Tvorba d

1
Tvorba dátového toku pre digitálne vysielanie

• Bc. Igor Jánoš
• Vedúci dipl. práce Ing. Anna Považanová

2
Obsah prezentácie

• Aktuálna situácia v oblasti
• Analýza problému
• Opis riešenia
• Predvedenie funkcionality
• Zhodnotenie

3
Situácia v oblasti
4
Situácia v oblasti

• Digitálne vysielanie je a aj nie je preskúmané
• Štandardizacné organizácie (ISO/IEC, ATSC, ...)
• Aké má mat vlastnosti
• Nehovoria, ako ich dosiahnut
• Velké množstvo technológií
• Neustály pokrok neustále zmeny

5
Situácia v oblasti

• Severná amerika ATSC (zaciatky od roku 1996)
• Japonsko ISDB (zaciatky ako DVB-S od 1996)
• Kórea DMB
• Európa DVB
• Slovensko DVB (zákon je v pripomienkovacom
  konaní do 22.1.2008)

6
Situácia v oblasti

• V súcasnosti sa zacínajú používat nové kodeky
• Zmena na vysielacej strane aj na strane príjemcov
• H.264 video
• AAC audio

7
Situácia v oblasti

• Problémy s kompatibilitou
• Kolko výrobcov tolko interpretácií štandardov
• Odporúcané vs. Povinné vlastnosti

8
Situácia v oblasti

• IPTV technológie na šírenie digitálneho TV
  signálu v prostredí pocítacových sietí
• Jednoduchšie na vybudovanie používajú už
  existujúcu infraštruktúru
• Známe napríklad vdaka Triple-play službám

9
Ciel práce

• Vytvorit systém, pomocou ktorého by bolo možné
  vytvárat stream multiplexu digitálneho vysielania
• Možné použit priamo na vysielanie v sieti
• Simulácia použitia nových technológií a kodekov

10
Schéma
MPEG TS Multiplexor
11
Analýza problému
12
Analýza problému

• Všetky spomínané normy (DVB, ATSC, ...) rozširujú
  MPEG Transport Stream (ISO/IEC 13818-1)
• Pridané prostriedky na popísanie prenášaných
  programov a ich komponentov.
• Pridané služby, ktoré nie sú súcastou MPEG
  titulky, EPG, teletext ...

13
Analýza problému

1. Zdroj signálu
2. Transkódovat do použitelnej podoby (ak je nutné)
3. Enkapsulovat do MPEG TS
4. Multiplexovat viacero programov do výstupného
   multiplexu

14
Zdroj signálu

• Analógový, digitálny
• Živý, záznam
• Jeden program, viacero programov
• Zvuk, obraz, dodatocné informácie (teletext,
  titulky, ...) pre každý program
• Rôzne formáty AVI, MP4, MPEG-TS ...

15
Transkódovanie

• Ak vstup nie je analógový alebo v cistej
  nekódovanej podobe, je nutné ho dekódovat
• Podporované kodeky v MPEG TS
• MPEG-2, MPEG-4, H.264, VC-1 (WMV)
• MPEG Audio, AC-3, AAC, WMA

16
Transkódovanie

• MPEG-2 zastaralý kodek
• MPEG-4 (SP/ASP DivX, XviD) málo inovatívny
• H.264 volba pre HD
• MPEG Audio (Layer II) zastaralý kodek
• MPEG Layer 3 nikdy sa pri DTV nepoužíval
• AC-3 používaný v ATSC
• AAC nástupca MPEG Audio

17
Enkapsulácia do TS

• Tvorba jednoprogramového TS je prirodzená volba
• S programom je možné manipulovat ako celkom
• Casové väzby medzi komponentami
• Môže obsahovat aj dodatocné informácie
• Nemusí byt len základný MPEG TS, ale môže byt aj
  podla odvodenej normy (ATSC, DVB,...)

18
Mux viacerých programov

• Z množiny vstupných TS (jedno- a
  viacprogramových)
• Množina výstupných programov prenášaných v jednom
  TS

19
Dalšie praktiky

• Štatistické multiplexovanie
• Dynamické pridelovanie šírky pásma
• Úzka previazanost medzi enkóderom a multiplexorom
  (controllerom)
• Implementacne velmi nárocné
• Od tejto funkcie som upustil

20
Práca v DP1, DP2

• Analýza kodekov a špecifikácií
• Tvorba jednoprogramového TS
• Parsovanie a generovanie PES

21
Opis riešenia
22
Opis riešenia

• 2 stupne
• Transkóder
• Na vstupe rôzne typy médií
• Na výstupe jednoprogramový TS
• Remultiplexor
• Na vstupe množina TS (jedno- alebo
  viacprogramových)
• Na výstupe jeden viacprogramový TS

23
Transkóder

• Využíva DirectShow ako nosnú technológiu
• Modularita, znovupoužitie prítomných komponentov
• Podporované vstupy
• Súbor (AVI, MP4, ASF, ...)
• Windows Media Stream
• Capture zariadenia (TV karta, webcam, firewire
  kamera)
• Internetové vysielanie typu shoutcast
• TS stream

24
Transkóder

• Pracuje v 3 režimoch
• Presmerovanie streamu
• Zmena enkapsulácie
• Plné transkódovanie

25
Transkóder

• Jadro MPEG TS Mux filter
• Dynamicky vytvára vstupné piny
• Umožnuje multiplexovat viacero komponentov
• Podporuje MPEG-2, MPEG-4, H.264, MPEG Audio, MP3,
  AAC formáty na vstupe

26
MPEG TS Mux filter
Deskriptory
Packetizer
PSI Info
PSI
Interleaver
PES
PES
TS Enkapsulátor
PES
Packetizer
27
MPEG TS Mux filter

• Packetizer
• Vytvára PES packety z viacerých druhov vstupných
  formátov
• Interleaver
• Casovo usporiadava PES packety tak, aby sa
  komponenty vo výstupnom streame casovo
  nerozchádzali
• PSI Info
• Císla PIDov, atribúty programu pre PMT a
  deskriptory
• TS Enkapsulátor
• Usporiadane PES packety vysiela enkapsulované v
  TS packetoch

28
MPEG TS Mux filter

• DirectShow funkcie
• Blokovací mechanizmus pri offline zdrojoch
• Vyrovnávacia pamät v Interleaveri
• Preposielanie požiadaviek na seeking
• Casové znacky na výstupných TS packetoch

29
Remultiplexor

• Na vstupe viacero jedno- alebo viacprogramových
  TS
• Na výstupe jeden viacprogramový TS
• TCP server klienti tlacia do RMX TS streamy
• Výstup
• Súbor
• UDP unicast/multicast
• TCP spojenie

30
Remultiplexor

• Umožnuje interaktívne menit vlastnosti programov
  a komponentov
• Volba aktívnych programov, komponentov
• Zobrazuje Informácie o kodekoch
• Pracuje len v real-time režime
• Všetky vstupné programy majú nezávislé hodiny
  nerieši sa žiadna synchronizácia

31
Remultiplexor
Output PSI
Program 1
Program 3
Program 5
TS1
Program 1
TS Mux
Program 2
PID Filter
TS2
PSI Insertion
Program 3
Output TS
Packet Interleaver
Program 4
Program 5
32
Predvedenie funkcionality
33
Štart remultiplexora
34
Nastavenie výstupu
35
Štart transkódera
36
Spracovanie obrazu
37
H.264 enkóder
38
Spracovanie zvuku
39
AAC enkóder
40
Internetové TV vysielanie
41
Internetové TV vysielanie
42
Internetové TV vysielanie
43
Internetové TV vysielanie
44
Internetové TV vysielanie
45
Internetové rádio
46
Internetové rádio
47
Internetové rádio
48
Live capture
49
Live capture
50
Vysielanie záznamu (súboru)
51
Vysielanie záznamu (súboru)
52
Vysielanie záznamu (súboru)
53
Komplexné použitie
54
Komplexné použitie
55
Zhodnotenie
56
Zhodnotenie

• Funkcný systém
• Podporujúci najnovšie technológie
• Jenoducho rozširovatelný

57
Dakujem za pozornost