鄧 凱，楊秀芝，林 武

（福州大學(xué) 物理與信息工程學(xué)院，福建 福州 350108）

隨著數(shù)字電視的推廣普及，數(shù)字電視廣告開(kāi)始以其豐富多彩的表現(xiàn)形式展現(xiàn)在人們眼前。傳統(tǒng)的模擬電視廣告是在節(jié)目錄制編輯的時(shí)候植入的，無(wú)論是一個(gè)角標(biāo)還是一段廣告視頻，都已然成為了電視節(jié)目的一部分。所以傳統(tǒng)的模擬電視廣告發(fā)布權(quán)是掌握在前端電視臺(tái)手中的。而對(duì)于數(shù)字電視而言，由于電視信號(hào)的數(shù)字化和在屏顯示技術(shù)（On-Screen Display，OSD）的發(fā)展，數(shù)字電視廣告元素開(kāi)始從電視節(jié)目中獨(dú)立出來(lái)以單獨(dú)的一個(gè)層展現(xiàn)在人們眼中[1]。這樣，數(shù)字電視網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營(yíng)商也擁有了發(fā)布廣告的能力，與前端各級(jí)電視臺(tái)和演播室共同瓜分廣告市場(chǎng)這塊蛋糕[2]。時(shí)下流行的電子節(jié)目指南（Elec?tronic Program Guide，EPG）廣告就擁有著豐富的表現(xiàn)形式。它充分利用OSD層的空間，包括強(qiáng)制開(kāi)機(jī)廣告、強(qiáng)制門戶廣告、導(dǎo)航條廣告、音量條廣告、頻道列表廣告、EPG菜單廣告、音頻廣播背景廣告等多種展現(xiàn)形式，這些形式的廣告伴隨著用戶的按鍵操作而出現(xiàn)，隨著操作界面的退出而消失[3]。但大多數(shù)數(shù)字電視廣告不具備實(shí)時(shí)更新功能，每個(gè)廣告位上的廣告元素一般是在機(jī)頂盒軟件升級(jí)時(shí)一起打包寫入到Flash中的，并在較長(zhǎng)一段時(shí)間里重復(fù)使用。這對(duì)數(shù)字電視廣告的定點(diǎn)投放和個(gè)性化定制產(chǎn)生了制約。本文將論述一種數(shù)字電視廣告在線發(fā)布系統(tǒng)的構(gòu)建，能夠?qū)崿F(xiàn)廣告元素的實(shí)時(shí)接收和定時(shí)定位顯示。

1 系統(tǒng)架構(gòu)和具體實(shí)現(xiàn)

系統(tǒng)總體架構(gòu)如圖1所示。本系統(tǒng)通過(guò)衛(wèi)星接收機(jī)接收并解調(diào)通過(guò)衛(wèi)星天線接收下來(lái)的數(shù)字電視信號(hào)，前端廣告編輯發(fā)布模塊編輯的信息發(fā)送給條件接收系統(tǒng)（CAS），由CAS生成私有數(shù)據(jù)P_EMM包。數(shù)字電視信號(hào)（解調(diào)的TS流）與CAS生成的私有數(shù)據(jù)包一同發(fā)送給碼流信息插入模塊，由碼流信息插入模塊將帶有私有數(shù)據(jù)的TS包插進(jìn)數(shù)字電視節(jié)目的TS流中。重組之后的TS流將由QPSK調(diào)制器重新調(diào)制后發(fā)送給數(shù)字電視機(jī)頂盒，經(jīng)數(shù)字電視機(jī)頂盒解調(diào)后，濾取私有數(shù)據(jù)解析并顯示到電視機(jī)屏幕上。

1.1 廣告編輯發(fā)布模塊

前端廣告編輯發(fā)布模塊使用C#語(yǔ)言編寫，使用基于TCP的Socket編程技術(shù)實(shí)現(xiàn)與CAS的連接。在連接建立后，考慮到數(shù)據(jù)傳輸?shù)目煽啃?，設(shè)計(jì)了如下的通信協(xié)議：

1）編輯發(fā)布模塊發(fā)送Tag=0x01給CAS；

2）CAS收到Tag=0x01后，返回Tag=0x02給編輯發(fā)布模塊；

3）編輯發(fā)布模塊收到Tag=0x02，驗(yàn)證成功后發(fā)送Tag=0x03，然后發(fā)送廣告數(shù)據(jù)；

4）CAS收到Tag=0x03，將數(shù)據(jù)接收下來(lái)，并發(fā)送Tag=0x04確認(rèn)；

5）編輯發(fā)布模塊收到Tag=0x04，若數(shù)據(jù)未全部發(fā)送完成，則繼續(xù)發(fā)送Tag=0x03并發(fā)送數(shù)據(jù)；若數(shù)據(jù)全部發(fā)送完成，則發(fā)送Tag=0x05。

廣告編輯發(fā)布模塊發(fā)送的一個(gè)包的最大長(zhǎng)度為180 byte。每一個(gè)從廣告編輯發(fā)布模塊發(fā)送的包，到達(dá)CAS后，前面17 byte會(huì)被加入一些TS流固定標(biāo)志位、循環(huán)冗余校驗(yàn)位等信息進(jìn)行重組。這些重組的數(shù)據(jù)為25 byte，加上后面的data數(shù)據(jù)組成一個(gè)188 byte的TS包，然后被發(fā)送到碼流信息插入模塊。

廣告編輯發(fā)布模塊可編輯的信息包括文字和圖片兩種類型。文字的信息量較小，一般一個(gè)數(shù)據(jù)包就可以承載全部信息。而廣告圖片的數(shù)據(jù)量比較大，需要用壓縮算法將圖片數(shù)據(jù)壓縮。本系統(tǒng)通過(guò)一個(gè)壓縮算法將BMP圖片數(shù)據(jù)進(jìn)行壓縮，并將壓縮后的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)成BIN文件。廣告編輯發(fā)布模塊讀取BIN文件，每次截取140 byte組包，分成多個(gè)包將全部數(shù)據(jù)發(fā)送到CAS。

廣告編輯發(fā)布模塊還有用戶登錄，注冊(cè)和管理等功能，限于篇幅，這里不再詳細(xì)介紹。

1.2 碼流信息插入模塊

碼流信息插入模塊在本系統(tǒng)中的作用主要是將CAS產(chǎn)生的私有數(shù)據(jù)包插入到節(jié)目碼流中實(shí)現(xiàn)傳輸。CAS把生成的私有數(shù)據(jù)包發(fā)送給碼流信息插入模塊，私有數(shù)據(jù)包被存放到EMM存儲(chǔ)器中，然后等待調(diào)度輸出。

1.3 數(shù)字電視機(jī)頂盒解析處理模塊

后端數(shù)字機(jī)頂盒從TS流中過(guò)濾得到需要的P_EMM包進(jìn)行數(shù)據(jù)解析處理。數(shù)據(jù)解析的程序處理流程如圖2所示[4-7]。

首先對(duì)P_EMM的前17 byte進(jìn)行數(shù)據(jù)解析，然后根據(jù)得到的數(shù)據(jù)類型調(diào)用字幕信息處理解析進(jìn)程或者角標(biāo)信息處理解析進(jìn)程對(duì)數(shù)據(jù)部分進(jìn)行解析處理。

字幕數(shù)據(jù)處理解析進(jìn)程將判決是否對(duì)收到的字幕數(shù)據(jù)進(jìn)行解析處理，并將解析得到的顯示時(shí)間與從系統(tǒng)中提取的當(dāng)前時(shí)間進(jìn)行比對(duì)，根據(jù)比對(duì)結(jié)果進(jìn)入到三個(gè)判決器中，控制字幕的顯示時(shí)間、顯示頻率和結(jié)束時(shí)間。角標(biāo)數(shù)據(jù)處理解析進(jìn)程和字幕數(shù)據(jù)處理解析進(jìn)程的設(shè)計(jì)思想相似，但該進(jìn)程需要處理多包數(shù)據(jù)。本系統(tǒng)接收端設(shè)計(jì)了一種亂序接收算法，能在幾十秒內(nèi)將圖片數(shù)據(jù)接收完成。這種算法的思想是先創(chuàng)建一個(gè)很大的空數(shù)組check[]，接收并解析包號(hào)為1的角標(biāo)數(shù)據(jù)包，根據(jù)解析后得到的總包數(shù)NUM將check[2]到check[NUM]全部置1，然后進(jìn)行亂序接收：只要收到一個(gè)角標(biāo)數(shù)據(jù)類型的包，就解析提取它的包號(hào)ID，然后進(jìn)行check[ID]的檢測(cè)，若為1，則接收該包的數(shù)據(jù)，并將check[ID]清零，否則丟掉該包。同時(shí)每次接收數(shù)據(jù)后，對(duì)數(shù)組的check[1]到check[NUM]進(jìn)行求和，若和為0，說(shuō)明所有數(shù)據(jù)包全部接收完畢。

數(shù)據(jù)解析處理程序只負(fù)責(zé)向消息隊(duì)列定時(shí)發(fā)送顯示請(qǐng)求，顯示請(qǐng)求被處理時(shí)會(huì)將有關(guān)標(biāo)志位置1。界面顯示程序不停的檢測(cè)這些標(biāo)志位，當(dāng)檢測(cè)到標(biāo)志位被置1時(shí)，開(kāi)始顯示字幕或者角標(biāo)，并在退出時(shí)將這些標(biāo)志位清零。字幕和角標(biāo)的顯示程序流程如圖3和圖4所示[8-10]。

2 結(jié)果驗(yàn)證

圖3 字幕顯示程序流程圖

圖4 角標(biāo)顯示程序流程圖

在按照如圖1所示構(gòu)建的實(shí)際系統(tǒng)中進(jìn)行測(cè)試，字幕可控的在屏幕上下兩個(gè)位置上滾動(dòng)顯示，角標(biāo)可控的在屏幕左上、左中、左下、右上、右中、右下六個(gè)位置顯示，所有時(shí)間定時(shí)器工作正常，字幕和角標(biāo)按規(guī)定時(shí)間循環(huán)顯示并最后消失。當(dāng)新的字幕或角標(biāo)信息到達(dá)后，能夠即時(shí)替換掉當(dāng)前顯示的字幕或者角標(biāo)。實(shí)際效果如圖5和圖6所示。

3 結(jié)束語(yǔ)

本文論述的數(shù)字電視廣告在線發(fā)布系統(tǒng)，主要工作集中在廣告數(shù)據(jù)的即時(shí)接收和定時(shí)顯示上。本文闡述了整個(gè)廣告在線發(fā)布系統(tǒng)的架構(gòu)，介紹了高效的亂序接收算法，實(shí)現(xiàn)了在線發(fā)布的要求。從測(cè)試結(jié)果來(lái)看取得了很好的效果。

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