專利名稱：一種數(shù)字電視節(jié)目的廣播、接收與展現(xiàn)方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種電視節(jié)目廣播、接收和展現(xiàn)的方法，具體地說涉及一種數(shù)字電視節(jié)目的廣播、接收與展現(xiàn)方法。
數(shù)字電視廣播業(yè)務正在世界范圍內(nèi)逐步開展，中國也已經(jīng)加入到這個行列中，目前采用的是DVB標準體系。數(shù)字電視廣播與原來模擬電視廣播相比，在信源的編碼方式、信道的傳輸方式等方面都有較大差異，使開展多樣化的電視節(jié)目廣播成為可能。目前，在數(shù)字電視廣播領域雖然提出并實現(xiàn)了諸如NVOD、基于中間件的互動電視等多種增值電視業(yè)務，但這些電視業(yè)務都仍有一個共同的局限，即用戶要遵從電視節(jié)目提供者對節(jié)目收視時間的安排，定時收看喜愛的節(jié)目。為保證接收端用戶能正常收看電視節(jié)目，發(fā)送端只能以節(jié)目的展現(xiàn)速度進行節(jié)目發(fā)送，而不能根據(jù)傳輸信道的空閑情況動態(tài)調(diào)整某個節(jié)目的發(fā)送速度。對于接收端，可以進行節(jié)目的錄制，但錄制的速度依然局限于節(jié)目的展現(xiàn)速度，錄制的方式一般是由用戶來設定從何時開始對某個節(jié)目頻道錄制多長時間。
從以上的敘述中可以看出，目前的電視廣播對于收視用戶而言依然是一種被動收看的方式。對于用戶喜愛的節(jié)目，電視臺何時播，用戶也必須何時收看，即使用戶將其自動錄下，但錄制的多個素材之間也是相互獨立的，沒有任何可供利用的數(shù)據(jù)能將它們有效的組織起來。隨著社會的發(fā)展、經(jīng)濟的繁榮，人們對生活時間的安排將不再千篇一律，作為電視收視消費者必然對電視節(jié)目廣播提出更高的個性化服務要求，特別是能在自己希望的任意時間收看自己喜愛的特定節(jié)目這種服務，必然會得到廣大用戶的積極響應。
本發(fā)明用于實現(xiàn)上述目的技術方案如下中國數(shù)字電視廣播采用DVB系列標準，其核心是MPEG2的系統(tǒng)層復用標準，視音頻壓縮方式可以采用MPEG2的壓縮標準，也可以采用MPEG1等其它的視音頻壓縮標準，并在此基礎上增添了SI標準、數(shù)據(jù)廣播標準、信道傳輸標準等，同時整個標準系列的制定過程中都為第三方對其進行擴展留有接口。所以本發(fā)明可以將DVB廣播方式看作一條高速的數(shù)據(jù)通道，在這條通道上傳輸?shù)募纯梢允菈嚎s的視音頻碼流，又可以是數(shù)據(jù)文件，以及對他們的描述信息。至于節(jié)目如何組織、如何展現(xiàn)，則給節(jié)目提供者留出了充分的變化空間，這也是投遞式數(shù)字電視廣播可實現(xiàn)的依據(jù)。
本發(fā)明的工作方式如下電視運營商獲得可用于播出的節(jié)目后將其按事先制訂的協(xié)議進行分類，該分類標準可以只有一級，也可以有多級，分類后在節(jié)目碼流中加入節(jié)目屬性和分類標識，由播出服務器進行廣播發(fā)送。該節(jié)目何時開始發(fā)送，節(jié)目循環(huán)發(fā)送次數(shù)和間隔可由運營商根據(jù)具體的情況臨時定義，碼流的發(fā)送速度也不再遵循與節(jié)目展現(xiàn)速度相一致的規(guī)則，完全可根據(jù)傳輸信道的空閑情況動態(tài)調(diào)整，以統(tǒng)計復用的方式進行廣播。對于終端，用戶設定接收機接收那些類別的節(jié)目后，接收機即可根據(jù)碼流中的節(jié)目屬性和分類標識進行過濾，將用戶選定類別的節(jié)目都自動存儲到接收機的存儲體中。由于頭端系統(tǒng)可能會反復播出某一節(jié)目，如果該節(jié)目已經(jīng)被存儲過，那么接收機將不再收錄該節(jié)目。當用戶進行收看時，接收機自動將已經(jīng)收錄的各節(jié)目按它們的屬性和類別進行組織，以分類索引的方式提供給用戶，用戶可根據(jù)需要點選任何一個已收錄節(jié)目進行觀看。通過這種方式，用戶可以自行安排自己的收視時間，不再受頭端節(jié)目廣播時間表的約束，同時也不會錯失任何自己喜愛的節(jié)目，對于自己不感興趣的節(jié)目，在接收機中就已經(jīng)被自動濾除掉；接收機根據(jù)錄制節(jié)目的屬性和分類對它們進行有機的組合，為用戶提供了個性化的收視方式，在接收終端實現(xiàn)了頻道專業(yè)化的概念。
本發(fā)明的特征表現(xiàn)為在頭端的播出系統(tǒng)中，節(jié)目播出時帶有分類信息，并且節(jié)目的播出速度與節(jié)目的展現(xiàn)速度無關，只與該節(jié)目所用的播出通道的實時狀態(tài)有關，即不再局限于節(jié)目的播出、接收、展現(xiàn)必須同步的這種廣播方式；終端接收展現(xiàn)設備基于它的存儲緩沖設備對頭端設備播出的節(jié)目進行存儲再整合，供用戶以個性化的方式收看自己喜愛的節(jié)目。
本發(fā)明數(shù)字電視廣播系統(tǒng)可分為兩個部分，實現(xiàn)過程可分為三個步驟。兩部分是指頭端的播出系統(tǒng)和終端的接收展現(xiàn)設備。三個步驟是指頭端播出系統(tǒng)的分類異步隨機循環(huán)發(fā)送；終端接收設備分類過濾存儲；終端接收展現(xiàn)設備將已存儲的節(jié)目素材按節(jié)目類別以多級目錄方式分類顯示，觀眾通過點選方式收看，節(jié)目既可以是數(shù)字視頻節(jié)目，也可以是數(shù)字音頻節(jié)目。
頭端播出系統(tǒng)的分類異步隨機循環(huán)發(fā)送包含以下內(nèi)容·分類是將可用于播出的節(jié)目素材按照內(nèi)容特性或形式特點等屬性進行區(qū)分，按事先約定的分類表歸入不同的類別。對于分類表，它又分為1～4個級別的子類，1級最高，4級最低，它們成樹狀結構，任何一個1級子類下面又會包含若干2級子類，這些2級子類下面又會包含若干3級子類，以此類推，直到4級子類。每一個節(jié)目在廣播發(fā)送時都會同步傳送它的分類信息，分類信息由32比特數(shù)據(jù)表示，從高位到低位每8個比特表示一個子類級別，最高8比特表示1級子類的屬性，依次至最低8比特表示4級子類的屬性?？梢钥闯鰧τ诿恳患壸宇惗伎梢詫⒐?jié)目劃分成256個類別。例如在1級子類中可以將節(jié)目分為新聞類、體育賽事轉播類、電影類、電視劇類等等；在新聞1級子類中又可以分為政治、財經(jīng)、體育、教育等2級子類，在體育賽事轉播1級子類中又可以分為足球、網(wǎng)球、籃球等2級子類；如此類推一直可以分到4級子類。電視廣播機構可以將這四級分類都使用，也可以對不同的節(jié)目使用不同的分類等級，具體分類到那個等級完全依據(jù)頭尾端事先的約定。
·異步是指對于任何一條視音頻節(jié)目素材，它在頭端的發(fā)送速度不再必須與其展現(xiàn)速度有同步關系，可以用超實時的速度播送，也可以用低于其展現(xiàn)的速度播送，甚至可以在發(fā)送中隨時變換發(fā)送的速度，以何種速度廣播完全取決于可供該條素材使用的信道帶寬。對于每一條用于播出的節(jié)目素材，播出前指定其播出使用的上限播出碼率和播出優(yōu)先級，播出服務器根據(jù)每一時刻待播的節(jié)目數(shù)量、節(jié)目播出帶寬需求和節(jié)目優(yōu)先級動態(tài)分配每一個節(jié)目素材播出使用的帶寬，分配給各個節(jié)目的播出帶寬之和等于播出設備可用的總帶寬。如果分配給各節(jié)目的播出帶寬都已經(jīng)達到它們的上限播出碼率，但帶寬之和依然低于播出設備可用的總帶寬，那么播出設備應有自動插入空包能力。播出設備根據(jù)實時分配給各個節(jié)目的信道帶寬，將所需播出的節(jié)目復用成一個MPTS(多節(jié)目傳輸流)輸出。在本專利中我們將這種節(jié)目的復用播出方式稱之為統(tǒng)計復用。不同的節(jié)目其所要求的發(fā)送優(yōu)先級和發(fā)送上限碼率各不相同，因此在傳輸中有的節(jié)目的發(fā)送速度可能達到上限碼率，有的可能達不到，甚至可能所有的節(jié)目都達不到上限碼率；相比于它們各自的展現(xiàn)速度，發(fā)送速度有可能高于展現(xiàn)速度，也可能低于展現(xiàn)速度。節(jié)目在播出的過程中，發(fā)送速度也可以是在變化的，因為有時會有新的節(jié)目被復用近來，有時某個節(jié)目已經(jīng)發(fā)送完，不再占用傳輸帶寬，這都會影響其它正在傳輸?shù)墓?jié)目的發(fā)送速率。正是由于采用統(tǒng)計復用，才產(chǎn)生了節(jié)目發(fā)送速度與展現(xiàn)速度不同、節(jié)目發(fā)送速度隨時變化等現(xiàn)象，因此這里所闡述的異步概念的核心也是統(tǒng)計復用。
·隨機是指電視節(jié)目播出機構每獲得一個節(jié)目素材，在對其進行分類并加入分類標識后，就可以立即將其送入頭端的DVB廣播通道進行播出，當然也可以將其延后到任意一個合適的時刻進行播出，播出是隨機的，而不象現(xiàn)在的播出方式，要事先確定播出節(jié)目單，然后根據(jù)播出節(jié)目單定時播出。例如現(xiàn)在的新聞播出方式是將每天獲得的各個新聞素材歸入不同的新聞節(jié)目板塊，每個新聞節(jié)目板塊會在每天或每周確定的時間點播出，收視觀眾也只有在這些確定的時間點才能獲取新聞。本專利提出的廣播方式與其不同，由于采用隨機發(fā)送的方式，廣播機構隨時都可將獲得的最新的新聞素材送入DVB播出通道，復用播出。素材的播出不再有確定的時間點的限制，即時性得到提高。
·循環(huán)是指對于任何一個節(jié)目素材，在頭端的播出設備可以設定它的重復播出次數(shù)并循環(huán)播出。循環(huán)播出，即可以是該節(jié)目素材自己循環(huán)播放，也可以是這個節(jié)目與其它節(jié)目組合循環(huán)播放。
從頭端播出系統(tǒng)來看，節(jié)目的廣播方式與現(xiàn)行方式有著本質(zhì)的區(qū)別，節(jié)目發(fā)送前要進行分類，并在發(fā)送時同步帶有分類信息；節(jié)目的播出不再遵循預先設定節(jié)目播出單定時播出的傳統(tǒng)方式，而是采用隨機播出的策略，隨時可以將節(jié)目送入播出通道；根據(jù)通道上待播節(jié)目的多少和各節(jié)目的帶寬需求、優(yōu)先級動態(tài)調(diào)整各節(jié)目的播出速率，發(fā)送與展現(xiàn)速度可呈異步關系，而現(xiàn)在的電視廣播方式都是發(fā)送端與接收端同步發(fā)送和收看。
終端接收設備的分類過濾存儲包含以下內(nèi)容·終端接收機根據(jù)事先與頭端對節(jié)目分類的約定，向用戶提供節(jié)目的分類索引，用戶通過索引定制要接收那一子類的節(jié)目，定制方案提交終端接收機處理。
·終端接收機對接收到的復用碼流解復用，根據(jù)用戶提交的分類接收定制方案和與節(jié)目碼流同步下發(fā)的分類信息，來識別那些節(jié)目是用戶需要的，那些不需要，將需要的節(jié)目通過接收機的碼流過濾器過濾出來，并送到存儲設備保存。
終端接收顯示設備的分類顯示、點選播映包含以下內(nèi)容·用戶收視時，接收設備首先將存儲的節(jié)目素材按其攜帶的分類信息進行分類，分別歸整到用戶訂制的各個子類，根據(jù)用戶預制的不同界面方案進行編排顯示，形成一定的目錄結構。
·用戶通過這種目錄結構可以高效地找到任意一個自己關注的節(jié)目素材，并對其進行瀏覽，察看其附帶的文字或其它信息，確認后可將該節(jié)目素材轉入正常放映狀態(tài)。由于節(jié)目已經(jīng)被記錄到接收設備的存儲體中，因此在播放過程中可以隨時進行快進、快退、暫停操作。
·在用戶收視過程中，如果又有新的素材被接收到，那么接收機會及時根據(jù)它的分類信息將其添加到目錄結構中。
·對于用戶不再需要的節(jié)目素材可被逐條或整批刪除。
在頭端系統(tǒng)對節(jié)目進行分類和終端過濾接收等步驟中都涉及到節(jié)目的分類和屬性標識符，在DVB標準中預留了一批描述符供用戶自己定義，因此我們根據(jù)DVB描述符的通用格式定義了DY_program_type_descriptor(節(jié)目分類描述符)、DY_program_name_descriptor(節(jié)目名稱描述符)和DY_running_status_descriptor(節(jié)目運行狀態(tài)描述符)。對于在DVB復用流中播出的每個節(jié)目都會有一個PMT(節(jié)目映射表)對其進行描述，在PMT表中基本流描述循環(huán)之前的位置加入的描述符都是對該節(jié)目的整體描述，因此上述3個描述符的添加位置也是這里，它們的具體內(nèi)容如下。
·DY_program_type_descriptor描述符用于對節(jié)目的類別進行描述。本發(fā)明數(shù)字電視廣播中播出的每一個節(jié)目都要入該描述符，描述符格式如下DY_program_type_descriptor(){descriptor_tag 8；//值為0xFAdescriptor_length 8；//值為4type_level_18；//1級子類類別號type_level_28；//2級子類類別號type_level_38；//3級子類類別號type_level_48；//4級子類類別號}type_level_1～4這四字節(jié)的內(nèi)容共同組成了某個節(jié)目的分類信息，具體的分類方法可根據(jù)節(jié)目播出的實際需求而定。除1級子類外其他級別子類都是可選項，任何一個子類被使用時，比它級別高的子類都必須已被使用，可選子類在不使用時類別號必需設為0x00。
·DY_program_name_descriptor描述符用于描述該條節(jié)目的名稱。該名稱由頭端系統(tǒng)確定，終端接收設備接收后存儲，在分類顯示時作為節(jié)目素材的名稱顯示在目錄結構中，便于用戶對已經(jīng)收錄的節(jié)目進行索引。描述符格式如下
DY_program_name_descriptor(){descriptor_tag 8；//值為0xFBdescriptor_length 8；ISO 639_2_language_code24；program_name_length8；for(i＝0；i＜program_name_length；i++){program_name_char 8；}}描述符長度descriptor_length8位字段，給出其后到該描述符結束處的總字節(jié)數(shù)。
ISO 639-2語言代碼ISO 639_2_language_code24位字段，指明后續(xù)的文本字段的語言。該字段包含一個由ISO639-2定義的3字符代碼。ISO 639-2/B和ISO 639-2/T都可以使用。
每個字符都按照GB/T 15273.1編碼為8位，并依次插入24位字段。
節(jié)目名稱長度program_name_length8位字段，以字節(jié)為單位給出節(jié)目名稱的長度。
節(jié)目名稱字段program_name_char8位字段，一個字符串給出節(jié)目的名稱。
·DY_running_status_descriptor描述符用于描述該節(jié)目素材的播放狀態(tài)。描述符格式如下DY_running_status_descriptor(){descriptor_tag 8；//值為0xFCdescriptor_length 8；program_id 24；start_time 40；
duration 24；running_status 8；repetition_counter 8；}描述符長度descriptor_length8位字段，給出其后到該描述符結束處的總字節(jié)數(shù)。節(jié)目標識號program_id8位字段，給出該節(jié)目在其所屬的最低級別子類中的播出編號。播出設備每播出一個屬于該子類的新節(jié)目素材，該編號自動加1，24位記滿后清零循環(huán)計數(shù)。接收端可用它來識別該子類是否有新的節(jié)目素材被播放。起始時間start_time40位字段，包含以UTC和MJD形式表示的節(jié)目素材每次播放的起始時間和日期。此字段前16位表示MJD日期碼，其余24位按4位BCD編碼，表示6個數(shù)字。如果起始時間未定，則所有位都置為“1”。持續(xù)時間 duration24位字段，表示該節(jié)目素材這次播放的持續(xù)時間，以時、分、秒的格式表示。格式為6個4位BCD編碼。運行狀態(tài) running_status8位字段，表示節(jié)目素材的播放狀態(tài)，定義見表1表1 running_status


重復播出計數(shù) repetition_counter8位字段，給出該節(jié)目素材已經(jīng)重復播出的次數(shù)。每重復播出一次，該編號自動加1，8位記滿后清零循環(huán)計數(shù)。
根據(jù)本發(fā)明闡述的式數(shù)字電視廣播方法，本發(fā)明提供一種數(shù)字電視節(jié)目的廣播、接收與展現(xiàn)裝置。該節(jié)目系統(tǒng)對每個節(jié)目加入特定的節(jié)目分類和屬性標識符，對各個播出的節(jié)目碼流進行統(tǒng)計復用，然后將復用的節(jié)目碼流通過傳輸網(wǎng)絡廣播。終端接收機根據(jù)用戶提交的節(jié)目定制信息，對接收到的節(jié)目碼流進行過濾存儲，在用戶需要收看時，接收機將已經(jīng)存儲的節(jié)目按類別編排并以易于搜索的目錄性形式提供給用戶，供用戶瀏覽、點選收看。
根據(jù)本發(fā)明的一個方面，該數(shù)字電視節(jié)目裝置包括視音頻節(jié)目放錄設備；采集視音頻信號并將它們按MPEG2、MPEG1、MPEG4或H.263等標準壓縮編碼為適合廣播的視音頻素材的節(jié)目采集工作站；對視音頻節(jié)目素材進行分類的節(jié)目分類工作站；存儲已分類的視音頻節(jié)目素材的節(jié)目素材存儲設備；用于統(tǒng)計復用各節(jié)目碼流并播出復用節(jié)目碼流的DVB播出服務器；信道調(diào)制設備；具有一定單向帶寬的傳輸網(wǎng)絡；在對網(wǎng)絡傳輸信號解調(diào)制解復用后，根據(jù)用戶對節(jié)目的定制需求分類過濾并存儲節(jié)目素材碼流的終端接收機，該接收機還提供對已存儲的節(jié)目素材進行分類顯示、瀏覽和點選播映的功能。
另外，節(jié)目采集工作站進一步包括對未壓縮的一路視頻信號和若干路音頻信號進行壓縮和編碼以生成適合廣播的視音頻流的視音頻壓縮器，該壓縮器生成的視音頻流被存儲為素材文件，該素材文件中還包含節(jié)目素材的時間長度、碼率、壓縮格式等信息數(shù)據(jù)。
另外，節(jié)目分類工作站進一步包括事先約定的分類標準，節(jié)目素材文件送入分類工作站后根據(jù)編輯人員的指示，分類工作站將自動為這個節(jié)目素材生成DY_program_type_descriptor描述符和DY_program_name_descriptor描述符，并將這個節(jié)目素材制作成SPTS(單節(jié)目傳輸流)文件，其PMT表中包含上述兩個描述符。
另外，DVB播出服務器進一步包括統(tǒng)計復用模塊，它根據(jù)所需復用的各節(jié)目碼流的優(yōu)先級、最大輸出碼率、重復播出次數(shù)和方式、以及信道總帶寬來安排各個節(jié)目碼流的實際輸出碼率，并且實際輸出碼率時刻都會根據(jù)服務器的播出狀態(tài)進行調(diào)整。DVB播出服務器在復用播出的過程中實時向各個節(jié)目的PMT表中添加DY_running_status_descriptor描述符，提示接收端設備該節(jié)目現(xiàn)在的播出狀態(tài)，利于接收端設備提前進行存儲準備，并在節(jié)目結束時及時停止存儲。
另外，終端接收機進一步包括信道解調(diào)器；可根據(jù)PID號和數(shù)據(jù)包內(nèi)特定位置字節(jié)對數(shù)據(jù)包進行過濾的碼流過濾器；用于存儲過濾出的節(jié)目素材碼流的存儲裝置；具有一定運算能力且能控制接收機運行的硬件電路；將存儲的視音頻碼流解碼的解碼器；以及各部分相應的控制軟件；碼流分析軟件模塊；用戶節(jié)目定制軟件模塊；節(jié)目分類顯示軟件模塊；節(jié)目瀏覽、播映、快進快退、暫停等節(jié)目播放軟件。
上面描述了本發(fā)明提出的數(shù)字電視節(jié)目廣播的實現(xiàn)方法和設備裝置，可以看出本發(fā)明提出的數(shù)字廣播系統(tǒng)與傳統(tǒng)的節(jié)目廣播系統(tǒng)相比具有以下的優(yōu)點1、用戶不必再按照節(jié)目時間表定時收看某些感興趣的節(jié)目，而可以自由安排收視時間。
2、個性化收錄，機頂盒只收錄用戶感興趣類別的節(jié)目，即在機頂盒中實現(xiàn)了專業(yè)化頻道這個概念。
3、已收錄的節(jié)目按分類目錄的方式供用戶選擇，更符合人們一般的生活習慣。
4、由于被點選播映的節(jié)目素材已經(jīng)事先錄制到機頂盒，因此可以方便的實現(xiàn)節(jié)目的快進快退，預覽功能。
5、對于新聞節(jié)目提高其播發(fā)的實時性。
6、由于采用了統(tǒng)計復用的播出方式，信道帶寬的有效利用率得到提高。


通過結合附圖詳細說明本發(fā)明的實施例可以更清楚地理解本發(fā)明的特性和優(yōu)點，附圖中包括圖1是根據(jù)本發(fā)明實施例投遞式數(shù)字電視節(jié)目廣播系統(tǒng)的方框圖；圖2是根據(jù)本發(fā)明實施例基于終端接收機內(nèi)部功能模塊之間關系的示意方框圖；圖3是根據(jù)本發(fā)明實施例投遞式數(shù)字電視節(jié)目廣播頭端系統(tǒng)的工作流程圖；圖4是根據(jù)本發(fā)明實施例投遞式數(shù)字電視節(jié)目廣播終端系統(tǒng)的工作流程圖。
所有附圖中，相同的參考數(shù)字表示類似或者對應的部分。
下面參考圖1和2說明根據(jù)本發(fā)明實施例制作、發(fā)送和接收投遞式數(shù)字電視節(jié)目的裝置的方框圖。視音頻信號從諸如磁帶機、DV攝像機、VCD/DVD機之類的視音頻節(jié)目放錄設備11通過如S端子、CVBS(復合信號)、YUV(分量信號)、SDI(數(shù)字信號)或XLR接頭(模擬音頻或數(shù)字音頻)之類的連接線輸出到節(jié)目采集工作站12。在節(jié)目采集工作站12中，由視音頻數(shù)據(jù)采集卡按照視音頻制式標準(如對于標準清晰度視頻信號PAL制時為720×576×25fps(每秒幀)，NTSC制為720×480×29.9fps，音頻可以是每秒48K、32K或44.1K采樣，每個采樣點的分辨率可以是16、20或24bits等制式)和設定的采集參數(shù)，以一定的速度采集輸出的視音頻信號流，并進一步按照某種國際通用的視音頻壓縮編碼標準(如MPEG1、MPEG2或MPEG4等標準，但不局限于這些標準)將采集的視音頻數(shù)據(jù)壓縮編碼并存儲為素材文件，該素材文件中還包含節(jié)目素材的時間長度、碼率、壓縮格式等信息數(shù)據(jù)。節(jié)目采集工作站12由一臺性能較高的PC機和視音頻壓縮采集卡構成，壓縮采集卡可以采用ViewCast公司的Osprey-2000或Matrox公司的相關產(chǎn)品。當然節(jié)目采集工作站12也可以只配置不帶壓縮功能的采集卡，其輸出的基帶視音頻數(shù)據(jù)通過軟件進行壓縮編碼并存儲為素材文件。如果通過其他途徑可以提供節(jié)目分類工作站可以使用的視音頻素材文件，上述設備可以省略。
節(jié)目分類工作站13通過網(wǎng)絡如以太網(wǎng)，從節(jié)目采集工作站12獲得壓縮編碼的視音頻素材碼流文件，將其封裝成PES包，同時生成PAT和PMT表，再將它們封裝成TS包，最終復用成一個SPTS文件。根據(jù)事先的節(jié)目分類約定，節(jié)目制作人員指定該節(jié)目的類別直至可用的最低級別子類，并確定節(jié)目的名稱。節(jié)目分類工作站13自動按制作人員指定的類別和名稱生成針對該節(jié)目的DY_program_type_descriptor和DY_program_name_descriptor兩個描述符，并在生成PMT表時自動將它們插入。生成的SPTS文件保存于節(jié)目碼流存儲設備14中。節(jié)目碼流存儲設備14可以是一臺數(shù)據(jù)庫服務器，它擁有并管理較大的磁盤存儲空間，通過以太網(wǎng)或光纖網(wǎng)與節(jié)目制作工作站13、播出服務器15等相連。
根據(jù)圖1所示流程，當有播出需求時，存儲于設備14中的節(jié)目SPTS文件通過網(wǎng)絡鏈路被調(diào)入播出服務器15進行廣播。對于要求有較高時效的節(jié)目，也可在送入設備14存儲的同時送入播出服務器15進行廣播。播出服務器15要具有統(tǒng)計復用的功能，也就是在同時將多個節(jié)目碼流復用播出時，復用的策略會與各個節(jié)目的優(yōu)先級、發(fā)送上限碼率有關。每個節(jié)目被送入播出服務器播出時都會指定優(yōu)先級、發(fā)送上限碼率，由于投遞式數(shù)字電視節(jié)目在發(fā)送時不再遵守發(fā)送速度與展現(xiàn)速度相同的規(guī)則，因此節(jié)目即可以超展現(xiàn)速度發(fā)送，也可以低于展現(xiàn)速度發(fā)送，發(fā)送上限碼率是指該節(jié)目播出時的最高發(fā)送速度。播出服務器在進行統(tǒng)計復用時，以播出服務器可用的信道總帶寬作為所有節(jié)目復用后的碼流的碼率，在此基礎上以各個播出節(jié)目的優(yōu)先級和發(fā)送上限碼率作為參數(shù)進行計算，確定各個節(jié)目播出時的傳輸碼率，所有節(jié)目的傳輸碼率之和應等于播出服務器可用的信道總帶寬。不同的節(jié)目其所要求的發(fā)送優(yōu)先級和發(fā)送上限碼率各不相同，因此在傳輸中有的節(jié)目的發(fā)送速度可能達到上限碼率，有的可能達不到，甚至可能所有的節(jié)目都達不到上限碼率；相比于它們各自的展現(xiàn)速度，發(fā)送速度有可能高于展現(xiàn)速度，也可能低于展現(xiàn)速度。節(jié)目在播出的過程中，發(fā)送速度也可以是在變化的，因為有時會有新的節(jié)目被復用近來，有時某個節(jié)目已經(jīng)發(fā)送完，不再占用傳輸帶寬，這都會影響其它正在傳輸?shù)墓?jié)目的發(fā)送速率。播出服務器15能夠支持對節(jié)目的循環(huán)播放，即可以是單節(jié)目的循環(huán)播放，也可以是多個節(jié)目的組合循環(huán)播放。播出服務器15具有在復用流中每個節(jié)目的PMT表中實時插入DY_running_status_descriptor描述符的能力，該描述符的內(nèi)容要根據(jù)節(jié)目播放的進展隨時進行修改，為接收設備選擇不同的過濾存儲策略提供依據(jù)。播出服務器15具有在復用流中插入空包的能力，這一方面是為了滿足播出信道帶寬的要求，另一方面是在每個節(jié)目有效數(shù)據(jù)碼流播出前，使用相同的PID號播出幾秒的無效數(shù)據(jù)，為接收設備提供必要的存儲準備時間。播出服務器15統(tǒng)計復用輸出的MPTS碼流送入信道調(diào)制設備16(如BARCO公司的QUASAR MKII型QAM調(diào)制器)進行信道編碼和調(diào)制，然后進入傳輸網(wǎng)絡17(如有線電視網(wǎng)或衛(wèi)星電視網(wǎng))進行廣播。
終端接收機18內(nèi)部功能模塊之間關系如圖2所示。終端接收機18一般指機頂盒或用于計算機的接收卡。它一般包括以下幾部分信道解調(diào)器181，碼流過濾器182，節(jié)目碼流存儲設備183，視音頻解碼器184，用戶節(jié)目定制軟件模塊185，碼流分析軟件模塊186，碼流分類顯示軟件模塊187和節(jié)目播放軟件模塊188等硬件和軟件。
已調(diào)制的碼流信號被信道解調(diào)器181接收，并對碼流信號進行信道解碼和解調(diào)制。解調(diào)后的碼流信號被送入到碼流過濾器182，碼流過濾器182一般是一組硬件電路，它可以根據(jù)指定的PID號和碼流中一些特定位置的字節(jié)內(nèi)容過濾出所需的數(shù)據(jù)包。如IBM公司提供的機頂盒專用芯片即包含該電路功能，當然也可以通過軟件程序來實現(xiàn)。終端接收機18的使用者通過用戶節(jié)目定制軟件模塊185預定自己喜愛類別的節(jié)目，節(jié)目定制軟件會將用戶定制的節(jié)目類別提交給碼流分析軟件模塊186。碼流分析模塊186會設置碼流過濾器182過濾PID號為0x0000的TS包，獲取PAT表。碼流分析模塊186通過分析PAT表的內(nèi)容，可以獲得所有PMT表的PID號，并通過對碼流過濾器182的設置過濾出所有PMT表，然后比較其所攜帶的DY_program_type_descriptor描述符是否與用戶預定的節(jié)目類別相同，如果相同再分析DY_running_status_descriptor描述符，通過program_id字段確認該節(jié)目沒有被存儲過，那么將該節(jié)目所涉及的碼流PID號傳給碼流過濾器，并根據(jù)DY_running_status_descriptor描述符提供的節(jié)目運行狀態(tài)、開始時間和周期控制碼流過濾器過濾該節(jié)目碼流，同時控制節(jié)目碼流存儲設備183存儲過濾出的碼流數(shù)據(jù)。碼流分析模塊會紀錄存儲的節(jié)目的名稱和類別，并提交給節(jié)目分類顯示軟件模塊187，在用戶進行收視時分類顯示模塊187將已經(jīng)存儲的節(jié)目按類別以便于搜索的目錄結構提供給用戶，用戶可以進行小窗口瀏覽，調(diào)閱與這個節(jié)目相關的數(shù)據(jù)信息，或者進行全屏播放，在播放過程中可以進行快進快退和暫停操作。當用戶進行小窗口瀏覽或全屏播放時，分類顯示模塊187將被選中的節(jié)目信息傳遞給節(jié)目播放軟件模塊188，播放模塊188控制存儲設備將該節(jié)目的碼流數(shù)據(jù)送交視音頻解碼器184進行解碼并輸出信號供視音頻輸出設備(如電視機)展現(xiàn)。
下面參考圖3說明根據(jù)本發(fā)明實施例數(shù)字電視節(jié)目廣播頭端系統(tǒng)的工作流程。首先，在步驟S301，從視音頻節(jié)目放錄設備11通過連接線向節(jié)目采集工作站12播放視音頻信號流。在步驟S302，節(jié)目采集工作站12采集播放的視音頻信號流。在步驟S303，節(jié)目采集工作站12中的壓縮編碼板卡或軟件將采集的視音頻信號流壓縮編碼為適合廣播的數(shù)據(jù)流。在步驟S304，節(jié)目分類工作站13根據(jù)系統(tǒng)事先對節(jié)目分類的約定對視音頻節(jié)目素材進行分類，產(chǎn)生分類碼。在步驟S305，節(jié)目分類工作站13將壓縮編碼的節(jié)目素材形成SPTS文件，該文件的PMT表中帶有節(jié)目分類描述符和節(jié)目名稱描述符。在步驟S306，生成的SPTS碼流文件存儲到節(jié)目素材存儲設備14。當有播出需求時，被存儲的SPTS碼流文件在步驟S307中被調(diào)入播出服務器15，同時指定該節(jié)目文件的重復播出次數(shù)、重播方式、播出上限帶寬等參數(shù)。在步驟S308，依據(jù)各個需要播出的節(jié)目文件的參數(shù)和服務器可用的總信道帶寬，按一定的統(tǒng)計復用算法，播出服務器對所有需要播出的節(jié)目進行統(tǒng)計復用，并在各節(jié)目的PMT表中實時插入節(jié)目運行狀態(tài)描述符。服務器統(tǒng)計復用后輸出的MPTS碼流在步驟S309中被信道調(diào)制設備16進行信道調(diào)制，并最終送入傳輸網(wǎng)絡17進行廣播。
下面參考圖4說明根據(jù)本發(fā)明實施例數(shù)字電視節(jié)目廣播終端系統(tǒng)的工作流程。在步驟S401，終端接收機18接收已調(diào)制的投遞式數(shù)字電視節(jié)目的MPTS流，并利用它的信道解調(diào)器181對碼流進行解調(diào)。在步驟S402，終端接收機18的碼流分析模塊186設置碼流過濾器182過濾出PAT表并分析，獲得所有PMT表的PID號。步驟S404中，碼流過濾器182過濾所有PMT表并交由碼流分析模塊186分析。步驟S403中，用戶節(jié)目定制模塊185接收用戶的節(jié)目分類定制信息，并將它們傳遞給碼流分析模塊186，因此在步驟S404中碼流分析模塊會將這些信息與各個PMT表中的節(jié)目分類描述符所攜帶的分類信息進行對比，確定那些節(jié)目符合用戶的定制需求，并通過節(jié)目運行狀態(tài)描述符確認這些節(jié)目是否還未被錄制存儲，如未被存儲，將獲取這些節(jié)目碼流的PID號。在步驟S405，碼流分析模塊根據(jù)節(jié)目運行狀態(tài)描述符的提示在合適的時機對碼流過濾器進行設置，使其根據(jù)PID過濾節(jié)目碼流，并將過濾出的節(jié)目碼流存儲到接收機的節(jié)目碼流存儲設備183中，同時根據(jù)節(jié)目名稱描述符記錄已存節(jié)目的名稱。用戶要進行節(jié)目收視時，在步驟S406，節(jié)目分類顯示模塊187從碼流分析模塊獲取用戶的定制信息，已分類錄制的節(jié)目的名稱，并根據(jù)定制信息以便于搜索的目錄方式顯示已經(jīng)錄制的節(jié)目的名稱。在步驟S407，用戶從目錄中選中某個節(jié)目，即可以通過小窗口瀏覽，也可以直接進入正常播映狀態(tài)。步驟S408中，被選中節(jié)目的視音頻碼流從存儲設備183送入視音頻解碼器184進行解碼，并將解碼后的基帶視音頻數(shù)據(jù)轉換為合適的模擬信號輸出。步驟S409中，用戶可以在節(jié)目播映過程中進行快進、快退和暫停等操作，節(jié)目播映結束后可回到步驟S407重新選擇節(jié)目收看。
至此，已結合實施例說明了本發(fā)明的具體實施過程?？梢岳斫?，在不脫離本發(fā)明申請權利要求范圍的情況下可以對本發(fā)明進行修改和改進。
權利要求
1.一種數(shù)字電視節(jié)目廣播、接收和展現(xiàn)的方法，其步驟如下a)頭端播出系統(tǒng)的分類異步隨機循環(huán)發(fā)送節(jié)目在播出前先進行分類，頭端設備產(chǎn)生分類碼進而形成節(jié)目類別描述符向接收端發(fā)送；b)終端接收設備分類過濾存儲終端接收機根據(jù)與頭端對節(jié)目分類的約定，向用戶提供節(jié)目的分類索引，用戶定制方案提交終端接收機處理；終端接收機對接收到的復用碼流解復用，根據(jù)用戶提交的分類接收定制方案和與節(jié)目碼流同步下發(fā)的分類信息，自動識別用戶需要的節(jié)目，并將該節(jié)目過濾出來，送到存儲設備保存；c)終端接收展現(xiàn)設備將已存儲的節(jié)目素材按類別分類顯示，觀眾通過點選方式收看。
2.如權利要求1所述的方法，其特征在于，所述節(jié)目為數(shù)字視頻節(jié)目或數(shù)字音頻節(jié)目。
3.如權利要求1所述的方法，其特征在于，所述節(jié)目在播出前進行的分類，是將節(jié)目從1級子類細分到4級子類。
4.如權利要求1所述的方法，其特征在于，所述異步隨機循環(huán)發(fā)送是根據(jù)系統(tǒng)用總帶寬、待播的節(jié)目數(shù)量、節(jié)目播出帶寬需求和節(jié)目優(yōu)先級動態(tài)分配每個節(jié)目素材播出使用的帶寬，進行統(tǒng)計復用；節(jié)目廣播發(fā)送時可以指定重播次數(shù)，發(fā)送設備自動循環(huán)發(fā)送。
5.如權利要求1所述的方法，其特征在于，頭端系統(tǒng)播出的復用TS碼流中每個PMT表都帶有下述三個專用描述符DY_program_type_descriptor(節(jié)目分類描述符)、DY_program_name_descriptor(節(jié)目名稱描述符)和DY_running_status_descriptor(節(jié)目運行狀態(tài)描述符)，以及該些碼流的屬性A)DY_program_type_descriptor描述符該描述符中帶有一個4字節(jié)的節(jié)目分類碼；B)DY_program_name_descriptor描述符該描述符給出了節(jié)目的名稱；C)DY_running_status_descriptor描述符該描述符指出每個節(jié)目當前的運行狀態(tài)，節(jié)目播出的起始時間、周期，重播次數(shù)以及節(jié)目的播出編號。
全文摘要
一種數(shù)字電視節(jié)目廣播、接收和展現(xiàn)的方法，其步驟如下a)頭端播出系統(tǒng)的分類異步隨機循環(huán)發(fā)送節(jié)目在播出前先進行分類，頭端設備產(chǎn)生分類碼進而形成節(jié)目類別描述符；b)終端接收設備分類過濾存儲終端接收機根據(jù)與頭端對節(jié)目分類的約定，向用戶提供節(jié)目的分類索引，用戶定制方案提交終端接收機處理；終端接收機對接收到的復用碼流解復用，根據(jù)用戶提交的分類接收定制方案和與節(jié)目碼流同步下發(fā)的分類信息，自動識別用戶需要的節(jié)目，并將該節(jié)目過濾出來，送到存儲設備保存；c)終端接收展現(xiàn)設備將已存儲的節(jié)目素材按類別分類顯示，觀眾通過點選方式收看。
文檔編號H04N7/015GK1437402SQ03106830
公開日2003年8月20日 申請日期2003年3月3日 優(yōu)先權日2003年3月3日
發(fā)明者姚威, 李永葆, 張仁宇 申請人:北京中科大洋科技發(fā)展股份有限公司