DVB_C機頂盒中的視頻信號處理

作者：上海貝爾公司研發(fā)部（２０１２０６） 王 江 來源：《電子技術(shù)應(yīng)用》 摘要：機頂盒是交互式電視的關(guān)鍵技術(shù)之一。從ｍｐｅｇ ２解復(fù)用、視頻編解碼、視頻輸出、視頻與音頻的同步等方面介紹了ｄｖｂ＿ｃ ｓｔｂ中的視頻信號處理技術(shù)。 關(guān)鍵詞：數(shù)字機頂盒 同步 交互式電視（ｉｔｖ） 隨著信息技術(shù)的高速發(fā)展，通信技術(shù)、計算機技術(shù)、電視技術(shù)已進入了相互結(jié)合的新時代。方興未艾的交互式電視（ｉｔｖ）正是這種結(jié)合的具體體現(xiàn)。所謂交互式電視，是一種受觀眾控制的電視，在節(jié)目間和節(jié)目內(nèi)觀眾能夠作出選擇和決定，是一種非對稱雙工形式的新型電視技術(shù)。數(shù)字機頂盒是其中的關(guān)鍵技術(shù)之一。作為ｉｔｖ系統(tǒng)中的用戶終端，它是普通電視與寬帶傳輸網(wǎng)絡(luò)之間的橋梁。通過ｓｔｂ，用戶可在普通電視機上收看高清晰度（如ｍｐｅｇ ２標準）的圖象；并且足不出戶，就可享受到視頻點播、家庭購物等一系列誘人的服務(wù)。 筆者所設(shè)計的是用于有線電視的機頂盒，主要功能是將數(shù)字電視信號轉(zhuǎn)換成模擬電視信號，使得在模擬電視向數(shù)字電視的過渡期間，模擬電視機能夠接收到數(shù)字電視節(jié)目；并在此基礎(chǔ)上增加了視頻點播、火線接口（ｉｅｅｅ １３９４）等功能。機頂盒的內(nèi)部結(jié)構(gòu)主要分為視頻信號處理與音頻信號處理兩大部分。其中，視頻信號處理包括兩部分：（１）視頻信號自身解復(fù)用、解碼和格式轉(zhuǎn)換的處理；（２）視頻信號與音頻信號的同步。 １ 系統(tǒng)結(jié)構(gòu) 圖１是筆者所設(shè)計的機頂盒的功能模塊框圖。 系統(tǒng)選用了ｖｌｓｉ公司的開發(fā)平臺：ｖｅｓ２７６１評估板以及ｊｕｍｐｓｔａｒｔ ａｒｍ ３．３ａ開發(fā)軟件。 前端部分接收有線電視電纜輸出的信號，進行頻率變換、ｑａｍ解碼、解交織、解ｒｓ碼、解擾等處理后，輸出ｍｐｅｇ ２解復(fù)用前的標準碼流，即傳送碼流。這部分主要由一片ｖｅｓ１８２０芯片完成。 解復(fù)用和中央處理器（主控ｃｐｕ）集成在一片芯片ｖｅｓ２７００上。ｍｐｅｇ ２傳送碼流被解復(fù)用為系統(tǒng)流、視頻流和音頻流三個部分。ｖｅｓ２７００還提供ｉｅｅｅ １３９４、ｉｅｅｅ １２８４、ｒｓ２３２、ｍｏｄｅｍ、ｉ２ｃ、智能卡和紅外通信等接口。 芯片ｖｅｓ６１００需要一片外部的ｓｄｒａｍ（至少２ｍｂ），就可以作為一個ｍｐｅｇ ２（ｍｐ＠ｍｌ或者ｍｐ＠ｓｌ）解碼系統(tǒng)工作，并將解碼后的數(shù)據(jù)流分音頻信號和視頻信號輸出。音頻信號再經(jīng)過ｐｃｍ解碼、放大，可以直接作為揚聲器的輸入信號。經(jīng)機頂盒輸出的信號可以符合各種格式，如：ｒｇｂ、ｓｖｉｄｅｏ、復(fù)合視頻信號等，也可以是各種電視制式：ｎｔｓｃ、ｐａｌ、ｓｅｃａｍ等。ｖｅｓ６１００同時實現(xiàn)ｏｓｄ（屏幕菜單顯示）功能。 在上行信道，用戶所發(fā)出的信息，例如選擇的電視劇片名信息經(jīng)過調(diào)制——通常是ｑｐｓｋ調(diào)制（ｑｐｓｋ抗干擾能力強）后，發(fā)送到電視臺。 ２ 解復(fù)用單元 ｖｅｓ２７００包括兩個獨立的微處理器：（１）用戶化的ｒｉｓｃ微處理器用于解復(fù)用，即傳輸解復(fù)用子系統(tǒng)；（２）ａｒｍ７０３＿ｔ ｈｏｓｔ負責(zé)操作系統(tǒng)和ｏｓｄ，控制ｉ／ｏ操作等。這兩個處理器并行工作，無資源競爭。ａｒｍ７０３的４ｋ字節(jié)ｃａｃｈｅ，可以用單指令周期訪問部分代碼。高級的內(nèi)存管理機制保證代碼，如實時操作系統(tǒng)，保存在ｃａｃｈｅ中。 ｖｅｓ２７００擁有４條獨立高速總線，以防止瓶頸。４條總線分別為：（１）信道數(shù)據(jù)輸入總線；（２）連接ｄｒａｍ控制器的總線；（３）ａｒｍ７０３＿ｔ ｈｏｓｔ總線，這條總線與ｉ／ｏ總線及其外設(shè)接口；（４）連接各種外設(shè)的ｉ／ｏ