DVB_C机顶盒中的视频信号处理

作者：上海贝尔公司研发部（２０１２０６） 王 江 来源：《电子技术应用》 摘要：机顶盒是交互式电视的关键技术之一。从ｍｐｅｇ ２解复用、视频编解码、视频输出、视频与音频的同步等方面介绍了ｄｖｂ＿ｃ ｓｔｂ中的视频信号处理技术。 关键词：数字机顶盒 同步 交互式电视（ｉｔｖ） 随着信息技术的高速发展，通信技术、计算机技术、电视技术已进入了相互结合的新时代。方兴未艾的交互式电视（ｉｔｖ）正是这种结合的具体体现。所谓交互式电视，是一种受观众控制的电视，在节目间和节目内观众能够作出选择和决定，是一种非对称双工形式的新型电视技术。数字机顶盒是其中的关键技术之一。作为ｉｔｖ系统中的用户终端，它是普通电视与宽带传输网络之间的桥梁。通过ｓｔｂ，用户可在普通电视机上收看高清晰度（如ｍｐｅｇ ２标准）的图象；并且足不出户，就可享受到视频点播、家庭购物等一系列诱人的服务。 笔者所设计的是用于有线电视的机顶盒，主要功能是将数字电视信号转换成模拟电视信号，使得在模拟电视向数字电视的过渡期间，模拟电视机能够接收到数字电视节目；并在此基础上增加了视频点播、火线接口（ｉｅｅｅ １３９４）等功能。机顶盒的内部结构主要分为视频信号处理与音频信号处理两大部分。其中，视频信号处理包括两部分：（１）视频信号自身解复用、解码和格式转换的处理；（２）视频信号与音频信号的同步。 １ 系统结构 图１是笔者所设计的机顶盒的功能模块框图。 系统选用了ｖｌｓｉ公司的开发平台：ｖｅｓ２７６１评估板以及ｊｕｍｐｓｔａｒｔ ａｒｍ ３．３ａ开发软件。 前端部分接收有线电视电缆输出的信号，进行频率变换、ｑａｍ解码、解交织、解ｒｓ码、解扰等处理后，输出ｍｐｅｇ ２解复用前的标准码流，即传送码流。这部分主要由一片ｖｅｓ１８２０芯片完成。 解复用和中央处理器（主控ｃｐｕ）集成在一片芯片ｖｅｓ２７００上。ｍｐｅｇ ２传送码流被解复用为系统流、视频流和音频流三个部分。ｖｅｓ２７００还提供ｉｅｅｅ １３９４、ｉｅｅｅ １２８４、ｒｓ２３２、ｍｏｄｅｍ、ｉ２ｃ、智能卡和红外通信等接口。 芯片ｖｅｓ６１００需要一片外部的ｓｄｒａｍ（至少２ｍｂ），就可以作为一个ｍｐｅｇ ２（ｍｐ＠ｍｌ或者ｍｐ＠ｓｌ）解码系统工作，并将解码后的数据流分音频信号和视频信号输出。音频信号再经过ｐｃｍ解码、放大，可以直接作为扬声器的输入信号。经机顶盒输出的信号可以符合各种格式，如：ｒｇｂ、ｓｖｉｄｅｏ、复合视频信号等，也可以是各种电视制式：ｎｔｓｃ、ｐａｌ、ｓｅｃａｍ等。ｖｅｓ６１００同时实现ｏｓｄ（屏幕菜单显示）功能。 在上行信道，用户所发出的信息，例如选择的电视剧片名信息经过调制——通常是ｑｐｓｋ调制（ｑｐｓｋ抗干扰能力强）后，发送到电视台。 ２ 解复用单元 ｖｅｓ２７００包括两个独立的微处理器：（１）用户化的ｒｉｓｃ微处理器用于解复用，即传输解复用子系统；（２）ａｒｍ７０３＿ｔ ｈｏｓｔ负责操作系统和ｏｓｄ，控制ｉ／ｏ操作等。这两个处理器并行工作，无资源竞争。ａｒｍ７０３的４ｋ字节ｃａｃｈｅ，可以用单指令周期访问部分代码。高级的内存管理机制保证代码，如实时操作系统，保存在ｃａｃｈｅ中。 ｖｅｓ２７００拥有４条独立高速总线，以防止瓶颈。４条总线分别为：（１）信道数据输入总线；（２）连接ｄｒａｍ控制器的总线；（３）ａｒｍ７０３＿ｔ ｈｏｓｔ总线，这条总线与ｉ／ｏ总线及其外设接口；（４）连接各种外设的ｉ／ｏ