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1、华中科技大学 硕士学位论文 数字电视PVR引擎的研究与实现 姓名：齐春玲 申请学位级别：硕士 专业：计算机系统结构 指导教师：黄浩 20090525 I 华华 中中 科科 技技 大大 学学 硕硕 士士 学学 位位 论论 文文 摘摘 要要 数字电视技术和信息产业的发展使得人们对数字机顶盒的功能提出了越来越高 的要求，不再满足于机顶盒单纯接收处理电视信号的功能。PVR(Personal Video Recorder，个人视频录像机)机顶盒的出现彻底改变了电视广播系统中节目实时播放 给用户带来的不便局面，由于 PVR 机顶盒使用磁盘做存储介质，就不存在传统 VCR 使用磁带做存储介质的一些局限。PV
2、R 机顶盒的出现是机顶盒支持多功能的发展趋 势的必然结果，符合数字电视技术的发展趋势，满足了数字电视用户交互式观看电 视节目的需求，带来了全新的和更人性化的数字电视用户体验。 PVR 引擎作为数字机顶盒软件开发中的一个重要组成部分， 是实现 PVR 功能和 控制其运行的核心，在底层的设备驱动和上层的应用程序之间起到了消息传递和数 据传输以及处理的中间件的作用，由于 PVR 引擎在整个系统中的独立性，可以使其 移植到不同的平台上去而不用做大的修改，减少不同平台上类似软件的开发时间。 通过深入分析数字电视广播中使用的编码标准 MPEG-2 的音视频特征和码流格 式，充分利用 I 帧图像的特点实现了
3、 PVR 功能中的播放定位和特技播放，针对节目 录制和节目时移两种不同的应用采用了两种不同的音视频存储文件来存储和管理音 视频信息，分析研究了节目回放中的音视频同步问题，采用分层结构增加了 PVR 引 擎的独立性和可移植性，在以 STx7109 为基础的数字电视机顶盒系统上研究和实现 了 PVR 引擎，测试性能良好，达到了预定设计目标。 关键词：关键词：个人视频录像机引擎，数字电视，节目录制，节目回放 II 华华 中中 科科 技技 大大 学学 硕硕 士士 学学 位位 论论 文文 Abstract Development of digital television technology and
4、information industry led to that people requested the increasing functions of digital set-top box, no longer satisfied with simple function that is to receive and process TV signal. Appearance of PVR (Personal Video Recorder) set-top box has completely changed the inconvenience situation for user be
5、cause of real-time broadcast in the television broadcasting system. Because of the PVR set-top box use disk as storage media, so it doesnt have some of the limitations when use the tapes as storage media like traditional VCR. The emergence of PVR set-top boxes is the inevitable development result of
6、 the trend which set-top boxes to support multi-functional, according with the development trends of digital television technology, meeting the needs of the interactive watching television demand for digital television users, bringing a new and more user-friendly digital TV user experience. PVR engi
7、ne as an important component of digital set-top box software development, which is the core to achieve the PVR functionality and control its operation. PVR engine play the role of middleware between the bottom of the device driver and application, by transfering message and transmiting data. Due to
8、the independence of PVR engine in the whole system, it can be transplanted to different platform without having to amending a lot code, so it can reduce the development time for similar software in different platforms. Through in-depth analysing the audio and video features and the stream formats in
9、 MPEG-2 encoding standard which is used in digital TV broadcasting, taking full advantage of the characteristics of I-frame images to achieve the player positioning and Trick-mode display in PVR functionality, using two kinds of audio and video store files to store and manage audio and video informa
10、tion for two different applications of programs recording and programs time-lapse, analysis and research the synchronization issues of audio and video in playback, the use of hierarchical structure in PVR engine to increase the independence and transplantable, basing on STx7109 digital set-top box s
11、ystem, research and implement the PVR engine, testing the performance of good, achieving the intended design goals. Key words: PVR Engine, Digital Television, Recording programs, Program playback 独创性声明独创性声明 本人声明所呈交的学位论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得 的研究成果。尽我所知，除文中已经标明引用的内容外，本论文不包含任何其他 个人或集体已经发表或撰写过的研究成果。对本文的研
12、究做出贡献的个人和集 体， 均已在文中以明确方式标明。 本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。 学位论文作者签名： 日期： 年 月 日 学位论文版权使用授权书学位论文版权使用授权书 本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，即：学校有权 保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。 本人授权华中科技大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检 索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。 保密， 在 年解密后适用本授权书。 不保密。 （请在以上方框内打“” ） 学位论文作者签名： 指导教师签名： 日期： 年 月 日 日
13、期： 年 月 日 本论文属于 1 华华 中中 科科 技技 大大 学学 硕硕 士士 学学 位位 论论 文文 1 绪绪 论论 1.1 课题的研究背景课题的研究背景 数字电视(Digital TV，DTV)是指从电视信号的采集、处理、传播到接收都是针 对数字的电视信号进行处理和调制的数字电视广播系统1。 数字电视之所以比模拟电 视具有更大的优势是因为数字电视拥有模拟电视所不具有的优点，主要是：数字电 视因为采用的是数字信号，抗干扰能力比模拟电视信号好，电视节目的信号质量比 模拟电视要好；相同的带宽所传输的节目比模拟电视要多；数字电视可以提供一些 特有的服务，如 EPG（Electronic Prog
14、ram Guide，电子节目指南）2方便用户指定更 多节目的信息，自由选择喜爱的节目。而且由于数字电视网和电信网以及计算机网 之间的结合，使得用户不仅可以观看电视节目，还可以获得其他类型网络上的资源， 这也是模拟电视所不能做到的。 美国新总统奥巴马将强制关闭模拟广播电视信号的时间由原定的 2009 年 2 月推 迟到 2009 年 6 月。 法国、 澳大利亚、 西班牙、 韩国、 德国和丹麦等国家也计划于 2010 年关闭模拟电视3。 按照我国广电总局的预测，2009 年的数字电视用户数量将达到近 1 亿户。国家 财政也将加大对数字电视系统的投入，准备投入 25 亿元，计划用 35 年时间建设覆
15、 盖全国的地面数字电视系统。到 2015 年全国将关闭模拟电视信号，到那时市民将只 能收看数字电视。 由上述可见，数字电视的发展已经是广播电视发展的趋势，数字电视取代模拟 电视成为广播电视的发展主流。 目前的机顶盒开始支持比原来更加丰富的应用功能，PVR(Personal Video Recorder，个人视频录像) 4机顶盒的出现是机顶盒支持多功能的发展趋势的必然结 果，符合数字电视技术的发展趋势，满足了数字电视用户交互式观看电视节目的需 求，带来了全新的和更人性化的数字电视用户体验。使用 PVR 机顶盒改变了数字电 视用户实时观看电视节目的被动形势5。 PVR 机顶盒的出现彻底改变了电视广
16、播系统中节目实时播放给用户带来的不便 2 华华 中中 科科 技技 大大 学学 硕硕 士士 学学 位位 论论 文文 局面，由于 PVR 机顶盒将经过高频头（Tuner）解调和可编程传输接口模块（PTI） 解复用得到的电视节目信息流存储到磁盘中6，使用磁盘做存储介质，就不存在传统 VCR 使用磁带做存储介质的一些局限， 比如 VCR 存储在磁带中的节目不易查询管理 的问题在 PVR 机顶盒中就可以得到解决。 PVR 引擎作为数字机顶盒软件开发中的一个重要组成部分， 是实现 PVR 功能和 控制其运行的核心，在底层的设备驱动和上层的应用程序之间起到了消息传递和数 据传输的中间件的作用，由于 PVR 引擎在整个系统中的独立性，可以使其移植到不 同的平台上去而不用做大的修改，减少不同平台上类似软件的开发时间。 本课题就是
