數(shù)字電視技術(shù)

數(shù)字電視技術(shù)

對(duì)視頻編碼標(biāo)準(zhǔn)的解讀

馮錫增（原廣東省廣播電視局總工程師）dabfxz@163.com2014年8月內(nèi)容提要廣播電視臺(tái)與數(shù)字化電視中心和傳輸發(fā)射數(shù)字電視編碼的基本原理數(shù)字電視信號(hào)的類型TS傳輸層基本原理先進(jìn)的編碼技術(shù)H264與AVS先進(jìn)的編碼技術(shù)的演進(jìn)和發(fā)展趨勢(shì)信源相關(guān)測(cè)試儀器及其使用廣播電視為什么要數(shù)字化當(dāng)前，廣播電視正在全面數(shù)字化；因?yàn)檎麄€(gè)信息行業(yè)已經(jīng)數(shù)字化，我們的競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手也已經(jīng)數(shù)字化；我們的內(nèi)部環(huán)境也具備數(shù)字化的條件；數(shù)字信號(hào)和模擬信號(hào)的差別是什么？（對(duì)技術(shù)人員不用解釋，非技術(shù)人員要好好搞清楚,什么是模擬信號(hào)，什么是數(shù)字信號(hào)？）數(shù)字化的優(yōu)點(diǎn)1）數(shù)字信號(hào)處理、傳輸使信號(hào)質(zhì)量大大提高數(shù)字信號(hào)在記錄/重放、信號(hào)傳輸和處理等過程中不會(huì)引起信號(hào)劣化，通過整形和糾錯(cuò)編碼等技術(shù)可將數(shù)字信號(hào)有效還原，收端圖像質(zhì)量與發(fā)端基本一致。數(shù)字電視，比特率為4～5Mb／s的信號(hào)，傳輸?shù)接脩羟逦冗_(dá)到480線，主觀評(píng)價(jià)約4.3分。而模擬信號(hào)只有3分左右。（模擬電視經(jīng)電視中心、微波、衛(wèi)星、發(fā)射機(jī)和接收機(jī)各環(huán)節(jié)后，按五級(jí)質(zhì)量制評(píng)定只有3.25分）。數(shù)字化的優(yōu)點(diǎn)（續(xù)）2）頻譜資源利用率高電視數(shù)字化，節(jié)目容量大大提高。如1個(gè)8MHz模擬頻道可以傳6～10套數(shù)字電視節(jié)目。500MHz帶寬內(nèi)可以傳380～630套節(jié)目。HFC網(wǎng)絡(luò)改造(1G)會(huì)使容量進(jìn)一步提高。

3）多信息、多功能數(shù)字技術(shù)有利于電視節(jié)目與數(shù)據(jù)的融合。大大擴(kuò)展服務(wù)內(nèi)容。如電子節(jié)目指南、財(cái)經(jīng)信息、視頻點(diǎn)播、歌唱點(diǎn)播、新聞選取、遠(yuǎn)程教育、電視購(gòu)物、交互游戲等新穎的增值服務(wù)。數(shù)字化的優(yōu)點(diǎn)（續(xù)）4）數(shù)字化帶來有效的用戶管理系統(tǒng)數(shù)字化使得信號(hào)非常容易實(shí)現(xiàn)加擾、解擾和加密、解密，便于開展各類收費(fèi)業(yè)務(wù)。條件接收（CA）系統(tǒng)的應(yīng)用，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)用戶的有效管理，確保運(yùn)營(yíng)商的資金回報(bào)。廣播電視系統(tǒng)的組成電視技術(shù)中心電視信號(hào)傳輸家庭用戶有線電視網(wǎng)絡(luò)無線發(fā)射IP網(wǎng)絡(luò)衛(wèi)星怎樣學(xué)習(xí)數(shù)字電視編碼技術(shù)復(fù)習(xí)好模擬信號(hào)的有關(guān)內(nèi)容，因?yàn)檫@是基礎(chǔ)；數(shù)字電視廣播包括編碼和調(diào)制兩部分，而核心部分是編碼技術(shù)；對(duì)廣播電視系統(tǒng)的不同部分，重點(diǎn)有所不同；編碼的內(nèi)容廣泛，有深有淺，學(xué)什么要根據(jù)需要；從事研究、開發(fā)的，要深入到數(shù)學(xué)等領(lǐng)域；從事具體應(yīng)用的、值班的，要掌握原理的要領(lǐng)；有些基本的概念要補(bǔ)學(xué)，比如電視原理、信息論、數(shù)字邏輯運(yùn)算等等；數(shù)字化的基本思路先把模擬信號(hào)變?yōu)閿?shù)字信號(hào)，得到普通（未壓縮）數(shù)字碼流；再把普通數(shù)字碼流變?yōu)閴嚎s的數(shù)字碼流；了解壓縮的方法、各種壓縮方法的原理；了解一個(gè)壓縮標(biāo)準(zhǔn)（如MPEG-2）的碼流結(jié)構(gòu)，然后舉一反三；電視信號(hào)的類型和演變黑白電視信號(hào)（模擬）；彩色電視信號(hào)（模擬）；數(shù)字電視信號(hào)（未壓縮）；數(shù)字電視信號(hào)（壓縮）；不同標(biāo)準(zhǔn)的數(shù)字電視信號(hào)（壓縮）；不同的數(shù)字電視接口；復(fù)習(xí)：電視信號(hào)的基本概念象素（光如何變?yōu)殡娦盘?hào)）；掃描（順序、隔行）、行、場(chǎng)、幀、奇數(shù)場(chǎng)、偶數(shù)場(chǎng)；黑電平、白電平、消隱（行消隱、場(chǎng)消隱）和同步（行同步和場(chǎng)同步）信號(hào)、均衡脈沖；黑白全電視信號(hào)的組成復(fù)習(xí)：黑白電視的全電視信號(hào)三基色原理：R、G、B和Y、R-Y、B-Y；彩色電視信號(hào)的產(chǎn)生、彩色電視如何與黑白電視兼容、彩色電視的副載波；色同步信號(hào)；分量信號(hào)和復(fù)合信號(hào)；模擬電視信號(hào)的三大制式；PAL-D模擬廣播制式的特點(diǎn)模擬復(fù)合系統(tǒng)的要點(diǎn)彩色電視信號(hào)彩色電視信號(hào)編碼的基本概念“編碼”含義很多，如‘圖書編碼’、商品的編碼等等，這里說的是電視信號(hào)的編碼；什么是模擬信號(hào)？什么是數(shù)字信號(hào)？有人說“數(shù)字化時(shí)代了，信號(hào)都是0和1了，沒有差別了！”是否真的如此？把模擬信號(hào)簡(jiǎn)單變?yōu)閿?shù)字信號(hào)，除了帶寬大大增加以外，基本沒有什么意義。數(shù)字化的優(yōu)點(diǎn)必須通過編碼才可以實(shí)現(xiàn)。數(shù)字電視信號(hào)的產(chǎn)生直接產(chǎn)生：字幕機(jī)，數(shù)字?jǐn)z像機(jī)等轉(zhuǎn)換生產(chǎn)：電影膠片——電視電影機(jī)模擬-數(shù)字（A/D轉(zhuǎn)換）——信號(hào)數(shù)字化取樣—時(shí)間的離散化；量化—空間（數(shù)值）的離散化；編碼；信號(hào)數(shù)字化的過程信號(hào)數(shù)字化過程（一）取樣：取樣頻率，Nyquist定理把連續(xù)信號(hào)變換成離散信號(hào)信號(hào)數(shù)字化過程（二）量化：將離散信號(hào)樣值進(jìn)行離散化處理；離散化的量化級(jí)信號(hào)數(shù)字化過程（三）編碼：量化后的信號(hào)仍然只是離散信號(hào)，還不是數(shù)字信號(hào)。用n比特二進(jìn)制碼來表示已經(jīng)量化了的取樣值，稱為編碼。常用的是8比特或10比特。每個(gè)二進(jìn)制數(shù)對(duì)應(yīng)一個(gè)量化電平，再按時(shí)序?qū)⑺鼈兣帕衅饋?，就得到基帶?shù)字信息流。這個(gè)碼流只有0和1。

演播室里用的信號(hào)是SDI信號(hào)。傳輸速率：傳輸速率=取樣頻率fs×量化比特?cái)?shù)從示波器看到的信號(hào)數(shù)字信號(hào)模擬信號(hào)視頻信號(hào)的數(shù)字化

編碼方式：復(fù)合編碼——將彩色全電視信息直接編成PCM碼分量編碼——將亮度信號(hào)Y，色差信號(hào)R-Y和B-Y分別編碼或PCM碼復(fù)合編碼與分量編碼的比較“復(fù)合編碼”與電視制式有關(guān)“分量編碼”與電視制式無關(guān)在節(jié)目后期制作中：“復(fù)合”需解碼。

“分量”無需解碼。傳輸時(shí)：“復(fù)合”由于頻分復(fù)用，產(chǎn)生亮，色串?dāng)_

“分量”采用時(shí)分復(fù)用，無亮，色串?dāng)_。ITU-R601建議編碼主要參數(shù)

（4：4：4格式）

參數(shù)625行50場(chǎng)/s制式525行60場(chǎng)/s制式

1，編碼信號(hào)經(jīng)過γ校正的信號(hào)EY，ER-EY，EB-EY或ER，EG，EB2，各信號(hào)的全行樣點(diǎn)數(shù)864858

3，取樣結(jié)構(gòu)正交，按場(chǎng)，行，幀重復(fù)，并與此4：2：2標(biāo)準(zhǔn)的亮度樣點(diǎn)重合

4，每種信號(hào)的取樣頻率13.5MHz

5，編碼方式每樣值至少8比特均勻量化PCM

6，用樣點(diǎn)表示的數(shù)字有效行長(zhǎng)度至少720

7，視頻信號(hào)電平每樣值共220量化級(jí)，黑電平對(duì)應(yīng)于第16量化級(jí)；

8比特的最高有效位峰值白電平相應(yīng)于第235量化級(jí)（MSB）量化級(jí)之間的在量化等級(jí)中部共分224級(jí)，零電平對(duì)應(yīng)128級(jí)對(duì)應(yīng)值（范圍：0—255）ITU-R601建議演播室分量編碼主要參數(shù)(4∶2∶2格式)參

數(shù)625行50場(chǎng)/s制式

525行60場(chǎng)/s制式1、編碼信號(hào)Y、R-Y、B-Y2、全行樣點(diǎn)數(shù)

亮度信號(hào)(Y)864858

每個(gè)色差信號(hào)(R-Y、B-Y)4324293、取樣結(jié)構(gòu)正交，場(chǎng)、行、幀重復(fù)，R-Y和B-Y的樣點(diǎn)同位，并和每行第奇數(shù)個(gè)(1，3，5...)Y樣點(diǎn)同位4、取樣頻率

亮度信號(hào)13.5MHz

每個(gè)色差信號(hào)6.75MHz5、編碼方式線性PCM、8比特量化/每個(gè)取樣值6、每數(shù)字有效行數(shù)樣點(diǎn)數(shù)

亮度信號(hào)720

每個(gè)色差信號(hào)3607、視頻信號(hào)電平與量化級(jí)間的對(duì)應(yīng)值

亮度信號(hào)

每個(gè)色差信號(hào)

共22個(gè)量化級(jí)，黑電平對(duì)應(yīng)量化級(jí)16；峰值白電平對(duì)應(yīng)量化級(jí)235

在量化等級(jí)中間部，共分224級(jí)，零電平對(duì)應(yīng)于128級(jí)數(shù)字電視中大量使用英文縮寫，應(yīng)當(dāng)注意它們是什么意思；數(shù)字電視信號(hào)的接口和數(shù)字電視信號(hào)的格式是不同的概念，也要區(qū)分；如SDI,HD-SDI,ASI,SSI等這些是接口；MPEG-II,H.264，TS流等是信號(hào)格式；數(shù)字電視信號(hào)接口和格式27（簡(jiǎn)化的）數(shù)字電視系統(tǒng)基本構(gòu)成模數(shù)轉(zhuǎn)換信源編碼信道編碼數(shù)模轉(zhuǎn)換信源解碼信道解碼信道模擬電視信號(hào)輸入模擬電視信號(hào)輸出

MatrixCompositeEncoderAtoDConvSerializerRGB270MHzYR-YB-Y6.75MHz

SampleRateforB-Y

andR-Y13.5MHz

Sample

RateforYSerializerClockX10ITU-RBT.601-2

SerialDigital

Component

270Mb/secYR-YB-Y10BitsParallelITU-RBT.601-2

ParallelDigitalComponent

27MB/secSerialDigitalComposite

143Mb/sec(NTSC)177Mb/sec(PAL)ParallelDigitalComposite

PAL=17.7MHz

NTSC=14.3MHzMultiplexed27MB/sec

B-Y/Y/R-Y/Y/B-Y/Y

10BitsParallel4Fsc

(PAL=17.7MHz)

(NTSC=14.3MHz)Component

AnalogVideo

(RGB)Analog

Composite

Video

(PAL/NTSC)MPEG2

Program

EncoderDVD

DigitalVersatile

(Video)DiskAtoD

ConvAudioColorDifference

Component

AnalogVideo

(Y,B-Y,R-Y)MPEG2

Protocol

TransportStreamTransmission

Channel

TxTransmission

Channel

RxMPEG2

Program

DecoderMPEG2

Protocol

TransportStreamTransmissionChannelAnalysisSDH,ATM,SONETorModulatedRFSignals.MPEG2

Protocol

AnalysisPicture

Quality

AnalysisITU-RBT.601-2SerialDigital

Component270Mb/secMPEG2

Protocol

ProgramStreamDataDataAnalogComposite

Video(PAL/NTSC)AtoD

ConvAtoD

Conv數(shù)字電視系統(tǒng)基本構(gòu)成的例子模擬分量模擬復(fù)合數(shù)字復(fù)合數(shù)字分量MPEGSDI信號(hào)SDI標(biāo)清電視信號(hào)是數(shù)字信號(hào)，數(shù)字信號(hào)特點(diǎn)是“1”、“0”兩個(gè)值的信號(hào)信號(hào)失真不累加它便于和計(jì)算機(jī)共同使用使設(shè)備多功能化、自動(dòng)化便于實(shí)現(xiàn)數(shù)字壓縮、編碼，顯出數(shù)字化優(yōu)越性使系統(tǒng)多功能化，一機(jī)多用、三網(wǎng)合一SDI信號(hào)的產(chǎn)生：30取樣、量化和編碼：601

取樣

0 1 2 3

0 1 2 3

0 1 2 3

0 1 2 3 linenlinen+263linen+1linen+2644:2:2取樣RecommendationITU-RBT.601(CCIRRecommendation601)“4”=13.5MHz“2”=6.75MHzCbYCrYCbYCrY場(chǎng)消隱有效視頻720有效行樣點(diǎn)x576行31取樣、量化和編碼：（625/50掃描的4：2：2參數(shù)）每行總的樣點(diǎn)數(shù)Y：864CB：432CR：432總樣點(diǎn)數(shù)：1728每個(gè)有效行樣點(diǎn)數(shù)Y：720CB：360CR：360總樣點(diǎn)數(shù)：1440抽樣結(jié)構(gòu)正交行、場(chǎng)、幀內(nèi)，每行的CB、CR樣點(diǎn)位置與Y的奇數(shù)樣點(diǎn)位置一致抽樣頻率Y：864fH=13.5MHzCB和CR：432fH=6.75MHz32數(shù)字視頻壓縮的必要性HDTV1920×1080顯示格式數(shù)字化后傳輸速率995Mb/SSDTV復(fù)合編碼135Mb/S

分量編碼4：2：2216Mb/S傳輸：HDTV需1Gb/S信道

SDTV需1～2個(gè)155Mb/S信道可見，無論對(duì)于傳輸還是廣播，碼率壓縮都是絕對(duì)必要的。為什么信源要壓縮編碼？編碼器傳輸帶寬要求100Mhz左右傳輸帶寬只要求3Mhz左右4:2:2編碼、8bit量化未壓縮SDTV信號(hào)從傳輸角度上考慮需要進(jìn)行電視信號(hào)壓縮解碼器為什么信源要壓縮編碼

編碼器從存儲(chǔ)角度上考慮需要進(jìn)行電視信號(hào)壓縮解碼器10分鐘要求130Gb存儲(chǔ)容量左右10分鐘只要求4Gb左右4:2:2編碼、8bit量化一幀SDTV圖像數(shù)據(jù)量8.6Mb編碼的基本概念-碼有多少種？編碼的本質(zhì)是“算法”；按用途分：信源編碼和信道編碼、加密用的編碼等等；信源編碼的目的是壓縮；信道編碼的目的是抗干擾；按性質(zhì)分：無失真編碼和有失真編碼、按對(duì)象分：音頻、視頻、數(shù)據(jù)；碼流為什么能夠壓縮？因?yàn)閳D像里有冗余，即不必要的部分；利用事件的統(tǒng)計(jì)特性與統(tǒng)計(jì)冗余度的壓縮；利用人眼的視覺特性與視覺冗余度的壓縮；碼流為什么能夠壓縮(續(xù))冗余就是多余的東西，它和相關(guān)性有關(guān)；電視畫面有時(shí)間相關(guān)性和空間相關(guān)性；電視圖象中相繼各幀對(duì)應(yīng)象素點(diǎn)的值往往相近或相同，具有時(shí)間相關(guān)性，找出這些相關(guān)性就可以減小信息量，從而實(shí)現(xiàn)與時(shí)間有關(guān)的壓縮。一幅圖象相鄰各點(diǎn)的取值往往相近或相同，具有空間相關(guān)性，找出這些相關(guān)性就可以減少信息量，從而實(shí)現(xiàn)與空間有關(guān)的壓縮。

圖像數(shù)據(jù)壓縮原理的例子幀內(nèi)相鄰點(diǎn)的相關(guān)性幀間相鄰點(diǎn)的相關(guān)性圖像數(shù)據(jù)壓縮原理的例子×8倍碼流為什么能夠壓縮(續(xù))對(duì)經(jīng)常出現(xiàn)的數(shù)據(jù)用短碼組表，對(duì)不經(jīng)常出現(xiàn)的數(shù)據(jù)用長(zhǎng)碼組表示，則最終用于表示這一串?dāng)?shù)據(jù)的總碼位就減少了。從而實(shí)現(xiàn)與統(tǒng)計(jì)冗余有關(guān)的壓縮。莫爾斯電報(bào)就是典型的例子：最常用的e和t分別用一點(diǎn)、一劃表示，出現(xiàn)率很低的q則用.___表示；碼流為什么能夠壓縮(續(xù))

人眼的視覺特性：對(duì)亮度信號(hào)比對(duì)色度信號(hào)敏感；對(duì)低頻信號(hào)比對(duì)高頻信號(hào)敏感；對(duì)靜止圖象比對(duì)運(yùn)動(dòng)圖象敏感；對(duì)圖象中水平和垂直線條比對(duì)斜線條敏感；

包含在色度信號(hào)、圖象高頻信號(hào)和運(yùn)動(dòng)圖象中的一些數(shù)據(jù)并不能對(duì)增加圖象相對(duì)于人眼清晰度作出貢獻(xiàn)，而被認(rèn)為是多余的數(shù)據(jù)，這就是視覺冗余度。

壓縮視覺冗余度就是去掉那些相對(duì)人眼而言是看不到的或者可有可無的圖象數(shù)據(jù)。基本的壓縮編碼技術(shù)

無論哪種標(biāo)準(zhǔn)，實(shí)際都采用了多種壓縮技術(shù)；壓縮技術(shù)類型多（見下表），原理各不相同；注意區(qū)分兩大類方法：無損壓縮：又叫冗余度壓縮技術(shù)，無損傷壓縮技術(shù)。它們無失真，數(shù)學(xué)上可逆。即它是可還原的，這類編碼稱為熵編碼。有損壓縮：又叫信息量壓縮技術(shù)，有損傷壓縮技術(shù)。它們有失真，數(shù)學(xué)上不可逆。即它是不可還原的。圖像壓縮編碼經(jīng)典方法第二代方法幀內(nèi)壓縮幀間壓縮統(tǒng)計(jì)編碼預(yù)測(cè)編碼變換其它運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償霍夫曼編碼算術(shù)編碼線性碼對(duì)數(shù)嗎差分脈沖編碼調(diào)制增量調(diào)制正（余）弦變換方波變換基于特征矢量的變換內(nèi)插法矢量量化法游程編碼法方塊編碼法運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償內(nèi)插法位移估值法三維線框模型（模型法分形用于圖像壓縮編碼小波變換用于圖像壓縮編碼神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)用于圖像壓縮編碼基本壓縮編碼方法之一

預(yù)測(cè)編碼例1——差分脈沖編碼調(diào)（DPCM）DPCM不直接傳送圖象樣值本身，而是對(duì)實(shí)際樣值與它的一個(gè)預(yù)測(cè)值之間的差值進(jìn)行再次量化、編碼。這種方法可消除圖象信號(hào)的空間相關(guān)冗余（幀內(nèi)預(yù)測(cè)）和時(shí)間相關(guān)冗余（幀間預(yù)測(cè)）。利用象素的相關(guān)性還可進(jìn)一步減小差值。DPCM系統(tǒng)原理圖DPCM系統(tǒng)原理框圖+量化器編碼器預(yù)測(cè)器+解碼器預(yù)測(cè)器信道+輸入XN輸出X'NeN

e’N+-X'NE’N++++X''N(X''N

：是通過預(yù)測(cè)公式從DPCM的輸入XN和已傳出去的幾個(gè)鄰近樣值計(jì)算出來的。)X''N

+

+++基本壓縮編碼方法之二

離散余弦變換（DCT）

DCT(DiscreteCosineTransform)是數(shù)碼率壓縮的一種常用的變換編碼方法。DCT是先將整體圖像分成NN像素塊，然后對(duì)NN像素塊逐一進(jìn)行DCT變換。由于多數(shù)圖像高頻分量較少，相應(yīng)圖像高頻分量的系數(shù)經(jīng)常為零，加之人眼對(duì)高頻成分的失真不太敏感，所以可用更粗的量化。因此傳送變換系數(shù)的數(shù)碼率，要大大小于傳送像素所用的數(shù)碼率。到達(dá)接收端后通過反離散余弦變換回到樣值。雖有失真，但人眼是可以接受的。

（DCT來源于傅里葉變換，只不過在電腦時(shí)代才可以用于圖像處理）DCT系數(shù)Y0：(0~2407)

Y1-7：(-1024~1023××××××××+y0y1y2y3y4y5y6y7恢復(fù)成的圖像信號(hào)(0~255)DCT系數(shù)Y0、Y1-7

與各像元信號(hào)相乘后恢復(fù)原圖像信號(hào)

水平一行數(shù)據(jù)的變換示意圖F2.0F4.0F5.0原始圖像信號(hào)

(0~255)圖像信號(hào)分解為各種余弦成分DCT基底直流成分低頻成分高頻成分F0.0F1.0F3.0F6.0F7.0運(yùn)動(dòng)物體的幀間位移運(yùn)動(dòng)位移的處理基本壓縮編碼方法之三

霍夫曼（Hoffman）編碼霍夫曼(Hoffman)編碼(屬于統(tǒng)計(jì)編碼)是可變字長(zhǎng)編碼(VLC:Variable-LengthCoding)的一種，相當(dāng)于對(duì)概率大的符號(hào)給短碼，對(duì)概率小的符號(hào)給長(zhǎng)碼。附圖是霍夫曼編碼的具體方法：

1）先按出現(xiàn)的概率大小排隊(duì)，把兩個(gè)最小的概率相加，作為新的概率和剩余的概率重新排隊(duì)。

2）再把最小的兩個(gè)概率相加，再重新排隊(duì)，直到最后變成1。

3）每次相加時(shí)都將“0”和“1”賦與相加的兩個(gè)概率，讀出時(shí)由該符號(hào)開始一直走到最后的“1”，將路線上所遇到的“0”和“1”按最低位到最高位的順序排好，就是該符號(hào)的霍夫曼編碼?；舴蚵幋a有一個(gè)好處，就是任何短碼都不會(huì)是長(zhǎng)碼的起始部分，也就是不會(huì)出現(xiàn)一對(duì)像011和01101這樣的碼組。這樣就可以把各碼字直接相連而不需要增加其它形式的同步間隔?；舴蚵幋a既然屬于統(tǒng)計(jì)編碼，它要求事先知道各信源符號(hào)出現(xiàn)的概率，否則編碼的效率會(huì)明顯下降。

游程長(zhǎng)度編碼（RunlengthEncoding）

游程編碼(RLC)是一種十分簡(jiǎn)單的壓縮方法，它將數(shù)據(jù)流中連續(xù)出現(xiàn)的字符用單一的記號(hào)來表示。例如，字符串5310000000000110000000012000000000000可以壓縮為5310-10110-08120-12，其中，“-”后面兩個(gè)數(shù)字是“-”前面數(shù)字的連續(xù)個(gè)數(shù)。通常，DCT系數(shù)量化之后，都采用之字形方式讀出。在用之字形讀出方式情況下，出現(xiàn)連零的機(jī)會(huì)較多，尤其在最后，如果都是零，在讀到最后一個(gè)數(shù)后只要給出“塊結(jié)束”（EOB）碼，就可以結(jié)束輸出，從而節(jié)省很多碼率。游程編碼的壓縮率不高，但編碼、解碼的速度快，仍被得到廣泛的應(yīng)用，特別是在變換編碼后再進(jìn)行游程編碼，有很好的效果。小波變換編碼小波是什么？傅里葉變換的“基底”是正弦波；傅里葉變換有缺點(diǎn)和限制；用其他的“波”做基底行不行？小波（Wavelet）由此產(chǎn)生，而且解決了傅里葉變換的不足；小波的基本概念——什么是小波信號(hào)的時(shí)域表示和頻域表示只適用于平穩(wěn)信號(hào)，對(duì)于非平穩(wěn)信號(hào)，在時(shí)間域各種時(shí)間統(tǒng)計(jì)量會(huì)隨著時(shí)間的變化而變化，失去統(tǒng)計(jì)意義；而在頻率域，由于非平穩(wěn)信號(hào)頻譜結(jié)構(gòu)隨時(shí)間的變化而變化導(dǎo)致譜值失去意義小波的基本概念——什么是小波時(shí)頻表示主要目的在于實(shí)現(xiàn)對(duì)非平穩(wěn)信號(hào)的分析，同樣的可以應(yīng)用于平穩(wěn)信號(hào)的分析小波的基本概念——什么是小波為什么選擇小波小波提供了一種非平穩(wěn)信號(hào)的時(shí)間-尺度分析手段，不同于傅里葉變換方法以及改進(jìn)了的傅里葉變換方法，具有更為明顯的優(yōu)勢(shì)。小波的基本概念——什么是小波小波有多種小波的發(fā)展歷史1807:JosephFourier——FT，只有頻率分辨率而沒有時(shí)間分辨率1909:AlfredHaar——發(fā)現(xiàn)了Haar小波1945:Gabor——STFT1980：Morlet——Morlet小波，并分別與20世紀(jì)70年代提出了小波變換的概念，20世紀(jì)80年代開發(fā)出了連續(xù)小波變換CWT（continuouswavelettransform）1986：Y.Meyer——提出了第一個(gè)正交小波Meyer小波1988：StephaneMallat——Mallat快速算法（塔式分解和重構(gòu)算法）小波的發(fā)展歷史1988：InridDaubechies作為小波的創(chuàng)始人，揭示了小波變換和濾波器組(filterbanks)之間的內(nèi)在關(guān)系，使離散小波分析變成為現(xiàn)實(shí)RonaldCoifman和VictorWickerhauser等著名科學(xué)家在把小波理論引入到工程應(yīng)用方面做出了極其重要貢獻(xiàn)在信號(hào)處理領(lǐng)域中，自從InridDaubechies完善了小波變換的數(shù)學(xué)理論和StephaneMallat構(gòu)造了小波分解和重構(gòu)的快速算法后，小波變換在各個(gè)工程領(lǐng)域中得到了廣泛的應(yīng)用，典型的如語音信號(hào)處理、醫(yī)學(xué)信號(hào)處理、圖像信息處理等小波標(biāo)準(zhǔn)分解流程示意非標(biāo)準(zhǔn)分解是指使用一維小波交替地對(duì)每一行和每一列像素值進(jìn)行變換。首先對(duì)圖像的每一行計(jì)算像素對(duì)的均值和差值，然后對(duì)每一列計(jì)算像素對(duì)的均值和差值。這樣得到的變換結(jié)果只有1/4的像素包含均值，再對(duì)這1/4的均值重復(fù)計(jì)算行和列的均值和差值，依此類推。非標(biāo)準(zhǔn)分解的過程如下:非標(biāo)準(zhǔn)分解非標(biāo)準(zhǔn)分解流程示意分形變換編碼分形(Fractal)是幾何學(xué)里的一個(gè)分支，對(duì)象是“自相似”的幾何圖形；什么是自相似？如下面的例子：分形幾何的歷史萌芽期：十九世紀(jì)末，二十世紀(jì)初；

當(dāng)時(shí)推出了Cantor集，Weierstrass函數(shù)等。形成期：二十世紀(jì)六、七十年代；

Mandelbrot的大量工作.

1.1967年，“Science”雜志提出,英國(guó)的海岸線究竟有多長(zhǎng)？

2.1975年，《分形對(duì)象：形，機(jī)遇和維數(shù)》一書出版；

分形(fractal)這個(gè)詞源于這本書.它是從拉丁語“fractus”派生出來的，意思是“不規(guī)則的或者斷裂的”。分形幾何的歷史(續(xù))發(fā)展期：二十世紀(jì)八十年代至現(xiàn)今：

1.Hutchinson,1981,分形與自相似.

給出了自相似集合的數(shù)學(xué)理論基礎(chǔ).

2.Mandelbrot,1982,《自然界的分形幾何》

3.Barnsley,1988,《Fractaleverywhere》

4.Falconer,1990,《分形幾何——數(shù)學(xué)基礎(chǔ)及其應(yīng)用》.分形幾何的應(yīng)用圖像，數(shù)據(jù)壓縮方面的研究。如：對(duì)某一個(gè)靜態(tài)場(chǎng)景的分形壓縮。

（壓縮比可達(dá)近萬倍）自然景物的模擬如：雪花，海岸線，分形山，分形樹葉分形生長(zhǎng)模型。對(duì)某一個(gè)靜態(tài)場(chǎng)景的分形壓縮原圖分形壓縮得到的圖形一些分形圖片:信源編碼信源編碼的目的：壓縮帶寬（碼率）；信源編碼的手段(方法)很多，不一定全部都用上，需要考慮效率和計(jì)算量；不同的信源編碼標(biāo)準(zhǔn)差別在于方法的數(shù)量不同，因而效率不同、碼流的結(jié)構(gòu)也不同；但它們的基本方法大同小異。關(guān)于視音頻壓縮編碼標(biāo)準(zhǔn)為什么要有標(biāo)準(zhǔn)？簡(jiǎn)單的歷史：MPEG-1、JPEG、MPEG-2、MPEG-4、MPEG-7、H.261、H.263、H.264、AVS、HEVC/AVC；MPEG-2編碼的基本原理編碼實(shí)際上分硬件和軟件兩部分；初期是以通用硬件加軟件；隨著技術(shù)的發(fā)展，專用硬件的比例逐步增加；既要了解方框圖，也要了解碼流的結(jié)構(gòu)；編碼的程序十分專業(yè)，需要專門學(xué)習(xí)。MPEG-2編碼器方框圖MPEG-2中的碼流MPEG-2的結(jié)構(gòu)可分為壓縮層和系統(tǒng)層。一路節(jié)目的視頻、音頻及其它輔助數(shù)據(jù)經(jīng)過數(shù)字化后，通過壓縮層完成信源壓縮編碼，分別形成視頻的基本流ES(ElementaryStream)、音頻的基本流和其它輔助數(shù)據(jù)的基本流。緊接著，系統(tǒng)層將不同的基本流分別加包頭打包（分組）為PES(PacketizedES，打包基本流)包。PES又稱為分組基本碼流。然后，多個(gè)PES被復(fù)接成一個(gè)節(jié)目碼流(PS)和一個(gè)傳輸碼流(TS)視頻碼流的結(jié)構(gòu)數(shù)字電視碼流的多個(gè)層次ES：基本碼流PES：打包的基本碼流PS:節(jié)目流TS：傳輸流MPEG-2中的碼流層次視頻ES1音頻ES1數(shù)據(jù)流1視頻ES2音頻ES2數(shù)據(jù)流2打包打包打包打包視頻PES1音頻PES1視頻PES2音頻PES2節(jié)目復(fù)用PS流1傳輸復(fù)用TS流基本碼流（ES）視頻信號(hào)壓縮到1Mbit/s(MPEG-1)或2～6Mbit/s(MPEG-2)；音頻信號(hào)壓縮到100～400kbit/s；壓縮后的視音頻信號(hào)稱作ES(elementarystream)流，包括視頻流和音頻流；一路節(jié)目的視頻、音頻及其它輔助數(shù)據(jù)經(jīng)過數(shù)字化后，通過壓縮層完成信源壓縮編碼，形成基本流ES(ElementaryStream)、包括視頻的、音頻的和其它輔助數(shù)據(jù)的基本流。

ES的結(jié)構(gòu)和內(nèi)容根據(jù)各種數(shù)據(jù)的編碼格式而不同。PES流壓縮后所有ES流被打成不同長(zhǎng)度的包，叫做PES(packetizedelementarystreams)。根據(jù)不同時(shí)刻視音頻內(nèi)容的不同，壓縮比也時(shí)刻變化，就需要有不同長(zhǎng)度的數(shù)據(jù)包。每個(gè)視頻包有一個(gè)或幾個(gè)壓縮視頻幀每個(gè)音頻包有一個(gè)或多個(gè)壓縮音頻信號(hào)段PES流所有ES流首先被打包成不同長(zhǎng)度的PES包，通常為64kbytes（字節(jié)）。開頭為6字節(jié)的PES頭：前3個(gè)字節(jié)是起始碼前綴000001，用于表明一個(gè)PES包的開始。第4個(gè)字節(jié)是起始碼標(biāo)志，說明起始碼種類，表明凈負(fù)荷數(shù)據(jù)(payload)中的是視頻、音頻還是數(shù)據(jù)流。后兩個(gè)字節(jié)是包長(zhǎng)度，說明后面還有多少字節(jié)。如果長(zhǎng)度為0，表示PES包大于64kbytes；然后是可選PES頭；最后是實(shí)際傳送ES流的凈負(fù)荷數(shù)據(jù)。可選PES頭：PES頭的可選擴(kuò)展，根據(jù)當(dāng)前傳送ES流的要求設(shè)置。由12個(gè)比特的11個(gè)標(biāo)志來控制可選PES頭中包含哪些字段，其中有PTS(presentationtimestamps)和DTS(decodingtimestamps)，這對(duì)視/音頻同步非常重要。最后可能有填充字節(jié)。PES包的結(jié)構(gòu)

由于MPEG只定義了傳輸流，而沒有對(duì)編碼器作出規(guī)定，設(shè)計(jì)者可以選擇構(gòu)建一個(gè)將基本碼流轉(zhuǎn)換為傳輸流的多路復(fù)用器。在這種情況下，PES包就不再以可識(shí)別的形式存在，而是以邏輯形式存在于傳輸流的有效載荷中。節(jié)目碼流（PS）將具有共同時(shí)間基準(zhǔn)的一個(gè)或多個(gè)PES組合（復(fù)合）而成的單一的數(shù)據(jù)流稱為節(jié)目流（ProgramStream）。PS的形成其一是將視頻ES、音頻ES、其他ES分別打包成視頻PES包、音頻PES包、其他PES包：使每個(gè)PES包內(nèi)只能存在1種性質(zhì)的ES；每個(gè)PES包的第一個(gè)AU的包頭可包含PTS和DTS；每個(gè)PES包的包頭都有用于區(qū)別不同性質(zhì)ES的數(shù)據(jù)流識(shí)別碼。這一切，使解復(fù)用和不同ES之間同步重放成為可能。其二是通過PS復(fù)用器將PES包復(fù)用成PS包，即將每個(gè)PES包再細(xì)分為更小的PS包。PS包頭含有從數(shù)字存儲(chǔ)媒介（DSM-DigitalstorageMedium）進(jìn)入系統(tǒng)解碼器各個(gè)字節(jié)的解碼專用時(shí)標(biāo)，即預(yù)定到達(dá)時(shí)間表，它是時(shí)鐘調(diào)整和緩存器管理的參數(shù)。

PS包長(zhǎng)度比較長(zhǎng)且可變，適用于無誤碼環(huán)境，適合于節(jié)目信息的軟件處理及交互多媒體應(yīng)用。但是，PS包越長(zhǎng)，同步越困難；在丟包時(shí)數(shù)據(jù)的重新組成，也越困難。因此PS用于存儲(chǔ)（磁盤、磁帶等）、演播室CD-I、MPEG-1數(shù)據(jù)流。PS流的結(jié)構(gòu)TS傳輸層基本原理傳輸流TS：將具有共同時(shí)間基準(zhǔn)或具有獨(dú)立時(shí)間基準(zhǔn)的一個(gè)或多個(gè)PES組合而成的單一的數(shù)據(jù)流稱為傳輸流（TransportStream）。傳輸流是許多種PES包的多路復(fù)用。TS流的結(jié)構(gòu)header包含了對(duì)包傳輸過程非常重要的信息：同步字節(jié):固定值47hex，在TS流中的間隔也固定。碼流中其他位置也可能出現(xiàn)47hex，因此同步字節(jié)利用固定數(shù)值和固定間隔兩方面聯(lián)合實(shí)現(xiàn)同步。解碼器在接收到5個(gè)TS包后開始同步。同步字節(jié)是作為解碼器識(shí)別用的，從而可對(duì)包頭和有效載荷進(jìn)行串并轉(zhuǎn)換傳輸差錯(cuò)標(biāo)志:由解調(diào)器在傳輸信道末端設(shè)置,在傳輸層之上的錯(cuò)誤校正層中，如果原始誤碼率(BER)太高而無法校正時(shí)，通過它的設(shè)置可以指示傳輸流包中可能含有錯(cuò)誤13bit的PID(packetidentifier):描述該包中payload的內(nèi)容以及該包屬于哪個(gè)ES流。有時(shí)TS包的頭長(zhǎng)度必須大于4個(gè)byte：包頭擴(kuò)展到payload中，payload長(zhǎng)度相應(yīng)縮短，但總包長(zhǎng)度仍是188bytes。擴(kuò)展的包頭稱作“adaptationfield”。在4bytes的包頭中由Adaptationcontrolbits標(biāo)志是否有adaptationfield。除了同步字節(jié)、傳輸誤碼標(biāo)識(shí)和PID以外，TS頭還包括：PayloadUnitStartIndicator一個(gè)比特來標(biāo)記一個(gè)payload的開始如果該比特為1，表示該TS包是一個(gè)新payload的開始，該TS包包含了視頻或音頻PES包和PES頭的開始，或者是表的開始，此時(shí)TS包的payload第一個(gè)字節(jié)為tableID。TransportPriority一個(gè)比特，表示該TS包比其他相同PID的TS包的優(yōu)先級(jí)更高。除了同步字節(jié)、傳輸誤碼標(biāo)識(shí)和PID以外，TS頭還包括：TransportScrambingControlBits兩個(gè)比特，標(biāo)記TS包的payload部分是否被混雜。如果兩個(gè)比特都為0，表示payload沒有混雜。如果其中有一個(gè)比特不為0，表示payload進(jìn)行了混雜，需要CAT來解擾。AdaptationFieldControlBits兩個(gè)比特，標(biāo)記是否有擴(kuò)展頭adaptationfield如果兩個(gè)比特都為0，表示沒有adaptationfield如果有adaptationfield，payload變短，頭變長(zhǎng)，但總包長(zhǎng)度保持188字節(jié)。ContinuityCounter每個(gè)具有相同PID的TS包帶有自身的4bit計(jì)數(shù)器。從0到15連續(xù)計(jì)數(shù)TS包數(shù)目，到15以后重新從0開始?？梢园l(fā)現(xiàn)丟失TS包的情況，并識(shí)別碼流錯(cuò)誤（計(jì)數(shù)不連續(xù)）。允許在改變節(jié)目時(shí)出現(xiàn)不連續(xù)計(jì)數(shù)，由adaptationfield中的DiscontinuityIndicator來標(biāo)記。在節(jié)目流中，由于音頻和視頻均鎖定于一個(gè)公共時(shí)鐘，因此可利用其時(shí)間標(biāo)記以重建時(shí)間軸。傳輸流攜帶有許多不同的節(jié)目，每個(gè)節(jié)目都可以使用不同的壓縮因子并具有不同的比特率。在傳輸流中就必須含有重建穩(wěn)定時(shí)鐘的附加數(shù)據(jù)。傳輸流必須為每個(gè)節(jié)目提供各自獨(dú)立的同步。

對(duì)TS包再進(jìn)行復(fù)用：先復(fù)用同一個(gè)節(jié)目的TS包，一個(gè)節(jié)目可包含一個(gè)或多個(gè)視頻和音頻信號(hào)（如不同角度攝像機(jī)、不同語言等）。所有節(jié)目的所有復(fù)用數(shù)據(jù)流再進(jìn)行復(fù)用形成最終的TS流。MPEG-1，視頻PES包與音頻PES包復(fù)用，最大碼率為1.5Mbit/s，用于VCD。MPEG-2的TS包長(zhǎng)188字節(jié)，包含所有節(jié)目的所有數(shù)據(jù)。由于碼率不同，MPEG-2TS流中不同ES流的包出現(xiàn)頻率不一樣。每個(gè)節(jié)目有一個(gè)編碼器對(duì)所有ES流編碼，產(chǎn)生PES，并將PES包打包成TS包。每個(gè)節(jié)目的碼率通常約2～8Mbit/s，但由于節(jié)目?jī)?nèi)容隨時(shí)間變化，視/音頻和數(shù)據(jù)總碼率可以是固定或變化的，稱為統(tǒng)計(jì)復(fù)用。所有節(jié)目的TS流再?gòu)?fù)用成一個(gè)總的TS流，最大約40Mbit/s。一個(gè)TS流中通常有6,8,10甚至20個(gè)節(jié)目組成。碼率在傳輸過程中可變，但總碼率必須保持不變。一個(gè)節(jié)目可以包括視頻和音頻，或單純音頻或單純數(shù)據(jù)，結(jié)構(gòu)靈活可變。TS流中包含一些“表”來描述組成結(jié)構(gòu)，解碼器可以利用這些表來確定TS流的當(dāng)前結(jié)構(gòu)。兩種比特流的區(qū)別節(jié)目碼流（PS）用于誤碼比較小的傳輸或存貯媒介，節(jié)目碼流可以是固定碼率也可以是可變碼率，其數(shù)值在系統(tǒng)時(shí)鐘參考(SCR)中定義，為本地應(yīng)用相對(duì)于無誤碼的環(huán)境設(shè)計(jì)；傳輸碼流（TS）用于誤碼比較大的傳輸或存貯媒介，其碼率可以是固定的或不固定的，其數(shù)值在節(jié)目時(shí)鐘參考(PCR)中定義。它是為廣播應(yīng)用而設(shè)計(jì)，即TS是為易誤碼的環(huán)境和有較高比特差錯(cuò)概率的噪聲媒質(zhì)設(shè)計(jì)的，那里往往需要把幾個(gè)信道集合成一束數(shù)據(jù)。TS用在廣播系統(tǒng)和長(zhǎng)距離網(wǎng)絡(luò)中。在TS中可以包括多個(gè)節(jié)目。因此接收TS時(shí)首先要解復(fù)用。

PS和TS是各針對(duì)一類應(yīng)用而設(shè)計(jì)的。都以數(shù)據(jù)包為基礎(chǔ)。PS的包長(zhǎng)可變，通常較長(zhǎng)；TS的包長(zhǎng)固定為188字節(jié)，包頭4個(gè)字節(jié)，184個(gè)凈荷字節(jié)。并可與ATM適配。TS流、包結(jié)構(gòu)以及同步TS流單一性：TS流的基本組成單位是長(zhǎng)度為188字節(jié)的TS包。TS流混合性：TS流由多種數(shù)據(jù)組合而成，一個(gè)TS包中的數(shù)據(jù)可以是視頻數(shù)據(jù)，音頻數(shù)據(jù)，填充數(shù)據(jù)，PSI/SI表格數(shù)據(jù)…….（唯一的PID對(duì)應(yīng)）。1、TS流：可以將TS流理解為一種單一碼流、混合碼流：視頻數(shù)據(jù)音頻數(shù)據(jù)填充數(shù)據(jù)表格信息視頻數(shù)據(jù)填充數(shù)據(jù)表格信息……………………截取某段TS流PID=45PID=45PID=78PID=69PID=0PID=69PID=0TS流、包結(jié)構(gòu)以及同步TS包頭TS包包同步、包ID，等PCR等視頻,音頻or其他數(shù)據(jù)包頭(4字節(jié))有效載荷區(qū)(最高184字節(jié))自適應(yīng)區(qū)(188字節(jié))TS包結(jié)構(gòu)分析：TS包由包頭、有效載荷區(qū)組成（有些包中還包括自適應(yīng)區(qū)）。2、這是TS包結(jié)構(gòu)TS流、包結(jié)構(gòu)以及同步TS包必有成分自適應(yīng)區(qū)：包含PCR等信息有效載荷區(qū)：TS流、包結(jié)構(gòu)以及同步TS流、包結(jié)構(gòu)以及同步截取某TS包的包頭內(nèi)容進(jìn)行分析說明：※Header:sync_byte(1B)：0x47

transport_error_indicator(1b)：0

payload_unit_start_indicator(1b)：1該字段置1表示攜帶的是PSI或PES第一個(gè)包transport_priority(1b)：0

PID(13b)：0000001000100（0x44），假設(shè)該ID攜帶的是節(jié)目1的視頻PES

Transport_scrambling_control(2b)：00，表明該TS包中有效數(shù)據(jù)未經(jīng)加擾處理Adaptation_field_control(2b)：11，標(biāo)識(shí)既有adaptation_field又有payload

Continuity_counter(4b):0000，表示該計(jì)數(shù)器為0，PID相同的包的計(jì)數(shù)因該是連續(xù)的※

Adaptation_field：……..※

PES：........對(duì)應(yīng)二進(jìn)制碼：01000111010000000100010000110000…….某TS包部分?jǐn)?shù)據(jù)：0X47404430……..TS流、包結(jié)構(gòu)以及同步3、怎樣實(shí)現(xiàn)解碼端的系統(tǒng)時(shí)鐘恢復(fù)和視音頻播放同步？MPEG-2規(guī)定的系統(tǒng)時(shí)鐘頻率為27MHz，傳輸流（TS）中的PCR，PTS/DTS等均為對(duì)該共同系統(tǒng)時(shí)鐘的采樣值。解碼端捕獲PCR，恢復(fù)出本地的STC，作為音視頻同步控制的基準(zhǔn)，并依據(jù)DTS、PTS時(shí)間標(biāo)簽來安排解碼和顯示時(shí)間表，使音視頻分別同步于STC，以實(shí)現(xiàn)音視頻之間的同步。標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定在原始音頻和視頻流中，PTS的間隔不能超過0.7s，而出現(xiàn)在TS包頭的PCR間隔不能超過0.1s(數(shù)字電視中是0.04秒)。包同步、包ID，等PCR等某PES包部分?jǐn)?shù)據(jù)MPEG-2同步及時(shí)間恢復(fù)在編碼、傳輸和解碼中占有重要的地位，它不僅直接影響視音頻的解碼質(zhì)量，還是衡量整個(gè)傳輸網(wǎng)絡(luò)優(yōu)劣的重要指標(biāo)。有效載荷區(qū)自適應(yīng)區(qū)包頭PTS/DTSTS流、包結(jié)構(gòu)以及同步編碼端時(shí)鐘基準(zhǔn)Sample&InsertPCRinAdaptationFieldTransportStreamPCRPCRTransportHeader解碼端時(shí)鐘基準(zhǔn)Extract&ProcessPCRPCRVideoPESheaderAudioPESheader編碼端時(shí)鐘基準(zhǔn)Sample&InsertSample&InsertPTSDTSPTS解碼端時(shí)鐘基準(zhǔn)Extract&ProcessPSI/SI表格信息1、什么是PSI/SI表格，為什么使用這些表格？簡(jiǎn)單來看，TS是一個(gè)傳輸層的協(xié)議棧，它可以承載各種內(nèi)容的傳輸，比如MPEG，WMV，H264，甚至是IP，那么其中的傳輸規(guī)范是如何定義的呢？這個(gè)即是PSI（節(jié)目特定信息）要做的事情。PSI表格信息用來描述傳送流的組成結(jié)構(gòu)。由上面的章節(jié)，我們知道解碼端只要知道了某個(gè)TS包的PID，就知道這個(gè)包中到底攜帶的是什么數(shù)據(jù)。而解碼端之所以有這種能力，是因?yàn)樗全@得了PSI表格信息。

…………PSI/SI表格信息另外為了適應(yīng)實(shí)際應(yīng)用和業(yè)務(wù)發(fā)展的需求，又專門制定一個(gè)數(shù)字視頻廣播的業(yè)務(wù)信息標(biāo)準(zhǔn)—SI信息，來規(guī)范和服務(wù)于各業(yè)務(wù)提供商和設(shè)備生產(chǎn)廠家，以促進(jìn)和保證數(shù)字視頻廣播業(yè)務(wù)在我國(guó)健康有序的發(fā)展。2、PSI信息由什么組成，各包含哪些內(nèi)容？

PSI信息由四種類型的表（table）組成。1）節(jié)目關(guān)聯(lián)表(PAT)：針對(duì)復(fù)用的每一路業(yè)務(wù)，PAT提供了各個(gè)節(jié)目號(hào)及其相應(yīng)的節(jié)目映射表（PMT）的PID，同時(shí)還提供網(wǎng)絡(luò)信息表（NIT）的PID。

2）節(jié)目映射表(PMT)：PMT表存放的是節(jié)目中包含的音頻、視頻、其他數(shù)據(jù)的PID信息。每一個(gè)節(jié)目的所有信息必須包含在一個(gè)PMT中，但在一個(gè)PMT中可以包含多個(gè)節(jié)目的信息。PMT本身的PID由PAT表格提供。PSI/SI表格信息表格名稱表格對(duì)應(yīng)的ID號(hào)（PID）表格描述節(jié)目關(guān)聯(lián)表（PAT）0x00各節(jié)目號(hào)以及對(duì)應(yīng)PMT的PID，NIT的PID節(jié)目映射表（PMT）由PAT表中提供各節(jié)目中多種數(shù)據(jù)流的PID網(wǎng)絡(luò)信息表（NIT）由PAT表中提供包含網(wǎng)絡(luò)參數(shù)條件接受表（CAT）0x01一些加密數(shù)據(jù)流的PID3）條件接收表(CAT)：條件接收表提供了在復(fù)用流中條件接收系統(tǒng)的有關(guān)信息。當(dāng)有EMM時(shí)，它還包括了EMM（授權(quán)管理信息）所在的PID（CA_PID）。4）網(wǎng)絡(luò)信息表(NIT):提供有關(guān)物理網(wǎng)絡(luò)的信息，比如網(wǎng)絡(luò)ID，網(wǎng)絡(luò)中所包含的傳輸流ID，所在頻點(diǎn)等信息。NIT表本身的PID由PAT表提供。PSI/SI表格信息3、PSI表格信息詳解（以解碼端工作過程舉例）：1）從TS流中解析出ID為0x00的PAT表格信息。2）由PAT表提供的信息從TS流中解析出各個(gè)節(jié)目的PMT表格信息。3）確定各節(jié)目中包含的視頻數(shù)據(jù)、音頻數(shù)據(jù)以及其他數(shù)據(jù)的PID。4）根據(jù)PID從TS流中解析出各節(jié)目的視頻、音頻以及其它數(shù)據(jù)，分別存儲(chǔ)。5）之后再分別完成各節(jié)目的音視頻同步解碼與顯示。PSI/SI表格信息4、SI表格由幾部分組成，都包含哪些內(nèi)容？業(yè)務(wù)信息（SI）由以下九個(gè)表構(gòu)成。其中SDT表、EIT表和TDT表是必須包括的，其它表是可選的。1）業(yè)務(wù)描述表(SDT)：描述了包含在特定TS流中的全部業(yè)務(wù)的相關(guān)信息。業(yè)務(wù)描述表包含了描述系統(tǒng)中業(yè)務(wù)的數(shù)據(jù)，例如業(yè)務(wù)名稱、業(yè)務(wù)提供者等。2）事件信息表(EIT)：描述了包含在特定業(yè)務(wù)中的所有事件的相關(guān)信息。事件信息表包含了與事件或節(jié)目相關(guān)的數(shù)據(jù)，例如事件名稱、始時(shí)間、持續(xù)時(shí)間等。不同的描述符用于不同類型的事件信息的傳輸，例如不同的業(yè)務(wù)類型。3）時(shí)間和日期表(TDT)：時(shí)間和日期表給出了與當(dāng)前的時(shí)間和日期相關(guān)的信息。由于這些信息頻繁更新，所以需要使用一個(gè)單獨(dú)的表。PSI/SI表格信息4）業(yè)務(wù)群關(guān)聯(lián)表(BAT)5）運(yùn)行狀態(tài)表(RST)6）時(shí)間偏移表(TOT)

7）填充表(ST)8）選擇信息表(SIT)9）間斷信息表(DIT)這里就不再對(duì)SI信息進(jìn)行詳解，方式與前面的PSI原理是一樣的。PSI/SI表格信息5、PSI/SI表格信息在TS流中如何傳輸？

PSI/SI表格信息在TS流中以段的形式進(jìn)行傳輸（也可以理解為對(duì)這些表格信息進(jìn)行了打包）?；舅枷胧牵合葘⒁粋€(gè)表格信息以段的方式進(jìn)行封裝，最后將段插入到TS包中。因?yàn)門S包188字節(jié)，所以一般情況下，一個(gè)section要分成好幾部分存放在連續(xù)的TS包中（如果表格信息過多，需要先進(jìn)行分組，再分別封裝成好幾個(gè)段）。PSI/SI表格信息table_id=0x00表明這個(gè)段是屬于PAT表的section_syntax_indicator=1 section_length=0x55該段的長(zhǎng)度…version_number=1 current_next_indicator=1 section_number=0x00表明這個(gè)段是該P(yáng)AT表第一個(gè)段last_section_number=0x02該P(yáng)AT表總共分成了多少個(gè)段...table_id=0x00表明這個(gè)段是屬于PAT表的…section_number=0x01

表明這個(gè)段是該P(yáng)AT表第二個(gè)段last_section_number=0x02該P(yáng)AT表總共分成了多少個(gè)段...table_id=0x00表明這個(gè)段是屬于PAT表的…section_number=0x02

表明這個(gè)段是該P(yáng)AT表第三個(gè)段last_section_number=0x02該P(yáng)AT表總共分成了多少個(gè)段...PAT表的段結(jié)構(gòu)：某TS流中用于傳輸PAT表格信息的段：PSI/SI表格信息6、PSI/SI表格的插入，內(nèi)容如下：在DVB標(biāo)準(zhǔn)中，規(guī)定PSI/SI表格信息需要每隔一段時(shí)間就插入到TS流中進(jìn)行傳輸。這是因?yàn)?，在接收終端，用戶收看電視節(jié)目以及調(diào)換頻道是發(fā)生在任意時(shí)刻的，如果PSI/SI表格信息不定期循環(huán)進(jìn)行發(fā)送，解碼端就會(huì)因?yàn)闆]有這些表格信息，無法對(duì)TS流中的多個(gè)節(jié)目的各種數(shù)據(jù)進(jìn)行區(qū)分和解碼，這樣就會(huì)導(dǎo)致用戶收看不到電視節(jié)目或者等待很長(zhǎng)時(shí)間才收看到節(jié)目。視頻數(shù)據(jù)音頻數(shù)據(jù)填充數(shù)據(jù)PSI/SI視頻數(shù)據(jù)填充數(shù)據(jù)音頻數(shù)據(jù)填充數(shù)據(jù)PSI/SI視頻數(shù)據(jù)填充數(shù)據(jù)表格信息…PSI/SI……小結(jié)傳輸流TS里面定義的內(nèi)容比較多，建議參考MPEG-2手冊(cè)或者書本。如何了解MPEG-2的詳細(xì)內(nèi)容MPEG-2標(biāo)準(zhǔn)文件即ISO/IEC13818，目前有10部分。在MPEG-2標(biāo)準(zhǔn)中，最重要部分是：

ISO/IEC13818-1：系統(tǒng)(傳輸流和節(jié)目流)，PES，T-STD緩存器模型和基本PSI表：CAT、PAT、PMT和NIT。ISO/IEC13818-2：視頻編碼。ISO/IEC13818-3：音頻編碼。ISO/IEC13818-4：MPEG測(cè)試和一致性。ISO/IEC13818-6：數(shù)據(jù)廣播和DSMCC。TS流參數(shù)的監(jiān)測(cè)由于TS流承載了諸多信息，碼流的及時(shí)監(jiān)測(cè)對(duì)最終用戶端收看到音視頻的質(zhì)量息息相關(guān)。在碼流出現(xiàn)問題時(shí)及時(shí)加以處理，是監(jiān)測(cè)TS流的目的。對(duì)MPEG-2TS流參數(shù)的測(cè)試，主要是依據(jù)“DVB系統(tǒng)測(cè)試指導(dǎo)“文件TR101-290”。下面主要分析TR101-290文檔中關(guān)于TS流的3級(jí)錯(cuò)誤檢測(cè)。TS流參數(shù)監(jiān)測(cè)主要監(jiān)測(cè)的是在實(shí)現(xiàn)同步以后能使解碼端連續(xù)工作所必須的參數(shù)以及需要周期檢測(cè)的參數(shù)主要監(jiān)測(cè)的是能夠使解碼端實(shí)現(xiàn)正確解碼所必須的幾個(gè)參數(shù)主要監(jiān)測(cè)的是依賴于應(yīng)用方面的一些參數(shù)firstprioritysecondprioritythirdpriorityTS流參數(shù)的監(jiān)測(cè)1、第一優(yōu)先級(jí)需要檢測(cè)的錯(cuò)誤TR101-290的第一優(yōu)先級(jí)錯(cuò)誤包括6種：※同步丟失錯(cuò)誤※同步字節(jié)錯(cuò)誤※PAT錯(cuò)誤※連續(xù)計(jì)數(shù)錯(cuò)誤※PMT錯(cuò)誤※PID錯(cuò)誤TS流參數(shù)監(jiān)測(cè)1）同步丟失錯(cuò)誤(TSSyncLoss)：

同步錯(cuò)誤是衡量傳輸流質(zhì)量的最重要的指標(biāo)，只有在獲得了同步之后，才能監(jiān)測(cè)其它的參數(shù)。

判斷準(zhǔn)則：連續(xù)檢測(cè)到5個(gè)正常同步視為同步，連續(xù)檢測(cè)到2個(gè)以上不正確同步則為同步丟失錯(cuò)誤。傳輸流失去同步，標(biāo)志著傳輸過程中會(huì)有一部分?jǐn)?shù)據(jù)丟失，直接影響解碼后的畫面的質(zhì)量。2）同步字節(jié)錯(cuò)誤(SyncByteError)：同步字節(jié)的標(biāo)準(zhǔn)值為0x47，當(dāng)同步字節(jié)的值為其他數(shù)值的時(shí)候，認(rèn)為是同步字節(jié)錯(cuò)誤。同步字節(jié)錯(cuò)誤表明在傳輸過程中部分?jǐn)?shù)據(jù)出現(xiàn)錯(cuò)誤，可能導(dǎo)致接收時(shí)出現(xiàn)馬賽克，嚴(yán)重時(shí)導(dǎo)致解碼器解不出信號(hào)。TS流參數(shù)監(jiān)測(cè)3）節(jié)目關(guān)聯(lián)表(PAT)錯(cuò)誤：PAT表在DVB標(biāo)準(zhǔn)中用于指示當(dāng)前節(jié)目及其在數(shù)據(jù)流中的位置。標(biāo)識(shí)節(jié)目關(guān)聯(lián)表PAT的PID為0x0000，如果PAT丟失或被加密，解碼器將無法搜索到相應(yīng)節(jié)目；如果PAT超時(shí)，解碼器工作時(shí)間延長(zhǎng)。PAT錯(cuò)誤包括:1）標(biāo)識(shí)PAT的PID沒有至少0.5s出現(xiàn)一次(要求PAT表格信息每500ms以內(nèi)發(fā)送一次)。2）PID為0x0000的table-id不為0x00（要求攜帶PAT表格的TS包中table-id

的值必須等譯0x00）。3）PID為0x0000的包頭中的加擾控制段不為0（如果加擾的話，解碼端將無法解析出PAT信息）。TS流參數(shù)監(jiān)測(cè)4）節(jié)目映射表(PMT)錯(cuò)誤：PMT在DVB標(biāo)準(zhǔn)中用于指示每套節(jié)目視/音頻數(shù)據(jù)在傳輸流中的位置。節(jié)目映射表PMT標(biāo)識(shí)并指示了組成每路業(yè)務(wù)流的位置，以及每路業(yè)務(wù)的節(jié)目參考時(shí)鐘（PCR）字段的位置。PMT錯(cuò)誤包括：

1）標(biāo)識(shí)PMT的PID沒有達(dá)到至少0.5s出現(xiàn)一次（PMT表格必須每500ms以內(nèi)發(fā)送一次），如果PMT超時(shí)，影響解碼器切換節(jié)目時(shí)間。

2）PMT表的加擾控制段不為0（如果加擾的話，解碼端將無法解析出PMT信息）。TS流參數(shù)監(jiān)測(cè)5）連續(xù)計(jì)數(shù)錯(cuò)誤(ContCountError)：TS包頭中的連續(xù)計(jì)數(shù)是隨著每個(gè)具有相同PID的TS包的增加而增加，為解碼器確定正確的解碼順序。對(duì)于每一套節(jié)目的視/音頻數(shù)據(jù)包而言，連續(xù)計(jì)數(shù)錯(cuò)誤是一個(gè)很重要的指標(biāo)。傳輸流連續(xù)計(jì)數(shù)不正確，表明當(dāng)前傳輸流有丟包、錯(cuò)包、包重疊等現(xiàn)象，將導(dǎo)致解碼器不能正確解碼，圖像出現(xiàn)馬賽克等現(xiàn)象。6）PID丟失錯(cuò)誤(PIDMissing)：檢測(cè)數(shù)據(jù)流中各套電視節(jié)目的圖像/聲音數(shù)據(jù)是否正確，即檢查是否每一個(gè)PID都有碼流。PID丟失，將導(dǎo)致該套節(jié)目無法正確解碼。根據(jù)規(guī)定，一般音視頻的PID出現(xiàn)周期不能超過5秒。TS流參數(shù)監(jiān)測(cè)2、第二優(yōu)先級(jí)需要檢測(cè)的錯(cuò)誤TR101-290的第二優(yōu)先級(jí)共列出幾種錯(cuò)誤：※傳輸錯(cuò)誤※CRC錯(cuò)誤※PCR間隔錯(cuò)誤※PCR抖動(dòng)錯(cuò)誤※PTS錯(cuò)誤※CAT錯(cuò)誤TS流參數(shù)監(jiān)測(cè)1）數(shù)據(jù)傳輸錯(cuò)誤(TransportError)：TS包頭中的傳輸包錯(cuò)誤指示為“1”，表示在相關(guān)的傳輸包中至少有1個(gè)不可糾正的錯(cuò)誤位，只有在錯(cuò)誤被糾正之后，該位才能被重新置0。而一旦有傳輸包出錯(cuò)，就不再?gòu)腻e(cuò)誤包中得出其他錯(cuò)誤指示。

2）循環(huán)冗余校驗(yàn)錯(cuò)誤(CRC)：節(jié)目專用信息(PSI)和服務(wù)信息(SI)出現(xiàn)錯(cuò)誤，可以由CRC計(jì)算出來，以指明該包是否可用。如果出錯(cuò)將不再?gòu)某霈F(xiàn)錯(cuò)誤的表中得出其他錯(cuò)誤信息。PAT、PMT出現(xiàn)連續(xù)錯(cuò)誤，將影響解碼器對(duì)某一節(jié)目的正確解碼。TS流參數(shù)監(jiān)測(cè)3）節(jié)目參考時(shí)鐘間隔錯(cuò)誤(PCRDiscont)：PCR用于恢復(fù)27MHz系統(tǒng)時(shí)鐘，PCR間隔錯(cuò)誤，將導(dǎo)致接收端的時(shí)鐘抖動(dòng)或漂移，影響畫面顯示時(shí)間。PCR間隔指兩個(gè)連續(xù)的PCR之間最大的間隔時(shí)間，通常要求同一節(jié)目里兩個(gè)連續(xù)PCR的時(shí)間間隔不能超過100ms。在數(shù)字電視廣播應(yīng)用中，PCR的時(shí)間間隔應(yīng)不大于40ms。4）節(jié)目參考時(shí)鐘抖動(dòng)錯(cuò)誤(PCRJitterError)：PCR的錯(cuò)誤范圍是由允許偏離正確PCR值的最大值確定的，稱為PCR精度，PCR的精度必須高于500ns或PCR抖動(dòng)量不得大于±500ns，PCR抖動(dòng)過大，將影響接收端系統(tǒng)時(shí)鐘的正確恢復(fù)，解碼時(shí)會(huì)出現(xiàn)馬賽克現(xiàn)象，嚴(yán)重時(shí)不能正常顯示圖像。TS流參數(shù)監(jiān)測(cè)5）播出時(shí)間標(biāo)記錯(cuò)誤(PTS)

在DVB標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定PTS每700ms傳輸一次，PTS傳輸超時(shí)將影響圖像正確顯示。PTS只有在TS未加擾時(shí)方能接收。6）CAT錯(cuò)誤

CAT表指出了授權(quán)管理信息EMM包的PID并控制接收機(jī)的正確接收，如果CAT表不正確，就不能正確接收加密節(jié)目。CAT錯(cuò)誤包括：1）在PID為0x0001上出現(xiàn)帶有table-id不等于0x01的情形（即要求攜帶CAT表信息的TS包中的table-id的值必須等于0x01）。2）PID為0x0001帶有的加擾字段的不為0x00（即攜帶CAT表的TS包不能加擾，如果加擾，解碼端將無法解析出CAT信息）。TS流參數(shù)監(jiān)測(cè)3、第三優(yōu)先級(jí)需要檢測(cè)的錯(cuò)誤第三級(jí)錯(cuò)誤共有10種錯(cuò)誤，包括：NIT錯(cuò)誤、SI重復(fù)率錯(cuò)誤、緩沖器錯(cuò)誤、非指定PID錯(cuò)誤、SDT錯(cuò)誤、EIT錯(cuò)誤、RST錯(cuò)誤、TDT錯(cuò)誤、空緩沖器錯(cuò)誤及數(shù)據(jù)延遲錯(cuò)誤。第三等級(jí)錯(cuò)誤并非是TS傳輸流的致命錯(cuò)誤，但會(huì)影響一些具體應(yīng)用的正確實(shí)施。監(jiān)測(cè)軟件和設(shè)備網(wǎng)上有碼流分析軟件可以下載；一些公司生產(chǎn)專用的測(cè)試儀器；先進(jìn)的編碼技術(shù)H.