1、數字電視基礎理論四川省廣播電視網絡公司技術部前言 數字電視本質上是將傳統(tǒng)模擬電視信號經過取樣、量化和編碼轉化成二進制形式的數字電視信號，或者是利用數字攝像機、數字錄像機、數字攝錄機等設備直接產生數字電視信號，然后進行一系列針對數字信號的處理、傳輸、存儲和記錄，然后實施發(fā)送、廣播，供觀眾接收、播放的視聽系統(tǒng)。嚴格意義上的數字電視系統(tǒng)是從節(jié)目攝制、節(jié)目編輯、節(jié)目制作、信號發(fā)射、信號傳輸，信號接收到節(jié)目顯示完全數字化的電視系統(tǒng)。 目前，國際電信聯(lián)盟（ITU）已經批準的數字電視廣播標準體系有三種： 一、以美國為首的 ATSC數字電視標準， 二、以歐洲為中心的 DVB 數字電視廣播標準，該標準與 ATS

2、C標準不同，是以 SDTV 為起點，音頻、視頻編碼和系統(tǒng)復用均采用MPEG-2 標準，目前，該組織已經分別制訂了數字電視衛(wèi)星廣播標準DVB-S（采用 QPSK 調制） 、數字電視有線廣播標準 DVB-C（采用 QAM 調制） 、數字電視地面廣播標準 DVB-T（采用 COFDM 調制方式） ； 三、日本 NHK 推出的 ISDB標準。 其中，又以 DVB標準最為世界各國接收并廣泛采用。 近年來，數字視頻廣播在我國得到了飛速發(fā)展。中央及各地方省臺的衛(wèi)星電視節(jié)目普遍采用了數字傳輸，我國數字電視廣播實際已采用DVB標準。主要內容一、數字電視系統(tǒng)二、TS流的整體結構 三、具體實例主要內容一、數字電視系

3、統(tǒng)二、TS流的整體結構 三、具體實例一、數字電視系統(tǒng)一個完整的數字電視系統(tǒng)同模擬電視廣播系統(tǒng)一樣，也是由節(jié)目源、廣播和接收三大環(huán)節(jié)組成，具體結構展開如圖 川網分前端系統(tǒng)圖實際上我們也可以將數字電視系統(tǒng)分為碼流處理、信道調諧、終端接收三部分。主要內容一、數字電視系統(tǒng)二、TS流的整體結構 三、具體實例二、TS流的整體結構2.1 什么是TS 前面我們講到DVB標準的音頻、視頻編碼和系統(tǒng)復用均采用MPEG-2 標準，下面我們來簡單介紹MPEG-2一些基本名詞。 ES MPEG-2壓縮編碼得到的數據流ES基本流，這個數據流是很大的，并且只是IPB的這些幀信息，然后加入一些同步信息，打包成長度可變得數據包

4、PES，原來是流的格式，現(xiàn)在成了數據包的分割形式了。同時要注意的是，ES是只包含一種內容的數據流，如只含視頻，或只含音頻等，打包之后的pes也是只含一種性質的es,如只含視頻ES的PES,只含音頻ES的PES等。PES 它由包頭+包數據格式形成。包頭含包長，標示PTS/DTS等，包數據最長為65535Byte.加入了PTS/DTS,可以有效解決音視頻同步問題，和緩沖器溢出問題。各種不同的PES，進入復用器，就可以產生兩種不同的數據流，節(jié)目流和傳輸流PS/TS。PS與TSPS 將具有共同時間基準的一個或多個PES組合（復合）而成的單一的數據流稱為節(jié)目流（Program Stream），所以無論怎

5、么復用，這都是一個節(jié)目的信息，不會有多個節(jié)目。PS利用系統(tǒng)基準時鐘SCR來傳遞同步信息。PS的形成分兩步完成：其一是將視頻ES、音頻ES、其他ES分別打包成視頻PES包、音頻PES包、其他PES包：使每個PES包內只能存在1種性質的ES；每個PES包的第一個AU的包頭可包含PTS和DTS；每個PES包的包頭都有用于區(qū)別不同性質ES的數據流識別碼。TS 將具有共同時間基準或具有獨立時間基準的一個或多個PES組合而成的單一的數據流稱為傳輸流（Transport Stream）.可見ts可以是不同節(jié)目的復用。 TS流的組成過程是將原始的視頻和音頻信息按照適當的尺寸劃分為ES流，之后對ES包附加信息形

6、成PES包，再按照一定的規(guī)則，將SI和PSI信息或者PES包附加上系統(tǒng)層控制信息而成為TS包，從而組成完整的TS流。TS包有2種尺寸188 B或者204 B，后者加入了循環(huán)校驗信息。2.2 TS流系統(tǒng)層結構 TS流系統(tǒng)層由有效負載和系統(tǒng)層信息構成。TS流系統(tǒng)層信息就是在PES包組成TS流的過程中，為了使碼流適合于信道傳輸和接收端恢復數據而添加的TS包頭和其他相關控制信息。系統(tǒng)層信息可以分為3類，即TS包頭信息、SI信息、PSI信息。 TS包頭信息 包頭是TS包的標識部分，以0X47標志一個TS包的開始，共4 B，包含了與當前TS包相關的其他信息。其中比較重要的有PID信息。 PSI信息：節(jié)目特

7、定信息， PSI數據提供了使能夠接收機自動配置的信息，用于對復用流中的不同節(jié)目流進行解復用和解碼 SI 信息：業(yè)務信息，為用戶提供有關業(yè)務和事件的識別信息。 包頭是TS包的標識部分，以0X47標志一個TS包的開始，共4 B，包含了與當前TS包相關的其他信息。其中比較重要的有PID。 adaption-field-control，continuity-counter等信息，PID標識了當前TS包攜帶的數據內容(有效數據、SI或PSI信息)，adaption-field -control表示當前包攜帶調整字段和有效負載的情況(共2位，第一位表示有無調整字段，第二位表示有無有效負載)，continu

8、ity-counter是具有同一PID值的TS包之間的連續(xù)計數值。 從系統(tǒng)層的角度來看，TS包的結構一般有以下幾種：有調整字段又有有效負載，只有調整字段沒有有效負載，只有有效負載沒有調整字段。這里所說的有效負載指的是原來PES包所包含的信息，PES包被分段后用來組成TS包，攜帶有SI和PSI信息的數據包不含有效負載。2.3基礎定義業(yè)務群業(yè)務群 bouquet ： 同一實體在市場中提供的業(yè)務集合。組件（基本流）組件（基本流） Component(Elementary Stream) ：共同構成事件的一個或多個實體。例如：視頻、音頻、圖文。條件接收系統(tǒng)條件接收系統(tǒng) Conditional Acce

9、ss (CA) system ：可以控制用戶接收業(yè)務、節(jié)目和事件的系統(tǒng)。傳送系統(tǒng)傳送系統(tǒng) delivery system ：傳送一路或多路復用流的物理媒體。例如：通訊衛(wèi)星、同軸寬帶電纜、光纖、授權管理信息授權管理信息 Entitlement Management Messages(EMM) :提供特定的條件接收信息，規(guī)定了解碼器的授權級別或業(yè)務的授權級別?？梢詾閱蝹€解碼器尋址，也可能為解碼器組尋址。事件事件 event : 一組給定了起始時間和結束時間、屬于同一業(yè)務的基本廣播數據流。例如：一場足球比賽的半場、新聞快報或娛樂表演的第一部分。復用流復用流 multiplex : 將一路或多路業(yè)務的

10、所有數據合成一路物理通道內的一個碼流。 原始網絡標識符原始網絡標識符 original-network-id : 一個網絡的唯一標識符。業(yè)務業(yè)務 service : 在廣播者的控制下，可以按照時間表分步廣播的一系列節(jié)目。業(yè)務標識符業(yè)務標識符 service-id : 在傳輸流中，業(yè)務信息的唯一標識。業(yè)務信息業(yè)務信息 Service Information : 用于描述傳送系統(tǒng)、內容和廣播數據流的計劃/時間表等的數據。它包括MPEG-2的PSI信息及獨立定義的擴展部分。傳輸流傳輸流 Transport stream(TS) : 傳輸流是由GB/T 17975.1-2000定義的數據結構，是數字視

11、頻廣播標準的基礎。傳輸流標識符傳輸流標識符 transport-stream-id : 一個原始網絡中的傳輸流的唯一標識。 關鍵詞：service-id. ts-id. Bouquet-id 地面 衛(wèi)星 有線 業(yè)務 2 轉發(fā)器 2 通道 1 業(yè)務 1 業(yè)務 3 業(yè)務 S 業(yè)務 1 業(yè)務 2 業(yè)務 S 轉發(fā)器 T 轉發(fā)器 1 通道 2 通道 C 通道 1 通道 2 通道 C 業(yè)務 1 業(yè)務 2 業(yè)務 S 視頻 音頻 1 音頻 2 數據 業(yè)務 復用流 網絡 組件 業(yè)務群 數字廣播、業(yè)務傳送模式 2.4 PSI/SI信息 業(yè)務信GB/T 17975.1-2000中的業(yè)務信息被稱為節(jié)目特定信息（PSI

12、）。PSI數據提供了使能夠接收機自動配置的信息，用于對復用流中的不同節(jié)目流進行解復用和解碼。PSI信息由四種類型表組成。每類表按段傳輸。1）節(jié)目關聯(lián)表(PAT)： 針對復用的每一路業(yè)務，PAT提供了相應的節(jié)目映射表（PMT）的位置（傳輸流（TS）包的包標識符（PID）的值），同時還提供網絡信息表（NIT）的位置。2）條件接收表(CAT)： 條件接收表提供了在復用流中條件接收系統(tǒng)的有關信息。這些信息屬于專用數據，并依賴于條件接收系統(tǒng)。當有EMM時，它還包括了EMM流的位置。3）節(jié)目映射表(PMT)： 節(jié)目映射表標識并指示了組成每路業(yè)務的流的位置，及每路業(yè)務的節(jié)目時鐘參考（PCR）字段的位置。4）

13、網絡信息表(NIT): 本標準定義的NIT表的位置符合GB/T 17975.1-2000 規(guī)范，但數據格式已超出了GB/T 17975.1-2000 的范圍，這是為了提供更多的有關物理網絡的信息。2.5 SI信息 除了PSI信息，還需要為用戶提供有關業(yè)務和事件的識別信息。PSI 中的PAT、CAT、PMT只提供了它所在的復用流（現(xiàn)行符復用流）的信息，業(yè)務信息（SI）還提供了其他復用流中的業(yè)務和事件信息。這些數據由以下九個表構成：1）業(yè)務群關聯(lián)表(BAT)： 業(yè)務群關聯(lián)表提供了業(yè)務群相關的信息，給出了業(yè)務群的名稱以及每個業(yè)務群中的業(yè)務列表。2）業(yè)務描述表(SDT)： 業(yè)務描述表包含了描述系統(tǒng)中業(yè)

14、務的數據，例如業(yè)務名稱、業(yè)務提供者等。3）事件信息表(EIT)： 事件信息表包含了與事件或節(jié)目相關的數據，例如事件名稱、起始時間、持續(xù)時間等。不同的描述符用于不同類型的事件信息的傳輸，例如不同的業(yè)務類型。4）運行狀態(tài)表(RST)： 運行狀態(tài)表給出了事件的狀態(tài)（運行/非運行）。運行狀態(tài)表更新這些信息，允許自動適時切換事件。 5）時間和日期表(TDT)： 時間和日期表給出了與當前的時間和日期相關的信息。由于這些信息頻繁更新，所以需要使用一個單獨的表。6）時間偏移表(TOT)： 時間偏移表給出了與當前的時間、日期和本地時間偏移相關的信息。由于時間信息頻繁更新，所以需要使用一個單獨的表。7）選擇信息表

15、(SIT)： 選擇信息表僅用于碼流片段（例如，記錄的一段碼流）中，它包含了描述該碼流片段的業(yè)務信息的概要數據。8）間斷信息表(DIT)： 間斷信息表僅用于碼流片段（例如，記錄的一段碼流）中，它將插入到碼流片段業(yè)務信息間斷的地方。當應用這些標識符時，允許靈活地組織這些表，并允許將來兼容性擴展。 小結 MPEG-2系統(tǒng)中的節(jié)目特定信息（PSI）只規(guī)定了解碼所需的最基本的信息。為了適應實際應用和業(yè)務發(fā)展的需求，需要中文業(yè)務信息（SI）數據來幫助用戶從碼流中選擇業(yè)務和/或事件的信息，使綜合接收解碼器（IRD）能自動設置可供選擇的業(yè)務。 主要內容一、數字電視系統(tǒng)二、TS流的整體結構 三、具體實例三、具體

16、實例下面我們根據實際碼流情況來總結以上講的內容。針對復用的每一路業(yè)務，PAT提供了相應的節(jié)目映射表（PMT）的位置（傳輸流（TS）包的包標識符（PID）的值），同時還提供網絡信息表（NIT）的位置。在標準里面PAT PID值為0 x0條件接收表提供了在復用流中條件接收系統(tǒng)的有關信息。這些信息屬于專用數據，并依賴于條件接收系統(tǒng)。當有EMM時，它還包括了EMM流的位置。在標準里面CAT PID值為0 x1節(jié)目映射表標識并指示了組成每路業(yè)務的流的位置，及每路業(yè)務的節(jié)目時鐘參考（PCR）字段的位置。如果是加密節(jié)目則還指示了每套節(jié)目的ECM字段的位置，在省網的節(jié)目中ECM描述字段在每路節(jié)目的component下業(yè)務群關聯(lián)表提供了業(yè)務群相關的信息，給出了業(yè)務群的名稱以及每個業(yè)務群中的業(yè)務列表。在標準里面BAT PID值為0 x11NDS的一些私有描述，包括每個業(yè)務在列表的位置，select number，音量均衡 業(yè)務描述表包含了描述系統(tǒng)中業(yè)務的數據，例如業(yè)務名稱、業(yè)務提供者等。在標準里面SDT PID值為0 x11事件信息表包含了