張蔚麗 數(shù)字高清晰度電視(high definition television)簡稱hdtv,是繼黑白電視和彩色電視之后的第三代電視系統(tǒng)。其圖像細膩逼真,質量與35 mm電影相當,再配以環(huán)繞音響,使收視效果大幅度提高。它將成為21世紀的主要電視產品,具有潛在的巨大經濟效益。因此,日、歐、美等發(fā)達國家都相繼投入了大量人力、物力來開發(fā)hdtv系統(tǒng)。我國從1996年啟動國家重大產業(yè)工程項目hdtv功能樣機系統(tǒng)研究開發(fā)工程。 1 mpeg-2標準簡介以及數(shù)字電視功能分析? mpeg(motion pictures expert group)譯為運動圖像專家組,他是在iso的召集下,為數(shù)字視頻和音頻制定壓縮標準的專家組。該組織于1994年推出mpeg-2標準。此標準分為4個文件,分別是: 系統(tǒng)層(system,iso13818-1)描述視頻,音頻的數(shù)據(jù)復用方式和視頻,音頻同步方式。? 視頻壓縮層(video,iso13818-2)描述數(shù)字視頻編碼方式和解碼過程。? 音頻壓縮層(audio,iso13818-3)描述數(shù)字音頻編碼方式和解碼過程。? 一致性(con formance,iso13818-4)說明測試編碼碼流的過程,檢驗是否符合前3個文件的規(guī)定。? mpeg-2運動圖像及其伴音通用國際標準在數(shù)字音/視頻領域得到了廣泛的應用。在mpeg-2中,定義了兩種形式的碼流,即傳輸流(ts)和節(jié)目流(ps)。節(jié)目流一般用于相對無錯的環(huán)境中,如交互式多媒體業(yè)務,其長度是可變的。傳輸流則用于有錯誤的環(huán)境中,如數(shù)字電視的地面廣播傳輸,其分組長度固定為188 b。傳輸流和節(jié)目流都是編碼后的基本數(shù)據(jù)流(es)按照一定的格式打包后形成pes包,再加上一些系統(tǒng)級信息而構成。碼流的形成過程可以用圖1來表示。其中,采樣得到的視頻數(shù)據(jù)流和音頻數(shù)據(jù)流經過編碼器后,成為mpeg-2 基本流(es),再通過打包,成為包化es流(pes),再經過傳輸復用器,將音頻pes,視頻pes,以及其他的數(shù)據(jù)和控制信息,轉換成mpeg2傳輸流(ts).ts流經過信道編碼和調制之后,發(fā)送到信道中。在接收端,正好相反,經過解調,信道解碼和前向糾錯之后,再通過傳輸解復用器,分別輸出視頻pes流,音頻pes流,以及數(shù)據(jù)和控制信息,再通過視頻解碼器和音頻解碼器后,分別送入dtv顯示系統(tǒng)和音頻播放系統(tǒng)。
2 關于傳輸流以及傳輸流中幾個重要概念? 傳輸流ts包的結構如圖2所示。
? 傳輸流由一道或多道節(jié)目組成,每道節(jié)目由一個或多個原始流和一些其他流復合在一起,包括視頻流,音頻流,節(jié)目特殊信息流和其他數(shù)據(jù)包。? 首先介紹視頻和音頻pes流是如何轉換成ts流的。pes流是由視頻或音頻基本流分別打包處理后形成的pes包系列,pes包的長度是不定的。每個pes包的包頭攜帶了:? 流標識(sid)由同一個es經打包處理后得到的pes,其流標識相同。? 顯示時間戳(pts)用于視頻和音頻之間的同步控制,它指示對解碼后視頻和音頻播放的適當時刻。? 解碼時間戳(dts)用于視頻基本流解碼器和音頻基本流解碼器的同步控制,它指示對視頻和音頻基本流解碼的適當時刻基本流的速率控制信息。? 由于ts包長固定為188 b,所以在打包時,pes包長若大于188 b,則對其進行分段處理,因為pes是放在ts包的有效載荷區(qū)進行傳送的,所以分段后每段大小為184 b,不足184 b的加上適應字段構成184 b,有沒有適應字段則由包頭中的適應字段控制來指示。每段加上ts包頭就形成一個ts包。 ts包包頭中各字段含義如下:? 同步字節(jié)指示一個ts包的開始?! 鬏斿e誤指示表示該傳輸包在傳輸過程中有無錯誤。? 有效傳輸開始指示若有效載荷區(qū)傳輸?shù)氖莵碜詐es包的數(shù)據(jù),則有效傳輸開始指示表示有效載荷區(qū)的第一字節(jié)是否為被分段的pes包的起首字節(jié)。若有效載荷區(qū)傳輸?shù)氖莵碜怨?jié)目特殊信息的數(shù)據(jù),則有效傳輸開始指示表示載荷區(qū)第一字節(jié)是否是psi數(shù)據(jù)起首字節(jié)的位置指針。? 傳輸優(yōu)先指示表示的是具有相同的pid的傳輸包的優(yōu)先級。? 連續(xù)計數(shù)器pid相同的傳輸包的計數(shù)。? 此外,在ts包包頭的調整字段中,有一個重要的域pcr,即節(jié)目時鐘基準。它以固定的頻率插入包頭。在解碼端,正是根據(jù)pcr來恢復系統(tǒng)時鐘的。psi信息使用4個表來定義碼流的結構,分別為節(jié)目關聯(lián)表(pat)、節(jié)目映射表(pmt)、條件接收表(cat)和網絡信息表(nit)。其中,最重要的表信息是pat和pmt。pat是psi信息的根,其pid是0,表中列出了傳送碼流中所有節(jié)目的節(jié)目映射表的p