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MPEG-2传输流多路复用的软件设计与实现

作　者: 侯旭柯
导　师: 肖沙里
学　校: 重庆大学
专　业: 仪器科学与技术
关键词: 数字电视传输流多路复用 MPEG-2 节目专用信息
分类号: TN949.197
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
下　载: 45次
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内容摘要

数字电视传输国际标准主要有三种:美国ATSC标准、欧洲DVB标准和日本ISDB标准。根据传输介质的不同,数字电视又有卫星广播、有线广播、地面无线广播之分。然而,无论采用哪种国际标准、哪种传输介质,基于MPEG-2 传输流的复用器都是数字电视系统前端的核心设备。在数字电视系统中,实现复用功能的部件叫做复用器。传统复用器是用硬件实现,其价格昂贵,而且可移植性差。随着计算机处理速度的加快,多核技术的发展,完全可以用软件实现多路传输流的复用。本文分析了MPEG-2系统部分传输流的语法结构,得出其传输的只是彼此相互独立的基本流以及把基本流组合成一个节目的控制信息,并没有传输一个真正意义上不可分割的码流,这在一定程度上保证了多路传输流软件复用的可行性与灵活性。本文介绍了数字电视系统的相关概念及各国数字电视产业发展历程,阐述了研究背景及研究意义;对MPEG标准及数字电视标准ATSC、DVB、ISDB做了简介,并对MPEG-2传输流的语法结构做了剖析;通过对节目专用信息获取、节目专用信息重构及包标识符重映射、节目参考时钟修正等关键技术的研究,设计了多路单节目传输流软件复用为一路多节目传输流的核心算法以及算法在实现过程中所涉及的关键数据结构;利用该算法将6路单节目传输流复用为1路多节目传输流,并对复用后的文件MPTS.ts进行测试与分析。结果表明,多路单节目传输流软件复用是可行的,能够正确的将6路单节目传输流复用为1路合法的多节目传输流。复用生成的二进制位流符合MPEG-2传输流的封包格式,并且包标识符互不冲突。

全文目录

中文摘要  3-4
英文摘要  4-8
1 绪论  8-16
  1.1 数字电视系统概述  8-12
    1.1.1 数字电视的概念及优点  8-9
    1.1.2 各国数字电视产业发展历程  9-10
    1.1.3 数字电视系统的关键技术及标准  10-12
  1.2 复用器的开发  12-13
    1.2.1 研究背景  12-13
    1.2.2 研究意义  13
  1.3 论文的组织结构  13-16
2 MPEG 标准和数字电视标准  16-26
  2.1 MPEG 标准  16-19
    2.1.1 MPEG-1  16-17
    2.1.2 MPEG-2  17
    2.1.3 MPEG-4  17-18
    2.1.4 MPEG-7  18
    2.1.5 MPEG-21  18-19
  2.2 MPEG-2 系统  19-20
  2.3 数字电视标准  20-26
    2.3.1 美国数字电视标准ATSC  20-22
    2.3.2 欧洲数字电视标准DVB  22-23
    2.3.3 日本数字电视标准ISDB  23-26
3 MPEG-2 传输流结构  26-42
  3.1 MPEG-2 码流结构  26-30
    3.1.1 基本流ES  27
    3.1.2 基本封包流PES  27-28
    3.1.3 节目流PS  28-29
    3.1.4 传输流TS  29-30
  3.2 传输流TS 封包188 字节流结构  30-34
    3.2.1 传输流系统分层  30-31
    3.2.2 PES 封包与TS 封包之间的关系  31-32
    3.2.3 TS 封包数据结构  32-34
  3.3 节目专用信息PSI  34-39
    3.3.1 节目关联表PAT  35-36
    3.3.2 节目映射表PMT  36-38
    3.3.3 网络信息表NIT  38
    3.3.4 条件访问表CAT  38
    3.3.5 PSI 各表间的逻辑关系  38-39
  3.4 节目参考时钟  39-42
4 多路 SPTS 软件复用的算法设计  42-54
  4.1 本文算法设计的必要性  42-43
  4.2 四步遍历获取PSI  43-48
    4.2.1 检测sync_byte  44-45
    4.2.2 扫描PAT  45-46
    4.2.3 扫描PMT  46-47
    4.2.4 扫描ES  47-48
  4.3 自下而上重构PSI 与自根至叶重映射PID  48-50
    4.3.1 自下而上重构PSI  48
    4.3.2 自根至叶重映射PID  48-49
    4.3.3 PSI 处理流程  49
    4.3.4 PSI 树状结构  49-50
  4.4 重构PCR 法修正  50-54
    4.4.1 PCR 修正的重要性  50-51
    4.4.2 PCR 修正的原理  51-52
    4.4.3 PCR 修正的策略  52-54
5 软件的设计与实现  54-68
  5.1 数据结构设计  54-57
    5.1.1 基于PSI 的二维链表  54-55
    5.1.2 缓冲区设计  55-56
    5.1.3 类机制  56-57
  5.2 软件设计思想  57-58
    5.2.1 面向对象程序设计  57-58
    5.2.2 多线程编程  58
  5.3 软件设计流程图  58-64
    5.3.1 数据获取模块  59-63
    5.3.2 数据分析模块  63-64
  5.4 软件测试结果及分析  64-68
6 总结与展望  68-70
  6.1 论文总结  68-69
  6.2 研究展望  69-70
致谢  70-72
参考文献  72-76
附录  76

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