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网络电视中交互业务的研究与实现

网络电视中交互业务的研究与实现

作者：施双双上海交通大学

学位级别：硕士

数字电视技术的出现,将带宽利用率大大提高。除了电视节目,其他数据、信息在数字化后,通过数字电视平台可以传送到终端。数据在数字电视系统的传送,为数字电视带来了新的业务发展模式。交互业务就是其中的一种。从狭义上看,交互业务注... 详细信息

数字电视技术的出现,将带宽利用率大大提高。除了电视节目,其他数据、信息在数字化后,通过数字电视平台可以传送到终端。数据在数字电视系统的传送,为数字电视带来了新的业务发展模式。交互业务就是其中的一种。从狭义上看,交互业务注重的是交互,必须具备能和交互服务器交互的回传信道;从广义上看,交互业务是指那些能被用户操作、控制的业务,不管整个系统是否存在回传信道。交互业务从出现到现在一直被看成是数字电视快速发展的新经济增长点。在传统的数字电视中,交互业务的主要以本地交互为主,获得了较大的发展。如今,随着三网融合技术的不断发展,网络电视（IPTV）作为三网融合的切入点,受到各方的关注。从国外IPTV发展的经验看,在IPTV上可以方便地开展三重播放（Triple-Play）业务。正是由于IPTV基于Triple-Play模式开展业务,加上IP网络本身具备的双向性,在IPTV内开展交互业务的特点是真正双向的,业务模式也呈现各种形式。因此,IPTV中交互业务不仅在技术实现上是可行的,而且也拥有广大的市场空间。本文首先介绍了交互业务的出现,定义以及发展情况,总结交互业务在IPTV下应用的特点。接着介绍了数据广播业务的特点和传输协议,虽然大部分数据广播业务并没有回传信道,属于本地交互的范畴,但是作为交互业务早期的应用,数据广播业务给人们带来了新的观看体验并使数字电视与模拟电视明显区别开来。作为数据广播系统的重要部分,本文介绍了EPG系统以及它的两种实现方式,总结了两种实现方式的特点并给予了比较。本文接着详细介绍了IPTV下开展交互业务的特点以及它的应用需求,对IPTV中交互业务系统进行了探讨。同时针对涉及到的技术难点,即交互信息的封装机制以及pcr校正进行了研究,定义了一种称为轻量级数据转盘的交互信息封装方法,并结合实际交互信息插入系统,提出了一种基于抖动插值的pcr Restamping校正方法。最后,结合项目在DVB-IP网关开发平台下,给出了IPTV下交互业务实现的框架以及实现了IPTV交互业务的交互信息插入系统,对具体实现方法和关键技术问题进行了深入研究,并通过实验加以验证。

关键词： IPTV 交互业务数据广播 pcr校正数据封装

基于DM642的MPEG-2 TS流处理技术研究

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基于DM642的MPEG-2 TS流处理技术研究

作者：卢国勋上海交通大学

学位级别：硕士

目前,IPTV有MPEG-2 TS和ISMA两种主流传输形式。ISMA是为Internet上的流媒体服务而制定的标准,特点是封装协议带来的开销小。ISMA起步较晚,行业认同度还比较低。TS是数字电视广播行业通用的标准,支持多种基本媒体流和多种媒体编码标准... 详细信息

目前,IPTV有MPEG-2 TS和ISMA两种主流传输形式。ISMA是为Internet上的流媒体服务而制定的标准,特点是封装协议带来的开销小。ISMA起步较晚,行业认同度还比较低。TS是数字电视广播行业通用的标准,支持多种基本媒体流和多种媒体编码标准。TS流封装已经得到全球广播行业的认可和广泛应用。因此, MPEG-2 TS处理技术的研究对IPTV传输系统具有重要的理论价值和现实意义。Internet网络带宽是十分宝贵的,所以在Internet上开展IPTV传送的不是整个MPTS,而是用户要看的一路节目,这就要求将MPTS解复用/再复用成SPTS,同时,IPTV的分析监测将广泛应用于IPTV系统中的各个环节,本文正是针对IPTV的这种需求,基于DM642对MPEG-2 TS流解复用/再复用、IPTV MPEG-2 TS流分析相关技术进行了研究。本文首先介绍了IPTV的发展现状和前景,然后对MPEG-2系统标准、TS、PSI的结构和语法进行了详细阐述,并且对从事本课题研究的平台进行了介绍。在解复用/再复用设计中,本文针对解复用/再复用的一些关键点了详细阐述了TS流的输入/输出、分析和监控、包调度、交互数据插入以及pcr校正的具体实现。其中,在TS流输入/输出设计部分详细分析了DM642内部输入管道帧的个数以及Video Port的EDMA阈值对系统性能的影响;在充分考虑TS流的内在特性的基础上,在包调度器设计部分提出了按照视频包、空包、音频包的次序对TS包进行调度的策略;在总结以往pcr校正算法的基础上,提出了一种新的基于DM642的软件实现方法。本文最后一章给出了一种IPTV MPEG-2 TS流分析的实现方案,并对DM642视频口的8bit RAW输出模式进行了研究,实现了8bit RAW模式下的TS流输出。

关键词： IPTV MPEG-2 TS流解复用/再复用 pcr校正码流分析 DM642 视频口

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基于FPGA的数字电视传输流插播技术研究

基于FPGA的数字电视传输流插播技术研究

作者：熊怡因上海交通大学

学位级别：硕士

在数字电视整体平移的过程中,为了解决模拟电视插播技术无法适应当前的数字电视网络的情况,应用于数字电视传输流的插播技术就成为了近年来数字电视发展中提出的一个新问题。鉴于以上背景,与其他基于软件合成的技术方案不同,我们提出了... 详细信息

在数字电视整体平移的过程中,为了解决模拟电视插播技术无法适应当前的数字电视网络的情况,应用于数字电视传输流的插播技术就成为了近年来数字电视发展中提出的一个新问题。鉴于以上背景,与其他基于软件合成的技术方案不同,我们提出了基于FPGA的数字电视插播技术的研究。通过FPGA设计,系统可以在硬件平台上解决软件合成的稳定性问题,同时功耗也比软件合成方式低。本文的主要工作内容是:根据数字电视传输流的特点,提出了数字电视传输流插播技术的总体方案,并在研究过程中解决了方案涉及的几个问题:异常码流的检测及处理、传输流的数据复用、传输流的码率控制、传输流pcr异常的校正。以上部分都用Verilog语言在FPGA中实现,本文给出了模块说明,流程图及关键代码,以及通过FPGA硬件平台处理以后的校正前后效果对比。本文的主要成果是:其一,针对传输流的实际情况,分析出现异常的原因,提出了针对解码和复用两部分的一些解决办法并加以实现,保证出现异常能够自动检测及复位,不会导致系统崩溃。其二,针对复用中出现pcr间隔错误的问题,提出了运用相关传输流码率统计结果对复用数据调度方式动态调整的方法,该方法有效地解决了系统复用中出现的pcr间隔问题。

关键词：数字电视传输流复用 PSI信息重用 pcr校正

基于FPGA的TS over IP系统研究与实现

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基于FPGA的TS over IP系统研究与实现

作者：余莎莎武汉理工大学

学位级别：硕士

在三网融合的大背景下,数字电视的网络化已成为必然趋势。为了降低数字电视系统的设备成本,以及增强系统的可扩展性,传统的数字电视接口ASI已无法满足市场需求,因此亟需能将ASI接口转到IP接口的设备,以承载数字电视网和互联网之间的信... 详细信息

在三网融合的大背景下,数字电视的网络化已成为必然趋势。为了降低数字电视系统的设备成本,以及增强系统的可扩展性,传统的数字电视接口ASI已无法满足市场需求,因此亟需能将ASI接口转到IP接口的设备,以承载数字电视网和互联网之间的信息传递。本文将通过对MPEG-2 TS流进行格式转换及中间处理,利用FPGA设计并实现TS over IP系统,以完成ASI接口到IP接口的转换。本文的主要研究内容如下:(1)本文将选用Xilinx公司的ZYNQ-7020以及物理层网络芯片88E1111构建系统的硬件平台,利用Verilog硬件描述语言完成系统功能设计,包括将ASI接口的MPEG-2 TS码流封装为IP包格式,多路TS流的复用,码率平滑以及pcr校正,从而完成对TS over IP数字电视前端系统的设计与实现。(2)本系统支持256路TS流的接收与发送,为了便于FPGA内部的处理,在系统内部对256路TS流进行复用。TS流中PID字节是节目信息的唯一标识,而复用操作会导致PID冲突。为了解决该问题,本文中提出了自定义包头的概念,即在标准TS包结构的基础上增加了自定义字节,通过对系统功能的仿真可知,利用自定义包头中的StreamD字节可完成PID映射及重新分配。(3)为了解决数据突发所造成的缓冲区上溢而导致的丢包问题,本系统通过对码率平滑算法的研究,结合SRS算法和ARSBO算法的优缺点,提出了一种基于缓冲区等级动态调整的改进ARSBO算法。实验结果表明,改进的码率平滑算法在平滑性能上有所改进并且所占用的FPGA资源更低。(4)传输流TS中所携带的节目参考时钟pcr是数字电视系统中编解码同步的关键,而本系统对TS流的处理无法保证恒定延迟,从而导致TS流中pcr值无法正确反映TS包间的时间关系,造成解码端的同步错误。为了保证编解码的时钟同步,本系统对pcr进行校正,以使系统满足MPEG-2标准对TS流pcr抖动与精度的要求。传统的pcr校正算法主要针对标准的ASI接口信号,为了对来自IP接口的TS流进行pcr校正,提出了一种改进的pcr校正算法,该算法通过记录pcr包间的时间累积与pcr值进行对比,从而完成对pcr的校正。

关键词： MPEG-2 FPGA 码率平滑 pcr校正