1．引言TPF FPT

     數(shù)字圖像通信的最廣泛也是最常見的應(yīng)用就是數(shù)字電視廣播系統(tǒng)[1]，與此對(duì)應(yīng)的DVB標(biāo)準(zhǔn)的建立更是加速了數(shù)字電視廣播系統(tǒng)的大規(guī)模應(yīng)用。DVB標(biāo)準(zhǔn)選定ISO JIEC MPEG-2標(biāo)準(zhǔn)作為音頻及視頻的編碼壓縮方式，信源編碼進(jìn)行了統(tǒng)一，隨后對(duì)MPEG-2碼流進(jìn)行打包形成TS流(transport stream)，進(jìn)行多個(gè)傳輸流復(fù)用，最后通過(guò)衛(wèi)星、有線電視等不同媒介傳輸方式進(jìn)行傳輸。

     對(duì)多個(gè)傳輸流進(jìn)行復(fù)用的意義在于復(fù)用后的傳輸流只占用一個(gè)物理的傳輸信道，傳輸流中的每個(gè)節(jié)目所占用的是傳輸流提供的虛擬信道。在解碼器端，只需要一套固定的接收設(shè)備，對(duì)不同節(jié)目的選擇只是在傳輸流中選擇不同的原始碼流，這大大簡(jiǎn)化了接收機(jī)的實(shí)現(xiàn)，節(jié)省了成本，提高了靈活性，而且根據(jù)該標(biāo)準(zhǔn)定義，解碼器的系統(tǒng)時(shí)鐘與調(diào)制解調(diào)器的時(shí)鐘是完全獨(dú)立的。這使得在實(shí)現(xiàn)這兩個(gè)子系統(tǒng)彼此功能時(shí)是完全分開的，因此接口變得很簡(jiǎn)單。

     在數(shù)字電視節(jié)目制作及發(fā)送時(shí)，對(duì)多路節(jié)目的復(fù)用，由于一般的計(jì)算機(jī)很難處理幾十兆到幾百兆碼率的碼流，所以，目前大部分的復(fù)用器都是用硬件實(shí)現(xiàn)的，但其價(jià)格昂貴[2,3]。然而，隨著計(jì)算機(jī)速度越來(lái)越快，在多CPU的服務(wù)器上，完全能夠?qū)崿F(xiàn)多路節(jié)目的實(shí)時(shí)軟件復(fù)用。與硬件復(fù)用相比，軟件復(fù)用具有靈活性高，開發(fā)成本低的優(yōu)點(diǎn)。在軟件復(fù)用實(shí)現(xiàn)方案中，服務(wù)器從衛(wèi)星電視或其它片源中實(shí)時(shí)采集TS流，經(jīng)過(guò)分析和過(guò)濾將所選擇的基本流復(fù)用成一路TS流，然后通過(guò)普通的TS流播出卡發(fā)送出去。論文分析多路TS流復(fù)用原理，針對(duì)TS流中的信息提取和節(jié)目專用信息PSI (program specific information)合成，及軟件復(fù)用中的節(jié)目時(shí)鐘參考PCR ( program clock reference)的修正等問(wèn)題進(jìn)行研究，提出了進(jìn)行軟件復(fù)用的具體方法，最后在Windows平臺(tái)上設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)多路TS流的軟件復(fù)用。

2．TS流的系統(tǒng)級(jí)復(fù)用

     數(shù)字電視節(jié)目的復(fù)用包括兩個(gè)階段，對(duì)音/視頻PES包的節(jié)目復(fù)用和對(duì)TS流的系統(tǒng)復(fù)用[4]。本文研究第二個(gè)階段即TS系統(tǒng)級(jí)復(fù)用，將多個(gè)單路的TS流合成一個(gè)多節(jié)目TS流。數(shù)字電視系統(tǒng)級(jí)復(fù)用是數(shù)字電視系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)之一，其中數(shù)字電視節(jié)目專用信息PSI的提取和重構(gòu)及系統(tǒng)層節(jié)目時(shí)間參考PCR值的修正，是復(fù)用器的兩項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)。

     基于MPEG-2的TS流多路數(shù)字電視節(jié)目TS流系統(tǒng)級(jí)復(fù)用原理如圖1所示。當(dāng)多路TS流復(fù)用成一路TS流時(shí)，首先將對(duì)各路TS流的PSI進(jìn)行搜集并分析其碼流，得到各路TS碼流中相應(yīng)的視頻、音頻、數(shù)據(jù)信息的碼率、對(duì)各路節(jié)目的包標(biāo)識(shí)PID,  數(shù)字電視節(jié)目專用信息PSI，節(jié)目時(shí)間參考PCR等信息進(jìn)行處理，丟棄各路原有的PSI信息。當(dāng)出現(xiàn)兩路TS流中的PID發(fā)生沖突時(shí)，需要修改一路或者多路TS流中某一數(shù)據(jù)流的PID(即復(fù)用器需要對(duì)修改了PID的視頻/音頻包或其他數(shù)據(jù)包進(jìn)行PID更新)?？梢钥吹剑瑹o(wú)論是否出現(xiàn)PID沖突，復(fù)用器都需要重構(gòu)PSI信息，其濾波的處理過(guò)程如圖2所示。對(duì)不同節(jié)目的PID值進(jìn)行修改后，與本地產(chǎn)生的這類數(shù)據(jù)重新整合為復(fù)用后新的PSI等系統(tǒng)級(jí)控制信息，同時(shí)插入符合DVB-SI規(guī)范的業(yè)務(wù)信息，并在攜帶有調(diào)整字段的TS包中，判斷帶有PCR標(biāo)志位字段的值，如果該值為“1”，那么在該TS流離開復(fù)用器的時(shí)刻，需要對(duì)TS包中的PCR值做相應(yīng)的修正或重新插入新的節(jié)目時(shí)鐘參考，具體方法將在后面詳細(xì)介紹。

3．TS流節(jié)目專用信息的提取與重構(gòu)

     數(shù)字電視節(jié)目專用信息PSI描述TS流的組成結(jié)構(gòu)，在MPEG-2系統(tǒng)層中極為重要，一個(gè)有多路節(jié)目和私有數(shù)據(jù)的TS流，需要PSI信息將每一路節(jié)目的音視頻對(duì)應(yīng)起來(lái)[5]。PSI信息將TS流中的內(nèi)容描述成一個(gè)樹狀的結(jié)構(gòu)，如圖3所示。在TS流中可以復(fù)用多個(gè)節(jié)目，每個(gè)節(jié)目又可以包含多個(gè)基本碼流(通常是單個(gè)視頻流、多個(gè)音頻流)。DVB系統(tǒng)沿用MPEG-2的節(jié)目專用信息PSI來(lái)確定傳輸?shù)墓?jié)目和包標(biāo)識(shí)PID的關(guān)系以及節(jié)目的組成結(jié)構(gòu)等情況。PSI主要包括以下四個(gè)表:節(jié)目關(guān)聯(lián)表(PAT: Program Association Table)、條件訪問(wèn)表(CAT: Conditional Access Table)、節(jié)目映射表(PMT: Program Map Table)、網(wǎng)絡(luò)信息表NIT: Network Information Table)，本文需要涉及到節(jié)目關(guān)聯(lián)表PAT和節(jié)目映射表PMT。