DVB系统中多路TS流的软件复用关键技术及实现

PMT表替换后，每一路流中原有的视音频帧的PID应与其对应替换的PMT表中的视音频PID保持一致，即需要进行PID重映射。   在传输流处理过程中，先分析每一个读入的TS帧，根据PID的不同，选择替换的内容，如果是PAT和PMT表，则整个TS帧替换，如果是视音频帧，则只替换PID，替换之后，应该对连续计数器加一。

需要注意的是，单路传输流的构成并不一样，有的传输流是一路音频一路视频，有的是一路视频两路音频；有的PCR的PID与视频的PID相同，有的则不同。所以，应该为每一种情况都准备一张PMT表，在新素材到来时，根据分析出来的PSI信息的情况，决定选用那一张PMT表。这样作虽然要创建很多静态表，增加了系统内存的占用，但是却能使程序简单化，易于实现，同时不用随时计算32位的CRC，提高了程序的稳定性。在素材文件切换时，如果PMT表需要发生变化，需要修改PMT表的版本号。

每一路流都有PAT，假使复用的路数为n，如果每一路的PAT都去替换，就会使得PAT表发送频率提升为原来的n倍。MPEG-2规定，PSI信息传送的频率每秒不低于25次，协议中只规定了下限，没有规定上限，虽然每一路都替换，并不违背协议，但是很多复用器和解码器在PSI信息过多的时候就会工作不正常，这是因为PSI信息的32位CRC校验很耗时，所以通常只替换其中一路的PAT，其余的都用空包代替。PSI信息合成具体流程如图4所示。

4．TS流的节目时钟参考值修正

在MPEG-2编码器中有一个系统时钟，该系统时钟用来生成一个共同的时序以便音频/视频能够正确地解码与播放，同时可以用来指示在采样瞬间系统时钟的瞬时值[6]。正是由于编码器中有共同的系统时钟，解码器中的时钟可以根据节目时钟参考（PCR）重新恢复，并通过时间标记的正确使用为解码器中操作的正确同步提供基准。

时钟处理和码率有很大的相关性，某个时间段的码率就是这段时间的数据量与时钟差值的比。为了防止在码率出现波动的时PCR时钟差值越界，导致解码器不能正常工作，复用后输出码率应该比所有单路节目的总码率稍大。在实际中，如果真的出现这种情况，为了避免所有节目不能正常播放，本文采取的方法是停掉其中某一路，这样降低输出总码率中的有效码率，保证其他节目正常播放。在这里需要说明的是，MPEG-2中TS流有两种，一种是恒码率流，一种是变码率流，本文研究的复用是针对恒码率流的复用。

根据MPEG-2标准，TS流中的PCR字段长度为48b, PCR也是另外一种时间标记，是编码器27MHz时基的42b采样值，解码器利用它来恢复系统时钟并进行恰当的解码操作，它有两个部分组成：一部分以本地参考时钟的1/300 (90kHz)为单位，称为program_clock_reference_base，为33b字段；另外一部分称为program_clock_reference_extension，是以本地参考时钟(27MHz)为单位的9b字段。

　　 (1)   

其中sysclkfre为系统时钟27MHZ。PCR的单位是1 /27M秒，分为两部分表示。实际编程中，当得到一个新的PCR值，用式(1)和式 (2) 得到PCR_base ( 33bit) 和PCR_ext ( 9bit)两部分，填入TS帧中。在输出码率恒定的情况下，每一个TS帧传输所用的时间△PCR值可以通过下式计算：

(4)

其中nCoderate为输出的总码率。△PCR就是每一个TS帧的时间刻度。

系统开始运行时，确定一个PCR的初始值，并为每一路申请一个计数器nCounter变量，计数在两个PCR帧之间的TS帧数，根据以下公式计算新的PCR值：

(5)

式中，PCR_old代表上一个PCR的值，PCR_new代表当前新PCR的值。在得到新的PCR值之后，用公式(1)(2)(3) 计算出PCR_base和PCR_ext写入帧中，同时PCR_old = PCR new，nCounter=0。 nCouter是对整个传输流而言的，不管TS帧是不是当前计算的这路TS的内容，或者空帧，nCounter都要累加。

在MPEG2协议中，PCR由PCR_base(33bit)和PCR_ext(9bit)表示，总共42bit，当PCR的值超过42bit所能表达的范围时，需要循环重新开始。由于PCR和PTS以及DTS的关系，在重新开始循环PCR的时候，一定要将PTS和DTS也重新回0，同时要将PCR帧中调整域中的discontinuity_indicator字段置1。

由于市场上的解码器千差万别，有的解码器中并没有为PCR留足42bit，在这种解码器中PCR通常会在解码器端被提前回0，而PTS和DTS并没有随之一起复位，这就会造成解码器的上溢，导致播放不正常。所以在实际中，本文判断PCR是否达到回0的阀值略低于42bit所能表达的最大值，这样会提高对解码设备的适应性，同时不会造成协议上的冲突。PCR时钟处理的具体流程如图5所示

作者：沈智鹏，刘剑，王金忠，孙云霞，高颖    来源：DVBCN数字电视中文网