数字电视机顶盒节目导航系统的设计与实现.docx
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数字电视机顶盒节目导航系统的设计与实现.docx
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摘要
数字电视的优越性使得数字电视取代模拟电视成为必然的趋势。
在目前模拟电视向数字电视的转换期间,使用数字电视机顶盒收看数字亩视节目是最佳的方案。
机顶盒包括硬件系统和软件系统,其中软件系统是机项盒的灵魂,数字电视节目的接收、呈现以及其他业务的实现,都需要软件系统来完成。
电子节目指南和马赛克导航是数字电视中极其重要的应用,是用户进入数字电视的t
门户.通过使用节目导航系统,用户可以方便地浏览和查询节目,了解节目信息,快速定位节目的位置,并获得丰富的信息服务。
本论文是课题“有线数字电视单向机顶盒”的组成部分。
该课题的整体任务是研制和开发基于ST公司ST15518芯片方案的有线电视机顶盒,为有线电视运营商定制开发,以推进数字电视的整体平移工作。
经过一年多的开发,该机顶盒现已经投入到实际运营中。
本论文主要完成机顶盒软件系统的研究和开发。
论文的研究工作主要包含以下几个方面;
1、 深入研究了MPEG-2的PSI信息以及DVB-SI的业务信息。
这些信息构成电子节目指南和马赛克导航应用的数据来源。
2、 研究了STLite/0S20实时内核的工作原理和使用方法。
该内核提供任务管理、内存管理、消息队列服务、信号量服务、时钟和定时器管理、中断管理等功能。
3、 设计并实现了电子节目指南(EPG)的实现方案。
通过对比EPG的各种实现方案和界面方案,针对本课题的实际情况,选择合理的实现方案。
设计了EPG的整体实现框架,并对整体框架进行了分解,设计并实现了其中的各个模块。
4、 深入研究了马赛克导航业务的工作原理。
针对本课题的实际情况,提出了马赛克导航业务的设计方案和实现方法。
关键词:
数字电视,机顶盒,实时内核,电子节目指南,马赛克导航
Abstract
TheadvantagesofDigitalTVmakeitacertaintrendthattheDigitalTVdisplacestheAnalogueTV.Duringthetransition,it'sthebestmethodthatreceivesthedigitalTVprogramsusingtheSet-Ibp-Box(STB).TheSTBiscomposedofhardwaresystemandsoftwaresystem,andthesoftwaresystemisofthemostimportance,becauseonlybythesoftware,theTVcanreceiveanddisplaytheprogramandotherinformationservicescanrunnonnally.
Theelectronicprogramguide(EPG)andthemosaicnavigationareveryimportanttodigitalTV,andtheyarethedoorofenterthedigitalprogram.Usingthenavigationsystem,youcanbrowseandsearchtheprogramyouneed,andcanknowmoreinformationaboutprogramandotherservices.
ThispaperisapartofresearchprojectHighDefinitionDigitalCableTVSet-Top-Box.ThemaintaskofthisprojectistodevelopaHighDefinitionDigitalCableTVSTBbasedontheSTi5518chipfromcompanyofSTMicroelectronics.TheSTBisdesignedforacableTVmanagementdepartment.TheSTBisusedinseveralcities.ThemaintaskofthispaperistoresearchanddevelopthesoftwarewhichrunsinSTB.Theworksofthispaperinclude:
1.ResearchthePSIinformationofMPEG-2andDVB-SI.TheinformationisthedatasourceofEPGandMosaic.
2.ResearchtheworkandusemethodofSTLite/OS20Real-TimeKernel.TheKernelcanprovidetheservicesuchastaskmanagement,memorymanagement,semaphores,messagequeues,andtimers,Interrupthandling.
3.DesignanddeveloptheEPGSelectthebestschemefortheprojectfromtheseveralschemes.Designthesystemicsoftware,anddevelopthemodules.
4.Researchthemosaicnavigation,andbringforwardaschemetodevelopthemosaicnavigationsoftware.
Keywords:
DigitalTV,Set-Top-Box,Real-TimeKernel,EPG,Mosaicnavigation
第一章引言
1.1数字电视的概念和特点
数字电视(DTV,DigitalTelevision)是指从电视节目的摄制、制作、编辑、存储、发射、传输,到信号的接收、处理、显示等全过程实现数字化的电视系统。
具体来讲,数字电视使用数字摄像机、数字录象机等数字设备完成节目的制作、编辑和处理,电视t
台发射传输和电视接收机接收到的信号均为数字信号,电视接收机内部则采用数字信号处理技术来实现。
数字电视的最大特点是电视信号是以数字形式进行广播的,其制式与传统的模拟电视广播制式有着本质的不同'七
按图像清晰度划分,数字电视可以分为高清晰度电视(HDTV)、标准清晰度电视(SDTV)和普通清晰度电视(LDTV)H种。
三者区别主要在于图像质量和信道传输所占带宽的不同。
从视觉效果来看,高清晰度电视的图像达到1000线以上,图象质量可达到或接近35皿宽银幕电影的水平;标准浦晰度电视的图像在500-600线之间,主要是对应现有电视的分辨率量级,其图象质量为演播室水平;普通清晰度电视的图像在200-300线之间,主要对应现有VCD的分辨率量级(气
与传统的模拟电视相比较,数字电视的特点主要体现在以下几点:
1、 数字电视的图像更加清晰,声音效果更加逼真。
因为数字信号在传输过程中基本不产生新的噪声,即信噪比基本不变,所以在数字信号传输过程中,不会降低信噪比。
而模拟信号在传输过程中噪声逐步积累,每次都可能引入新的杂波,为了保证最终输出有足够的信噪比,,就必须对各种处理设备提出较高信噪比的要求。
2、 更丰富的频道内容。
原来的模拟电视一个频点只能对应一个模拟电视节目,而由于采用了复用技术和先进的数字压缩技术,可以在以往一套节目8MHZ的频道带宽内传输6-8套数字电视节目,大大提高了频道带宽资源的利用率,丰富了用户的节目选择,降低了成本%
3‘、由于运用了数字技术,可以较容易的对节目进行加解密和加解扰,便于拓展各项需要收费的业务和其他信息服务。
4、因为数字信号只有0和1两种电平,易于实现信号的存储,而且存储时间与信号的特性无关。
大规模集成电路的发展,可以存储多帧的电视信号,从而完成用模拟技术不可能达到的处理功能,可靠性增强而且成本降低。
5、数字电视可以实现用户与电视系统的互动性。
用户不仅可以浏览电视节目和信息服务,可以进行节目点播、电视购物等服务。
这些优点使得数字电视具有强大的生命力和光明的前景。
数字电视必将在不远的未来最终取代现有的模拟电视。
1.2数字电视的发展现状
1.2.1国外数字电视的发展
自上世纪90年代以来,随着计算机、数字处理、图像压缩等技术的发展,数字电视在全球范围内迅猛发展。
目前美国、欧洲、日本的发展最为迅速,并各自形成了自己的标准。
许多国家确定了详细的推进计划和全面数字化的时间表。
他们对我国的数字电视发展模式、技术标准的选择有重要的指导和借鉴意义。
美国是世界上较早发展数字电视的国家,在技术领域不仅完成了数字电视三大标准的制订工作,而且已经率先实现了商用播出。
1996年12月,美国联邦通信委员会(FCC)正式确定采用ATSC作为美国数字电视地面广播标准。
1998年美国开始试播全数字高清晰度彩色电视。
FCC制定了从模拟到数字电视的过渡计划,在过渡期间采用同播方式,给每个原NTSC频道增加一个HDTV。
从1998〜2003年,美国的数字电视发展已初具规模。
现有有线数字电视用户2000万户,卫星数字电视用户1500万户,地面数字电视覆盖率达99%% .•
欧洲的数字电视兴起比较早,目前无论从技术上还是用户规模上都处在稳定的成熟时期。
以英、法、德为代表的西欧国家制定了欧洲地区统一的数字电视标准DVB,这为世界其他各国制定相关标准提供了依据和参考。
DVB标准规定数字电视系统使用统一的MPEG-2压缩方法和MPEG-2传输流及复用方法;在调制方式上,卫星广播采用QPSK,有线电视采用QAM,而地面广播则倾向于C0FDM㈤。
在破字电视推进过程中,最成功的是英,国,英国数字电视用户超过1000万户,计划2010年停止模拟电视节目。
在亚洲,日本的数字电视研究与开发进展较快,继欧、美之后,日本在欧洲DVB技术的基础上,研制出了世界上第三个拥有独立知识产权的数字电视地面广播标准ISDB,并确定为日本今后的数字电视地面广播标准。
日本计划到2011年全国范围内的所有电视台都将采用数字信号发送,彻底结束模拟信号发送的历史。
韩国政府从2001年开始正式开播数字电视,韩国在汉城进行地面数字电视试验之后,决定采用美国的ATSC标准。
并已于2003年在6个城市开展地面数字电视业务,到2004年推广到全部省会城市。
韩国计划2010年停播模拟电视节目。
此外,澳大利亚和新加坡也在抓紧进行数字电视广播的准备工作,计划2008年停播模拟电视。
澳大利亚正在利用首都各大电视台播出地面数字电视.新加坡也已经开始进行付资电视频道的筹备工作间。
1.2.2数字电视在中国的发展
根据我国的基本国情,我国的数字电视采取了与其他国家不同的发展策略:
从有线切入,全面实施有线数字电视试验工程。
由于我国不同于西方发达国家的客观条件,城市有线电视用户集中且生活水平较高,为有线数字电视的发展创造了条件;有线数字电视标准的颁布实施,为有线数字电视试验提供了良好的技术标准支持;全国广电干线网的开通,为全国开展有线数字电视试验提供了硬件基础。
我国自20世纪80年代末开始进行数字电视系统的研究,并将其列入“八五”国家重点项目。
在“八五”期间,国务院组织成立了国家高清晰度电视研究开发协调领导小组,国家科委组织成立了HDTV发展战略专家组,组织实施了“八五”国
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- 数字电视 机顶盒 节目 导航系统 设计 实现