摘要：本文介紹了基于PC的MPEG-2和DVB傳輸流的通用分析模塊和系統(tǒng)的設計和實現(xiàn)。分析模塊可以實現(xiàn)對傳輸流中各種信息的分析以及ETR290參數(shù)的測試。模塊中充分應用了多線程調(diào)度、模塊化等設計思想，使得該模塊可以配合硬件板卡等各種獲取數(shù)據(jù)模塊完成傳輸流分析的功能。應用此模塊實現(xiàn)了靜態(tài)傳輸流分析系統(tǒng)，驗證了分析模塊的功能。
關鍵詞：MPEG-2、DVB、TS、多線程調(diào)度、模塊化設計

MPEG-2作為一個關于運動圖像壓縮的國際標準，其中的傳輸流（Transport stream）已經(jīng)成為數(shù)字電視領域中普遍應用的系統(tǒng)層編碼標準。傳輸流針對有一定誤碼信道的傳輸，可以將多路節(jié)目復合成一個流進行傳輸，它允許同一路節(jié)目包含多個音頻和視頻流，同時也可以加入一些附加信息。傳輸流具有固定的包長188字節(jié)。它的結構是極其復雜的，對用戶來說，針對一個特定的流，首先要知道其由哪些PID(Packet ID)的包構成。MPEG-2定義了一些用來描述傳輸流所攜帶內(nèi)容的信息表，稱為節(jié)目特定信息（PSI）表，包括4個與之相關的表。其中，節(jié)目關聯(lián)表PAT和節(jié)目映射表PMT是確定當前傳輸流中各節(jié)目內(nèi)容的最關鍵的兩個表。

我國目前采用的DVB標準是歐洲各國采用的數(shù)字電視標準，基帶數(shù)據(jù)格式采用MPEG-2標準，即視頻和音頻編碼以及碼流的復用均符合MPEG-2標準。DVB標準對PSI進行擴展后統(tǒng)稱為服務信息即SI。這些信息以及傳輸流的規(guī)范性對于正確接收數(shù)字電視節(jié)目是至關重要的。

數(shù)字電視系統(tǒng)的集成是一項龐大復雜的工程，為了在開發(fā)中迅速有效地找出故障源、解決問題，經(jīng)常需要對數(shù)字電視碼流進行分析。此外碼流測試技術更為廣泛的應用在對數(shù)字電視網(wǎng)絡的監(jiān)測中。由于TS是經(jīng)過壓縮的信號數(shù)據(jù)間的相關性很小，而且TS流有著嚴格的數(shù)據(jù)格式，因而很小的誤差都將導致圖像質(zhì)量的急劇下降甚至無法解碼，因此必須對信號進行監(jiān)測。為此我們開發(fā)了這個通用的傳輸流分析模塊，它可以分析包括節(jié)目信息、碼率、帶寬分配、PCR精度和緩沖區(qū)溢出等在內(nèi)的各種碼流相關信息，同時還可以進行ETR290相關參數(shù)的測試，由于在設計時充分采用了模塊化設計的思想，該模塊可以配合各種獲取數(shù)據(jù)的模塊共同工作從而完成不同環(huán)境下的傳輸流分析工作。此外為驗證分析模塊的功能，我們開發(fā)了TS文件的靜態(tài)分析系統(tǒng)，以下著重介紹分析模塊的設計和實現(xiàn)以及該模塊在系統(tǒng)中的應用。

1．設計思想
在功能上，整個分析模塊完成對碼流各種信息的分析和ETR290參數(shù)的測試。碼流信息的分析包括：基本信息、節(jié)目信息、帶寬信息、音視頻信息、復用結構、PCR信息和緩沖區(qū)信息等部分。其中基本信息包含了流的速率、流ID、提供者的名稱等基本信息；節(jié)目信息包含了傳輸流中各個節(jié)目的名稱，PID(Packet ID)分配，節(jié)目速率，節(jié)目單等信息；帶寬信息包含了各個PID所占的帶寬；音視頻信息包含了流中音視頻相關的各種信息；復用結構顯示了流中各個節(jié)目的復用情況；PCR信息顯示了流中各個PCR的精度和間隔；緩沖區(qū)信息包含了虛擬解碼器（STD）在解碼當前流時各個緩沖區(qū)的狀態(tài)。除了這些信息之外，模塊完成了ETR290參數(shù)的測試，這些參數(shù)是DVB標準的制定者在官方文檔中給出的一系列測試的參數(shù)，其一般目標是對TS流中的最重要的元素提供“健康測試”，根據(jù)重要性以及不同的性質(zhì)，這些推薦測試的參數(shù)被分為3個優(yōu)先級，其中：第一個優(yōu)先級集中了一套基本的參數(shù)，這些參數(shù)保證ts流能夠被解碼；第二個優(yōu)先級集中了一些附加參數(shù)，這些參數(shù)推薦用來進行連續(xù)性檢測；第三個優(yōu)先級集中了一些特定應用可能感興趣的參數(shù)。

模塊在設計上希望能夠保持通用性，即只要模塊能夠通過接口取得傳輸流的數(shù)
據(jù)即可完成分析工作，實際中，為了測試分析模塊的工作情況而設計了用于從文件獲取數(shù)據(jù)的模塊，該模塊和分析模塊都被設計成動態(tài)鏈接庫即dll的形式，同時編寫了用于顯示結果的上層應用程序，該程序結合獲取數(shù)據(jù)和分析模塊即實現(xiàn)了一個完整的傳輸流靜態(tài)分析系統(tǒng)，這里可以看出，若分析模塊需要用于實時分析系統(tǒng)，則只要相應的獲取數(shù)據(jù)的設備，例如硬件數(shù)據(jù)采集卡，提供相同功能的dll用于分析模塊獲取數(shù)據(jù)即可。此外，在設計中較強的可擴展性也是目標之一，希望今后能夠根據(jù)需要靈活方便的增加更多的分析功能。以下將以上述靜態(tài)分析系統(tǒng)為載體說明分析模塊的設計和實現(xiàn)以及在實際系統(tǒng)中的位置和作用。

2．設計和實現(xiàn)
2．1 整體設計

如圖1所示，整個系統(tǒng)分為三個大的部分，即獲取數(shù)據(jù)模塊、分析模塊、界面模塊。

獲取數(shù)據(jù)模塊