专利名称：：支持pid置换及节目垫播的码流切换设备、方法和系统的制作方法
技术领域：
：本发明属于数字电视监控
技术领域：
，尤指一种支持PID置换及节目垫播功能的TS流自动切换设备、方法和系统。
背景技术：
：电视、广播是每个家庭最基本的影音设备，为了保障用户能够舒服的观看和收听节目，码流信号的可靠性和安全性至关重要，如此出现了能够检测码流信号故障，并能够做出及时处理的码流切换i殳备。目前的码流切换设备，一般采用主、备、辅三路码流输入，当通常输出的主路信号发生故障时，切换到备路，备路信号发生故障时，再切换到辅路。由于主路信号故障有时仅是码流中的一个节目出现故障，而其他节目正常，当进行码流切换时，不仅出现故障的节目播出受到影响，本是正常播出的节目，也会由于码流切换而出现短暂的黑屏、静帧或马赛克。同时，为了与后端的设备(一般是复用器)相配合，要求主、备、辅三个码流的结构及PID是完全一样的。这样就限制了码流切换设备的应用场合。现有技术中，要求主路、备路是完全相同的码流，这样在主路码流或其中某个节目出现问题时，可以直接切换到备路，这样后面的复用器才能够正常识别播出码流。同时，垫播用的辅路节目是由服务器播出的多节目流，每个节目的内容一般是一样的，但要打包在与主路相同的PID中发送。这样的结构存在两个问题第一，当主路、备路采用相同的信号源(比如来自中星6B的卫星信号)时，如果是信号源本身出了问题(比如卫星转发器故障等)，那么备路的信号也同时无法使用；备路的功能仅体现在当主路接收机出现故障时，可以采用备路接收机输出信号。第二，为了使后端的复用器能够识别故障切换后的码流，辅路尽管只有一个节目的内容，但仍要通过一台垫播服务器，将该节目打包在不同的PID中，生成包含所有节目的一个庞大的复用流输出到复用器。因此这种处理方式系统复杂度高，且当任一个主路信号发生变化时，要重新制作生成庞大的垫播码流，使用起来非常不方便。
发明内容针对现有技术存在的问题，本发明的目的之一在于提供一种支持节目PID置换和节目垫播功能的码流切换设备。本发明的另一目的在于提供一种码流切换过程中，不影响用户观看节目的媒体播放系统及方法。为实现上述目的，本发明的支持节目PID置换和节目垫播功能的码流切换设备，包括配置接口模块、故障判断模块、故障处理模块；配置接口模块用于指定主、备、辅路之间的节目映射关系，根据节目映射关系完成备3各到主路的PID置换或辅^^到主5^的PID置换；故障判断模块用于监测信号的故障，根据故障类型进行进一步的故障处理；故障处理模块根据故障判断模块监测的故障类型，完成PID置换或码流切换。进一步，所述故障判断模块监测的故障信号包括信号丢失、同步丟失、PID丟失、解扰失败。进一步，所述故障处理模块包括PID置换模块，当主路某节目的PID丟失，PID置换模块从节目映射表中，找到备路或辅路与之对应的节目PID数据包，将该数据包的PID值修改成主路相应的PID值，同时保持数据包中其它信息不变。进一步，所述故障处理模块还包括码流垫播模块，当主路所有节目的信号均出现故障需要码流切换时，故障处理模块用于修改码流中的节目数据包的PID值和输出描述这些节目的PSI/SI表^f各信息。进一步，当主路通过切换辅路单节目流垫播时，所述码流垫播模块将辅路的一个数据包复制多份，并以不同的PID值重新打包到输出流中，实现辅路一个节目到主路多个节目的垫^^。采用以上的码流切换设备的节目媒体播放系统，包括主路设备、备路设备、辅路设备和码流切换设备，主路、备路和辅路设备分别与码流切换设备的输入端相连，码流切换设备监测到主路设备输入的主路码流信号出现故障时，码流切换设备将备路设备输入的备路码流信号作为输出码流信号；码流切换设备监测到主路设备输入的主路码流信号和备路设备输入的备路码流信号同时出现故障时，码流切换设备将辅路设备输入的辅路码流信号作为输出码流信号。采用以上的码流切换设备的节目媒体播放系统，包括主路设备、备路设备、辅路设备和码流切换设备，主路、备路和辅路设备分别与码流切换设备的输入端相连，码流切换设备输出端连接有复用器，码流切换设备监测到主路设备输入的主路码流信号出现故障时，码流切换设备将备路设备输入的备路码流信号作为输出码流信号；码流切换设备监测到主路设备输入的主路码流信号和备路设备输入的备路码流信号同时出现故障时，码流切换设备将辅路设备输入的辅路码流信号作为输出码流信号。进一步，所述主路设备和备路设备包括卫星接收机用于接收、并向码流切换设备输入码流信号。进一步，所述主路设备的卫星接收机输送的码流信号为单节目码流信号，多台卫星接收机对应向多台所述码流切换设备的主路输入端输送单节目码流信号。进一步，所述备路设备的卫星接收机输送的码流信号为多节目码流信号，经TS流信号分配器将多节目码流信号分配给多台所述码流切换设备的备路输入端。进一步，所述备路设备的卫星接收机输送的码流信号为多节目码流信号，多台卫星接收机分别对应向多台码流切换设备的备路输入端输送多节目码流信号。进一步，所述辅路设备包括码流播;改器，该码流播放器向码流切换设备输入单节目码流信号。进一步，所述码流播放器还连接有TS流信号分配器，码流播放器输送的单节目码流信号经TS流信号分配器，将单节目码流信号分配到每个码流切换设备的辅路输入端。进一步，每一码流切换设备的辅路输入端均连接有一可以输入单节目码流信号的码流插-;改器。采用以上的码流切换设备的节目媒体播放系统，包括主路设备、备路设备、辅路设备和码流切换设备，主路、备路和辅路设备分别与码流切换设备的输入端相连，码流切换设备监测到主路设备输入的主路码流信号出现故障时，码流切换设备将备路设备输入的备路码流信号作为输出码流信号；码流切换设备监测到主路设备输入的主路码流信号和备路设备输入的备路码流信号同时出现故障时，码流切换设备将辅路设备输入的辅路码流信号作为输出码流信号。进一步，所述主路设备包括卫星接收机和复用器，卫星接收机输送的码流信号为单节目码流信号，多台卫星接收机经复用器，将多个单节目码流信号转换为多节目码流信号，输入到所述码流切换设备的主路输入端。进一步，所述备路设备包括多节目码流信号卫星接收机，该卫星接收机将多节目码流信号输送到所述码流切换设备的备路输入端。进一步，所述辅路设备包括码流播放器，该播放器将单节目码流信号输送到所述码流切换设备的辅路输入端。一种媒体播放系统的码流切换方法，将主路的码流信号与备路的码流信号和辅路的码流信号中的对应节目PID进行映射，根据监测到的主路码流信号的故障类型，进行主路和备路或主路和辅路码流信号之间的故障节目置换或者码流信号的垫播切换。进一步，所述监测的故障类型包括信号丟失、同步丟失、PID丟失、解扰失败。本发明的码流切换设备中主路、备路可以输入完全不同的码流，通过预先设定节目之间的映射关系，来完成主路切换到备路时，备路模拟成与主路完全相同的码流，这样就解决了用不同信号源来做备路信号的问题，并且两路的卫星信号均出现问题的可能性很低，即使主路的卫星信号出现问题，可以切换到备路信号，解决了主路和备路采用同一码流信号，一旦卫星信号出现问题，主路和备路的码流信号均会出现问题，影响用户观看电^L节目。另外，本发明的码流切换设备的辅路仅需要利用编码器或码流播出服务器，提供一个单节目流，且不必约束PID取值，即可完成利用一个节目垫播主路的多节目流，且当主路信号发生变化时，仅需要修改映射表中的主路相应PID信息而7已，而不必改动垫播码流；当存在多个播出流的监测及切换时，通过将该单节目流分配，可以很方便的完成一个单节目流垫播多个多节目流的功能，节省了垫播服务器设备的庞大开支，同时当系统变动时，所需做的改动很小，有效降低了系统成本和复杂度。图1为本发明的码流切换设备的原理图2为实施例1中本发明的节目媒体播放系统的结构示意图3为实施例2中本发明的节目媒体播放系统的结构示意图。具体实施例方式如图1所示，本发明的码流切换设备，包括配置接口模块、故障判断模块、故障处理模块；配置接口模块用于指定主、备、辅路之间的节目映射关系，根据节目映射关系完成备路到主路的PID置换或辅路到主路的PID置换；故障判断模块用于监测信号的故障，根据故障类型进行进一步的故障处理；故障处理模块根据故障判断模块监测的故障类型，完成PID置换或码流切4灸。图1中TS流输入接口模块完成输入的串行的ASI接口TS流信号到并行的TSI接口的TS流信号的转换；TS流输出4妄口冲莫块完成输出的并行的TSI接口到串行的ASI接口的转换。FPGA才莫块主要将输入的主路、备路、辅路三个通道的TS流数据打包输入给嵌入式处理器，嵌入式处理器在SDRAM、闪存模块的配合下，根据用户配置完成故障判断、故障自动处理、PID置换及垫播等功能。网络接口模块用于接收来自上位机软件的用户配置，并将当前的码流处理状态报告给上位机，由上位机软件完成状态指示功能。配置接口模块为了实现TS流的故障检测自动切换，用户需要配置主、备、辅路信号监测哪些故障，以及各项故障的门限值、是否进行PID置换或码流切换的使能开关设置。通过配置接口，用户还可以指定主、备、辅路之间的节目映射关系，当主路某节目发生故障时，根据该节目的映射关系来完成备路到主路的PID置换或辅路到主路的PID置换；当主、备、辅路码流不同时，如果主路整个码流(相当于所有节目)异常，在自动切换到备路或辅路后，根据该节目映射关系，设备可以完成修改码流信息、将不同的备路或辅路码流垫"J番成与主i各相同的码流进行播出的功能。故障判断模块该模块根据用户设定的监测哪些故障、各项故障门限值，进行故障自动诊断，以便完成故障告警以及进一步的故障处理。设备可以监测的故障有信号丟失、同步丢失、PID丢失、解扰失败。故障处理模块故障处理模块是本发明的核心技术所在，其关键技术包括PID置换技术、垫播技术。根据实际发生的不同故障类型，设备可以完成PID置换或垫播的故障处理，以保证节目的正常播出。PID置换的应用场合(参见应用实例)当主路、备3各是两个多节目流(备路信号不经过复用器时，是不同的码流，经过复用器时，是相同的码流)，但节目来源不一样，当主路某视音频PID丟失(比如湖南卫视对应的接收机故障)时，可以将备路中对应该节目的内容，封装在主路该节目的PID中进行播出，而不会影响其他正常节目。这一过程称之为PID置换。PID置换及其实现在PID置换模块中，当主路某节目的PID丢失，即从节目映射表中，找到备路或辅路应与之对应的节目PID数据包，将该包的PID值修改成主路相应的PID值，同时保持数据包中其他信息(比如连续计数值、PCR字段、视音频数据等)不变，以便保证接收端正常解码显示。垫播的应用场合(参见应用实例)当主路、备路、辅路输入的是不同的码流，当主路信号丢失(即整个码流中全部节目都丢失，比如复用器故障)时，可以自动切换到备路(同样的，当备路信号也丟失时，也可以切换到辅路)。此时，将备路(或辅路)完全不同的码流封装成与主路完全相同的码流结构的过程，称之为垫播。垫播及其实现当主、备、辅输入的是不同的码流且需要进行码流切换时，为保证接收端的正常工作，备路(或辅路)需要输出与主路完全相同的码流。此时，首先需要输出描述这些节目的PSI/SI表格信息，该表格信息与主路表格信息完全相同，因此设备中需要对主路的PSI/SI表格信息进行緩冲及实时刷新。同时，还需要根椐PID映射表，修改备路(或辅路)码流中的节目数据包的PID值，即完成PID置换的操作。如果辅路是单节目流，辅路的一个数据包，需要复制成多份、并且以不同的PID值重新打包到输出流中，以便实现辅路一个节目到多个节目的垫播功能。本发明降低了对输入信号一致性的要求，因此可以省去对备路信号进行与主路一致性处理的预复用设备，同时由于不再要求辅路是包含主路所有节目PID的垫播流，省去了高性能的垫播服务器以及繁瑣的垫播流制作过程，仅需要使用简单的码流播放器播出一个无PID限制的单节目流即可。当主路是多节目流时，由于设备中有PID监测，当监测到主路某节目PID丢失而不是主路信号丟失时，设备仅对丢失的节目进行备路或辅路替换处理，而不会影响主路中其他节目的播出。下面列表类比本发明的码流切换设备与现有同类技术的比较同类现有技术本发明对输入信号的要求要求主、备路信号完全相同，辅路包含主路所有节目。对主、备、辅路信号的一致性没有严格要求。某节目发生故障时的处理方式无论是码流故障还是节目故障，均进行整个码流的切换。仅需要处理发生故障的节目，而不影响码流中的其他节目。故障处理的效果码流中的所有节目在切换过程中都可能出现短暂马赛克。仅故障节目在替换之初会有少量马赛克，没有故障的节目播出不受影响。对设备的要求备路信号需要经过预备路不需要预复用器10<table>tableseeoriginaldocumentpage11</column></row><table>表1实施例1:如图2所示，某有线数字电视网络传输中心，需要接收卫星电视信号，从中提取湖南卫视、江苏卫^L、浙江卫视、东南卫^L、安徽卫视、四川卫视六套节目放在一个码流中输出。为了保障电视节目的安全播出，传输中心从中星6B卫星接收一般是单节目流的卫星电视信号，送给自己的复用器，以便将这来自不同接收机的六个节目复用成一个TS流进行传输；同时为了保证在中星6B的卫星信号出现问题时，不致影响用户收看相应节目，传输中心同时需要从中星9B卫星上接收一般是多节目流的卫星电视信号，将来自中星9B的同样的电视节目作为备用信号；而如果中星6B和中星9B的信号同时出现问题，传输中心仍要保证用户能观看到节目，这时就用本地播放的一个节目作为辅助信号，一旦主路信号、备用信号都出现故障，用这一套节目同时作为六个卫视的替代信号进行传输，以保证电视信号不会停播。尽管来自中星6B和中星9B的电视节目内容相同，但节目所在的码流结构不同、包含节目内容的数据包ID号(即PID)也不同，而对于后端的复用器来说，必须预先指定各卫视节目的PID号，仅当相应节目放在指定的PID数据包中，并在PSI/SI表格中进行了相应的指示，复用器才能获取到该节目，以便复用输出到本地传输网络中。同样的原因，辅路的电视节目要替代主路六个卫视节目播出，也需要输出正确的PSI/SI表格信息、并将该节目打包成六个相应的PID进行发送，才能被复用器识别，达到预期目的。本发明的节目媒体播放系统，对应湖南卫^L、江苏卫3见、浙江卫视、东南卫视、安徽卫视、四川卫视六套节目设置六台码流切换设备，码流切换设备的主路输入端对应输入一套单节目码流信号，码流切换设备的备路输入端输送中星9B卫星接收机接收的涵盖以上所有节目的多节目码流信号，其中每一台码流切换设备对应连接一台中星9B卫星接收机或者采用TS流信号分配器将一台中星9B卫星接收机的码流信号分配给六台码流切换设备的备路输入端。码流切换设备的备路输入端接入本地码流播放器的单节目码流信号，一旦主路、备路均出现问题可以垫播辅路码流信号。同理，码流播放器的的单节目码流信号也可以采用TS流信号分配器分配到六台码流切换设备的备路或者设置每一台码流切换设备对应连接一台码流播放器。码流切换设备的输出端连接复用器输出包括以上所有节目的码流信号。需要指出的是本发明的系统的主路、备路和辅路输入的码流的节目个lt并不局限于六套节目，也可以根据实际需求扩充其它节目，相应的本系统中的码流切换设备的个数也随节目的个数的改变而改变。实施例2:如图3所示，本发明的系统也可以只采用一台码流切换设备，中星6B卫星接收机的单节目码流信号，经复用器将不同的多个码流复用成一个多节目码流，将复用器的输出码流接入到码流切换设备的主路输入端；中星9B卫星接收机由于是多节目码流信号，因此不需要采用复用器可以直接输入到码流切换设备的备路输入端；码流播放器的单节目流输入到码流切换设备的辅路输入端；最终码流切换设备判断主路、辅路是否出现故障来决定是否进行码流切换或者PID置换。当接收某卫视节目的中星6B接收机发生故障时，为了不影响该码流中其他卫视节目的播出，仅需要对发生故障的卫视节目进行PID置换搡作，而该码流中的其他节目不会受影响，即不会出现黑屏或马赛克等现象。当中星6B的卫星信号转发器或复用器出现故障时，主路的所有卫视节目都出现异常，此时即使备路与主路不同的码流信号，系统也可以自动切换到备路，本设备利用垫播功能，可以完全模拟主路的码流输出，保证播出系统的正常工作，从而达到安全播出的目的。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所记载的范围。权利要求1.一种支持节目PID置换和节目垫播功能的码流切换设备，其特征在于，包括配置接口模块、故障判断模块、故障处理模块；配置接口模块用于指定主、备、辅路之间的节目映射关系，根据节目映射关系完成备路到主路的PID置换或辅路到主路的PID置换；故障判断模块用于监测信号的故障，根据故障类型进行进一步的故障处理；故障处理模块根据故障判断模块监测的故障类型，完成PID置换或码流切换。2.如权利要求1所述的码流切换设备，其特征在于，所述故障处理模块包括PID置换模块，当主路某节目的PID丟失，PID置换模块从节目映射表中，找到备路或辅路与之对应的节目PID数据包，将该数据包的PID值修改成主路相应的PID值，同时保持数据包中其它信息不变。3.如权利要求1所述的码流切换设备，其特征在于，所述故障处理模块还包括码流垫播模块，当主路所有节目的信号均出现故障需要码流切换时，故障处理才莫块用于修改码流中的节目数据包的PID值和输出描述这些节目的PSI/SI表格信息。4.一种采用如权利要求1-3任一项所述的码流切换设备的节目媒体播放系统，其特征在于，包括主路设备、备路设备、辅路设备和码流切换设备，主路、备路和辅路设备分别与码流切换设备的输入端相连，码流切换设备监测到主路设备输入的主路码流信号出现故障时，码流切换设备将备路设备输入的备路码流信号作为输出码流信号；码流切换设备监测到主路设备输入的主路码流信号和备路设备输入的备路码流信号同时出现故障时，码流切换设备将辅路设备输入的辅路码流信号作为输出码流信号。5.如权利要求4所述的媒体播放系统，其特征在于，所述主路设备和备路设备包括卫星接收机用于接收、并向码流切换设备输入码流信号。6.如权利要求5所述的媒体播放系统，其特征在于，所述主路设备的卫星接收机输送的码流信号为单节目码流信号，多台所述卫星接收机对应向多台所述码流切换设备的主路输入端输送单节目码流信号，所述码流切换设备的输出端连接有复用器，该复用器将单节目码流信号转换为多节目码流信号输出。7.如权利要求5所述的媒体播放系统，其特征在于，所述备路设备的卫星接收机输送的码流信号为多节目码流信号，经TS流信号分配器将多节目码流信号分配给多台所述码流切换设备的备路输入端。8.如权利要求5所述的媒体播放系统，其特征在于，所述主路设备的卫星接收机输送的码流信号为单节目码流信号，多台卫星接收^U至复用器，将多个单节目码流信号转换为多节目码流信号，输入到所述码流切换设备的主路输入端。9.如权利要求5所述的媒体播放系统，其特征在于，所述备路设备的码流信号卫星接收机，将多节目码流信号输送到所述码流切换设备的备路输入端。10.—种媒体播放系统的码流切换方法，具体为将主路的码流信号与备路的码流信号和辅路的码流信号中的对应节目PID进行映射，根据监测到的主路码流信号的故障类型，进行主路和备路或主路和辅路码流信号之间的故障节目置换或者码流信号的垫播切换。全文摘要本发明的支持节目PID置换和节目垫播功能的码流切换设备、方法和系统，码流切换设备包括配置接口模块、故障判断模块、故障处理模块。本发明的码流切换方法将主路的码流信号与备路的码流信号和辅路的码流信号中的对应节目PID进行映射，根据监测到的主路码流信号的故障类型，进行主路和备路或主路和辅路码流信号之间的故障节目置换或者码流信号的垫播切换。本发明的系统包括主、备、辅路设备和码流切换设备，主、备、辅路设备分别与码流切换设备相连，输入节目码流信号，由码流切换设备判断进行码流切换或者节目PID置换，仅是码流信号中某个节目出现故障时，通过节目PID置换进行节目置换无需切换整个码流，如此能够保障用户收视节目的可靠性、安全性。文档编号H04N7/24GK101631238SQ20091008885公开日2010年1月20日申请日期2009年7月21日优先权日2009年7月21日发明者王荣芳,恒陈申请人:北京市博汇科技有限公司