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除了视频和音频外,电视节目还包括字幕。在电视节目的创作过程中,创作和播放字幕的专用电视信号发生器和处理器就叫做字幕机,通常用字幕机在视频上叠加图像和文字信号,其目的是更进一步的说明电视节目内容,使电视画面更加丰富生动。如电视屏幕左上角的台标、通知、广告、时标、人物对白、歌曲说词,片尾演职员表等,它是现代电视节目中不可或缺的影视设备。如今的字幕机,即电视字幕播出系统,虽然可以完成基本功能,但已经不能满足电视节目制作迅猛发展的需求。它已经暴露出很多缺点。比如字幕单独播出,然后通过字幕机将播出的字幕信号叠加到视频信号通道上;需要一台独立的字幕机且这种字幕机既显得笨重,又非常的昂贵;叠加的字幕在视频播出的期间不能进行随意编辑更改;字幕系统不能定时播放字幕,不能满足广电行业自动化的要求等。针对当前的字幕机的缺点,研究室考虑研制一套字幕和视频通过字幕叠加卡叠加播出的电视字幕系统,研究室师兄尝试采用专用字幕叠加卡Blackmagic研制电视字幕播出系统,但是字幕播出效果并不理想。本课题在现有的电视字幕播出系统的研究分析的基础上,设计了一套新的适应现实需求的字幕播出加叠加的电视字幕播出系统,随着硬件板卡的不断升级,新系统选择加拿大Matrox公司研制的Matrox SD100板卡作为字幕叠加卡,该板卡能够实现字幕和视频叠加播出;软件选择delphi7和Microsoft Visual2005为开发平台,结合教研室开发的硬盘播出系统,本课题研究的电视字幕播出系统能够有效的解决现有问题,很好的实现了字幕和视频的叠加播出,大大的提高电视台的电视节目后期制作的工作效率。首先本论文简要介绍了字幕和字幕系统,以及字幕系统国内外发展情况和研究现状,并叙述了当前研究室电视字幕的研究情况,根据当前的研究现状提出了研究一套新电视字幕播出系统,该系统选用Matrox SD100板卡为字幕叠加卡。接着对系统的需求分析和系统设计进行了详细的介绍,通过需求分析和系统设计明确了本课题主要完成两个模块：字幕编辑软件和底层字幕处理模块。然后引入一种新的先进的现代软件工程(GRAPPLE)思想到字幕编辑软件的设计中,运用了面向对象技术的思想,采用了高级建模语言UML在设计的每个阶段进行建模,对字幕编辑软件进行了详细的设计。接下来选择Matrox SD100板卡,并根据Matrox公司提供的Matrox ***开发包,设计和实现了底层字幕处理模块,该模块能够很好地衔接上层字幕编辑软件和Matrox SD100卡。再接下来详细的描述了字幕编辑软件的各个模块的实现,并详细的描述了字幕编辑软件与底层字幕处理模块和系统硬盘播出工作站的衔接情况,给出了系统的实现,最后是电视字幕播出系统在测试中遇到的问题：字幕闪烁问题,给出该问题的详细分析,并给出高斯模糊技术的解决方案。实际应用证明采用该方法是可行的。

关键词： SD100 GRAPPLE 字幕字幕叠加 UML

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基于UDP的传输流字幕服务器的设计与实现

基于UDP的传输流字幕服务器的设计与实现

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作者：张晨寅电子科技大学

学位级别：硕士

传输流字幕服务器是一款用于在节目传输环节中将多路数字视频信号（MPTS）与数字图文信息进行实时叠加的数字设备。传统的传输流字幕服务器由服务器主机、ASI（异步串行接口）板卡组成，利用ASI板卡进行数据输入输出，由于ASI板卡遵循AS... 详细信息

传输流字幕服务器是一款用于在节目传输环节中将多路数字视频信号（MPTS）与数字图文信息进行实时叠加的数字设备。传统的传输流字幕服务器由服务器主机、ASI（异步串行接口）板卡组成，利用ASI板卡进行数据输入输出，由于ASI板卡遵循ASI接口标准，必须以36MBps的固定速率传输数据，限制了节目输入输出带宽，字幕服务器只能通过采用多卡组合的方式增加节目输入输出套数。利用服务器主机装备的千兆以太网卡数据端口进行数据输入输出，能够减少系统处理多路数据接入的运行环节，从而提高系统稳定性、可靠性，同时节省了成本。本课题设计、开发了一套基于服务器主机千兆以太网数据端口、通过UDP协议收发传输流的字幕服务器系统软件，实现了对多路数字视频信号的字幕叠加功能。本文设计、实现的字幕服务器系统软件由三部分构成：数据输入及多节目系统解复用;单节目字幕叠加处理;多节目系统复用及数据输出。数据输入及多节目系统解复用主要包含数据输入、多节目系统解复用、节目源调度处理等环节。本部分运用UDP协议及微软提供的完成端口技术，解决了数据输入问题，实现了从网络端口获取多节目流与字幕数据。运用DVB（数字视频广播）标准，解决了多节目流的系统解复用问题，实现了从多节目流中提取单节目流（SPTS）。通过对每路单节目流进行预收录、差错检测，根据检测结果进行垫片或正式收录操作，实现了对字幕服务器的节目源调度处理。单节目字幕叠加处理主要包含单节目解复用、视频解码、字幕叠加、视频编码、音频处理及节目复用等环节。本部分运用MPEG-2标准，解决了从单节目流到音视频基本流（ES）的节目解复用问题，实现了从单节目流中分离音视频基本流;解决了字幕叠加后的音视频基本流到单节目流的节目复用问题，实现了字幕叠加后的视频基本流与音频基本流的同步。运用Intel提供的Intel IPP函数库，解决了视频基本流与YUV图片的编解码问题，实现了视频基本流与YUV图片的转换。通过固定算法将YUV图片转换为RGB图片，使用逐行扫描的方法将RGBA字幕图片叠加到RGB视频图片上，实现了字幕服务器的字幕叠加功能。多节目系统复用及数据输出主要包含多节目系统复用、数据输出等环节。本部分运用DVB标准，解决了字幕叠加后的多路节目的系统复用问题，实现了将多路单节目流系统复用为多节目流;运用UDP协议及播出速率控制算法，解决了数据输出问题，实现了从网络端口以稳定速率输出多节目流。本课题设计与实现的字幕服务器经过功能性、稳定性、性能测试，能正确叠加字幕，并正常运行48小时以上，可同时处理6套节目，现已在眉山电视台投入使用。

关键词： UDP TS MPEG-2 解复用复用字幕叠加

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