Способ и система формирования мультипрограммного транспортного потока Российский патент 2023 года по МПК H04N21/2368 H04N21/438 H04N21/647 

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ

Заявленное техническое решение в общем относится к области вычислительной техники, а в частности к средствам формирования мультипрограммного транспортного потока (MPTS).

УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ

Спутниковое телевизионное вещание до настоящего времени является одним из наиболее востребованных сервисов, позволяющих существенно улучшить условия жизнедеятельности удаленных или изолированных от индустриальной инфраструктуры объектов.

В последнее время его начинает вытеснять сервис широкополосного доступа в интернет (ШПД), однако возможность в составе ШПД сервиса получать доступ к видео контенту на различных ресурсах интернет, а также к онлайн телевидению очень сильно загружает каналы связи в ШПД и существенно увеличивает нагрузку на оборудование для передачи данных, что также отражается на скорости передачи данных.

Организация телевизионного вещания совместно с ШПД сервисом для подвижных платформ, таких как морские и речные суда, позволяет одновременно решить целый ряд задач, а именно - повышение комфортности для пассажиров и улучшение условий обитаемости судна для экипажа, существенное снижение трафика VSAT сети (что в свою очередь снижает нагрузку на оборудование для передачи данных), формирование уникальной модулированной несущей на спутнике для уверенного наведения VSAT антенн корпоративной сети.

Для организации телевизионного сервиса на спутниках FSS необходимо соблюдать ряд требований. Как правило такой сервис должен рассматриваться как сервис передачи данных, поэтому сформированная модулированная несущая должна иметь условный доступ и крипто защиту, например, BISS. Для совместимости с бытовыми ресиверами стандарт модуляции должен соответствовать DVB-S/S2. Для передачи нескольких каналов видеоконтента используется мультипрограммный транспортный поток (Multi Program Transport Stream, MPTS), а модулированная несущая представляет собой телевизионный спутниковый мультиплекс.

Известен способ генерирования и передачи по меньшей мере одного потока данных (патент RU 2637502 C2, 05.12.2017). Предложен способ генерирования одного потока из принятых первого и из второго потоков данных, причем поток данных составлен из кадров, где каждый кадр содержит пакет синхронизации, пакет сигнализации, дающий информацию о структуре потока данных, и пакетов, называемых кадрами основных полос. Способ содержит этапы: совмещения (E54) двух принятых потоков данных при синхронизации по фазе пакетов синхронизации или пакетов сигнализации кадров для каждого потока данных, идентификации (E55) в принятых потоках данных пакетов основных полос, идентифицируемых как пакеты первого типа, ввода (E56), в каждый кадр из первого принятого потока, пакетов основных полос кадра из второго потока, пакет синхронизации которого совмещен с пакетом синхронизации кадра из первого потока.

Недостатком известных решений в данной области техники является повышенная нагрузка на оборудование и каналы связи и сопутствующие этим факторам снижение скорости передачи данных и сокращение сроков эксплуатации оборудования.

РАСКРЫТИЕ СУЩНОСТИ ИЗОБРЕТЕНИЯ

В заявленном техническом решении предлагается новый подход к формированию мультипрограммного транспортного потока (MPTS).

Таким образом, решается техническая проблема снижения скорости передачи данных и повышения нагрузки на оборудование и каналы передачи данных.

Техническим результатом является оптимизация скорости передачи потока аудио-видео данных со служебной информацией для канала с заданной полосой пропускания.

Дополнительным техническим результатом является снижение нагрузки на каналы передачи данных.

Указанные технические результаты достигаются благодаря осуществлению компьютерно-реализуемого формирования мультипрограммного транспортного потока (MPTS), выполняемого с помощью вычислительного устройства и содержащего этапы, на которых:

- принимают потоки эфирного телесигнала стандарта DVB-T2 содержащие элементарные потоки, при этом

осуществляют демодуляцию принятого потока и преобразование в сигнал основной полосы;

осуществляют витерби-декодирование принятого потока, в ходе которого выделяется и деперемежуется цифровой поток для получения порядка следования данных по времени;

осуществляют демультиплексирование принятого потока и PID-фильтрацию для выделения транспортных пакетов данных или элементарных потоков в соответствии с фильтрацией, и

формируют транспортный поток сигнала;

- принимают потоки аналоговых аудио-видео сигналов с устройства захвата вычислительного устройства, при этом

выполняют преобразование аналоговых аудио-видео сигналов в цифровую форму, при этом выполняют контроль частоты кадров видеопотока в соответствии с длительностью аудиопотока;

осуществляют сжатие оцифрованных сигналов;

- принимают потоки IPTV из информационной сети «Интернет», при этом выполняют удаление служебной информации из получаемых данных;

- формируют пакеты данных, содержащие транспортный поток и программные потоки, формируемые на основании обработанных потоков данных аудио-видео сигналов и потоков IPTV;

- выполняют обработку упомянутых пакетов данных, в ходе которой осуществляется демультиплексирование транспортного потока;

осуществляется декодирование пакетов аудио-видео данных в рекомпресированный аудио-видео поток;

выполняют реквантизацию без перекодирования если входящий поток соответствует кодеку исходящего потока или выполняют перекодирование элементарных потоков видео и аудио в требуемый формат если входящий поток не соответствует задаваемому кодеку исходящего потока; и

осуществляется формирование однопрограммного транспортного потока (SPTS);

- формируют мультипрограммный транспортный поток (MPTS) на основе полученного SPTS с восстановлением служебной информации;

- выполняют модуляцию MPTS;

- формируют цифровой ВЧ-сигнал по итогу выполненной модуляции сигнала, и

- преобразовывают полученный цифровой ВЧ-сигнал в аналоговый ВЧ-сигнал L-диапазона, и

- передают полученный аналоговый ВЧ-сигнал по каналу передачи данных.

В одном из частных вариантов реализации способа потоки эфирного телесигнала стандарта DVB-T2 содержат служебную информацию в виде служебных таблиц.

В другом частном варианте реализации способа при формировании рекомпресированного аудио-видео потока выполняется автоматическая обрезка служебных таблиц.

Кроме того, заявленный технический результат достигается за системы формирования мультипрограммного транспортного потока (MPTS), содержащего:

- по меньшей мере один процессор;

- по меньшей мере одну память, соединенную с процессором, которая содержит машиночитаемые инструкции, которые при их выполнении по меньшей мере одним процессором обеспечивают выполнение заявленного способа.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

Признаки и преимущества настоящего изобретения станут очевидными из приводимого ниже подробного описания изобретения и прилагаемых чертежей.

Фиг. 1 иллюстрирует общую схему заявленного решения.

Фиг. 2 иллюстрирует блок-схему заявленного способа.

Фиг. 3 иллюстрирует пример общего вида системы, которая обеспечивает реализацию заявленного решения.

ОСУЩЕСТВЛЕНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

На Фиг. 1 представлена общая схема заявленного решения. Данное техническое решение может быть реализовано на базе аппаратно-программного комплекса (АПК), выполненного в виде, например, вычислительного устройства (20) такого как компьютер, снабженного средствами для захвата сигнала (плата захвата) и специализированного программного обеспечения, позволяющего реализовать требуемые функции в части обработки сигналов.

Устройство (20) получает на вход сигналы (10), которые представляют собой комбинацию сигналов из нескольких источников, в частности: видеоряд, аудиопотоки, видео потоки IPTV из сети «Интернет», телевизионные каналы (сигналы эфирной антенны). Обработанные сигналы с помощью устройства (20) формируют мультипрограммный транспортный поток (MPTS), который впоследствии передается на усилитель антенного поста (30) станции спутниковой связи телепорта. Выходной сигнал подается на сумматор Tx антенного поста (30) станции спутниковой связи телепорта, формирующего прямой канал системы связи VSAT, который через антенно-фидерный тракт передается на рефлектор для последующей передачи на спутник (40). Полученный сигнал MPTS передается через спутник (40) на бортовую систему спутникового телевидения, установленной на корабле (50).

Заявленное решение реализует способ MPTS, который выполняется на базе персонального компьютера, в состав которого может входить плата с интефейсом PCI Express DVB-S/S2 модулятора, например, типа DeKTec 2107 с выходом в L-диапазоне или аналогичный модулятор с интерфейсом USB. Компьютер при этом также подключается к эфирной антенне для приема сигналов DVB-T2, поскольку одним из наиболее доступных вариантов источника ТВ сигнала являются эфирные цифровые мультиплексы DVB-T2.

При этом контент может поступать также в формате MPEG4 контент при помощи USB тюнера, который представляет из себя аппаратный ключ (донгл), например, модели ESPADA ESP-DVBT2. Такой тюнер позволяет принимать весь мультиплекс как один цифровой поток, из которого возможно получение одного или сразу несколько ТВ каналов.

Подсистема судовой телевизионной сети строится по известным принципам абонентской кабельной сети с раздачей сигнала от головной станции. Головная станция включает в себя группу из нескольких спутниковых ресиверов, каждый из которых настроен на один из каналов принимаемого спутникового мультиплекса. Выходы каждого из ресиверов по интерфейсу HDMI подключаются к соответствующему DVB-T/C модулятору. Выходы модуляторов по принципу «daisy chain» подключаются на вход судовой телевизионной кабельной сети, которая доставляет набор программ до телевизионных приемников. Телевизионные приемники настраиваются стандартно, путем автоматического поиска цифровых программ в антенном кабеле. Каждый телевизор на борту судна будет показывать набор доступных запрограммированных каналов.

Приемные сигналы от каждого из спутниковых терминалов с выхода LNB подключаются на входы спутникового мультисвича. Для работы ресиверов используется только один выход мультисвича, подключаемый через делитель-сумматор. Проходной для напряжения выход сумматора подключается к управляемому реле с возможностью подачи напряжения 13 или 18 вольт по сигналу от модератора. Второй выход сумматора идет на вход первого спутникового ресивера. Ресиверы из группы головной станции соединяются с RF кабелем по принципу «daisy chain». Выходное напряжение для управления поляризацией на ресиверах отключается.

По сигналу от модератора напряжение 13 вольт обеспечивает подачу на ресиверы сигнала от первого антенного поста, при подаче 18 вольт, от второго.

Если модератор в системе отсутствует, то можно для управления мультисвичем использовать напряжения переключения поляризации от первого в цепочке ресивера. В этом случае на первом ресивере настраивается прием одного и того же телеканала в двух профилях, первый профиль с вертикальной поляризацией (подача на RF вход напряжения 13 вольт), второй профиль, точно такой же, но с горизонтальной поляризацией (подача на RF вход напряжения 18 вольт). При затенении одного из антенных постов на первом ресивере, производится переключение первого ресивера с одного канала на другой, это приводит к переключению мультисвича на активную антенну, а все остальные ресиверы в цепочке продолжают работать в прежнем режиме. Аналогичную схему переключения можно реализовать при использовании вместо мультисвича двух входовый переключатель DiSEq. В этом случае в профиле настраиваемого канала на первом ресивере прописывается условие коммутации через код DiSEq, например, A и В.

Важным условием работы канала передачи данных (ШПД) совместно с системой приема телевизионных каналов является выделение частотного ресурса в той же поляризации и том же частотном диапазоне (верхний или нижний Ку диапазон).

Бортовая телевизионная сеть на судне строится с учетом возможности приема эфирного телевидения, когда судно стоит в порту. Это осуществляется за счет дополнительного сумматора RF сигнала и разнесением частот настройки модуляторов спутниковых телеканалов и эфирных телеканалов.

Устройство (20) осуществляет требуемый функционал с помощью применения программного пакета FFMPEG, который используется для обработки аудио/видео потоков. Формирование мультипрограммного транспортного потока MPTS производится с использованием пакета TSDuck, модуляция и обработка выходного RF сигнала производится в пакете программного обеспечения StreamXpress. Пакет программного обеспечения FFMPEG включает в себя библиотеки для работы в разных форматах компрессии, таких как x264, x265, AOM, AV1, AAC и других. Взаимодействие подпрограмм обеспечивается командной оболочкой BASH, которая позволяет производить дополнительную компрессию ТВ каналов для решения задачи экономии частотной полосы на спутнике.

Например, можно использовать дополнительную компрессию формата H.265, что дает от 30% до 50% экономии по скорости видео потока и соответственно занимаемой полосы на спутнике.

В состав функционала пакета FFMPEG также входит возможность объединения различных видеопотоков и ТВ каналов в один мультиплекс. Наложение BISS скремблирования производится перед подачей сформированного MPTS потока на вход DVB-S2 модулятора с использованием ПО TSDuck.

Передаваемый в модулированной несущей MPTS в составе служебных таблиц MPEG-TS включает идентификатор NID, который используется VSAT терминалами SOTM для надежного наведения антенн на спутник. При декодировании идентификатора NID со стороны контроллера антенны (например «Физтех Телеком-60») гарантируется корректность наведения терминала на заданный спутник. На спутниках связи FSS отсутствие такого идентификатора является нормой, а при наведении и работе малоапертурных антенн часто происходит наведение на ложный спутник, так как частота и ширина модулированной несущей не являются уникальными параметрами для надежного наведения. Использование предлагаемого технического решения позволяет существенно повысить надежность работы спутниковой сети связи для малоапертурных терминалов.

Таким образом, для надежной работы малоразмерных спутниковых терминалов необходимо чтобы размах сигнала несущей на спутнике имел достаточный запас по энергетике на прием, а передаваемый транспортный поток и в составе служебных таблиц содержал идентификатор NID.

Судовая система связи на терминалах малого размера должна иметь в своем составе два антенных поста, разнесенных или по принципу нос-корма или правый-левый борт. Это необходимо для исключения зон затенения спутника со стороны надпалубных построек. Работа сдвоенных антенных постов требует использования устройства модератора, которое переключает сервисы с одного терминала на другой в случае затенения.

Как показано на Фиг. 2 заявленный способ формирования MPTS (100), состоит из нескольких этапов, выполняемых с помощью АПК (20). На этапе (101) выполняется прием и обработка потоков эфирного телесигнала стандарта DVB-T2, содержащих элементарные потоки. В ходе обработки выполняется демодуляцию принятого потока и преобразование в сигнал основной полосы. Далее выполняется витерби-декодирование принятого потока, в ходе которого выделяется и деперемежуется цифровой поток для получения порядка следования данных по времени. После этого осуществляется демультиплексирование принятого потока и PID-фильтрацию для выделения транспортных пакетов данных или элементарных потоков в соответствии с фильтрацией. По итогам выполненной обработки на этапе (101) формируется транспортный поток сигнала.

Процессор устройства (20) инициирует процесс обработки получаемого потока. В транспортном потоке телесигнала (TS) содержится следующая информация: телеканалы, радиовещательные программы, сервисная информация (телетекст и субтитры). Медиаконтейнер транспортного потока MPEG-TS позволяет передавать видеоконтент с разным разрешением и разным качеством, который определяется профилем и уровнем.

Сигнал промежуточной частоты демодулируется в радиоблоке и преобразуется в сигнал основной полосы. Вслед за демодуляцией во входном блоке идет Витерби-декодирование - процесс, обратный внутреннему кодированию. При его выполнении выделяется цифровой поток, который подвергается процедуре деперемежения для получения правильного порядка следования данных по времени. С целью выделения транспортных 188 байтовых пакетов поток затем подвергается процедуре декодирования Рида-Соломона. После этого этапа обработки цифровой сигнал принимает вид транспортного потока.

По общей схеме TS-демультиплексор цифровой приставки извлекает из транспортного потока необходимый телеканал, радиовещательную передачу или сервисную информацию (телетекст, субтитры). Затем, встроенный аппаратный MPEG-декодер видео и аудиосигналов производит декодирование, так как данные передаваемых программ сжаты с помощью кодеков MPEG4.

Для демультиплексирования производится PID-фильтрация (Proportional, Integral, Derivative), которая включает в себя:

- установление синхронизма работы декодера. Для этого система автоматически находит первый байт в заголовке транспортного пакета;

- поиск транспортных пакетов с идентификатором PID = 0 для построения таблицы соединения программ РАТ (Program Association Table), а также поиск пакетов с идентификатором PID = 1 для построения при необходимости таблицы условного доступа CAT (Conditional Access Table);

- использование таблицы РАТ для построения таблиц планов программ РМТ (Program Mapping Table), а также таблиц CAT для предоставления зрителю информации о доступных для него программах в мультиплексированном потоке.

Таким образом с TS-демультиплексор можно получать конкретную программу, или элементарные потоки в соответствии с PID-фильтрацией, или весь поток без фильтрации. При необходимости использования в дальнейшем любой служебной информации (например, расписание передач) средствами АПК формируется самостоятельный элементарный поток для последующего восстановления после его обработки.

Кодированные изображения помещаются в структуру данных, которая, в случае MPEG-2, называется элементарным потоком MPEG-2, а в случае Н.264 - потоком блоков NAL {NAL unit stream). Обе структуры состоят из блоков, снабженных заголовками со служебной информацией.

Элементарный поток - это структурированный поток, содержащий информацию одного типа: видеоданные, аудиоданные и т.п. Потоки этого типа генерируются кодером видео- или аудиоинформации.

Видеопоток содержит упорядоченный набор битовых потоков, которые называются слоями {layers). Если слоев несколько, то поток называется масштабируемым {scalable) потоком. Если один - немасштабируемым {поп- scalable) потоком. Первый слой называется базовым и декодируется независимо от остальных. Остальные слои называются расширенными и не могут быть декодированы отдельно от базового.

При передаче изображений, кодированных стандартом Н.264 элементарные потоки MPEG-2 не используются - вместо них используется NAL. (NAL - Network Abstraction Layer) - часть спецификации Н.264, пришедшая на смену стандарту ISO 13818-2 в части элементарных потоков.

Принципиальное отличие NAL - обеспечение надежности передачи. В цифровом ТВ принимаются очень серьезные меры для обеспечения коррекции ошибок. Однако NAL содержит несколько способов, позволяющих дополнительно увеличить возможность коррекции ошибок. Основа этих способов - "перемешивание" информации и ее повторение. Для эфирного DVB это особой ценности не имеет, поскольку информация защищается при передаче через эфир, однако это имеет важное значение при передаче по IP-сетям.

Транспортный поток предназначен для использования в системах связи, где в процессе передачи могут возникать ошибки. Радиоэфир с его помехами является как раз такой системой связи. Сокращенно транспортный поток MPEG-2 именуется MPEG-2 TS или просто TS.

Транспортный поток является байтовым потоком, т.е. наименьшая структурная единица потока - байт (а не бит). Транспортный поток является пакетным потоком - он состоит из пакетов длиной 188 байт. Процесс создания транспортного потока из нескольких пакетизированных элементарных потоков (PES) называется мультиплексированием. Поскольку телепрограмма состоит из видео и звука, мультиплексируется, как минимум, два элементарных потока. Мультиплексируются также телетекст и служебная информация, которая содержит сведения о самом транспортном потоке.

Для синхронизации кодера и декодера транспортного потока используется временной штамп программных часов (PCR) с тактовой частотой 27 МГц. Устройство, формирующее транспортный поток MPEG-2, называется кодером транспортного потока. Устройство, которое принимает и обрабатывает транспортный поток - декодером транспортного потока.

При этом потоки эфирного телесигнала стандарта DVB-T2 могут содержать служебную информацию в виде таблиц.

На этапе (102) выполняется прием и обработка потоков аналоговых аудио-видео сигналов с устройства захвата, установленных в устройстве (20). Полученные потоки поступают в аналоговом виде и преобразовываются в цифровую форму, при этом выполняют контроль частоты кадров видеопотока в соответствии с длительностью аудиопотока. Далее осуществляется сжатие оцифрованных сигналов.

В процессе видеозахвата происходит преобразование аналогового видео в цифровой вид - поток «битрейт», с заданными параметрами размера кадра, кодировки цвета и частоты кадров.

Для исключения десинхронизацией звука и видео во время захвата осуществляется контроль частоты кадров видеопотока в соответствии с длительностью аудиопотока. Если аудио убегает вперед на время, большее промежутка между соседними кадрами, в видеопоток добавляется «лишний» кадр. Если звук отстает на время, большее промежутка между соседними кадрами, как очередной кадр отбрасывается без вставления заглушки.

После видеозахвата поток претерпевает сжатие с использованием с использованием алгоритма Motion JPEG (MJPEG), позволяющим достигнуть степеней сжатия 7:1 без заметных искажений картинки. Аудиопоток также подвержен сжатию в формат AAC, чтобы несжатый битрейт аудиопотока не превысил битрейт сжатого видеопотока. Допускается использовать несжатые видео-аудиопотоки, но при этом требования к производительности аппаратной части возрастают.

На этапе (103) выполняется прием потоков IPTV из информационной сети «Интернет», при этом выполняется удаление служебной информации из получаемых данных.

Данные поступают из сети «Интернет» в виде стандартных IP-пакетов, сетевыми сервисами операционной системы обрабатываются, очищаются от служебной информации (заголовков), и пакеты данных с транспортными и программными потоками передаются для дальнейшей обработки в ходе реализации заявленного решения.

Устройство (20) также содержит библиотеки для работы в разных форматах компрессии, таких как x264, x265, AOM, AV1, AAC и других. Взаимодействие подпрограмм внутри АПК может обеспечиваться командной оболочкой BASH, которая позволяет производить дополнительную компрессию телевизионных каналов для решения задачи экономии частотной полосы на спутнике, или системными вызовами библиотеки соответствующего кодека. Реализуется также возможность объединения телевизионных каналов и видео-аудио потоки других источников в один мультиплекс. Наложение BISS скремблирования производится перед подачей сформированного потока MPEG-TS на вход DVB-S2 модулятора с использованием специализированного программного обеспечения, например, TSDuck.

Можно использовать дополнительную компрессию формата H.265, что дает от 30% до 50% экономии по скорости видео потока и соответственно занимаемой полосы на спутнике.

После обработки потоков данных на этапах (101) - (103) на этапе (104) формируется пакет данных, содержащий транспортный поток и программные потоки, а также потоки IPTV.

Полученные пакеты данных на этапе (104) обрабатываются на этапе (105) для получения однопрограммного транспортного потока (SPTS). В ходе данной обработки выполняется демультиплексирование транспортного потока, декодирование пакетов аудио-видео данных в рекомпресированный аудио-видео поток. После этого выполняется реквантизацию без перекодирования если входящий поток соответствует кодеку исходящего потока или выполняют перекодирование элементарных потоков видео и аудио в требуемый формат если входящий поток не соответствует задаваемому кодеку исходящего потока.

При демультиплексировании транспортного потока все служебные таблицы PSI (Program Systems Information) автоматически обрезаются, и отсекаются потоки с неизвестным типом содержимого (не видео-аудио), а затем выполняется декодирование пакетов данных из кодека, в котором получены данные пакеты, в рекомпрессированный ауди-видео поток. При необходимости осуществляется фильтрация элементарных потоков по PID-идентификатору, по типу и характеристикам аудио-видео пакетов.

Далее происходит реквантизация без перекодирования или перекодирование элементарных потоков видео и аудио в требуемый формат (например, из MKV в MPEG).

Для элементарных потоков данных, предварительно упакованных с помощью TSDuck, осуществляется их сквозной пропуск без обработки.

На окончательном этапе обработки производится формирование однопрограммного потока SPTS из выбранных элементарных потоков.

Далее на этапе (106) формируется MPTS на основе полученного SPTS с восстановлением служебной информации. Выполняется модуляция MPTS с последующим формированием на этапе (107) цифрового ВЧ-сигнала, который преобразуется в аналоговый ВЧ-сигнал L-диапазона на этапе (108). Полученный аналоговый ВЧ-сигнал передается по каналу передачи данных на этапе (109) на антенный пост (30). Для формирования мультипрограммного потока MPTS на головной станции выполняется, как правило, несколько параллельных процессов обработки потоков.

SPTS, несколько SPTS или MPTS с ограниченной служебной информацией проходят обработку с помощью TSDuck перед модулятором, в ходе которой происходит восстановление служебной информации из потоков данных (при наличии) и присвоение служебной информации транспортного потока необходимых параметров (инъекция NID, наложение BISS и т.п.), а затем мультиплексирование в единый MPTS.

Сформированный поток MPTS передается на плату PCIe модулятора и буферизируется в аппаратном FIFO. После этого программируемый фильтр канала формирует спектр в соответствии с выбранным стандартом модуляции DVB-S и DVB-S2, настраивает коэффициенты свертывания. Результатом фильтра канала является модулированный сигнал основной полосы частот в цифровой области. Аппаратный симулятор канала может использовать для добавления белого шума с программируемым уровнем. Квадратурный модулятор создает цифровой ВЧ-сигнал, который преобразуется в аналоговый ВЧ-сигнал L-диапазона (от 950 до 2150 МГц) с помощью высокопроизводительного цифро-аналогового преобразователя ВЧ. Выходной сигнал может дополнительно быть ослаблен в диапазоне 20 дБ.

На Фиг. 3 представлен пример общего вида системы (300), обеспечивающей реализацию заявленного способа. При этом специалисту в данной области техники должно быть очевидно, что система (300) может также являться вычислительным устройством, например, сервером, персональным компьютером, частью вычислительного кластера, обрабатывающим необходимые данные для осуществления заявленного технического решения. Также, система (300) может полностью или частично входить состав упомянутого вычислительного устройства (20).

В общем случае система (300) содержит объединенные общей шиной информационного обмена (310) один или несколько процессоров (301), средства памяти, такие как ОЗУ (302) и ПЗУ (303), интерфейсы ввода/вывода (304), устройства ввода/вывода (1105), и устройство для сетевого взаимодействия (306).

Процессор (301) (или несколько процессоров, многоядерный процессор и т.п.) может выбираться из ассортимента устройств, широко применяемых в настоящее время, например, таких производителей, как: Intel™, AMD™, Apple™, Samsung Exynos™, MediaTEK™, Qualcomm Snapdragon™ и т.п. Под процессором или одним из используемых процессоров в устройстве (300) также необходимо учитывать графический процессор, например, GPU NVIDIA или Graphcore, тип которых также является пригодным для полного или частичного выполнения способа, а также может применяться для обучения и применения моделей машинного обучения в различных информационных системах.

ОЗУ (302) представляет собой оперативную память и предназначено для хранения исполняемых процессором (301) машиночитаемых инструкций для выполнение необходимых операций по логической обработке данных. ОЗУ (302), как правило, содержит исполняемые инструкции операционной системы и соответствующих программных компонент (приложения, программные модули и т.п.). При этом, в качестве ОЗУ (302) может выступать доступный объем памяти графической карты или графического процессора.

ПЗУ (303) представляет собой одно или более устройств постоянного хранения данных, например, жесткий диск (HDD), твердотельный накопитель данных (SSD), флэш-память (EEPROM, NAND и т.п.), оптические носители информации (CD-R/RW, DVD-R/RW, BlueRay Disc, MD) и др.

Для организации работы компонентов системы (300) и организации работы внешних подключаемых устройств применяются различные виды интерфейсов В/В (304). Выбор соответствующих интерфейсов зависит от конкретного исполнения вычислительного устройства, которые могут представлять собой, не ограничиваясь: PCI, AGP, PS/2, IrDa, FireWire, LPT, COM, SATA, IDE, Lightning, USB (2.0, 3.0, 3.1, micro, mini, type C), TRS/Audio jack (2.5, 3.5, 6.35), HDMI, DVI, VGA, Display Port, RJ45, RS232 и т.п.

Для обеспечения взаимодействия пользователя с системой (300) применяются различные средства (305) В/В информации, например, клавиатура, дисплей (монитор), сенсорный дисплей, тач-пад, джойстик, манипулятор мышь, световое перо, стилус, сенсорная панель, трекбол, динамики, микрофон, средства дополненной реальности, оптические сенсоры, планшет, световые индикаторы, проектор, камера, средства биометрической идентификации (сканер сетчатки глаза, сканер отпечатков пальцев, модуль распознавания голоса) и т.п.

Средство сетевого взаимодействия (306) обеспечивает передачу данных посредством внутренней или внешней вычислительной сети, например, Интранет, Интернет, ЛВС и т.п. В качестве одного или более средств (306) может использоваться, но не ограничиваться: Ethernet карта, GSM модем, GPRS модем, LTE модем, 5G модем, модуль спутниковой связи, NFC модуль, Bluetooth и/или BLE модуль, Wi-Fi модуль и др.

Представленные материалы заявки раскрывают предпочтительные примеры реализации технического решения и не должны трактоваться как ограничивающие иные, частные примеры его воплощения, не выходящие за пределы испрашиваемой правовой охраны, которые являются очевидными для специалистов соответствующей области техники.

Изобретение относится к области телевидения, в частности к средствам формирования мультипрограммного транспортного потока (MPTS). Техническим результатом является повышение скорости передачи данных. Предложен способ формирования MPTS, содержащий этапы: принимают потоки DVB-T2 телесигнала, осуществляют демодуляцию принятого потока; осуществляют Витерби-декодирование принятого потока, в ходе которого выделяется и деперемежуется цифровой поток для получения порядка следования данных по времени; осуществляют демультиплексирование принятого потока и PID-фильтрацию для выделения транспортных пакетов данных или элементарных потоков, и формируют транспортный поток сигнала; принимают потоки аналоговых аудио-видео сигналов с устройства захвата видео, и выполняют: преобразование аналоговых аудио-видео сигналов в цифровую форму с контролем частоты кадров видеопотока в соответствии с длительностью аудиопотока; осуществляют сжатие оцифрованных сигналов; принимают потоки IPTV, при этом выполняют удаление служебной информации из получаемых данных; формируют пакеты данных, содержащие транспортный поток и программные потоки, формируемые на основании обработанных потоков данных аудио-видео сигналов и потоков IPTV; выполняют обработку упомянутых пакетов данных, в ходе которой осуществляется демультиплексирование транспортного потока; осуществляется декодирование пакетов аудио-видео данных в рекомпресированный аудио-видео поток; выполняют реквантизацию без перекодирования, если входящий поток соответствует кодеку исходящего потока или выполняют перекодирование элементарных потоков видео и аудио в требуемый формат; и осуществляется формирование однопрограммного транспортного потока (SPTS); формируют MPTS на основе полученного SPTS с восстановлением служебной информации; выполняют модуляцию MPTS; формируют цифровой ВЧ-сигнал по итогу выполненной модуляции сигнала, и преобразовывают полученный цифровой ВЧ-сигнал в аналоговый ВЧ-сигнал L-диапазона, и передают его по каналу передачи данных. 2 н. и 2 з.п. ф-лы, 3 ил.

1. Способ формирования мультипрограммного транспортного потока (MPTS), выполняемый с помощью вычислительного устройства и содержащий этапы, на которых:

принимают потоки эфирного телесигнала стандарта DVB-T2, содержащие элементарные потоки, при этом

осуществляют демодуляцию принятого потока и преобразование в сигнал основной полосы;

осуществляют витерби-декодирование принятого потока, в ходе которого выделяется и деперемежуется цифровой поток для получения порядка следования данных по времени;

осуществляют демультиплексирование принятого потока и PID-фильтрацию для выделения транспортных пакетов данных или элементарных потоков в соответствии с фильтрацией, и

формируют транспортный поток сигнала;

принимают потоки аналоговых аудио-видео сигналов с устройства захвата вычислительного устройства, при этом

выполняют преобразование аналоговых аудио-видео сигналов в цифровую форму, при этом выполняют контроль частоты кадров видеопотока в соответствии с длительностью аудиопотока;

осуществляют сжатие оцифрованных сигналов;

принимают потоки IPTV из информационной сети «Интернет», при этом выполняют удаление служебной информации из получаемых данных;

формируют пакеты данных, содержащие транспортный поток и программные потоки, формируемые на основании обработанных потоков данных аудио-видео сигналов и потоков IPTV;

выполняют обработку упомянутых пакетов данных, в ходе которой осуществляется демультиплексирование транспортного потока;

осуществляется декодирование пакетов аудио-видео данных в рекомпресированный аудио-видео поток;

выполняют реквантизацию без перекодирования, если входящий поток соответствует кодеку исходящего потока, или выполняют перекодирование элементарных потоков видео и аудио в требуемый формат, если входящий поток не соответствует задаваемому кодеку исходящего потока; и

осуществляется формирование однопрограммного транспортного потока (SPTS);

формируют мультипрограммный транспортный поток (MPTS) на основе полученного SPTS с восстановлением служебной информации;

выполняют модуляцию MPTS;

формируют цифровой ВЧ-сигнал по итогу выполненной модуляции сигнала;

преобразовывают полученный цифровой ВЧ-сигнал в аналоговый ВЧ-сигнал L-диапазона, и

передают полученный аналоговый ВЧ-сигнал по каналу передачи данных.

2. Способ по п.1, в котором потоки эфирного телесигнала стандарта DVB-T2 содержат служебную информацию в виде служебных таблиц.

3. Способ по п.2, в котором при формировании рекомпресированного аудио-видео потока выполняется автоматическая обрезка служебных таблиц.

4. Система формирования мультипрограммного транспортного потока (MPTS), содержащая:

по меньшей мере один процессор; и

по меньшей мере одну память, соединенную с процессором, которая содержит машиночитаемые инструкции, которые при их выполнении по меньшей мере одним процессором обеспечивают выполнение способа по любому из пп. 1-3.