Studio e sviluppo di un’applicazione MHP per la realizzazione di una guida tv (EPG) evoluta
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La tesi di Marco Bartolozzi tratta lo sviluppo di un'applicazione MHP per la creazione di una guida TV avanzata (EPG) per il segnale digitale terrestre. L'applicazione, progettata in Java, si basa su standard DVB e MPEG-2, e mira a fornire informazioni dettagliate sui programmi e contenuti multimediali associati. Tra i risultati, emergono le limitazioni degli standard attuali e le prospettive future per l'ottimizzazione delle tabelle informative.
Studio e sviluppo di un’applicazione MHP per la realizzazione di una guida tv (EPG) evoluta
- 1. Studio e sviluppo di un’applicazione MHP per la realizzazione di una guida tv (EPG) evoluta Tesi di laurea di Marco Bartolozzi Relatori: Prof. Alessandro Piva Dr. Roberto Caldelli Ing. Rudy Becarelli Dr. Paolo Mazzanti Ing. Matteo Casini 08 Aprile 2011
- 2. Sommario • Obiettivo tesi e scenario di riferimento (TV digitale terrestre) • Demo • Transport Stream (TS) e tabelle informative PSI/SI • Progettazione applicazione “EPG-Client” • Conclusioni e sviluppi futuri 2
- 3. EPG La sigla EPG è l’acronimo di Electronic Program Guide e indica un’applicazione destinata ai decoder interattivi (STB – set top box) e ai nuovi televisori digitali (iDTV) per fornire l’elenco dei programmi attualmente diffusi o di prossima programmazione sui canali televisivi digitali. Le soluzioni presenti sul mercato sono due: guida standard realizzata dai principali produttori di decoder e televisori guida MyEPG realizzata da Mediaset in collaborazione con Tv Sorrisi e Canzoni. 3
- 4. Obiettivo Sviluppare un’applicazione Java MHP di EPG dei canali trasmessi ad una stessa frequenza (mux) con contenuti multimediali aggiuntivi. Scenario applicativo Segnale digitale terrestre Broadcaster TV Xlet Set Top Box Application Manager 4
- 5. Standard DVB Lo standard DVB definisce le metodologie di trasmissione del segnale digitale in ambito televisivo. Tale standard rispetta le specifiche definite dall’ETSI (European Telecomunications Standards Institute). In base al canale trasmissivo e al tipo di modulazione lo standard DVB si divide in alcuni sottostandard: DVB-S (Satellite) DVB-T (Terrestrial) DVB-C (Cable) DVB-H (Handheld) 5
- 6. Standard di compressione MPEG-2 Lo standard di compressione audio/video MPEG-2 è alla base dello standard DVB-T per le trasmissioni televisive digitali le quali non sarebbero possibili senza una riduzione della quantità di dati per rappresentare le informazioni. 6
- 7. Composizione Transport Stream Il Transport Stream è un flusso composto da più servizi ognuno dei quali è formato da uno o più eventi. Ogni evento è composto da stream elementari audio,video e dati codificati. 7
- 8. Tabelle PSI / SI Gli standard DVB-SI e MPEG-2 definiscono delle tabelle informative del transport stream relative ai servizi presenti, agli eventi e agli stream elementari componenti. PAT – Program Association Table PMT – Program Map Table Tabelle PSI (Program NIT – Network Information Table Specific Information) CAT – Conditional Access Table definite da MPEG-2 BAT – Bouquet Association Table SDT – Service Description Table Tabelle SI (Service EIT – Event Information Table Information) definite RST – Running Status Table TDT – Time Date Table da DVB-SI TOT – Time Offset Table 8
- 9. Tabelle EIT All’interno delle tabelle EIT vengono inserite le informazioni relative agli eventi in programmazione sui servizi dello stesso transport stream. Le tabelle EIT possono essere di due tipi: EIT present-follow: contengono le informazioni relative all’evento attuale e successivo di un particolare servizio EIT schedule: contengono informazioni relative agli eventi in programmazione entro un arco di tempo 9
- 10. Sezioni Le sezioni di una tabella condividono campi che ne permettono la sua identificazione univoca: table_id table_id_extension Dimensione massima tabelle: section_number 1024 byte tabelle PSI version_number 4096 byte tabelle DVB-SI Descrittori Sono composti da tre elementi identificativi: { tag, lenght, content } Le tabelle EIT definiscono due descrittori per fornire informazioni aggiuntive sugli eventi: short_event_descriptor extended_event_descriptor 10
- 11. Standard DSMCC Per la trasmissione di dati è stato definito lo standard DSMCC basato sullo stream MPEG-2. Tale standard è utilizzato quindi per trasmettere le applicazioni e le risorse ai ricevitori. 11
- 12. Sistema trasmissivo OpenCaster Sezione tabella EIT definita durante la sperimentazione OpenCaster è un framework open-source per la gestione del sistema trasmissivo per la tv digitale. E’ composto da: un insieme di librerie scritte in linguaggio Python un insieme di strumenti (tool) scritti in C Percorso file immagine all’interno del filesystem trasmesso in broadcast E’ possibile modificare i dati delle tabelle informative del Transport Stream attraverso un file di configurazione python fornito da OpenCaster. 12
- 13. Sistema trasmissivo OpenCaster Comandi necessari per mandare in onda un transport stream: 1.oc-update 2.tscbrmuxer 3.tsstamp 4.DtPlay oc-update permette di trasformare un filesystem in un DSMCC object-carousel. tscbrmuxer permette di effettuare il multiplexing vero e proprio dei pacchetti TS ad un bit-rate predefinito e costante. tsstamp permette di sincronizzare gli stream audio/video in base al bitrate complessivo DtPlay manda in onda il transport stream alla frequenza desiderata 13
- 14. Ambiente di sviluppo JMAG 14
- 15. Analisi dei casi d’uso Requisiti applicazione: guida televisiva dei canali presenti all’interno dello stesso mux e visualizzazione dei contenuti multimediali collegati agli eventi in programmazione. 15
- 16. Architettura applicazione “EPG-Client” EPG View Controller Model 16
- 17. API DVB-SI Le richieste inviate allo stream tramite i metodi della API DVB SI sono asincrone. Metodi presenti all’interno della API per il recupero delle informazioni dalle tabelle PSI/SI: retrieveActualSITransportStream retrieveSIServices retrieveSIPresent retrieveSIFollowing retrieveSISchedule retrieveSIDescriptors 17
- 18. API DVB-SI La API è event-source poiché restituisce un evento per ogni richiesta effettuata allo stream. Gli eventi possono essere di due tipi: eventi di successo o eventi di insuccesso. SISuccessfulRetrieveEvent – richiesta allo stream DVB avvenuta correttamente SILackOfResourceEvent – richiesta non completata per mancanza di risorse SIRequestCancelledEvent – richiesta cancellata SITableNotFoundEvent SIObjectNotInTableEvent informazione non trovata SINotInCacheEvent 18
- 19. API DVB-SI Per ogni chiamata effettuata alla API sono stati creati dalla classe HandlerFactory degli oggetti ascoltatori che rimangono in attesa delle risposte relative ai dati informativi delle differenti tabelle. • Handler1 – transport stream • Handler2 – servizi presenti • Handler3 – eventi • Handler4 – descrittori eventi • costrutto java synchronized 19
- 20. Diagramma di sequenza recupero dati EPG 20
- 21. Diagramma di sequenza recupero dati EPG 21
- 22. Diagramma di sequenza recupero dati EPG 22
- 23. File multimediali della guida I file multimediali trasmessi nello stream collegati agli eventi sono tre: file immagine (.gif, .jpg o .png) Restrizioni standard file audio (.mp2) MHP file xml di descrizione estesa Dimensioni limitate tabella EIT 23
- 24. Struttura file xml <?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?> <descrizione> <trama> </trama> <cast> </cast> UTF-8: codifica standard che comprende <regista> </regista> un set completo di caratteri inclusi caratteri speciali e lettere accentate. <recensioni> <recensione> <autore> </autore> <desc> </desc> </recensione> … </recensioni> <info> </info> <curiosita> </curiosita> </descrizione> 24
- 25. Recupero file dallo stream L’accesso al filesystem trasmesso in broadcast è stato fondamentale per il recupero dei file multimediali di interesse. • API Davic • API DSMCC 25
- 26. Parser NanoXML E’ una libreria Java utilizzata per effettuare il parsing di file Xml. Caratteristiche: • utilizzabile in sistemi embedded (KVM o J2ME) • parser Java di piccole dimensioni • veloce per piccoli documenti Nell’applicazione è stata utilizzata la versione 1.6 poiché la 2.1 più compatta (6KB) e veloce è risultata incompatibile con alcuni STB. 26
- 27. Selezione servizio Un servizio a livello logico è visto come una collezione di informazioni di servizio, stream audio/video e applicazioni che possono essere presentate insieme come un’entità coerente. 27
- 28. Selezione servizio ServiceContext è la classe che rappresenta l’ambiente in cui tali servizi sono presentati. 28
- 29. Diagramma di sequenza selezione servizio • API JavaTV Service Selection 29
- 30. Dimostrazione EPG-Client 30
- 31. Risultati sperimentali DiPro Elsag Humax Telesystem Interact I Aries 1000H Combo 9000 TS7900HD Funzionamento applicazione EPG-Client 31
- 32. Applicazione EPG - Schedule E’ stata sviluppata inoltre un’altra applicazione con la stessa struttura di EPG-Client per il recupero delle informazioni sugli eventi in Iprogrammazione entro unElsag 1000H DiPro Interact Humax Combo 9000 Telesystem arco di tempo compreso fra Aries TS7900HD due date. Metodi API DVB SI: RetrieveSISchedule RetrieveSIActual retrieveSIPresent TransportStream retrieveSIFollowing retrieveSISchedule SISuccessfulRetrie SILackOfResource valEvent SISuccessful Generic contenente solo il RetrievalEvent event of primo failure evento 32
- 33. Applicazione lato server – “Guida TV” per la generazione del file di configurazione python 33
- 34. Conclusioni Applicazione EPG-Client per la visualizzazione degli eventi attuale e successivo dei canali entro il mux comprensivi dei contenuti multimediali STB Telesystem non implementa la API DVB-SI metodo retrieveSISchedule restituisce risposte differenti su ogni STB Limiti dello standard DVB-SI: le tabelle EIT non forniscono un descrittore specifico per i contenuti multimediali della guida le tabelle sono limitate in dimensioni per questo è stato necessario trasmettere le informazioni aggiuntive attraverso un file xml in broadcast 34
- 35. Sviluppi futuri Meccanismo automatico per la modifica delle tabelle EIT-present follow al termine di un evento su un canale televisivo Creazione di un database per l’inserimento di eventi entro un arco di tempo dei canali televisivi di un’emittente tv. 35