同一域中（由端口的颜色指示）。该页面显示了Rasbian中所有可用的组件，而VideoCore IV中不是全部可用，因为并非所有组件都可以使用，因为它们需要VC作为主要SoC来运行，并且可以访问像image_read这样的文件系统。该文档仍然存在，但未在index.html中链接。所有端口都有一些要配置的参数。带有链接的链接指向特定于Broadcoms VideoCore IV的参数。

假设有一个网络摄像头，并且想要在的网站上提供多部分JPEG图像（也称为MJPEG）。有些网络摄像头可以自动执行此操作，但是有些则不能，在后一种情况下，将不得不获取图像并反复运行JPEG编码。这是一项CPU繁重的任务，因为通常对每个图像使用相同的大小和压缩率，所以这是重复性的。使用OpenMAX，可以设置一个JPEG编码器组件来为完成此任务，然后CPU只需将原始图像数据铲入并拉出编码的JPEG图像。

本文代码保持在最低水平，但在更高层次上还是要讨论。所有真正的C语言代码都可以在的git存储库OMXPlayground中找到。当前，由于具有多个频繁循环，因此这些实现并不理想。但是OpenMAX标准规定，调用必须在指定的毫秒数内返回。例如，回调是阻塞组件的调用，因此，客户端（此代码）应在5毫秒（3.1.2.9.1-3.1.2.9.3）内从回调中返回。要求未处理任何缓冲区的OpenMAX调用必须在20毫秒和5毫秒内返回（否则为3.2）。image_encode

这是较简单的情况之一，将在以后看到。它以从Alpha格式的16/24/32位RGB到YUV和CrCbY的变体的各种格式拍摄原始图像。输出可以是下面列出的任何受支持的压缩图像格式。

该组件非常容易，因为可以完全控制输入和输出格式，并且支持多种格式。因此，基本上只需要配置输入和输出端口，就可以开始向其上扔数据了。

基本步骤：

• 获取EmptyBufferDone和FillBufferDone的回调的句柄。
• 禁用端口340和341。
• 将手柄切换到空闲状态。
• 为端口340配置，启用和分配bufferX。
• 配置，启用和分配341端口的bufferY。
• 将句柄切换为执行。
• 遍历数据：
• 从bufferY复制压缩的数据。
• 填充缓冲区Y。
• 将图像数据复制到bufferX。
• 空缓冲区X。
• 将手柄切换到空闲状态。
• 为端口340禁用和取消分配bufferX。
• 为端口341禁用和取消分配bufferY。
• 将手柄切换到已加载。
• 免费切换。

为回调EmptyBufferDone和FillBufferDone需要推动循环的数据。如果OMX_EmptyThisBuffer尚未完成处理，则无法将数据传递到组件中。因为此调用没有阻止，所以必须等待EmptyBufferDone回调。OMX_FillThisBuffer通话类似。必须等待FillBufferDone回调，然后才能从组件获取结果数据。

设置输出端口时，如果所选数据格式支持，则可以提供所需的颜色格式。还可以为JPEG数据格式设置压缩率或量化因子（Q因子）。对于JPEG，还可以定义使用libjpeg的IJG量化表。

通过设置端口来配置端口OMX_IndexParamPortDefinition。nBufferSize将根据改变format.image.nFrameWidth，format.image.nSliceHeight和format.image.eColorFormat（每像素的字节数）。因此，设置后，OMX_IndexParamPortDefinition应该对其进行查询以获取更新nBufferSize。同样，大多数图像组件都支持16像素切片或一次完整图像的图像处理。

输入颜色格式

OMX_COLOR_Format16bitRGB565

OMX_COLOR_Format24bitBGR888

OMX_COLOR_Format24bitRGB888

OMX_COLOR_Format32bitABGR8888

OMX_COLOR_Format32bitARGB8888

OMX_COLOR_FormatYUV420PackedPlanar

OMX_COLOR_FormatYUV422PackedPlanar

OMX_COLOR_FormatYCbYCr

OMX_COLOR_FormatYCrYCb

OMX_COLOR_FormatCrYCbY

OMX_COLOR_FormatCbYCrY

 

输出图像格式	颜色格式
OMX_IMAGE_CodingGIF	OMX_COLOR_Format8bitPalette
OMX_IMAGE_CodingBMP	？
OMX_IMAGE_CodingJPEG	？
OMX_IMAGE_CodingPNG	？
OMX_IMAGE_CodingPPM	？
OMX_IMAGE_CodingTGA	？

image_decode

输入口	组件名称	输出口
320	image_decode	321

该组件从各种压缩数据格式解码图像，并返回解压缩的图像。必须告诉组件使用哪个解码器，并且输出颜色格式取决于此。由于没有内部转换，因此如果解码JPEG，则将不会获得RGB图像数据，因为JPEG固有的颜色格式是YUV（420？）。

如果要更改输出颜色格式，则必须通过image_resize组件运行结果数据。可以在这两个组件之间建立管道，因此只需处理一个输入和一个输出，而不必处理中间数据。但这是更高级的，将在以后看到。

由于此组件不提供输出颜色格式的转换，因此必须处理图像数据，因为它会出来，因此无法配置输出端口。输出端口将自动配置为输入。因此，将必须将数据传递到组件中，并使其相应地更改输出。

基本步骤：

• 获取EmptyBufferDone和FillBufferDone的回调的句柄。
• 禁用端口320和321。
• 将手柄切换到空闲状态。
• 为端口320配置，启用并分配bufferX [3]。
• 将端口321配置为自动检测。
• 将句柄切换为执行。
• 将图像数据复制到bufferX [i = 0]。
• 空bufferX [i]。
• 等待 OMX_EventPortSettingsChanged
• 为端口321启用并分配bufferY。
• 遍历数据：
• 从bufferY复制解码的图像数据
• 填充缓冲区Y
• 将压缩的图像数据复制到bufferX [i =（i + 1）％3]
• 空缓冲区X [i]
• 将手柄切换到空闲状态。
• 为端口340禁用和取消分配bufferX [3]。
• 为端口341禁用和取消分配bufferY。
• 将手柄切换到已加载。
• 免费提手。

如所见，执行在配置输出之前开始。传递到输入的数据不会丢失，而是会缓冲在组件中，直到完全设置输出为止。这就是为什么必须等待传递新数据的原因之一。当输出端口准备就绪时，它将调用FillBufferDone回调并让获取解压缩的图像数据。

支持的输入格式：?

支持的输出格式：?_resize

输入口	组件名称	输出口
60	image_resize	61

该组件可用于裁剪和调整图像大小以及更改颜色格式。可以在输入上配置裁剪，并为输出指定任意大小。该组件与组件一样直接，image_encode因为可以完全控制输入和输出端口，并且可以独立设置它们。Broadcom实施中的一个特殊之处在于，它仅支持处理16像素切片或整个像素中的输入。

基本步骤：

• 获取EmptyBufferDone和FillBufferDone的回调的句柄。
• 禁用端口60和61。
• 将手柄切换到空闲状态。
• 配置包括裁剪，启用并为端口60分配bufferX。
• 为端口61配置，启用和分配bufferY。
• 将句柄切换为执行。
• 遍历数据：
• 从bufferY复制转换后的图像数据。
• 填充缓冲区Y。
• 将图像数据复制到bufferX。
• 空缓冲区X。
• 将手柄切换到空闲状态。
• 禁用和取消分配端口60的bufferX。
• 禁用和取消分配端口61的bufferY。
• 将手柄切换到已加载。
• 免费切换。

除了裁剪以外，其他步骤与相同image_encode。同样，可以通过在中设置宽度和高度OMX_IndexParamPortDefinition或通过来设置输出大小调整OMX_IndexParamResize。

支持的输入格式：?

支持的输出格式：?

• 端口只能在禁用的情况下进行配置。
• 只能在已启用的端口上分配缓冲区。
• 仅当至少输入端口已准备就绪（配置，启用和分配）时，句柄才能进入执行状态。
• 如果打电话给OMX_SetParameter不要使用在随后的呼叫和计算中传递的数据。数据很可能会发生变化，因此请OMX_GetParameter在继续之前先致电。