数字电视基础理论要点课件

,*,数字电视基础理论,四川省广播电视网络公司,技术部,前言,数字电视本质上是将传统模拟电视信号经过取样、量化和编码转化成二进制形式的数字电视信号，或者是利用数字摄像机、数字录像机、数字摄录机等设备直接产生数字电视信号，然后进行一系列针对数字信号的处理、传输、存储和记录，然后实施发送、广播，供观众接收、播放的视听系统。严格意义上的数字电视系统是从节目摄制、节目编辑、节目制作、信号发射、信号传输，信号接收到节目显示完全数字化的电视系统。,目前，国际电信联盟（,ITU,）已经批准的数字电视广播标准体系有三种：,一、以美国为首的,ATSC,数字电视标准，,二、以欧洲为中心的,DVB,数字电视广播标准，该标准与,ATSC,标准不同，是以,SDTV,为起点，音频、视频编码和系统复用均采用,MPEG-2,标准，目前，该组织已经分别制订了数字电视卫星广播标准,DVB-S,（采用,QPSK,调制）、数字电视有线广播标准,DVB-C,（采用,QAM,调制）、数字电视地面广播标准,DVB-T,（采用,COFDM,调制方式）；,三、日本,NHK,推出的,ISDB,标准。,其中，又以,DVB,标准最为世界各国接收并广泛采用。,近年来，数字视频广播在我国得到了飞速发展。中央及各地方省台的卫星电视节目普遍采用了数字传输，我国数字电视广播实际已采用,DVB,标准。,主要内容,一、数字电视系统,二、,TS,流的整体结构,三、具体实例,主要内容,一、数字电视系统,二、,TS,流的整体结构,三、具体实例,一、数字电视系统,一个完整的数字电视系统同模拟电视广播系统一样，也是由节目源、广播和接收三大环节组成，具体结构展开如图,川网分前端系统图,实际上我们也可以将数字电视系统分为码流处理、信道调谐、终端接收三部分。,主要内容,一、数字电视系统,二、,TS,流的整体结构,三、具体实例,二、,TS,流的整体结构,2.1,什么是,TS,前面我们讲到,DVB,标准的音频、视频编码和系统复用均采用,MPEG-2,标准，下面我们来简单介绍,MPEG-2,一些基本名词。,ES,MPEG-2,压缩编码得到的数据流,ES,基本流，这个数据流是很大的，并且只是,IPB,的这些帧信息，然后加入一些同步信息，打包成长度可变得数据包,PES,，原来是流的格式，现在成了数据包的分割形式了。同时要注意的是，,ES,是只包含一种内容的数据流，如只含视频，或只含音频等，打包之后的,pes,也是只含一种性质的,es,如只含视频,ES,的,PES,只含音频,ES,的,PES,等。,PES,它由包头,+,包数据格式形成。包头含包长，标示,PTS/DTS,等，包数据最长为,65535Byte.,加入了,PTS/DTS,可以有效解决音视频同步问题，和缓冲器溢出问题。各种不同的,PES,，进入复用器，就可以产生两种不同的数据流，节目流和传输流,PS/TS,。,PS,与,TS,PS,将具有共同时间基准的一个或多个,PES,组合（复合）而成的单一的数据流称为节目流（,Program Stream,），所以无论怎么复用，这都是一个节目的信息，不会有多个节目。,PS,利用系统基准时钟,SCR,来传递同步信息。,PS,的形成分两步完成：其一是将视频,ES,、音频,ES,、其他,ES,分别打包成视频,PES,包、音频,PES,包、其他,PES,包：使每个,PES,包内只能存在,1,种性质的,ES,；每个,PES,包的第一个,AU,的包头可包含,PTS,和,DTS,；每个,PES,包的包头都有用于区别不同性质,ES,的数据流识别码。,TS,将具有共同时间基准或具有独立时间基准的一个或多个,PES,组合而成的单一的数据流称为传输流（,Transport Stream,）,.,可见,ts,可以是不同节目的复用。,TS,流的组成过程是将原始的视频和音频信息按照适当的尺寸划分为,ES,流，之后对,ES,包附加信息形成,PES,包，再按照一定的规则，将,SI,和,PSI,信息或者,PES,包附加上系统层控制信息而成为,TS,包，从而组成完整的,TS,流。,TS,包有,2,种尺寸,188 B,或者,204 B,，后者加入了循环校验信息。,2.2,TS,流系统层结构,TS,流系统层由有效负载和系统层信息构成。,TS,流系统层信息就是在,PES,包组成,TS,流的过程中，为了使码流适合于信道传输和接收端恢复数据而添加的,TS,包头和其他相关控制信息。系统层信息可以分为,3,类，即,TS,包头信息、,SI,信息、,PSI,信息。,TS,包头信息,包头是,TS,包的标识部分，以,0X47,标志一个,TS,包的开始，共,4 B,，包含了与当前,TS,包相关的其他信息。其中比较重要的有,PID,信息。,PSI,信息：,节目特定信息，,PSI,数据提供了使能够接收机自动配置的信息，用于对复用流中的不同节目流进行解复用和解码,SI,信息：业务信息，,为用户提供有关业务和事件的识别信息。,包头是,TS,包的标识部分，以,0X47,标志一个,TS,包的开始，共,4 B,，包含了与当前,TS,包相关的其他信息。其中比较重要的有,PID,。,adaption-field-control,，,continuity-counter,等信息，,PID,标识了当前,TS,包携带的数据内容,(,有效数据、,SI,或,PSI,信息,),，,adaption-field-control,表示当前包携带调整字段和有效负载的情况,(,共,2,位，第一位表示有无调整字段，第二位表示有无有效负载,),，,continuity-counter,是具有同一,PID,值的,TS,包之间的连续计数值。从系统层的角度来看，,TS,包的结构一般有以下几种：有调整字段又有有效负载，只有调整字段没有有效负载，只有有效负载没有调整字段。这里所说的有效负载指的是原来,PES,包所包含的信息，,PES,包被分段后用来组成,TS,包，携带有,SI,和,PSI,信息的数据包不含有效负载。,2.3,基础定义,业务群,bouquet,：,同一实体在市场中提供的业务集合。,组件（基本流）,Component(Elementary Stream),：,共同构成事件的一个或多个实体。例如：视频、音频、图文。,条件接收系统,Conditional Access(CA)system,：,可以控制用户接收业务、节目和事件的系统。,传送系统,delivery system,：,传送一路或多路复用流的物理媒体。例如：通讯卫星、同轴宽带电缆、光纤、,授权管理信息,Entitlement Management Messages(EMM):,提供特定的条件接收信息，规定了解码器的授权级别或业务的授权级别。可以为单个解码器寻址，也可能为解码器组寻址。,事件,event:,一组给定了起始时间和结束时间、属于同一业务的基本广播数据流。例如：一场足球比赛的半场、新闻快报或娱乐表演的第一部分。,复用流,multiplex:,将一路或多路业务的所有数据合成一路物理通道内的一个码流。,原始网络标识符,original-network-id:,一个网络的唯一标识符。,业务,service:,在广播者的控制下，可以按照时间表分步广播的一系列节目。,业务标识符,service-id:,在传输流中，业务信息的唯一标识。,业务信息,Service Information:,用于描述传送系统、内容和广播数据流的计划,/,时间表等的数据。它包括,MPEG-2,的,PSI,信息及独立定义的扩展部分。,传输流,Transport stream(TS):,传输流是由,GB/T 17975.1-2000,定义的数据结构，是数字视频广播标准的基础。,传输流标识符,transport-stream-id:,一个原始网络中的传输流的唯一标识。,关键词：,service-id.ts-id.Bouquet-id,2.4 PSI/SI,信息,业务信,GB/T 17975.1-2000,中的业务信息被称为节目特定信息（,PSI,）。,PSI,数据提供了使能够接收机自动配置的信息，用于对复用流中的不同节目流进行解复用和解码。,PSI,信息由四种类型表组成。每类表按段传输。,1,）节目关联表,(PAT),：,针对复用的每一路业务，,PAT,提供了相应的节目映射表（,PMT,）的位置（传输流（,TS,）包的包标识符（,PID,）的值），同时还提供网络信息表（,NIT,）的位置。,2,）条件接收表,(CAT),：,条件接收表提供了在复用流中条件接收系统的有关信息。这些信息属于专用数据，并依赖于条件接收系统。当有,EMM,时，它还包括了,EMM,流的位置。,3,）节目映射表,(PMT),：,节目映射表标识并指示了组成每路业务的流的位置，及每路业务的节目时钟参考（,PCR,）字段的位置。,4,）网络信息表,(NIT):,本标准定义的,NIT,表的位置符合,GB/T 17975.1-2000,规范，但数据格式已超出了,GB/T 17975.1-2000,的范围，这是为了提供更多的有关物理网络的信息。,2.5,SI,信息,除了,PSI,信息，还需要为用户提供有关业务和事件的识别信息。,PSI,中的,PAT,、,CAT,、,PMT,只提供了它所在的复用流（现行符复用流）的信息，业务信息（,SI,）还提供了其他复用流中的业务和事件信息。这些数据由以下九个表构成：,1,）业务群关联表,(BAT),：,业务群关联表提供了业务群相关的信息，给出了业务群的名称以及每个业务群中的业务列表。,2,）业务描述表,(SDT),：,业务描述表包含了描述系统中业务的数据，例如业务名称、业务提供者等。,3,）事件信息表,(EIT),：,事件信息表包含了与事件或节目相关的数据，例如事件名称、起始时间、持续时间等。不同的描述符用于不同类型的事件信息的传输，例如不同的业务类型。,4,）运行状态表,(RST),：,运行状态表给出了事件的状态（运行,/,非运行）。运行状态表更新这些信息，允许自动适时切换事件。,5,）时间和日期表,(TDT),：,时间和日期表给出了与当前的时间和日期相关的信息。由于这些信息频繁更新，所以需要使用一个单独的表。,6,）时间偏移表,(TOT),：,时间偏移表给出了与当前的时间、日期和本地时间偏移相关的信息。由于时间信息频繁更新，所以需要使用一个单独的表。,7,）选择信息表,(SIT),：,选择信息表仅用于码流片段（例如，记录的一段码流）中，它包含了描述该码流片段的业务信息的概要数据。,8,）间断信息表,(DIT),：,间断信息表仅用于码流片段（例如，记录的一段码流）中，它将插入到码流片段业务信息间断的地方。,当应用这些标识符时，允许灵活地组织这些表，并允许将来兼容性扩展。,小结,MPEG-2,系统中的节目特定信息（,PSI,）只规定了解码所需的最基本的信息。为了适应实际应用和业务发展的需求，需要中文业务信息（,SI,）数据来帮助用户从码流中选择业务和,/,或事件的信息，使综合接收解码器（,IRD,）能自动设置可供选择的业务。,主要内容,一、数字电视系统,二、,TS,流的整体结构,三、具体实例,三、具体实例,下面我们根据实际码流情况来总结以上讲的内容。,针对复用的每一路业务，,PAT,提供了相应的节目映射表（,PMT,）的位置（传输流（,TS,）包的包标识符（,PID,）的值），同时还提供网络信息表（,NIT,）的位置。在标准里面,PAT PID,值为,0 x0,条件接收表提供了在复用流中条件接收系统的有关信息。这些信息属于专用数据，并依赖于条件接收系统。当有,EMM,时，它还包括了,EMM,流的位置。在标准里面,CAT PID,值为,0 x1,节目映射表标识并指示了组成每路业务的流的位置，及每路业务的节目时钟参考（,PCR,）字段的位置。如果是加密节目则还指示了每套节目的,ECM,字段的位置，在省网的节目中,ECM,描述字段在每路节目的,component,下,业务群关联表提供了业务群相