1．引言TPF FPT

     數字圖像通信的最廣泛也是最常見的應用就是數字電視廣播系統[1]，與此對應的DVB標準的建立更是加速了數字電視廣播系統的大規模應用。DVB標準選定ISO JIEC MPEG-2標準作為音頻及視頻的編碼壓縮方式，信源編碼進行了統一，隨后對MPEG-2碼流進行打包形成TS流(transport stream)，進行多個傳輸流復用，最后通過衛星、有線電視等不同媒介傳輸方式進行傳輸。

     對多個傳輸流進行復用的意義在于復用后的傳輸流只占用一個物理的傳輸信道，傳輸流中的每個節目所占用的是傳輸流提供的虛擬信道。在解碼器端，只需要一套固定的接收設備，對不同節目的選擇只是在傳輸流中選擇不同的原始碼流，這大大簡化了接收機的實現，節省了成本，提高了靈活性，而且根據該標準定義，解碼器的系統時鐘與調制解調器的時鐘是完全獨立的。這使得在實現這兩個子系統彼此功能時是完全分開的，因此接口變得很簡單。

     在數字電視節目制作及發送時，對多路節目的復用，由于一般的計算機很難處理幾十兆到幾百兆碼率的碼流，所以，目前大部分的復用器都是用硬件實現的，但其價格昂貴[2,3]。然而，隨著計算機速度越來越快，在多CPU的服務器上，完全能夠實現多路節目的實時軟件復用。與硬件復用相比，軟件復用具有靈活性高，開發成本低的優點。在軟件復用實現方案中，服務器從衛星電視或其它片源中實時采集TS流，經過分析和過濾將所選擇的基本流復用成一路TS流，然后通過普通的TS流播出卡發送出去。論文分析多路TS流復用原理，針對TS流中的信息提取和節目專用信息PSI (program specific information)合成，及軟件復用中的節目時鐘參考PCR ( program clock reference)的修正等問題進行研究，提出了進行軟件復用的具體方法，最后在Windows平臺上設計并實現多路TS流的軟件復用。

2．TS流的系統級復用

     數字電視節目的復用包括兩個階段，對音/視頻PES包的節目復用和對TS流的系統復用[4]。本文研究第二個階段即TS系統級復用，將多個單路的TS流合成一個多節目TS流。數字電視系統級復用是數字電視系統的關鍵技術之一，其中數字電視節目專用信息PSI的提取和重構及系統層節目時間參考PCR值的修正，是復用器的兩項關鍵技術。

     基于MPEG-2的TS流多路數字電視節目TS流系統級復用原理如圖1所示。當多路TS流復用成一路TS流時，首先將對各路TS流的PSI進行搜集并分析其碼流，得到各路TS碼流中相應的視頻、音頻、數據信息的碼率、對各路節目的包標識PID,  數字電視節目專用信息PSI，節目時間參考PCR等信息進行處理，丟棄各路原有的PSI信息。當出現兩路TS流中的PID發生沖突時，需要修改一路或者多路TS流中某一數據流的PID(即復用器需要對修改了PID的視頻/音頻包或其他數據包進行PID更新)。可以看到，無論是否出現PID沖突，復用器都需要重構PSI信息，其濾波的處理過程如圖2所示。對不同節目的PID值進行修改后，與本地產生的這類數據重新整合為復用后新的PSI等系統級控制信息，同時插入符合DVB-SI規范的業務信息，并在攜帶有調整字段的TS包中，判斷帶有PCR標志位字段的值，如果該值為“1”，那么在該TS流離開復用器的時刻，需要對TS包中的PCR值做相應的修正或重新插入新的節目時鐘參考，具體方法將在后面詳細介紹。

3．TS流節目專用信息的提取與重構

     數字電視節目專用信息PSI描述TS流的組成結構，在MPEG-2系統層中極為重要，一個有多路節目和私有數據的TS流，需要PSI信息將每一路節目的音視頻對應起來[5]。PSI信息將TS流中的內容描述成一個樹狀的結構，如圖3所示。在TS流中可以復用多個節目，每個節目又可以包含多個基本碼流(通常是單個視頻流、多個音頻流)。DVB系統沿用MPEG-2的節目專用信息PSI來確定傳輸的節目和包標識PID的關系以及節目的組成結構等情況。PSI主要包括以下四個表:節目關聯表(PAT: Program Association Table)、條件訪問表(CAT: Conditional Access Table)、節目映射表(PMT: Program Map Table)、網絡信息表NIT: Network Information Table)，本文需要涉及到節目關聯表PAT和節目映射表PMT。