一種優(yōu)化的機頂盒電子節(jié)目指南系統(tǒng)設(shè)計

【摘 要】本文介紹了一種電子節(jié)目指南（EPG）系統(tǒng)在機頂盒上的優(yōu)化設(shè)計方案。該方案的創(chuàng)新點在于針對簡單EPG和高級EPG的特點設(shè)計不同的SI引擎流程，從而提高了各自執(zhí)行效率；同時提出一種新的節(jié)目索引和節(jié)目信息兩者分離的EPG數(shù)據(jù)庫結(jié)構(gòu)，這種結(jié)構(gòu)便于應(yīng)用層對數(shù)據(jù)庫的查詢以及數(shù)據(jù)庫自身管理。
【關(guān)鍵詞】EPG 數(shù)字電視 機頂盒 SI引擎

1 引言

電子節(jié)目指南(Electronic Program Guide，EPG) 作為數(shù)字電視特有的功能，它是在符合MPEG-2 (13818-1)的TS傳輸流中插入DVB標準定義的業(yè)務(wù)信息(Service Information，SI)，使機頂盒(Set-Top-Box)的綜合接收解碼器(IRD)可以從TS流中提取出節(jié)目提供商播出節(jié)目的列表和播出參數(shù)，以直觀的形式顯示給數(shù)字電視用戶，使得用戶可以方便地接收、選擇數(shù)字電視節(jié)目。電子節(jié)目指南是個復(fù)雜的系統(tǒng)，它的實現(xiàn)除了取決于機頂盒的軟硬件資源外，還和前端SI發(fā)表策略有關(guān)。本文從機頂盒研發(fā)的角度出發(fā)，給出一種優(yōu)化的機頂盒電子節(jié)目指南實現(xiàn)方案。

2 系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)

電子節(jié)目指南的基本功能包括兩種：

1．簡單EPG：顯示當(dāng)前和下一個節(jié)目信息

2．高級EPG：顯示一周內(nèi)所有節(jié)目信息

機頂盒處理EPG信息的流程為：機頂盒的解復(fù)用器工作通過尋找PAT表開始，PAT表的PID號為“0x00”。PAT給出了構(gòu)成傳送流中各個節(jié)目業(yè)務(wù)的PMT的PID，同時也給出了NIT的PID號。根據(jù)NIT和PMT的PID值及對應(yīng)的Table ID值可以從流中解出相應(yīng)的PMT、NIT、SDT、EIT等信息。機頂盒接收端的解析主要負責(zé)這些SI數(shù)據(jù)信息的重建。其中簡單EPG信息存儲在EIT P/F（present/following）表內(nèi)，高級EPG信息存儲在EIT schedule表內(nèi)。

本文實例如圖所示，是基于富士通SmartMPEG MB86H20/5為核心的硬件平臺，Metaware及相關(guān)工具為軟件開發(fā)平臺，使用Nucleus實時操作系統(tǒng)。

    整個機頂盒的軟件結(jié)構(gòu)采用模塊化結(jié)構(gòu)，如圖1所示。

圖1 機頂盒EPG系統(tǒng)架構(gòu)

3 具體模塊實現(xiàn)

3.1  SI引擎

傳統(tǒng)機頂盒的SI引擎對所有SI表（包括EIT P/F和EIT schedule）處理流程上是相同的。本文的優(yōu)化處理在于：對于EIT P/F表和EIT schedule表在機頂盒終端的處理方式上區(qū)分對待?！稊?shù)字廣播業(yè)務(wù)信息規(guī)范（GY/Z174-2001）》中GY/Z174-2001NIT、BAT、SDT、EIT都被分成為一個或若干個段（section）表示，然后插入到TS包中。其中EIT P/F表有兩個段（section），分別儲存當(dāng)前節(jié)目信息和下一個節(jié)目信息；EIT schedule表最多可以有32個節(jié)（segment），每一節(jié)可以存儲一個頻道的三個小時節(jié)目信息，且每節(jié)內(nèi)最多可以有8個段（section）。簡單EPG的信息量少，解析和存儲的過程相對簡單，但它的更新速度快，DVB中對前端EIT P/F表的傳輸間隔要求是2s；高級EPG的信息量大，解析和存儲的過程復(fù)雜很多，但它的更新速度慢, DVB中對前端EIT schedule表的傳輸間隔要求是10s。本文針對兩類不同的SI表接收要求設(shè)計不同的SI引擎解決方案。其中簡單EPG的SI引擎流程如圖2，高級EPG的SI引擎流程如圖3。

圖2  簡單EPG的SI引擎流程

圖3  高級EPG的SI引擎流程

當(dāng)過濾器收到EIT表并調(diào)用中斷處理函數(shù)時，簡單EPG采用先關(guān)閉EIT P/F信道，并設(shè)置相關(guān)標志，等待后臺輪詢函數(shù)解析處理完該表以后再打開EIT P/F信道重新接收，即過濾器接收表的過程和后臺輪詢函數(shù)解析處理是串行處理的，這種機制能夠?qū)崟r處理當(dāng)前的表，適合簡單EPG信息量小、更新速度快的特點；高級EPG則不關(guān)閉信道，而是先解析表頭，如果該段沒有接收過，則將該段信息插入消息隊列，等待后臺輪詢函數(shù)解析處理，即過濾器接收表的過程和后臺輪詢函數(shù)解析處理是并行處理的，這種機制能夠保證過濾器收表過程連續(xù)而不被后臺打斷，適合高級EPG信息量大、前端連續(xù)發(fā)送的特點。

在EIT表版本更新方面，簡單EPG收到當(dāng)前和下一個節(jié)目信息以后，立即將過濾器設(shè)置成只接收新版本EIT P/F表，這樣可以實時接收并更新簡單EPG信息；對于高級EPG，由于信息量大且前端更新速度慢，所以在只在每次重新開機時接收最新版本的EIT表信息。

3.2 EPG數(shù)據(jù)庫

傳統(tǒng)機頂盒上的EPG數(shù)據(jù)庫是單一的節(jié)目信息數(shù)據(jù)庫，本文的優(yōu)化處理在于：節(jié)目索引和節(jié)目詳細信息分別建立數(shù)據(jù)庫并彼此獨立維護。其中節(jié)目索引數(shù)據(jù)庫是按照頻道－子表－段－節(jié)目的樹狀索引結(jié)構(gòu)，如圖4所示。其中段節(jié)點包含了它所屬所有節(jié)目的id(參數(shù)event_id)，同時還包含了表示該段是否接收的參數(shù)sectavail。

圖4 節(jié)目索引數(shù)據(jù)庫的結(jié)構(gòu)

這種樹狀索引數(shù)據(jù)庫有三個優(yōu)點：

1.         樹狀索引所有節(jié)目id，這樣便于節(jié)目信息的查詢和按時間排序

2.         記錄某頻道的EIT表所有段的接收情況，便于SI引擎在接收時判斷該段是否已經(jīng)接收

3.         索引結(jié)構(gòu)便于節(jié)目信息數(shù)據(jù)庫的管理，如刪除某一個頻道的所有高級EPG信息等

節(jié)目信息數(shù)據(jù)庫則存儲了每個節(jié)目的詳細信息，包括節(jié)目名稱、節(jié)目起始和終止時間、節(jié)目簡介以及節(jié)目語言種類等。其中重要的參數(shù)是節(jié)目id，通過該參數(shù)節(jié)目索引數(shù)據(jù)庫可以訪問相應(yīng)的節(jié)目信息數(shù)據(jù)庫內(nèi)容。

3.3 EPG應(yīng)用程序

EPG應(yīng)用程序主要功能是響應(yīng)遙控器中相關(guān)的EPG按鈕，并查詢EPG數(shù)據(jù)庫，將節(jié)目信息按照時間排序輸出到OSD界面中。對于簡單EPG，只需作當(dāng)前和下一個節(jié)目的時間排序輸出；而對于高級EPG，OSD界面中選中特定頻道和特定日期以后，通過訪問EPG數(shù)據(jù)庫中的節(jié)目索引數(shù)據(jù)庫，提取出指定頻道的所有節(jié)目id，然后根據(jù)節(jié)目id在節(jié)目信息數(shù)據(jù)庫中篩選出指定日期的節(jié)目，并按節(jié)目起始時間做冒泡排序，最后輸出到OSD顯示。

4 結(jié)論

本文介紹了機頂盒中EPG系統(tǒng)的架構(gòu)，并就具體的功能模塊介紹了優(yōu)化方案。在SI引擎方面提出了針對簡單EPG和高級EPG不同的流程，在EPG數(shù)據(jù)庫方面提出了節(jié)目索引和節(jié)目信息分離的數(shù)據(jù)庫結(jié)構(gòu)。這種優(yōu)化結(jié)構(gòu)在實際的EPG碼流測試中取得良好的效果。

參考文獻

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[3] ETSI EN 300 468-2000, Digital Video broadcasting(DVB); Specification for Service Information(SI) in DVB systems.