CN108322778A - 一种提升dvb数据流加扰速度的方法及装置 - Google Patents

一种提升dvb数据流加扰速度的方法及装置 Download PDF

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Abstract

本发明提供的一种提升DVB数据流加扰速度的方法及装置，包括获取DVB视频数据流中的TS数据包，进行PES包头信息的判断，进行视频、关键帧的判断，进行加扰数量控制等步骤，通过依次判断PES信息、视频、关键帧信息，对数据流的加扰优先程度高至低对应的信息进行了顺次判断，将优先加扰的PES包头相关的TS数据包全部加扰，并优先加扰了包含关键帧的TS数据包，能够大量减少需要加扰的TS数据包数量，使得对于计算资源的要求比加扰全部的音视频的TS的计算资源的要求低非常多，解决了如何降低加扰和解扰对硬件资源的计算能力的要求，从而大大节省运营商与消费者的硬件投入的技术问题。

Description

一种提升DVB数据流加扰速度的方法及装置
技术领域
本发明涉及DVB通信技术领域，尤其涉及一种提升DVB数据流加扰速度的方法及装置。
背景技术
随着现代科技的发展，人们观看电视已经成为一种习惯，而如今数字电视已经成为大众的潮流，人们通常在购买电视之后，还需要配装一个机顶盒，用来播放数字电视。
机顶盒从广播电视局获取数据流并解码得到视频进行播放，还可以对电视节目分为多种类型，比如免费节目、收费节目。涉及到收费节目时，通常需要在节目的视频流从广播电视局发送出来之前就对视频流进行加扰，即付费电视系统需要对播出的DVB音视频使用CSA算法进行加扰，保证付费内容的安全性，防止被非授权机顶盒观看,当前的加扰系统对整个音视频流进行全部加扰，授权机顶盒端需要根据DVB标准对所有加扰信号进行解扰，从而能够正常观看付费节目。
当前的加扰技术是对整个音视频的TS流进行加扰。由于需要对整个音视频的TS流进行加扰，而运营商1秒所包含的音视频的TS一般会达到几百甚至几千Mb。因此传统的加扰技术，对加扰和解扰需要的硬件计算资源很高，从而使得运营商与消费者需要投入很高的硬件成本。因此，如何降低加扰和解扰对硬件资源的计算能力的要求，从而大大节省运营商与消费者的硬件投入是本领域技术人员需要解决的技术问题。
发明内容
本发明实施例提供了一种提升DVB数据流加扰速度的方法及装置，用于解决如何降低加扰和解扰对硬件资源的计算能力的要求，从而大大节省运营商与消费者的硬件投入的技术问题。
本发明提供的一种提升DVB数据流加扰速度的方法，包括：
S1：获取待加扰的TS流中包含音视频数据的TS数据包；
S2：判断当前的TS数据包是否包含PES的包头信息，若是，则加扰当前的TS数据包并执行步骤S7，若否，则执行步骤S3；
S3：判断当前的TS数据包是否为包含视频的TS数据包，若是，则执行步骤S4，若否，则执行步骤S6；
S4：判断当前的TS数据包是否属于预设的关键帧I帧，若是，则执行步骤S5，若否，则执行步骤S6；
S5：判断当前待加扰的TS数据包数量是否小于预设的第一阈值，若是，则加扰当前的TS数据包并执行步骤S7，若否，则执行步骤S6；
S6：判断当前待加扰的TS数据包数量是否小于预设的第二阈值，若是，则加扰当前的TS数据包并执行步骤S7，若否，则执行步骤S7；
S7：输出TS数据包。
优选地，所述步骤S1具体为：
获取待加扰的TS流中的TS数据包，根据当前的TS数据包的包头信息以及DVB-PSI表内容判断当前的TS数据包是否为包含音视频数据的TS数据包，若是，则执行步骤S2，若否，则执行步骤S7。
优选地，所述步骤S1之后还包括：
将当前的TS数据包保存至加扰机的缓冲区，作为当前待加扰的TS数据包。
优选地，所述加扰当前的TS数据包具体为：通过DVB通用加扰算法CSA对当前的TS数据包进行加扰。
本发明提供的一种提升DVB数据流加扰速度的装置，基于上述的一种提升DVB数据流加扰速度的方法进行加扰，包括：
数据包获取模块，用于获取待加扰的TS流中包含音视频数据的TS数据包；
PES判断模块，用于判断当前的TS数据包是否包含PES的包头信息，若是，则加扰当前的TS数据包并执行数据包输出模块，若否，则执行视频数据包判断模块；
视频数据包判断模块，用于判断当前的TS数据包是否为包含视频的TS数据包，若是，则执行关键帧判断模块，若否，则执行第二阈值判断模块；
关键帧判断模块，用于判断当前的TS数据包是否属于预设的关键帧I帧，若是，则执行第一阈值判断模块，若否，则执行第二阈值判断模块；
第一阈值判断模块，用于判断当前待加扰的TS数据包数量是否小于预设的第一阈值，若是，则加扰当前的TS数据包并执行数据包输出模块，若否，则执行第二阈值判断模块；
第二阈值判断模块，用于判断当前待加扰的TS数据包数量是否小于预设的第二阈值，若是，则加扰当前的TS数据包并执行数据包输出模块，若否，则执行数据包输出模块；
数据包输出模块，用于输出TS数据包。
优选地，所述数据包获取模块具体用于：
获取待加扰的TS流中的TS数据包，根据当前的TS数据包的包头信息以及DVB-PSI表内容判断当前的TS数据包是否为包含音视频数据的TS数据包，若是，则执行PES判断模块，若否，则执行数据包输出模块。
优选地，该装置还包括：
缓冲模块，用于将当前的TS数据包保存至加扰机的缓冲区，作为当前待加扰的TS数据包。
优选地，所述加扰当前的TS数据包具体为：通过DVB通用加扰算法CSA对当前的TS数据包进行加扰。
从以上技术方案可以看出，本发明实施例具有以下优点：
本发明提供的一种提升DVB数据流加扰速度的方法，包括获取DVB视频数据流中的TS数据包，进行PES包头信息的判断，进行视频、关键帧的判断，进行加扰数量控制等步骤，通过依次判断PES信息、视频、关键帧信息，对数据流的加扰优先程度高至低对应的信息进行了顺次判断，将优先加扰的PES包头相关的TS数据包全部加扰，并优先加扰了包含关键帧的TS数据包，能够大量减少需要加扰的TS数据包数量，使得对于计算资源的要求比加扰全部的音视频的TS的计算资源的要求低非常多，解决了如何降低加扰和解扰对硬件资源的计算能力的要求，从而大大节省运营商与消费者的硬件投入的技术问题。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。
图1为本发明提供的一种提升DVB数据流加扰速度的方法的一个实施例的示意图；
图2为本发明提供的一种提升DVB数据流加扰速度的方法的另一个实施例的示意图。
具体实施方式
本发明实施例提供了一种提升DVB数据流加扰速度的方法及装置，用于解决如何降低加扰和解扰对硬件资源的计算能力的要求，从而大大节省运营商与消费者的硬件投入的技术问题。
为使得本发明的发明目的、特征、优点能够更加的明显和易懂，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，下面所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而非全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
为方便阅读本发明实施例，先对各个专业术语进行解析：
机顶盒：set-top box；STB。一种依托电视终端提供综合信息业务的家电设备。通过从卫星/地面/有线获取高频信号使用户能在现有电视机上观看数字电视节目。
I帧：表示关键帧。它是一个全帧压缩编码帧。它将全帧图像信息进行JPEG压缩编码及传输；解码时仅用I帧的数据就可重构完整图像；它描述了图像背景和运动主体的详情；它不需要参考其他画面而生成；I帧是P帧和B帧的参考帧。
P帧：以I帧为参考帧,在I帧中找出P帧“某点”的预测值和运动矢量,取预测差值和运动矢量一起传送。在接收端根据运动矢量从I帧中找出P帧“某点”的预测值并与差值相加以得到P帧“某点”样值,从而可得到完整的P帧。
B帧：以前面的I或P帧和后面的P帧为参考帧,“找出”B帧“某点”的预测值和两个运动矢量,并取预测差值和运动矢量传送。接收端根据运动矢量在两个参考帧中“找出(算出)”预测值并与差值求和,得到B帧“某点”样值,从而可得到完整的B帧。
加扰机：一种使用CSA算法加扰TS流的设备。
ES：是只包含一种内容的数据流，如只含视频或只含音频等。每个ES都由若干个存取单元(AU)组成，每个视频AU或音频AU都是由头部和编码数据两部分组成，1个AU相当于编码的1幅视频图像或1个音频帧，也可以说，每个AU实际上是编码数据流的显示单元，即相当于解码的1幅视频图像或1个音频帧的取样。
PES：Packetized Elementary Streams(分组的ES)，ES形成的分组称为PES分组，是用来传递ES的一种数据结构。PES流是ES流经过PES打包器处理后形成的数据流，在这个过程中完成了将ES流分组、打包、加入包头信息等操作(对ES流的第一次打包)。PES流的基本单位是PES包。PES包由包头和payload组成。每个PES包被分割成多个TS数据包进行传输。本发明主要是进行音视频PES类型的数据加扰。
PTS：PresentationTime Stamp(显示时间标记)表示显示单元出现在系统目标解码器的时间。
DTS：Decoding Time Stamp(解码时间标记)表示将存取单元全部字节从解码缓存器移走的时间。PTS/DTS是打在PES包的包头里面的，这两个参数是解决音视频同步显示，防止解码器输入缓存上溢或下溢的关键。每一个I(关键帧)、P(预测帧)、B(双向预测帧)帧的包头都有一个PTS和DTS，但PTS与DTS对于B帧不一样，无需标出B帧的DTS，对于I帧和P帧，显示前一定要存储于视频解码器的重新排序缓存器中，经过延迟(重新排序)后再显示，所以一定要分别标明PTS和DTS。
TS：Transport Stream(传输流，TS流)由定长的188字节单个TS数据包组成，TS数据包是组成其他类型数据包的基础封装。
PID:Packet identification(包标志符)，DVB系统把不同的数据打包成不同的数据包,用系统唯一的一个13bits数字标志该数据的类型。
DVB：Digital Video Broadcasting，数字视频广播是由DVB项目维护的一系列国际承认的数字电视公开标准。
CSA：通用加扰算法Common Scrambling Algorithm通用加扰算法(又称CSA)是DVB数字电视广播标准里的加扰算法。
DVB通用标准可以为：ISO13818。
DVB-CSA通用加扰算法可以采用ETR 289[在数字电视标准系统中加扰和条件接收使用的技术报告]和A011r1[DVB通用加扰算法代理协议蓝皮书]。
请参阅图1，本发明提供的一种提升DVB数据流加扰速度的方法的一个实施例，包括：
101：获取待加扰的TS流中包含音视频数据的TS数据包；
102：判断当前的TS数据包是否包含PES的包头信息，若是，则加扰当前的TS数据包并执行步骤107，若否，则执行步骤103；
103：判断当前的TS数据包是否为包含视频的TS数据包，若是，则执行步骤104，若否，则执行步骤106；
104：判断当前的TS数据包是否属于预设的关键帧I帧，若是，则执行步骤105，若否，则执行步骤106；
105：判断当前待加扰的TS数据包数量是否小于预设的第一阈值，若是，则加扰当前的TS数据包并执行步骤107，若否，则执行步骤106；
106：判断当前待加扰的TS数据包数量是否小于预设的第二阈值，若是，则加扰当前的TS数据包并执行步骤107，若否，则执行步骤107；
107：输出TS数据包。
本发明提供的一种提升DVB数据流加扰速度的方法，包括获取DVB视频数据流中的TS数据包，进行PES包头信息的判断，进行视频、关键帧的判断，进行加扰数量控制等步骤，通过依次判断PES信息、视频、关键帧信息，对数据流的加扰优先程度高至低对应的信息进行了顺次判断，将优先加扰的PES包头相关的TS数据包全部加扰，并优先加扰了包含关键帧的TS数据包，能够大量减少需要加扰的TS数据包数量，使得对于计算资源的要求比加扰全部的音视频的TS的计算资源的要求低非常多，解决了如何降低加扰和解扰对硬件资源的计算能力的要求，从而大大节省运营商与消费者的硬件投入的技术问题。
以上是对本发明提供的一种提升DVB数据流加扰速度的方法的一个实施例进行详细的描述，以下将对本发明提供的一种提升DVB数据流加扰速度的方法的另一个实施例进行详细的描述。
请参阅图2，本发明提供的一种提升DVB数据流加扰速度的方法的另一个实施例包括以下步骤：
201：获取待加扰的TS流中包含音视频数据的TS数据包。
步骤201可以具体为：获取待加扰的TS流中的TS数据包，根据当前的TS数据包的包头信息以及DVB-PSI表内容判断当前的TS数据包是否为包含音视频数据的TS数据包，若是，则执行步骤202，若否，则执行步骤207；
X：将当前的TS数据包保存至加扰机的缓冲区，作为当前待加扰的TS数据包。
在执行完步骤201后，可以执行步骤X，步骤X与步骤202至步骤206可以同时进行，步骤205和步骤206中的当前待加扰的TS数据包数量是指加扰机的缓冲区中的TS数据包数量，步骤207每输出一个TS数据包，加扰机的缓冲区中的TS数据包数量减一。
202：判断当前的TS数据包是否包含PES的包头信息，若是，则加扰当前的TS数据包并执行步骤207，若否，则执行步骤203。
由于PES的包头里面包含了TS流的一些重要信息，如PES的同步头，同步信息(PTSDTS)，PES的长度信息等。如上图所示由于包含TS包头的所有的TS包都加扰了，从而使得非授权机顶盒获取不到正确的PES头数据，而机顶盒如果获取不到正常的PES包头信息，也就获取不到PTS与DTS,根据PTS与DTS的定义，会导致非授权机顶盒播放不出节目。
203：判断当前的TS数据包是否为包含视频的TS数据包，若是，则执行步骤204，若否，则执行步骤206。
204：判断当前的TS数据包是否属于预设的关键帧I帧，若是，则执行步骤205，若否，则执行步骤206。可以通过I帧对应的特征值进行判断。
对于人为篡改机顶盒软件，使得机顶盒能够自动添加PES的DTS PTS等包头信息，但本发明会根据待加扰的TS包的数量优先加扰I帧，对于其他类型TS包，会根据待加扰的TS包的数量也选取一定比例的TS包进行加扰。如果全部I帧都加扰了，根据DVB标准的定义，对于非授权机顶盒，无法播放出视频。如果I帧没有全部加扰，对于其他数据本发明也会加扰一定比例的TS包(即步骤205至步骤206的作用为加扰一定比例的TS包)。经实际测试只要加扰的TS流的比例达到1％，非授权机顶盒视频就有非常严重的马赛克，音频也会完全异常。由于音视频输出完全异常，非授权机顶盒也无法正常观看节目。
205：判断当前待加扰的TS数据包数量是否小于预设的第一阈值，若是，则加扰当前的TS数据包并执行步骤207，若否，则执行步骤206。
206：判断当前待加扰的TS数据包数量是否小于预设的第二阈值(可以是判断加扰机缓冲区内的当前待加扰的TS数据包数量是否小于预设的第二阈值)，若是，则加扰当前的TS数据包并执行步骤207，若否，则执行步骤207。
207：输出TS数据包。
TS数据包有的经过加扰再通过步骤207输出，有的没有经过加扰直接通过步骤207输出，不必加扰所有TS数据包，降低了计算机成本。
上述的加扰当前的TS数据包具体为：通过DVB通用加扰算法CSA对当前的TS数据包进行加扰。
上述步骤可以由加扰机执行，也可以在加扰机上增加相应的装置模块进行执行。
此外，本发明还通过设置第一阈值和第二阈值的比例关系，以及优先加扰PES包头、视频关键帧等重要的TS数据包，保证了数据的安全。经测试，本发明与加扰全部的音视频的TS流拥有同样的安全性。
综上所述，本专利与加扰全部的音视频的TS流，拥有同样的安全性。而包含有PES信息的TS包所占的比例很低。从而保证了本专利对于计算资源的要求比加扰全部的音视频的TS的计算资源的要求低非常多。因此，本专利大大降低了加扰和解扰对硬件资源的计算能力的要求，从而大大节省运营商与消费者的硬件投入的同时又保证同样的安全性。
因此，本发明可以降低加扰所需的硬件资源、让加扰在较低的硬件配置上实现、提高加扰速率使得同样的计算资源可以加扰更多的音视频流。
以下将对本发明提供的一种提升DVB数据流加扰速度的装置进行详细的描述。
本发明提供的一种提升DVB数据流加扰速度的装置，基于上述的一种提升DVB数据流加扰速度的方法进行加扰，包括：
数据包获取模块，用于获取待加扰的TS流中包含音视频数据的TS数据包；
PES判断模块，用于判断当前的TS数据包是否包含PES的包头信息，若是，则加扰当前的TS数据包并执行数据包输出模块，若否，则执行视频数据包判断模块；
视频数据包判断模块，用于判断当前的TS数据包是否为包含视频的TS数据包，若是，则执行关键帧判断模块，若否，则执行第二阈值判断模块；
关键帧判断模块，用于判断当前的TS数据包是否属于预设的关键帧I帧，若是，则执行第一阈值判断模块，若否，则执行第二阈值判断模块；
第一阈值判断模块，用于判断当前待加扰的TS数据包数量是否小于预设的第一阈值，若是，则加扰当前的TS数据包并执行数据包输出模块，若否，则执行第二阈值判断模块；
第二阈值判断模块，用于判断当前待加扰的TS数据包数量是否小于预设的第二阈值，若是，则加扰当前的TS数据包并执行数据包输出模块，若否，则执行数据包输出模块；
数据包输出模块，用于输出TS数据包。
进一步地，数据包获取模块具体用于：
获取待加扰的TS流中的TS数据包，根据当前的TS数据包的包头信息以及DVB-PSI表内容判断当前的TS数据包是否为包含音视频数据的TS数据包，若是，则执行PES判断模块，若否，则执行数据包输出模块。
进一步地，该装置还包括：
缓冲模块，用于将当前的TS数据包保存至加扰机的缓冲区，作为当前待加扰的TS数据包。
进一步地，加扰当前的TS数据包具体为：通过DVB通用加扰算法CSA对当前的TS数据包进行加扰。
所述集成的单元如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的全部或部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(ROM，Read-OnlyMemory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
以上所述，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (8)

1.一种提升DVB数据流加扰速度的方法，其特征在于，包括：
S1：获取待加扰的TS流中包含音视频数据的TS数据包；
S2：判断当前的TS数据包是否包含PES的包头信息，若是，则加扰当前的TS数据包并执行步骤S7，若否，则执行步骤S3；
S3：判断当前的TS数据包是否为包含视频的TS数据包，若是，则执行步骤S4，若否，则执行步骤S6；
S4：判断当前的TS数据包是否属于预设的关键帧I帧，若是，则执行步骤S5，若否，则执行步骤S6；
S5：判断当前待加扰的TS数据包数量是否小于预设的第一阈值，若是，则加扰当前的TS数据包并执行步骤S7，若否，则执行步骤S6；
S6：判断当前待加扰的TS数据包数量是否小于预设的第二阈值，若是，则加扰当前的TS数据包并执行步骤S7，若否，则执行步骤S7；
S7：输出TS数据包。
2.根据权利要求1所述的一种提升DVB数据流加扰速度的方法，其特征在于，所述步骤S1具体为：
获取待加扰的TS流中的TS数据包，根据当前的TS数据包的包头信息以及DVB-PSI表内容判断当前的TS数据包是否为包含音视频数据的TS数据包，若是，则执行步骤S2，若否，则执行步骤S7。
3.根据权利要求1所述的一种提升DVB数据流加扰速度的方法，其特征在于，所述步骤S1之后还包括：
将当前的TS数据包保存至加扰机的缓冲区，作为当前待加扰的TS数据包。
4.根据权利要求1所述的一种提升DVB数据流加扰速度的方法，其特征在于，所述加扰当前的TS数据包具体为：通过DVB通用加扰算法CSA对当前的TS数据包进行加扰。
5.一种提升DVB数据流加扰速度的装置，基于如权利要求1至4中任意一项所述的一种提升DVB数据流加扰速度的方法进行加扰，其特征在于，包括：
数据包获取模块，用于获取待加扰的TS流中包含音视频数据的TS数据包；
PES判断模块，用于判断当前的TS数据包是否包含PES的包头信息，若是，则加扰当前的TS数据包并执行数据包输出模块，若否，则执行视频数据包判断模块；
视频数据包判断模块，用于判断当前的TS数据包是否为包含视频的TS数据包，若是，则执行关键帧判断模块，若否，则执行第二阈值判断模块；
关键帧判断模块，用于判断当前的TS数据包是否属于预设的关键帧I帧，若是，则执行第一阈值判断模块，若否，则执行第二阈值判断模块；
第一阈值判断模块，用于判断当前待加扰的TS数据包数量是否小于预设的第一阈值，若是，则加扰当前的TS数据包并执行数据包输出模块，若否，则执行第二阈值判断模块；
第二阈值判断模块，用于判断当前待加扰的TS数据包数量是否小于预设的第二阈值，若是，则加扰当前的TS数据包并执行数据包输出模块，若否，则执行数据包输出模块；
数据包输出模块，用于输出TS数据包。
6.根据权利要求5所述的一种提升DVB数据流加扰速度的装置，其特征在于，所述数据包获取模块具体用于：
获取待加扰的TS流中的TS数据包，根据当前的TS数据包的包头信息以及DVB-PSI表内容判断当前的TS数据包是否为包含音视频数据的TS数据包，若是，则执行PES判断模块，若否，则执行数据包输出模块。
7.根据权利要求5所述的一种提升DVB数据流加扰速度的装置，其特征在于，还包括：
缓冲模块，用于将当前的TS数据包保存至加扰机的缓冲区，作为当前待加扰的TS数据包。
8.根据权利要求5所述的一种提升DVB数据流加扰速度的装置，其特征在于，所述加扰当前的TS数据包具体为：通过DVB通用加扰算法CSA对当前的TS数据包进行加扰。
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