數(shù)字電視由于傳輸數(shù)字化,多種業(yè)務可以混合在一起通過一個信道傳輸。因此,數(shù)字電視已經(jīng)不是單一的電視業(yè)務,而是指通過電視傳輸通道傳輸?shù)臄?shù)字業(yè)務,包括視頻、音頻、圖像、數(shù)據(jù)等。全球數(shù)字電視已經(jīng)進入快速發(fā)展階段??梢灶A見,在今后幾年,與數(shù)字電視相關的業(yè)務將大幅度增長。隨之而來的問題是,當數(shù)字電視能為用戶提供數(shù)倍于目前節(jié)目量的節(jié)目及多種業(yè)務時,用戶怎樣才能便捷地找到所要的節(jié)目和信息呢?電子節(jié)目指南(EPG)顯然是必不可少的工具。 電子節(jié)目指南給用戶提供一個容易使用的、界面友好的、可以快速訪問節(jié)目的一種方式,用戶還可以通過該功能收看一個或多個頻道,甚至所有頻道近期將播放的節(jié)目。同時,EPG可提供分類功能,可以幫助用戶瀏覽和選擇各種類型的節(jié)目。當然電子節(jié)目指南對業(yè)務提供商也有很重要的意義。 數(shù)字電視的信息 1、節(jié)目說明信息 在數(shù)字電視中,所有的信息和信號,包括視頻、音頻、文字、圖片等經(jīng)數(shù)字化后都變成了數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)在傳輸前要按照有關標準(一般是MPEG-2)打包,形成固定長度的傳送(TS)包,MPEG-2的TS包長為188字節(jié),然后再通過網(wǎng)絡快速傳輸?shù)侥康牡?。對于這些長度相同的TS包,如果沒有引導信息,接收端解碼器是無法找到需要的碼流的。因此,在MPEG-2中專門定義了PSI。PSI的作用是自動設置和引導解碼器進行解碼。 PSI由節(jié)目關聯(lián)表(PAT)、條件接收表(CAT)、節(jié)目映射表(PMT)和網(wǎng)絡信息表(NIT)組成,每個表分成若干段映射(變換)到TS中傳輸。 PSI的幾個表包含了解碼和重現(xiàn)節(jié)目所需信息,其主要作用是找到節(jié)目和要解壓縮的碼流。其中PAT是所有表的根,它的PID值為0。實際應用中,解碼器要對一特定碼流解碼時,首先要找到PAT。然后在PAT中找到所需節(jié)目(比如節(jié)目1),根據(jù)節(jié)目1相應的PMT的PID(如22),找到節(jié)目1的PMT。PMT中可能包括多個數(shù)字碼流(包括視頻碼流、音頻碼流和數(shù)據(jù)碼流),每個碼流也有一個PID。如果要解碼的是視頻碼流,則在PMT中找到視頻碼流的PID是54,再到TS中去找PID是54的包,并把所有PID是54的包送到視頻解碼器。在PAT中,節(jié)目0總是為NIT預留的。 這里PID值是十進制的,在有關標準中分配的PID值是十六進制的,即用0×開頭的值表示。如十進制的22、54,在十六進制中分別是0×16、0×36。 2、業(yè)務信息 PSI數(shù)據(jù)提供接收機能自動設置的信息,使之能對復用流中的不同節(jié)目流進行解碼。但是PSI表不能提供有關業(yè)務和節(jié)目的識別信息。因此,DVB組織對MPEG-2的PSI進行了擴展,提供了不同信息種類的多種表格,稱之為SI。SI是用來描述傳送系統(tǒng)、傳送內(nèi)容和廣播數(shù)據(jù)流時間表等數(shù)據(jù),它幫助綜合接收解碼器(IRD)自動調(diào)諧,給用戶提供附加信息,使IRD能自動設置可供選擇的業(yè)務。 SI由業(yè)務群關聯(lián)表(BAT)、業(yè)務描述表(SDT)、事件信息表(EIT)等9個表提供,它們分成若干段映射到TS包中傳輸。 在PSI中,網(wǎng)絡信息表(NIT)的內(nèi)容是專用的且未作規(guī)定,但在SI表中專門定義了NIT的語法和語義,擴展了NIT的數(shù)據(jù)格式,旨在提供更多有關物理網(wǎng)絡的信息。 與PSI中PAT、PMT、CAT不同的是,SI的9個表在實際使用中并不都是強制性傳送的。在實際(現(xiàn)行)傳送系統(tǒng)中,NIT、SDT、EIT及TDT的傳送是強制性的。在其它傳送系統(tǒng)中,NIT、SDT、EIT是可選傳送的。BAT、RST、TOT在任何情況下都是可選傳送的。ST、SIT和DIT則是需要時才存在。 除攜帶時間表信息的EIT外,所有的PSI和SI表都不能加擾,以免影響解碼器正常工作。 在實際應用中,節(jié)目播出前端將符合標準定義的PSI和SI表插入TS包,構成數(shù)字電視廣播碼流,傳輸給用戶。接收端解碼器根據(jù)PSI解復用和解碼所需的碼流,利用SI提供的數(shù)據(jù)構成各種功能的EPG。解碼器根據(jù)包標識符(PID)和表標識符找到所需的碼流和數(shù)據(jù)。 在插入TS之前,PSI和SI表被分成一段或若干段。段是用來把PSI和SI變換為TS包的語法結(jié)構,其長度是可變的。EIT的段限長4096字節(jié),其余PSI和SI表的段限長1024字節(jié)。每段包含以下元素:表標識符、表標識符擴展、版本號和當前/后續(xù)指示符。 PSI和SI表分段映射到TS包后,帶有相應的包標識符,用以指示TS包的性質(zhì)。表標識符是為了標識段是屬于什么表的。 PSI表只能在確切知道節(jié)目是什么、在什么時間播出時才能找到要解碼的碼流,并不提供有關節(jié)目是什么、在什么時間開始等信息,也沒有多種碼流的選擇信ⅰT謔值縭右滴癲歡顯黽擁那榭魷攏沒г諮≡褚滴袷被岣械膠懿環(huán)獎?。染J芙沒櫳畔⒂行蜃櫓鵠?,提供类似秸樋报、訋密栽懣r踴霞詞變賴墓δ?,将大大藩勯敍]褂謾PG正好能起到這種作用。 根據(jù)《數(shù)字電視廣播業(yè)務信息規(guī)范》對EPG的要求,EPG應提供節(jié)目單和當前節(jié)目播放等基本功能,還可提供節(jié)目附加信息、節(jié)目分類、節(jié)目預訂和家長分級控制等高級功能。 在交互電視中,EPG更復雜,應能提供諸如節(jié)目內(nèi)容背景資料、視角切換、天氣預報、游戲等功能。 EPG的這些功能均可通過SI提供的數(shù)據(jù)來實現(xiàn)。也就是說SI是實現(xiàn)EPG功能的前提。在SI表中,最重要的是NIT、EIT和SDT,利用這3個表中的數(shù)據(jù)就可以構造出功能不同的EPG。 3、網(wǎng)絡信息表 在PSI中定義的NIT的傳送是可選的。在SI中,要求在實際(現(xiàn)行)傳送流中,NIT的傳送是強制性的。 NIT指出了傳送當前業(yè)務的物理網(wǎng)絡信息及該網(wǎng)絡的特性,例如業(yè)務是通過何種傳送系統(tǒng)(衛(wèi)星或地面或有線)傳送的、傳送系統(tǒng)的有關參數(shù)等。任一網(wǎng)絡由獨立分配的網(wǎng)絡標識符值唯一標識。 NIT主要攜帶網(wǎng)絡標識符、網(wǎng)絡名稱和傳送系統(tǒng)參數(shù)等信息。 傳送系統(tǒng)有兩個標識,即網(wǎng)絡標識符和原始網(wǎng)絡標識符。當NIT在產(chǎn)生TS的網(wǎng)絡上傳送時,網(wǎng)絡標識符和原始網(wǎng)絡標識符取同一值。在原始網(wǎng)絡標識符中的每個業(yè)務標識符都是唯一的。含于TS中的某個業(yè)務轉(zhuǎn)移到另一傳送系統(tǒng)時,網(wǎng)絡標識符改變,原始網(wǎng)絡標識符保持不變。 衛(wèi)星傳送系統(tǒng)的參數(shù)有:軌道位置、軌道的東西標志、頻率、調(diào)制方式、極化方式、符號率及前向糾錯(FEC)內(nèi)碼。 有線傳送系統(tǒng)參數(shù)包括:頻率、調(diào)制方式、FEC外碼、符號率、FEC內(nèi)碼?!? 地面?zhèn)魉拖到y(tǒng)參數(shù)我國還未定義。 NIT中提供的上述數(shù)據(jù)是供解碼器自動搜索頻道用的,也可以顯示出來為用戶提供參考數(shù)據(jù)。另外,還可以傳輸一些可選信息,如多語種提供網(wǎng)絡名稱、業(yè)務列表等。 4、業(yè)務描述表 SDT的每一個子表都對一個特定TS流中的業(yè)務進行描述。這些業(yè)務可能是實際TS流的一部分,也可能是其它TS流的一部分,可以通過不同的表標識符來區(qū)分。 SDT可分成若干業(yè)務描述段,任何構成SDT的段都要由PID為0×0011的TS包傳送。 SDT提供業(yè)務所屬的業(yè)務群、業(yè)務使用的加密系統(tǒng)、與其它業(yè)務的鏈接信息、該業(yè)務的準用國家、業(yè)務名稱和業(yè)務提供者、業(yè)務是否允許NVOD,以及多畫面的控制、實現(xiàn)交互式回傳信道的電話號碼和多語種業(yè)務名稱等信息。 為了更容易獲得有關業(yè)務,一般遵循這樣一些規(guī)則:對于實際TS,SDT的傳送是強制性的,而且在一特定TS的SDT中,SI碼流至少應列出該TS中的所有業(yè)務信息;其它TS的SDT應當列出該TS的所有業(yè)務。 5、事件信息表 EIT按時間順序提供每個業(yè)務中包含的事件的信息,其類型通過表識別符進行區(qū)別,見《數(shù)字電視廣播業(yè)務信息規(guī)范》中的表2。任何構成EIT段均在PID為0×0012的傳送包中進行傳送 當前/后續(xù)事件信息表只包含給定業(yè)務中的當前和后續(xù)一個事件的信息,但在NVOD情況下可以有多于兩個事件描述信息。 EIT提供的信息包括:事件的標識號、起始時間、節(jié)目長度;播放狀態(tài)、是否加密;事件的詳細介紹;兩段同樣事件的時間偏移;事件多語種的簡短介紹;節(jié)目限定的級別等。 在所有PSI和SI表中,只有EIT的時間表可以被加擾。 電子節(jié)目指南的構成 根據(jù)NIT、SDT和EIT等SI表提供的信息,可以構成各種各樣的EPG,使用戶能通過多種方式找到所要的信息。 在數(shù)字電視系統(tǒng)中,對于電視臺和用戶來說,增加EPG功能是非常必要的,而EPG所需的信息正是由SI提供的。 實際上SI表提供的各種信息是通過描述符來實現(xiàn)的?!稊?shù)字電視廣播業(yè)務信息規(guī)范》中的表12列出了描述符在SI表中最可能出現(xiàn)的位置,從中可以看到,同一類信息允許出現(xiàn)在多個SI表中,而且表示的是標識符最可能出現(xiàn)的位置,并沒有限制在其它表中使用該標識符;此外,SI表提供的各種信息并不都是強制性的。這樣就為EPG前端系統(tǒng)和SI編輯器的開發(fā)提供了較大的空間和靈活性,同時也表明EPG是一種定制系統(tǒng),它的功能與節(jié)目業(yè)務提供商打算向用戶提供什么樣的服務有關。 EPG包含兩個部分:一是播出前端的EPG編輯器;二是用戶端數(shù)字電視接收機中相應的接收/顯示/控制軟件。兩部分一一對應,如果一個廠家的接收機產(chǎn)品要進入一個業(yè)已采用某種EPG前端產(chǎn)品(數(shù)據(jù)結(jié)構封裝)的傳輸網(wǎng)絡(用戶群體),則必須按照前端定義的數(shù)據(jù)結(jié)構來改造其接收機的相關部分,從而接收顯示前端送出的業(yè)務信息。而在EPG前端編輯器中,根據(jù)所需的功能,將采用適當?shù)拿枋龇麃硖峁┯嘘P的信息。 EPG系統(tǒng)的組成 EPG系統(tǒng)分為前端子系統(tǒng)和接收端子系統(tǒng),前端子系統(tǒng)主要負責SI數(shù)據(jù)的組織和生成,一般來說,由一個專門的SI復用器(SI Server )來完成這部分工作,并把生成的SI數(shù)據(jù)與節(jié)目等的其它數(shù)據(jù)流進行系統(tǒng)層復用,在TS流中傳輸。 接收端子系統(tǒng)主要負責SI數(shù)據(jù)的接收、解析等。綜合接收解碼器(Integrated Receive Decoder,IRD)從接收的TS流中解析出SI數(shù)據(jù),并在本地建立SI數(shù)據(jù)庫,用戶通過EPG界面與SI數(shù)據(jù)庫進行交互。為了方便用戶的隨機接入,SI數(shù)據(jù)是重復發(fā)送的,有關它的重傳速率在EN 300 468[1]中有詳細的規(guī)定。接收端不停地接收、解析來自發(fā)端的SI數(shù)據(jù),當發(fā)端的SI數(shù)據(jù)改變時,SI數(shù)據(jù)庫更新,否則接收的SI數(shù)據(jù)被丟棄。 EPG的應用程序運行于數(shù)字電視的機頂盒中,應用程序管理器負責EPG應用的管理,上層的EPG API屏蔽了下層的軟硬件實體,使編寫EPG應用程序時可以不考慮底層的具體實現(xiàn),只需要調(diào)用相應的API函數(shù),下層的DVB-SI API也是起同樣的作用。下層的解復用模塊接收TS流,解出DVB SI數(shù)據(jù)流,再經(jīng)SI數(shù)據(jù)解析模塊,生在SI信息表,存于本地數(shù)據(jù)庫中,由DVB-SI API提供的接口向上層提供服務。 國內(nèi)外的EPG系統(tǒng)的實現(xiàn)方案,概括起來主要有以下兩種: (1)本地應用方案:這種實現(xiàn)方案要求節(jié)目列表及詳細信息作為業(yè)務信息的形式復用于MPEG-2傳輸層中,數(shù)據(jù)經(jīng)信道傳輸后,在接收端的解碼器對這些數(shù)據(jù)進行解碼,并在接收機RAM中形成專用的EPG數(shù)據(jù)庫,EPG應用將檢索數(shù)據(jù)庫并根據(jù)用戶輸入的指令顯示用戶關心的節(jié)目信息。目前大多數(shù)廠商提供的EPG采用該種實現(xiàn)方案。 (2)交互式實現(xiàn)方案:這種實現(xiàn)方案首先要求數(shù)字電視機頂盒的軟件系統(tǒng)中有中間件(以HTML引擎為例),在發(fā)送端的EPG服務器將把HTML頁面的形式組織,通過數(shù)據(jù)廣播信道傳輸?shù)綑C頂盒,機頂盒通過HTML引擎顯示這些頁面,如同在PC世界中的瀏覽網(wǎng)頁。用戶與EPG的交互分成兩種形式,對于沒有回傳信道的情況下,HTML頁面通過Data Carousel發(fā)送,實現(xiàn)本地交互;而對于有回傳信道的情況下,機頂盒將根據(jù)用戶的輸入從網(wǎng)絡中獲取新的所需頁面。該方案以OpenTV為代表。 上述兩種實現(xiàn)方案都要求業(yè)務信息或HTML頁面隨著時間遷移或節(jié)目修改而做相應變更,對于本地應用和本地交互方案還要求數(shù)據(jù)有一定的重傳率,以保證EPG的隨機接入。 比較上述兩種實現(xiàn)方案,前者的EPG顯示形式是由接收機中的EPG應用完全決定的,發(fā)送端只提供必須的信息條目,比較容易實現(xiàn);后者的EPG顯示形式完全由EPG服務器提供的頁面決定,即由發(fā)送端決定。 EPG系統(tǒng)的關鍵技術 實現(xiàn)EPG系統(tǒng)主要有以下幾個關鍵技術:發(fā)端的SI數(shù)據(jù)的組織和生成,接收端SI數(shù)據(jù)的接收和解析,接收端SI數(shù)據(jù)庫的建立,EPG界面的顯示等。其中有些是用硬件實現(xiàn),如SI數(shù)據(jù)的接收和解析;有些則用軟件實現(xiàn),如SI數(shù)據(jù)庫的建立和EPG界面的顯示。具體如下: 1、SI數(shù)據(jù)的組織和生成 發(fā)端的SI數(shù)據(jù)的組織和生成,由發(fā)端的SI服務器(SI Server)完成這部分功能,接收端的SI解析與此功能相反,主要負責SI數(shù)據(jù)表的重建。SI數(shù)據(jù)的組織要符合DVB-SI中的語法定義和MPEG-2的語法定義,同時要縱觀傳輸網(wǎng)絡中的所有業(yè)務信息。信息內(nèi)容應與PSI和SI表中的信息相對應,它可按照Network-Transport Stream-Service-Event的分層順序描述,同時內(nèi)嵌Transport Stream-Program(Service)-Element Stream的分層順序。 2、SI數(shù)據(jù)庫的建立 SI數(shù)據(jù)必須按照一定的數(shù)據(jù)結(jié)構進行存儲,這樣才能方便、快捷地對其進行檢索和數(shù)據(jù)的提取。特別是對EPG系統(tǒng),運行于機頂盒的實時操作系統(tǒng)中,需要對用戶的交互進行實時的動作。SI數(shù)據(jù)庫建立的好壞對其性能有重要的影響。SI數(shù)據(jù)主要有:網(wǎng)絡信息、傳輸流信息、業(yè)務(節(jié)目)信息,業(yè)務的事件信息等,并且大量的信息都是通過描述子來傳輸?shù)?,所以可用樹狀鏈表來存儲?shù)據(jù),構成從網(wǎng)絡、傳輸流、業(yè)務、事件的樹狀結(jié)構,傳送不同信息的描述子用繼承于同一基類的描述子類來表示。 3、EPG系統(tǒng)的顯示技術 當電視節(jié)目和EPG應用同時啟動時,用戶看到的可能是節(jié)目畫面和EPG界面的疊加,用戶所看到的電視畫面從前到后可以分為三層,依次為圖形層、視頻層和背景層。 里的圖形層也就是下面所說的OSD(On Screen Display)層,OSD界面顯示技術指在圖像畫面上疊加文字顯示,使屏幕為用戶提供更多的附加信息。視頻層為當前正在收看的節(jié)目(解碼出來的活動圖像);背景層為沒有播放電視節(jié)目和啟動EPG菜單時的屏幕圖像。EPG畫面在圖形層上構建,EPG畫面是由許多EPG圖形元素(如按鈕、文本框、選擇按鈕、組件容器等)疊加而成。界面的狀態(tài)轉(zhuǎn)移是通過消息驅(qū)動的機制來實現(xiàn)的,在消息響應函數(shù)中進行消息處理。見到的屏幕圖像是這三層的疊加(blend)后的圖像。 EPG界面顯示的總體思想是:SI數(shù)據(jù)與圖形元素分離。包括以下幾部分:SI數(shù)據(jù)的檢索與提取,EPG界面所需的圖形元素庫,狀態(tài)轉(zhuǎn)移控制器,OSD層繪制引擎,OSD層圖、視頻層、背景層及這三層的Blend操作。SI數(shù)據(jù)檢索模塊快速的檢索本地SI數(shù)據(jù)庫,提供EPG界面當前輸入焦點所需的數(shù)據(jù)信息;OSD層圖形元素庫提供界面所需的圖形元素,該庫存于本地機頂盒的ROM中;狀態(tài)轉(zhuǎn)移控制器接收用戶遙控器的輸入,提供當前顯示所需的活動焦點,控制狀態(tài)轉(zhuǎn)移地流向;OSD層圖像是指EPG界面圖形元素合成后的圖像;OSD繪制引擎決定顯示的相應算法,接收各模塊提供的數(shù)據(jù),完成OSD層圖形的繪制,最后是OSD層、視頻層和背景層的blend操作。 數(shù)字電視的優(yōu)勢不僅僅是提供高質(zhì)量的視頻、音頻節(jié)目,更重要的是采用數(shù)字化處理后,提供了業(yè)務的靈活性和多樣性。其中電子節(jié)目指南,它描述節(jié)目的播出時間和簡要內(nèi)容,可幫助觀眾方便快速地尋找自己感興趣的節(jié)目。將為觀眾收看電視帶來極大的幫助,因此。必須重視數(shù)字電視的電子節(jié)目指南系統(tǒng)的研究和內(nèi)容的制作。 |