DVB SI/PSI分析和處理
SI是Specific Information的簡稱,PSI是program Specific Information．該機制允許ＤＶＢ傳送各種各樣的訊息，比如節目名稱，電視臺名稱，各種ＰＩＤ，私有信息，甚至單獨傳送數據實現數據通信等．這些功能的實現都歸功于SI/PSI.
在DVB 標準中，定義了一個標準的PID用來實現SI/PSI.這些PID是系統保留的，因此ＤＶＢ編碼的時候并不會用這些ＰＩＤ做為Video PID或者 Audio PID或者其他ＰＩＤ．在一個簡單的解復用程序中，只需要提供處理PAT,PMT表格的程序即可實現解復用，當然如果需要更友好的界面和實現 更復雜的功能（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，請參考ISO13818-1(MPEG-2系統層標準)和EN300468(DVB SI標準)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一定不會占用這些ＰＩＤ．解復用程序需要使用到的表格只有PAT,PMT,SDT,而ＣＡ應用還需要使用CAT,EPG應用還需要使用NIT,EIT,TDT,TOT等表格.所以在需要解復用的時候，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字節的數據部分，但有的時候一個表格沒有184字節，這時在Packet中就可能插入一些無效信息用來填充使整個 Packet依然保持是188字節．也可能用頭信息中的payload_unit_start_indicator標志表格有個偏移位置（當 payload_unit_start_indicator=0表示表格數據直接從Packet區的第四個字節開始，否則表示有一個偏移量位置開始,具體 請參考ISO13818-1,第4字節到偏移量間的數據是系統填充的無效數據）．
下面針對解復用程序詳細分析一下PAT,PMT和SDT三類表格的格式．
PAT, Program Association Table,節目關聯表
PAT表攜帶以下信息:
(1) TS流ＩＤ--- transport_stream_id,該ＩＤ標志唯一的流ＩＤ
(2) 節目頻道號-- program_number,該號碼標志ＴＳ流中的一個頻道，該頻道可以包含很多的節目(即可以包含多個Video PID和Audio PID)
(3) PMT的PID--- program_map_PID,表示本頻道使用的哪個PID做為PMT的ＰＩＤ，因為可以有很多的頻道，因此ＤＶＢ規定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,標志本表格的類型，應該是0x00
section_syntax_indicator:1 bit,段語法標志，應該是'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的當前流ＩＤ，ＤＶＢ內唯一.(事實上很多都是自定義的TS ID)
version_number:5bits版本號碼，標注當前節目的版本．這是個非常有用的參數，當檢測到這個字段改變時，說明ＴＳ流中的節目已經變化了，程序必須重新搜索節目．
current_next_indicator:1bit:當前還是未來使用標志符,一般情況下為'0'
section_number:8bits當前段號碼
last_section_number:8bits最后段號碼(section_number和last_section_number的功能是當PAT內容>184字節時，PAT表會分成多個段(sections),解復用程序必須在全部接收完成后再進行PAT的分析)
從for()開始，就是描述了當前流中的頻道數目(N),每一個頻道對應的PMT PID是什么．解復用程序需要和上圖類似的循環來接收所有的頻道號碼和對應的PMT PID,并把這些信息在緩沖區中保存起來．在后部的處理中需要使用到PMT PID.
CRC_32:本段的CRC校驗值，一般是會忽略的．N是一個變量，計算方法是N=(section_length-9)/4.
從以上分析我們可以發現,PAT表主要包含頻道號碼和每一個頻道對應的PMT的PID號碼,這些信息我們在處理PAT表格的時候會保存起來,以后會使用到這些數據.例如我們可以定義這樣的數據結構保存這些信息:
typedef struct
{
int channel_number;
int pmt_pid;
}PMT_ITEM;
PMT_ITEM pmt[64];
PMT, Program Map Table,節目影射表
如果一個TS流中含有多個頻道,那么就會包含多個PID不同的PMT表.檢測是否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表中包含的數據如下:
(1) 當前頻道中包含的所有Video數據的PID
(2) 當前頻道中包含的所有Audio數據的PID
(3) 和當前頻道關聯在一起的其他數據的PID(如數字廣播,數據通訊等使用的PID)
PMT定義如下:
各字段含義如下:
table_id:8bits的ID,應該是0x02
section_syntax_indicator:1bit的段語法標志,應該是'1'
'0':固定是'0',如果不是說明數據有錯.
reserved:2bits保留位,應該是'00'
section_length:16bits段長度,從program_number開始,到CRC_32(包含)的字節總數.
program_number:16bits的頻道號碼,表示當前的PMT關聯到的頻道.換句話就是說,當前描述的是program_number頻道的信息.
reserved:2bits保留位,應該是'00'
version_number:版本號碼,如果PMT內容有更新,則version_number會遞增1通知解復用程序需要重新接收節目信息,否則version_number是固定不變的.
current_next_indicator:當前未來標志符,一般是0
section_number:當前段號碼
last_section_number:最后段號碼,含義和PAT中的對應字段相同,請參考PAT部分.
reserved:3bits保留位,一般是'000'.
PCR_PID:13bits的PCR PID,具體請參考ISO13818-1,解復用程序不使用該參數.
reserved:4bits保留位,一般是'0000'
program_info_length:節目信息長度(之后的是N個描述符結構,一般可以忽略掉,這個字段就代表描述符總的長度,單位是Bytes)
緊接著就是頻道內部包含的節目類型和對應的PID號碼了.
stream_type:8bits流類型,標志是Video還是Audio還是其他數據.
reserved:3 bits保留位.
elementary_PID:13bits對應的數據PID號碼(如果stream_type是Video,那么這個PID就是Video PID,如果stream_type標志是Audio,那么這個PID就是Audio PID)
reserved:4 bits保留位.
ES_info_length:和program_info_length類似的信息長度(其后是N2個描述符號)
CRC_32:32bits段末尾是本段的CRC校驗值,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,例如當前頻道包含多少個Video,共多少個Audio,和其他數據,還能知道每種數據對應的PID分別是什么.
這樣如果我們要選擇其中一個Video和Audio收看,那么只需要把要收看的節目的Video PID和Audio PID保存起來,在處理Packet的時候進行過濾即可實現.
比較全面實現解復用的偽代碼如下:
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;
}
}
}
}
以上偽代碼可以實現基本的解復用:檢測所有的頻道,檢測所有stream的PID,選擇特定的節目進行播放.只要讀取每個Packet的188字節的內容,然后每次都調用Process_Packet()即可實現簡單的解復用.
介紹到這里,我們就可以總結一下DVB搜臺的原理了.(好!洗耳恭聽!)
機 頂盒先調整高頻頭到一個固定的頻率(如498MHZ),如果此頻率有數字信號,則COFDM芯片(如MT352)會自動把TS流數據傳送給MPEG- 2 decoder. MPEG-2 decoder先進行數據的同步,也就是等待完整的Packet的到來.然后循環查找是否出現PID== 0x0000的Packet,如果出現了,則馬上進入分析PAT的處理,獲取了所有的PMT的PID.接著循環查找是否出現PMT,如果發現了,則自動進 入PMT分析,獲取該頻段所有的頻道數據并保存.如果沒有發現PAT或者沒有發現PMT,說明該頻段沒有信號,進入下一個頻率掃描.
從以上描述可以看出,機頂盒搜索頻率是隨機發生的,要使每次機頂盒都能搜索到信號,則要求TS流每隔一段時間就發送一次PAT和PMT.事實上DVB傳輸系統就是這么做的.因此無論何時接入終端系統,系統都能馬上搜索到節目并正確解復用實現播放.不僅僅如此,其他數據也都是交替傳送的.比如第一個Packet可能是PAT,第二個Packet可能是PMT,而第三個Packet可能是Video 1,第四個Packet可能是Video 2,
只要系統傳輸速度足夠快(就是稱之為"碼率"的東東),實現實時播放是沒有任何問題的.
到這里雖然實現了解復用,但可以看出,使用的PID都是枯燥的數字,如果調臺要用戶自己輸入數字那可是太麻煩了,而且還容易輸入錯誤,操作非常不直觀,即使做成一個菜單讓用戶選擇也是非常的呆板.針對這個問題,DVB系統提出了一個SDT表格,該表格標志一個節目的名稱,并且能和PMT中的PID聯系起來,這樣用戶就可以通過直接選擇節目名稱來選擇節目了.
SDT, Service description section,服務描述段
SDT可以提供的信息包括:
(1) 該節目是否在播放中
(2) 該節目是否被加密
(3) 該節目的名稱
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)
section_syntax_indicator:段語法標志,一般是'1'
reserved_future_used:2bits保留未來使用
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的段長度,單位是Bytes,從transport_stream_id開始,到CRC_32結束(包含)
transport_stream_id:16bits當前描述的流ID
reserved:2bits保留位
version_number:5bits的版本號碼,如果數據更新則此字段遞增1
current_next_indicator:當前未來標志,一般是'0',表示當前馬上使用.
original_netword_id:16bits的原始網絡ID號
reserved_future_use:8bits保留未來使用位
接下來是N個節目信息的循環:
service_id:16 bits的服務器ID,實際上就是PMT段中的program_number.
reserved_future_used:6bits保留未來使用位
EIT_schedule_flag:1bit的EIT信息,1表示當前流實現了該節目的EIT傳送
EIT_present_following_flag:1bits的EIT信息,1表示當前流實現了該節目的EIT傳送
running_status:3bits的運行狀態信息: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指定的節目的節目名稱.具體格式請參考 EN300468中的Service descriptor部分.分析完畢,則節目名稱和節目號碼已經聯系起來了.機頂盒程序就可以用這些節目名稱代替 PID讓用戶選擇,從而實現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>>打開三個不同的碼流文件(*.ts)形成的PID信息和節目名稱.用戶 可以通過切換節目名稱的下拉列表框切換節目,也可以通過"視頻流"和"音頻流"下拉列表框切換Video和Audio!這些數據都是通過分析PAT, PMT和SDT得到的.