CN101742169B - 一种数字模式滚动字幕系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种数字模式滚动字幕的系统及方法，该系统包括EPG系统、复用器、加扰机、调制器和用户终端。该系统及数字模式滚动字幕的方法利用EPG规范中定义的功能约定了一个特定的发送文字信息的通道，并通过用户终端设备将接收到的信息通过特定的方式显示出来，实现了节目中滚动字幕的播放。滚动字幕的播放显示过程采用纯数字模式，不增加播发环节也不需要更换设备，成本低，能够方便的为节目中添加滚动字幕信息。

Description

一种数字模式滚动字幕系统及方法

技术领域

本发明涉及数字电视技术领域，尤指一种以数字模式在电视上滚动字幕的系统及方法。

背景技术

随着数字电视整体转换的进程不断加快，数字电视的各项业务已经发展和普及。给各地电视台、网络公司等随之带来的是新前端平台与旧有业务的融合问题，即在模拟平台已有业务如何在数字平台上实现的问题。滚动字幕业务就是其中之一。

目前市场上的数字滚动字幕系统都是模拟滚动字幕系统的改进型，如图1所示，先将TS流中要滚动字幕的节目解复用，通过解码芯片解码普通的音视频信号，用模拟滚动字幕系统将滚动字幕加在视频画面上，然后通过编码芯片将音视频信号编码成数字信号，再将其复用回TS流中输出。整个过程复杂，成本高而且其中关键环节是把节目解码成模拟信号加上字幕后再还原为数字信号。这从严格意义上讲已经不能称其为数字电视了。因为数字电视的定义是指一个从节目设置、制作、编辑、存储、发射、传输，到信号接收、处理、显示等全过程完全数字化的电视系统。而且此系统是串联到播出系统中的，这就增加了系统的环节。众所周知，系统越复杂、环节越多出问题的几率就越大，这等于降低了前端播出系统的稳定性。

由于这个系统需要逐个处理数字节目的画面，而数字电视与模拟电视相比较其中一个特点就是在同样的频带下可传输大量的节目。如：一个频点可传输6-8套数字节目而同样的一个模拟频带则只能传输一个节目。目前各地广电系统动辄传输的就是上百套节目，在这样一个传输系统中，在少量的节目中添加滚动字幕系统，效果不明显；在所有的节目中添加滚动字幕系统，又需要增加十几台至几十台服务器。同时这些服务器必须要时刻处理数个节目的画面准备插入字幕或正在插入字幕，运算量十分巨大。这使得这套系统如果成规模的使用就会投入大量的资金，并且会对信号的播出产生如服务器长时间工作产生的软件稳定性问题、硬件稳定性问题、电源供电问题、信号质量问题等等一系列的问题。

发明内容

针对现有技术存在的问题，本发明的目的在于提供一种将滚动字幕以纯数字模式输出在电视节目上的系统及方法。

为实现上述目的，本发明的数字模式滚动字幕系统，包括EPG系统、复用器、加扰机、调制器和用户终端，其中，

EPG系统用于发送EPG信息和滚动字幕信息；

复用器用于接收EPG系统发送的信息和音、视频流，并将EPG信息、滚动字幕信息和视频流复用；

加扰机用于对复用器输出的数据流加扰；

调制器用于对加扰机加扰后的数据流解调为用户终端可以处理的数据流；

用户终端接收调制器输出的数据流并将其内容通过显示设备显示。

进一步，所述EPG系统包括信息输入模块、信息发送模块和添加信息分组关联模块，其中，

信息输入模块用于向EPG系统中输入文字信息；

信息发送模块用于将所述文字信息发送到所有音、视频流；

添加信息分组关联模块用于把需要实现滚动字幕的节目归为一类，通过所述用户终端筛选实现所述文字信息是否在当前的节目中显示。

进一步，所述信息输入模块包括业务描述模块，用于标识、描述每个业务的详细信息。

进一步，所述详细信息包括所述业务属于哪一个节目组，以及该业务所包含的内容。

进一步，所述信息发送模块包括当前信息发送模块和后续信息发送模块，其中，当前信息发送模块和后续信息发送模块中记录了所述信息发送模块中的文字信息是否在所述音、视频流中存在；

当前信息发送模块用于发送当前的文字信息；

后续信息发送模块用于发送下一条文字信息。

进一步，所述用户终端为数字机顶盒，该数字机顶盒具有是否开启滚动字幕、调节滚动字幕的速度快慢、选择滚动字幕在屏幕上显示位置的功能。

一种数字模式滚动字幕的方法，具体包括以下步骤：

1)将需要添加的字幕信息输入到EPG系统中；

2)EPG系统将所述字幕信息和EPG信息与节目的音、视频流发送至复用器复用为数据码流；

3)复用器复用后的数据码流经加扰、解调通过用户终端和显示设备将数据码流的内容显示。

进一步，步骤1)中将字幕信息输入到EPG系统的具体步骤为：

首先在EPG系统的业务描述表中定义一个节目，以节目标示符TSID和流标示符SID表示；其次定义EPG系统中该节目相应的事件信息表和节目组关联表，事件信息表中记载了所述字幕信息的具体内容以及开始时间、持续时间；节目组关联表将准备添加字幕信息的节目分为一组；通过业务描述表、事件信息表和节目组关联表形成所述字幕信息的数据码流。

进一步，所述字幕信息的内容存储在所述事件信息表的extendedevent descriptor中。

进一步，所述节目组关联表用于描述一个节目组的部分或者全部的内容，每个节目组以Bouquet_id标识。

进一步，所述用户终端接收到复用码流查找所述字幕信息对应的节目的事件信息表中是否有extended event descriptor，如果有，继续判断所述节目组关联表中的Bouquet_id值是否为1，如果是，则通过显示设备显示extended event descriptor中的字幕内容。

本发明的数字模式滚动字幕系统，利用EPG系统将需要发布的滚动字幕与电视节目音、视频流以及EPG信息复用为数据流，通过相应的数字终端将滚动字幕信息在电视节目中播放并在计算机显示器或电视等显示设备显示出来。滚动字幕的播放显示过程采用纯数字模式，不增加播发环节也不需要更换设备，成本低，能够方便的为节目中添加滚动字幕信息。

附图说明

图1为现有滚动字幕系统的结构框图；

图2为数字广播的业务传输模型；

图3为本发明的滚动字幕系统的结构框图；

图4为本发明的EPG系统与机顶盒和电视之间的连接示意图；

图5为本发明的滚动字幕系统的工作流程图。

具体实施方式

EPG，是英文Electronic Program Guide(电子节目指南)的缩写。这个指南是应用在广播电视系统中的一个数据结构，它描述了提供给电视观众的所有节目的信息，是数字电视体系中的组成部分[2]。EPG可以通过电视屏幕向用户提供由文字、图形和图像组成的人机交互界面，负责电视节目和各种增值业务的导航。国家广电总局编制的《数字电视广播业务信息规范》中规定，EPG应包含“节目单”和“当前节目播放”的功能，就是以“频道-时间”方式提供一段时间内所有的电视节目信息，以及能够从节目单中选择当前的节目进行播放。除此以外，EPG还可包含节目附加信息、节目分类、节目预定以及家长分级控制等高级功能，让有线数字电视用户享受到了高标准的电视服务。数字电视由于传输数字化，多种业务可以混合在一起通过一个信道传输。因此，数字电视已经不是单一的电视业务，而是指通过电视传输通道传输的数字业务，包括视频、音频、图像、数据等。

EPG主要通过PSI和业务信息(Service Information，51)表格的发送和接收来实现。在数字电视中，所有的信息和信号，包括视频、音频、文字、图片等经数字化后都变成了数据，数据在传输前需按照MPEG-2标准打包，形成固定长度的传输码流包，然后再通过网络传输到目的地。MPEG-2在PSI中提供了不少有关节目组成和相互关系的信息，从而使得在接收端可以正确地对TS流进行解复用。但PSI数据只提供了单个TS流的信息，只对被复用的单一码流进行描述，不能提供多个TS流的有关业务、节目类型、节目内容、播出时间等信息。DVB在此基础上扩展出业务信息SI，为创建电子节目指南EPG提供了有效灵活的工具。

为了更好地描述用户所接收到的节目信息，在DVB-SI标准中给出了数字广播的业务传输模型，如图2所示。

在EPG标准中规定了EPG的主要作用是电视节目信息导航，是一种文字信息传输的系统。因此本文设计了在数字电视中利用EPG实现滚动字幕的系统。该系统就是通过EPG系统的特定通道将文字信息以数据流的形式发送给复用器，再与EPG和视频流复用后，经过经过加扰机和调制器发送到用户终端，然后再由用户终端接收并按照特定的形式显示给用户，如图3所示，

设计的前提是尽量利用EPG标准规定的功能，由EPG实现滚动字幕信息的播发，由机顶盒实现接收信息及显示的方式。在滚动字幕系统中主要使用了DVB标准中定义的SI信息表中的SDT表、EIT表和BAT表。

(1)业务描述表(Service Description Table，SDT)

SDT表的分段描述了被一路传送流传送的所有的业务，SDT的table记是0x42或0x46，分别描述了当前的传送流和其它的传送流。业务循环体(serviee_loop)通过serviee_id标识出每个业务，内部的业务描述子循环体，描述每个业务的详细的信息，包括业务是属于哪一个节目组，以及此业务所包含的内容等信息。SDT表在滚动字幕系统中的主要功能是为滚动字幕系统添加一个传输通道，使之可以在EPG系统中键入文字信息并跟随EPG的其它信息一起发送出去。

(2)信息输入、发送模块：事件信息表(Event InformationTable，EIT)

EIT表提供了每个业务中按时间顺序排列的事件的信息。EIT表可以分为四类：其中Aetual TS present/following event和Other TSpresent/following event描述EIT实际的传送流(即传输SDT表的传送流)和其它的传送流中的一个业务的当前事件和下一个事件的信息；而Aetual TS event sehedule和Other TS event schedule则按时间计划表的形式列出了在实际的传送流或是其它的传送流中的事件。在EIT表中以service_id，transport_stream_id和original_net_work_id标识出传输事件的业务、业务所在的传送流和传送流所在的网络。事件循环体列出了EIT表中的所有事件以及它们的开始时间、持续时间等；而内部的描述子循环体描述了每个事件的详细信息。滚动字幕系统主要利用的是EIT表作为发送信息的传输载体，使信息可以存在于各个信道频点。

(3)添加信息分组关联模块：节目组关联表(BouquetAssoeiation Table，BAT)

BAT表描述了一个节目组的部分或者全部的内容，BAT分段在PID值为0x0011的传送流分组中传输。可以说，Bouquet是一种逻辑上按类别组织起来的业务列表。例如，可以把卫星广播、有线电视等不同网络中的所有传送流进行分类，根据其内容组成一个个节目组。BAT表以分段中的tableid来标识，而每个节目组以Bouquet_id来标识。BAT表和SDT表共用一个PID值。在滚动字幕系统中利用它的分组特性来实现在终端上单个节目是否启用滚动字幕功能的筛选工作。

如图4所示，滚动字幕系统是依托EPG中的的EIT表(EventInformation Table，即事件信息表)中的Other TS present/followingevent类来实现的，字幕信息是由一个特定的service(业务)的“当前/后续”EIT表发出的。首先在EPG中定义一个业务(即节目)，其参数值TSID(Transport Stream IDentity，即传送流标识)和SID(Service IDentity，即业务标识)如(TSID＝6000，SID＝6000)，这两个值可以由用户自己定义但在系统前端和终端机顶盒之间必须事先规定好。此节目在现实中是不存在的，因此在添加节目时不会添加出此业务。在此业务中定义EIT中的其它流的当前/后续表，并在此表中编辑文字信息。在EPG标准中对EIT中的当前/后续标志的描述为“表示业务的EIT当前/后续信息是否存在于当前TS中”，此标志在SDT表(Service Description Table，业务描述表)的EIT_present_following_flag中描述。当前/后续表分当前流的当前/后续表和其它流的当前/后续表两个表。当前流的当前/后续表是在一个传输流的EIT里只发送与本流中的业务相关的当前/后续表，而其它流的当前/后续表则在此传输流中发送其它流中业务的当前/后续表。这里选用的是其它流的当前表(table_id＝0X4F，section_number＝0)；至于后续表(table_id＝0X4F，section_number＝1)则不做强制要求，可以发也可以不发，因为此表是用以发送下一个将要滚动的字幕。之所以选用此表是要将TSID为6000的传输流的当前/后续表中的文字信息发送到所有音视频传输流中，以方便机顶盒的接收。在当前/后续表中可以用Short event descriptor(节目名称及简短内容描述)和Extended event descriptor(节目扩展描述描述)来传递文字信息。但因为EPG标准中规定Short event descriptor文本长度不能超过256个字节即一百多个汉字，而Extended event descriptor总字节长度可达到16*256个字节即两千个左右的汉字，所以建议采用由Extendedevent descriptor来传递文字信息。为了符合一些特殊的应用条件，如临时筛选一些业务不显示滚动字幕等。需要在EPG中创建一个BAT表(Bouquet Association Table，即业务群关联表)的分组。在数字电视系统只对应一个BAT表，其PID值为0X11。在BAT表中每一个类别都用一个Bouquet_ID来标识。它包括了节目业务名称(类别)及节目组所包含的节目清单(节目列表)。把需要实现滚动字幕的节目归为同一个类别(即节目组)。可与终端协商定义一个分组值，此分组值可以指定任意值如Bouquet_ID＝1，由终端机顶盒对节目进行筛选，可根据Bouquet_ID值是否为1来区分滚动字幕是否在但前的节目中出现。

用户终端的实现需求：

对于终端机顶盒只需要实现以下几点要求就可以实现此功能：

机顶盒要实时监测字幕的EIT表的version_number的变化。version_number的变化是16进制0--F的循环。

机顶盒发现version_number有变化时查找特定TSID和SID的table_id＝0X4F，section_number＝0的EIT表中有无extended_event_descriptor；有，就进行下一条判断；无，就没有动作。

机顶盒再根据Bouquet_ID判断当前节目是否为需要显示滚动字幕的节目，如是则将text_char的内容显示滚动字幕；反之则不需要显示。

显示滚动字幕时需要注意：当字幕内容多时，会有多个extended_event_descriptor(descriptor_number＝0/1/2......)；这时需要根据descriptor_number的顺序，依次连续将每个text_char显示滚动字幕，即作为一条完整的字幕内容显示。

将当前version_number保存在RAM的cache中，保证在不关机的情况下每一条字幕信息只显示一次(滚动两遍)。通常情况下，只要机顶盒关机再开的时间间隔大于EPG滚动字幕在码流中持续播发的时长(约5分钟左右)，那么机顶盒再开机时也就不会再次显示。

每一条字幕信息只需显示其内容部分，其它如信息名称、信息类型、信息时间等不必显示。

终端机顶盒处理滚动字幕信息的流程如图5所示：

除此基本功能以外由于是由机顶盒实现的显示方式，因此机顶盒还可以实现以下几个个性化的显示功能：

1.可通过菜单选择是否开启滚动字幕的功能。

2.可通过菜单选择滚动字幕的速度快慢。

3.可通过菜单选择滚动字幕是在屏幕的上方滚动还是在下方滚动。

4.可通过菜单微调滚动字幕的位置。

本系统实际上是利用EPG规范中定义的功能约定了一个特定的发送文字信息的通道，再由终端设备将接收到的信息通过特定的方式显示出来的一个方法。

本发明的滚动字幕系统与同类系统相比它的优点是：

成本低；此系统是利用了数字电视系统已有的功能不需要添置设备就可实施(如果不算终端设备的软件开发的成本的话，整个系统成本基本为零)。而目前国内通用的字幕系统每一路节目需要大约5万元左右。按60路基本节目计算，全部实现此功能约需300万元。因此本系统具有较高的经济价值。

不增加播发环节也不需要更换设备；本系统完全是根据现有的符合数字电视标准的前端播发平台来设计的。因此目前的播发平台完全支持本系统，不需要做任何硬件改动。而且由于此系统是随着EPG插入到数字电视前端中的，是一个旁路环节，因此它的可靠性更高，即使故障也不会影响正常的播出。

便于实施；因为此系统是基于前端EPG系统而EPG系统也是前端播发系统中必不可少的组成部分。且此系统完全符合EPG规范，所以播出前端只需要进行简单的设置即可实现。

符合数字电视系统的定义；更适合在数字电视系统中应用，不会影响节目质量。

功能灵活；此系统可根据个人的喜好而选择个性化的显示方式。

需要指出的是根据本发明的具体实施方式所做出的任何变形，均不脱离本发明的精神以及权利要求记载的范围。

Claims (8)

1.一种数字模式滚动字幕系统，其特征在于，包括EPG系统、复用器、加扰机、调制器和用户终端，其中，

EPG系统用于发送EPG信息和滚动字幕信息；

复用器用于接收音、视频流和EPG系统发送的信息，并将EPG信息、滚动字幕信息和视频流复用；

加扰机用于对复用器输出的数据流加扰；

调制器用于将加扰机加扰后的数据流解调为用户终端可以处理的数据流；

用户终端接收调制器输出的数据流并将其内容通过显示设备显示；

所述EPG系统包括信息输入模块、信息发送模块和添加信息分组关联模块，其中，

信息输入模块用于向EPG系统中输入文字信息；

信息发送模块用于将所述文字信息发送到所有音、视频流；

添加信息分组关联模块用于把需要实现滚动字幕的节目归为一类，通过所述用户终端筛选确定所述文字信息是否在当前的节目中显示。

2.如权利要求1所述的数字模式滚动字幕系统，其特征在于，所述信息输入模块包括业务描述模块，用于标识、描述每个业务的详细信息。

3.如权利要求2所述的数字模式滚动字幕系统，其特征在于，所述详细信息包括所述业务属于哪一个节目组，以及该业务所包含的内容。

4.如权利要求1所述的数字模式滚动字幕系统，其特征在于，所述信息发送模块包括当前信息发送模块和后续信息发送模块，其中，当前信息发送模块和后续信息发送模块中记录了所述信息发送模块中的文字信息是否在所述音、视频流中存在；

当前信息发送模块用于发送当前的文字信息；

后续信息发送模块用于发送下一条文字信息。

5.一种数字模式滚动字幕的方法，具体包括以下步骤：

1)将需要添加的字幕信息输入到EPG系统中；

2)EPG系统将所述字幕信息和EPG信息发送至复用器，复用器将上述字幕信息和EPG信息以及接收的节目的音、视频流复用为数据码流；

3)复用器复用后的数据码流经加扰、解调通过用户终端和显示设备将数据码流的内容显示；

步骤1)中将字幕信息输入到EPG系统的具体步骤为：首先在EPG系统的业务描述表中定义一个节目，以节目标示符TSID和流标示符SID表示；其次定义EPG系统中该节目相应的事件信息表和节目组关联表，事件信息表中记载了所述字幕信息的具体内容以及开始时间、持续时间；节目组关联表将准备添加字幕信息的节目分为一组；通过业务描述表、事件信息表和节目组关联表形成所述字幕信息的数据码流。

6.如权利要求5所述的数字模式滚动字幕的方法，其特征在于，所述字幕信息的内容存储在所述事件信息表的extended event descriptor中。

7.如权利要求5所述的数字模式滚动字幕的方法，其特征在于，所述节目组关联表用于描述一个节目组的部分或者全部的内容，每个节目组以Bouquet_id标识。

8.如权利要求5所述的数字模式滚动字幕的方法，其特征在于，所述用户终端接收到复用码流查找所述字幕信息对应的节目的事件信息表中是否有extended event descriptor，如果有，继续判断所述节目组关联表中的Bouquet_id值是否为1，如果是，则通过显示设备显示extended event descriptor中的字幕内容。

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