DVB SI/PSI分析和處理
SI是Specific Information的簡(jiǎn)稱,PSI是program Specific Information．該機(jī)制允許ＤＶＢ傳送各種各樣的訊息，比如節(jié)目名稱，電視臺(tái)名稱，各種ＰＩＤ，私有信息，甚至單獨(dú)傳送數(shù)據(jù)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)通信等．這些功能的實(shí)現(xiàn)都?xì)w功于SI/PSI.
在DVB 標(biāo)準(zhǔn)中，定義了一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的PID用來(lái)實(shí)現(xiàn)SI/PSI.這些PID是系統(tǒng)保留的，因此ＤＶＢ編碼的時(shí)候并不會(huì)用這些ＰＩＤ做為Video PID或者 Audio PID或者其他ＰＩＤ．在一個(gè)簡(jiǎn)單的解復(fù)用程序中，只需要提供處理PAT,PMT表格的程序即可實(shí)現(xiàn)解復(fù)用，當(dāng)然如果需要更友好的界面和實(shí)現(xiàn) 更復(fù)雜的功能（如ＣＡ）則必須處理其他的ＳＩ表．在這里僅僅分析PAT,PMT,SDT表格，其他SI表格的分析，請(qǐng)參考ISO13818-1(MPEG-2系統(tǒng)層標(biāo)準(zhǔn))和EN300468(DVB SI標(biāo)準(zhǔn))文檔．
DVB定義的SI保留的PID分別是:
上表格的PID就是ＤＶＢ保留的ＰＩＤ，分配的其他ＰＩＤ一定不會(huì)占用這些ＰＩＤ．解復(fù)用程序需要使用到的表格只有PAT,PMT,SDT,而ＣＡ應(yīng)用還需要使用CAT,EPG應(yīng)用還需要使用NIT,EIT,TDT,TOT等表格.所以在需要解復(fù)用的時(shí)候，偽代碼需要這樣寫:
void Process_Packet(unsigned char*buff)
{
int PID=GETPID(buff);
if(PID==0x0000)
{
Process_PAT(buff+4);
}
else if(PID==......)
{
}
else
{
printf("Unknown PID!");
}
}
所 有的表格都開始于Packet中的184字節(jié)的數(shù)據(jù)部分，但有的時(shí)候一個(gè)表格沒有184字節(jié)，這時(shí)在Packet中就可能插入一些無(wú)效信息用來(lái)填充使整個(gè) Packet依然保持是188字節(jié)．也可能用頭信息中的payload_unit_start_indicator標(biāo)志表格有個(gè)偏移位置（當(dāng) payload_unit_start_indicator=0表示表格數(shù)據(jù)直接從Packet區(qū)的第四個(gè)字節(jié)開始，否則表示有一個(gè)偏移量位置開始,具體 請(qǐng)參考ISO13818-1,第4字節(jié)到偏移量間的數(shù)據(jù)是系統(tǒng)填充的無(wú)效數(shù)據(jù)）．
下面針對(duì)解復(fù)用程序詳細(xì)分析一下PAT,PMT和SDT三類表格的格式．
PAT, Program Association Table,節(jié)目關(guān)聯(lián)表
PAT表攜帶以下信息:
(1) TS流ＩＤ--- transport_stream_id,該ＩＤ標(biāo)志唯一的流ＩＤ
(2) 節(jié)目頻道號(hào)-- program_number,該號(hào)碼標(biāo)志ＴＳ流中的一個(gè)頻道，該頻道可以包含很多的節(jié)目(即可以包含多個(gè)Video PID和Audio PID)
(3) PMT的PID--- program_map_PID,表示本頻道使用的哪個(gè)PID做為PMT的ＰＩＤ，因?yàn)榭梢杂泻芏嗟念l道，因此ＤＶＢ規(guī)定PMT的PID可以由用戶自己定義．
PAT表定義如下:
各字段含義如下:
table_id:8 bits,標(biāo)志本表格的類型，應(yīng)該是0x00
section_syntax_indicator:1 bit,段語(yǔ)法標(biāo)志，應(yīng)該是'1'
'0':固定的'0'，這是為了防止和ISO13818Video流格式中的控制字沖突而設(shè)置的．
Reserved:保留的2bits,保留位一般都是'0'
section_length:12bits的段大小，單位是Bytes.
transport_stream_id:16bits的當(dāng)前流ＩＤ，ＤＶＢ內(nèi)唯一.(事實(shí)上很多都是自定義的TS ID)
version_number:5bits版本號(hào)碼，標(biāo)注當(dāng)前節(jié)目的版本．這是個(gè)非常有用的參數(shù)，當(dāng)檢測(cè)到這個(gè)字段改變時(shí)，說(shuō)明ＴＳ流中的節(jié)目已經(jīng)變化了，程序必須重新搜索節(jié)目．
current_next_indicator:1bit:當(dāng)前還是未來(lái)使用標(biāo)志符,一般情況下為'0'
section_number:8bits當(dāng)前段號(hào)碼
last_section_number:8bits最后段號(hào)碼(section_number和last_section_number的功能是當(dāng)PAT內(nèi)容>184字節(jié)時(shí)，PAT表會(huì)分成多個(gè)段(sections),解復(fù)用程序必須在全部接收完成后再進(jìn)行PAT的分析)
從for()開始，就是描述了當(dāng)前流中的頻道數(shù)目(N),每一個(gè)頻道對(duì)應(yīng)的PMT PID是什么．解復(fù)用程序需要和上圖類似的循環(huán)來(lái)接收所有的頻道號(hào)碼和對(duì)應(yīng)的PMT PID,并把這些信息在緩沖區(qū)中保存起來(lái)．在后部的處理中需要使用到PMT PID.
CRC_32:本段的CRC校驗(yàn)值，一般是會(huì)忽略的．N是一個(gè)變量，計(jì)算方法是N=(section_length-9)/4.
從以上分析我們可以發(fā)現(xiàn),PAT表主要包含頻道號(hào)碼和每一個(gè)頻道對(duì)應(yīng)的PMT的PID號(hào)碼,這些信息我們?cè)谔幚鞵AT表格的時(shí)候會(huì)保存起來(lái),以后會(huì)使用到這些數(shù)據(jù).例如我們可以定義這樣的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)保存這些信息:
typedef struct
{
int channel_number;
int pmt_pid;
}PMT_ITEM;
PMT_ITEM pmt[64];
PMT, Program Map Table,節(jié)目影射表
如果一個(gè)TS流中含有多個(gè)頻道,那么就會(huì)包含多個(gè)PID不同的PMT表.檢測(cè)是否PMT的偽代碼如下:
void Process_Packet(unsigned char*buff)
{
int I;
int PID=GETPID(buff);
if(PID==0x0000)
{
Process_PAT(buff+4);
}
else if(PID==.....)
{
}
else
{
for(i=0;i<64;i++)
{
if(PID==pmt[i].pmt_pid)
{
Process_PMT(buff+4);
break;
}
}
}
}
PMT表中包含的數(shù)據(jù)如下:
(1) 當(dāng)前頻道中包含的所有Video數(shù)據(jù)的PID
(2) 當(dāng)前頻道中包含的所有Audio數(shù)據(jù)的PID
(3) 和當(dāng)前頻道關(guān)聯(lián)在一起的其他數(shù)據(jù)的PID(如數(shù)字廣播,數(shù)據(jù)通訊等使用的PID)
PMT定義如下:
各字段含義如下:
table_id:8bits的ID,應(yīng)該是0x02
section_syntax_indicator:1bit的段語(yǔ)法標(biāo)志,應(yīng)該是'1'
'0':固定是'0',如果不是說(shuō)明數(shù)據(jù)有錯(cuò).
reserved:2bits保留位,應(yīng)該是'00'
section_length:16bits段長(zhǎng)度,從program_number開始,到CRC_32(包含)的字節(jié)總數(shù).
program_number:16bits的頻道號(hào)碼,表示當(dāng)前的PMT關(guān)聯(lián)到的頻道.換句話就是說(shuō),當(dāng)前描述的是program_number頻道的信息.
reserved:2bits保留位,應(yīng)該是'00'
version_number:版本號(hào)碼,如果PMT內(nèi)容有更新,則version_number會(huì)遞增1通知解復(fù)用程序需要重新接收節(jié)目信息,否則version_number是固定不變的.
current_next_indicator:當(dāng)前未來(lái)標(biāo)志符,一般是0
section_number:當(dāng)前段號(hào)碼
last_section_number:最后段號(hào)碼,含義和PAT中的對(duì)應(yīng)字段相同,請(qǐng)參考PAT部分.
reserved:3bits保留位,一般是'000'.
PCR_PID:13bits的PCR PID,具體請(qǐng)參考ISO13818-1,解復(fù)用程序不使用該參數(shù).
reserved:4bits保留位,一般是'0000'
program_info_length:節(jié)目信息長(zhǎng)度(之后的是N個(gè)描述符結(jié)構(gòu),一般可以忽略掉,這個(gè)字段就代表描述符總的長(zhǎng)度,單位是Bytes)
緊接著就是頻道內(nèi)部包含的節(jié)目類型和對(duì)應(yīng)的PID號(hào)碼了.
stream_type:8bits流類型,標(biāo)志是Video還是Audio還是其他數(shù)據(jù).
reserved:3 bits保留位.
elementary_PID:13bits對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)PID號(hào)碼(如果stream_type是Video,那么這個(gè)PID就是Video PID,如果stream_type標(biāo)志是Audio,那么這個(gè)PID就是Audio PID)
reserved:4 bits保留位.
ES_info_length:和program_info_length類似的信息長(zhǎng)度(其后是N2個(gè)描述符號(hào))
CRC_32:32bits段末尾是本段的CRC校驗(yàn)值,一般忽略.
從以上的分析可以看出,只要我們處理了PMT,那么我們就可以獲取頻道中所有的PID信息,例如當(dāng)前頻道包含多少個(gè)Video,共多少個(gè)Audio,和其他數(shù)據(jù),還能知道每種數(shù)據(jù)對(duì)應(yīng)的PID分別是什么.
這樣如果我們要選擇其中一個(gè)Video和Audio收看,那么只需要把要收看的節(jié)目的Video PID和Audio PID保存起來(lái),在處理Packet的時(shí)候進(jìn)行過濾即可實(shí)現(xiàn).
比較全面實(shí)現(xiàn)解復(fù)用的偽代碼如下:
int Video_PID=0x07e5,Audio_PID=0x07e6;
void Process_Packet(unsigned char*buff)
{
int I;
int PID=GETPID(buff);
if(PID==0x0000)
{
Process_PAT(buff+4);
}
else if(PID==Video_PID)
{
SaveToVideoBuffer(buff+4);
}
else if(PID==Audio_PID)
{
SaveToAudioBuffer(buff+4);
}
else
{
for( i=0;i<64;i++)
{
if(PID==pmt[i].pmt_pid)
{
Process_PMT(buff+4);
Break;
}
}
}
}
以上偽代碼可以實(shí)現(xiàn)基本的解復(fù)用:檢測(cè)所有的頻道,檢測(cè)所有stream的PID,選擇特定的節(jié)目進(jìn)行播放.只要讀取每個(gè)Packet的188字節(jié)的內(nèi)容,然后每次都調(diào)用Process_Packet()即可實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單的解復(fù)用.
介紹到這里,我們就可以總結(jié)一下DVB搜臺(tái)的原理了.(好!洗耳恭聽!)
機(jī) 頂盒先調(diào)整高頻頭到一個(gè)固定的頻率(如498MHZ),如果此頻率有數(shù)字信號(hào),則COFDM芯片(如MT352)會(huì)自動(dòng)把TS流數(shù)據(jù)傳送給MPEG- 2 decoder. MPEG-2 decoder先進(jìn)行數(shù)據(jù)的同步,也就是等待完整的Packet的到來(lái).然后循環(huán)查找是否出現(xiàn)PID== 0x0000的Packet,如果出現(xiàn)了,則馬上進(jìn)入分析PAT的處理,獲取了所有的PMT的PID.接著循環(huán)查找是否出現(xiàn)PMT,如果發(fā)現(xiàn)了,則自動(dòng)進(jìn) 入PMT分析,獲取該頻段所有的頻道數(shù)據(jù)并保存.如果沒有發(fā)現(xiàn)PAT或者沒有發(fā)現(xiàn)PMT,說(shuō)明該頻段沒有信號(hào),進(jìn)入下一個(gè)頻率掃描.
從以上描述可以看出,機(jī)頂盒搜索頻率是隨機(jī)發(fā)生的,要使每次機(jī)頂盒都能搜索到信號(hào),則要求TS流每隔一段時(shí)間就發(fā)送一次PAT和PMT.事實(shí)上DVB傳輸系統(tǒng)就是這么做的.因此無(wú)論何時(shí)接入終端系統(tǒng),系統(tǒng)都能馬上搜索到節(jié)目并正確解復(fù)用實(shí)現(xiàn)播放.不僅僅如此,其他數(shù)據(jù)也都是交替?zhèn)魉偷?比如第一個(gè)Packet可能是PAT,第二個(gè)Packet可能是PMT,而第三個(gè)Packet可能是Video 1,第四個(gè)Packet可能是Video 2,
只要系統(tǒng)傳輸速度足夠快(就是稱之為"碼率"的東東),實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)播放是沒有任何問題的.
到這里雖然實(shí)現(xiàn)了解復(fù)用,但可以看出,使用的PID都是枯燥的數(shù)字,如果調(diào)臺(tái)要用戶自己輸入數(shù)字那可是太麻煩了,而且還容易輸入錯(cuò)誤,操作非常不直觀,即使做成一個(gè)菜單讓用戶選擇也是非常的呆板.針對(duì)這個(gè)問題,DVB系統(tǒng)提出了一個(gè)SDT表格,該表格標(biāo)志一個(gè)節(jié)目的名稱,并且能和PMT中的PID聯(lián)系起來(lái),這樣用戶就可以通過直接選擇節(jié)目名稱來(lái)選擇節(jié)目了.
SDT, Service description section,服務(wù)描述段
SDT可以提供的信息包括:
(1) 該節(jié)目是否在播放中
(2) 該節(jié)目是否被加密
(3) 該節(jié)目的名稱
SDT定義如下:
各字段定義如下:
table_id:8bits的ID,可以是0x42,表示描述的是當(dāng)前流的信息,也可以是0x46,表示是其他流的信息(EPG使用此參數(shù))
section_syntax_indicator:段語(yǔ)法標(biāo)志,一般是'1'
reserved_future_used:2bits保留未來(lái)使用
reserved:1bit保留位,防止控制字沖突,一般是'0',也有可能是'1'
section_length:12bits的段長(zhǎng)度,單位是Bytes,從transport_stream_id開始,到CRC_32結(jié)束(包含)
transport_stream_id:16bits當(dāng)前描述的流ID
reserved:2bits保留位
version_number:5bits的版本號(hào)碼,如果數(shù)據(jù)更新則此字段遞增1
current_next_indicator:當(dāng)前未來(lái)標(biāo)志,一般是'0',表示當(dāng)前馬上使用.
original_netword_id:16bits的原始網(wǎng)絡(luò)ID號(hào)
reserved_future_use:8bits保留未來(lái)使用位
接下來(lái)是N個(gè)節(jié)目信息的循環(huán):
service_id:16 bits的服務(wù)器ID,實(shí)際上就是PMT段中的program_number.
reserved_future_used:6bits保留未來(lái)使用位
EIT_schedule_flag:1bit的EIT信息,1表示當(dāng)前流實(shí)現(xiàn)了該節(jié)目的EIT傳送
EIT_present_following_flag:1bits的EIT信息,1表示當(dāng)前流實(shí)現(xiàn)了該節(jié)目的EIT傳送
running_status:3bits的運(yùn)行狀態(tài)信息:1-還未播放 2-幾分鐘后馬上開始,3-被暫停播出,4-正在播放,其他---保留
free_CA_mode:1bits的加密信息,'1'表示該節(jié)目被加密.
緊 接著的是描述符,一般是Service descriptor,分析此描述符可以獲取servive_id指定的節(jié)目的節(jié)目名稱.具體格式請(qǐng)參考 EN300468中的Service descriptor部分.分析完畢,則節(jié)目名稱和節(jié)目號(hào)碼已經(jīng)聯(lián)系起來(lái)了.機(jī)頂盒程序就可以用這些節(jié)目名稱代替 PID讓用戶選擇,從而實(shí)現(xiàn)比較友好的用戶界面!
下面參考一下<<Seekfor MPEG2 decoder>>中的界面和顯示信息.
上 圖是<<Seekfor MPEG2 decoder>>打開三個(gè)不同的碼流文件(*.ts)形成的PID信息和節(jié)目名稱.用戶 可以通過切換節(jié)目名稱的下拉列表框切換節(jié)目,也可以通過"視頻流"和"音頻流"下拉列表框切換Video和Audio!這些數(shù)據(jù)都是通過分析PAT, PMT和SDT得到的.