History of EBUG勉強会/20080517_1seg (No. 1)

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  • 1 (2008-05-04 (Sun) 11:47:12)
  • 2 (2008-05-04 (Sun) 11:50:42)
  • 3 (2008-05-05 (Mon) 19:39:51)
  • 4 (2008-05-08 (Thu) 16:43:31)
  • 5 (2008-05-12 (Mon) 17:47:06)
  • 6 (2008-05-12 (Mon) 17:47:49)
  • 7 (2008-05-21 (Wed) 18:40:22)

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ワンセグ放送とOpenBSD†

地上デジタル放送とは†

• 日本では2003年以降、ISDB-T方式*1による地上デジタル放送を行っている。
  この方式による送出概念図の例を以下に示す；

                                     MPEG2
                                     AAC    +---+
                                [ENC]-------+   |
              SDI        SDI      |         |   |
  [Video][A/D]------[EMB]---------+  H.264  |   |
                      |           |  AAC    | M |
  [Audio]-[A/D]-------+         [ENC]-------+   |TS           OFDM
               AES/EBU                      | U +--------[MOD]--------> OA
                                            |   |
        DVB/ASI                             | X |
  [DATA]------------------------------------+   |
                                            |   |
  [PSI/SI]----------------------------------+   |
                                            +---+

• 信号の流れ；
  • 映像 ... アナログ(RGB信号) -> A/D変換してSDI*2信号に。
  • 音声 ... アナログ音声信号 -> A/D変換してAES/EBU*3信号にした後、映像のSDI信号に埋め込み*4。
  • データ放送 ... BML, ECMAscriptなどをDVB/ASIインターフェースで出力。
  • PSI/SI*5情報 ... 番組配列情報、各データと放送サービスの関連や放送サービスそのものの定義情報(EPGもここに含まれる)。

• 映像、音声信号はエンコードし圧縮する。

• これらの信号を多重化し、一本の信号(TS: Transport Stream)にする
  • 188バイト定長のパケット(ヘッダ4バイト(+拡張ヘッダ)+ペイロード)
  • パケットには、多重化前のデータ種類を識別するため、PID (Packet ID) と呼ばれるものが割り当てられる。

• UHF帯の周波数でOFDM変調を行い、電波として送信。

• 受信側は、今まで述べた送出側と概ね逆の手順を行う。

ワンセグ放送とは†

電波として送信する際に、１つの放送チャンネルを さらに13の小さな周波数帯域(セグメント)に分け、幾つかのセグメントを組み合わせることで １つの放送チャンネル(＝放送局)で複数の番組を送出することが可能。

現在は、高精細度放送と移動体向け、あるいは複数の標準精細度放送と移動体向けの サービスを組み合わせた放送が行われている。

   <--------------TV ch (6MHz)-------------->
  |                                          | G(下): 1/3seg
  | |  |  |  |  |  |  |  |  |  |  |  |  |  | | G(上): 2/3seg
  |G| 1| 2| 3| 4| 5| 6| 7| 8| 9|10|11|12|13|G| 1seg: 6MHz/14 = 3/7MHz
------------------------------------------------
    <---------------->    <---------------> HDTV
                      <==> 1seg

このうち、移動体向けの1セグメントを使ったサービスが 通称と呼ばれる放送である。

OpenBSDでワンセグを受信†

OSC2008 Nagaoka, NetBSD Users Groupのブースで蛯原氏らがデモを実施。 RockridgeSound社製 USBワンセグチューナ DUS-01 をNetBSDにて視聴を行っていた。

デモの展示内容について情報を頂き、OpenBSDにて追試を行った結果が以下のものである。

視聴†

• http://www.naobsd.org/1seg/ にて公開されている以下のものを使用する。
  • チューナ制御/TS取得プログラム uditune.c
    ... DUS-01の制御、TSの取り出しを行う。DUS-01については TSの出力形式と一部の制御コマンドが判明している。
  • メディアプレーヤ MPlayer へのパッチ
    ... 1seg TSが再生できるように DEMUXおよび CODECを改造するもの。
• uditune.cをコンパイル。MPlayer-1.0rc2に配布されているパッチを当ててビルド。
• 受信(録画)

  uditune 26 >oa_26.ts &

• 再生

  mplayer oa_26.ts

解析†

拙作 tspdump.c を使って得られたTSファイルの中身を見てみる。

tspdump -1 oa_26.ts | less
--[ADDR:000000179352 TSP]----------
   Transport Error Indicator: 0
Payload Unit Start Indicator: 1
          Transport Priority: 0
                   Packet Id: 0x0027  <- EIT (電子番組表のデータ) であることを示す
Transport Scrambling Control: 0x0
    Adaptation Field Control: 0x1
          Continuity Counter: 0xc

47 40 27 1c 00 4e f0 3c 7d a0 e9 00 02 7e 04 7e  G@'..N.<}....~.~
02 4e e4 a2 d5 3c 23 40 00 00 55 00 00 21 4d 14  .N...<#@..U..!M.
70 6e 0d 0e 4e 45 57 53 0f 21 21 0e 5a 45 52 4f  pn..NEWS.!!.ZERO <-番組名の一部が
89 20 54 06 00 ff 01 ff 10 ff c1 01 88 9f 30 b0  . T...........0.
4e f0 89 7d a0 e9 01 02 7e 04 7e 04 02 4e e4 b6  N..}....~.~..N..
3d 00 35 00 00 30 00 00 6e 4d 61 6a 70 6e 21 1b  =.5..0..nMajpn!.
d5 e9 a4 c7 f9 0e 54 56 e9 dc fb 48 41 50 50 59  ......TV...HAPPY <-見えている。
fc fb 0f 4e 78 30 26 3f 37 45 5e 0e 21 fc 3b 22  ...Nx0&?7E^.!.;"
0e 48 41 50 50 59 21 0d 0f 22 26 3a 66 32 6d 3f  .HAPPY!.."&:f2m?
21 5f 44 4d 43 4f 49 70 4d 3a 1b 7c ce 31 69 40  !_DMCOIpM:.|.1i@
37 3f 3e 70 4a 73 d0 e9 a8 c6 a3 21 21 4e 78 30  7?>pJs.....!!Nx0
3f                                               ?

TSに含まれるPIDの種類を数える;

tspdump -1 oa_26.ts | awk '/Packet Id:/ { print $3 }' | sort | uniq -c

  個数 PID       名称
  3600 0x0010    NIT:  Network Information Table
  1799 0x0011    SDT:  Service Description Table
   719 0x0014    TOT:  Time Offset Table
  3598 0x0024    BIT:  Broadcaster Information Table
  6299 0x0027    EIT:  Event Information Table
    88 0x0028    SDTT: Software Download Trigger Table
 35884 0x0551    データ放送
 35860 0x0552    データ放送
416551 0x0881    H.264映像
130331 0x0883    AAC音声
 15553 0x08ff
 17992 0x1fc8    PMT:  Program Mapping Table
327116 0x1fff    Null

TSパケットは定長なので、これにより各パケットの送出間隔、所要帯域の割合などが算出できる。

TODO†

• デバッグ
  • OpenBSD portsパッチとの干渉 ... 再生時、音声モードに不具合発生
  • MPlayerが刺さる時あり ... 発生時、他の再生ソフトでも再生不可に。reboot必要。mplayer -ao null では正常に画像のみ再生できるため、音声機能の不具合と思われる。
  • 不安定な受信環境での動作対応。
• 未実装機能の実現
  • EPG, 字幕放送, データ放送など

参考文献、リンク等†

• ARIB - 社団法人電波産業会 ... http://www.arib.or.jp/
  • 標準規格等一覧
    TR-B14, STD-B10, STD-B25, STD-B31 など
• ワンセグTV.com ... http://1seg-tv.com/
• ボクにもわかる地上デジタル ... http://www.geocities.jp/bokunimowakaru/