一種優化的機頂盒電子節目指南系統設計

【摘要】本文介紹了一種電子節目指南（EPG）系統在機頂盒上的優化設計方案。該方案的創新點在于針對簡單EPG和高級EPG的特點設計不同的SI引擎流程，從而提高了各自執行效率；同時提出一種新的節目索引和節目信息兩者分離的EPG數據庫結構，這種結構便于應用層對數據庫的查詢以及數據庫自身管理。
【關鍵詞】EPG數字電視機頂盒SI引擎

1 引言

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

2 系統總體結構

電子節目指南的基本功能包括兩種：

1．簡單EPG：顯示當前和下一個節目信息

2．高級EPG：顯示一周內所有節目信息

機頂盒處理EPG信息的流程為：機頂盒的解復用器工作通過尋找PAT表開始，PAT表的PID號為“0x00”。PAT給出了構成傳送流中各個節目業務的PMT的PID，同時也給出了NIT的PID號。根據NIT和PMT的PID值及對應的TableID值可以從流中解出相應的PMT、NIT、SDT、EIT等信息。機頂盒接收端的解析主要負責這些SI數據信息的重建。其中簡單EPG信息存儲在EIT P/F（present/following）表內，高級EPG信息存儲在EIT schedule表內。

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及相關工具為軟件開發平臺，使用Nucleus實時操作系統。

整個機頂盒的軟件結構采用模塊化結構，如圖1所示。

圖1 機頂盒EPG系統架構

3 具體模塊實現

3.1 SI引擎

傳統機頂盒的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分對待。《數字廣播業務信息規范（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），分別儲存當前節目信息和下一個節目信息；EIT schedule表最多可以有32個節（segment），每一節可以存儲一個頻道的三個小時節目信息，且每節內最多可以有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

當過濾器收到EIT表并調用中斷處理函數時，簡單EPG采用先關閉EIT P/F信道，并設置相關標志，等待后臺輪詢函數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解析處理是串行處理的，這種機制能夠實時處理當前的表，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，等待后臺輪詢函數解析處理，即過濾器接收表的過程和后臺輪詢函數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而不被后臺打斷，適合高級EPG信息量大、前端連續發送的特點。

在EIT表版本更新方面，簡單EPG收到當前和下一個節目信息以后，立即將過濾器設置成只接收新版本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數據庫

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

圖4 節目索引數據庫的結構

這種樹狀索引數據庫有三個優點：

1. 樹狀索引所有節目id，這樣便于節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接收

3. 索引結構便于節目信息數據庫的管理，如刪除某一個頻道的所有高級EPG信息等

節目信息數據庫則存儲了每個節目的詳細信息，包括節目名稱、節目起始和終止時間、節目簡介以及節目語言種類等。其中重要的參數是節目id，通過該參數節目索引數據庫可以訪問相應的節目信息數據庫內容。

3.3 EPG應用程序

EPG應用程序主要功能是響應遙控器中相關的EPG按鈕，并查詢EPG數據庫，將節目信息按照時間排序輸出到OSD界面中。對于簡單EPG，只需作當前和下一個節目的時間排序輸出；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數據庫中的節目索引數據庫，提取出指定頻道的所有節目id，然后根據節目id在節目信息數據庫中篩選出指定日期的節目，并按節目起始時間做冒泡排序，最后輸出到OSD顯示。

4 結論

本文介紹了機頂盒中EPG系統的架構，并就具體的功能模塊介紹了優化方案。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數據庫方面提出了節目索引和節目信息分離的數據庫結構。這種優化結構在實際的EPG碼流測試中取得良好的效果。

參考文獻

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[2] 陳德林. EPG前段SI發表和機頂盒終端收表策略，廣播與電視技術，2005年第8期
[3] ETSI EN 300 468-2000, Digital Video broadcasting(DVB); Specification for Service Information(SI) in DVB systems.