第六章數(shù)字電視復(fù)用技術(shù)

第六章數(shù)字電視復(fù)用技術(shù)第一頁(yè)，共45頁(yè)。復(fù)用信道編碼信道調(diào)制第二頁(yè)，共45頁(yè)。多路復(fù)用3第三頁(yè)，共45頁(yè)。MPEG-2系統(tǒng)中，信息復(fù)合/分離的過(guò)程稱為復(fù)用/解復(fù)用。MPEG-2系統(tǒng)的復(fù)用和解復(fù)用可分為兩個(gè)層次：節(jié)目級(jí)和系統(tǒng)級(jí)。4第四頁(yè)，共45頁(yè)。節(jié)目復(fù)用：將一路數(shù)字電視節(jié)目的視頻，音頻和輔助數(shù)據(jù)等按照一定的方法時(shí)分復(fù)用成單一的PS流或TS流。系統(tǒng)復(fù)用：將各路數(shù)字電視節(jié)目的數(shù)據(jù)流進(jìn)行再?gòu)?fù)用，實(shí)現(xiàn)節(jié)目間的動(dòng)態(tài)帶寬分配，提供各種增值服務(wù)。節(jié)目復(fù)用有共同的時(shí)間基準(zhǔn)，系統(tǒng)復(fù)用時(shí)可以有獨(dú)立的時(shí)間基準(zhǔn)。5第五頁(yè)，共45頁(yè)。6第六頁(yè)，共45頁(yè)。MPEG-2標(biāo)準(zhǔn)MPEG-2的數(shù)據(jù)位流分成內(nèi)外兩層，外層為系統(tǒng)層，內(nèi)層為壓縮層。復(fù)用是建立在MPEG-2的系統(tǒng)層上。

7第七頁(yè)，共45頁(yè)。MPEG-2標(biāo)準(zhǔn)壓縮層包含壓縮的視頻和伴音數(shù)據(jù)位流

1）視頻壓縮層（Video，ISO13818-2），描述數(shù)字視頻編碼方式和解碼過(guò)程

2）音頻壓縮層（Audio，ISO13818-3），描述數(shù)字音頻編碼方式和解碼過(guò)程8第八頁(yè)，共45頁(yè)。MPEG-2標(biāo)準(zhǔn)的基本多路復(fù)用方法ES碼流PES碼流TS碼流9第九頁(yè)，共45頁(yè)。ES（ElememtaryStream):基本碼流，是指只包含1個(gè)信源編碼器的數(shù)據(jù)流。即ES是編碼的視頻數(shù)據(jù)流，或編碼的音頻數(shù)據(jù)流，或其它編碼數(shù)據(jù)流的統(tǒng)稱。每個(gè)ES都由若干個(gè)存取單元(AU-AccessUnit)組成,每個(gè)視頻AU或音頻AU都是由頭部和編碼數(shù)據(jù)兩部分組成的。10第十頁(yè)，共45頁(yè)。11運(yùn)動(dòng)圖像序列圖片組（GOP）IBBPBBP…圖像像條（Slice）宏塊MacroBlock1616塊（Block）88第十一頁(yè)，共45頁(yè)。12MPEG-1視頻流結(jié)構(gòu)返回第十二頁(yè)，共45頁(yè)。PES（PacketizedES）：打包基本碼流經(jīng)視頻（或音頻）編碼壓縮后的基本碼流與系統(tǒng)的信息一起組合、打包，產(chǎn)生打包基本碼流也稱分組基本碼流。PES是打包了的專用視頻、音頻、數(shù)據(jù)、同步、識(shí)別信息數(shù)據(jù)。通過(guò)打包，將ES變成僅含有1種性質(zhì)ES的PES包，如僅含視頻ES的PES包，僅含音頻ES的PES包，僅含其它ES的PES包13第十三頁(yè)，共45頁(yè)。PES包MPEG-2標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定：1個(gè)PES包是由包頭、ES特有信息和包數(shù)據(jù)3個(gè)部分組成。也可認(rèn)為1個(gè)PES包是由數(shù)據(jù)頭和包數(shù)據(jù)（有效載荷）兩個(gè)部分組成的。包頭由起始碼前綴（3B)、數(shù)據(jù)流識(shí)別(1B)及PES包長(zhǎng)信息(2B)3部分構(gòu)成ES特有信息是由PES頭部識(shí)別標(biāo)志（14bit)、PES包頭長(zhǎng)信息(1B)、信息區(qū)和用于調(diào)整信息區(qū)可變包長(zhǎng)的填充字節(jié)4部分組成的PES包控制信息14第十四頁(yè)，共45頁(yè)。PES包結(jié)構(gòu)248162148返回15第十五頁(yè)，共45頁(yè)。TS（TransportStream)：傳送碼流

傳送碼流是由帶一個(gè)或多個(gè)獨(dú)立時(shí)基的一個(gè)或多個(gè)節(jié)目碼流組合而成的一個(gè)碼流，它的負(fù)載是PES包。TS流是為了在可能發(fā)生嚴(yán)重錯(cuò)誤的環(huán)境下進(jìn)行一道和多道程序的編碼數(shù)據(jù)的傳送和存儲(chǔ)。錯(cuò)誤一般表現(xiàn)為比特值丟失或分組丟失。TS實(shí)際是面向數(shù)字化分配媒介（有線、衛(wèi)星、地面網(wǎng)）的傳輸層接口TS流的編碼層允許將一道或多道程序合成為單個(gè)流。16第十六頁(yè)，共45頁(yè)。TS包結(jié)構(gòu)返回17第十七頁(yè)，共45頁(yè)。節(jié)目特定信息(PSI)為對(duì)一路節(jié)目的TS流中所含的各種信息進(jìn)行標(biāo)識(shí)所插入的信息，即節(jié)目特定信息（PSI-ProgramSpecificInformation）PSI信息以段為單位進(jìn)行組織，段可以作為負(fù)載插入TS包中，然后以一定的比率插入一路節(jié)目的TS流中，形成完整的一路節(jié)目TS流18第十八頁(yè)，共45頁(yè)。節(jié)目特定信息節(jié)目關(guān)聯(lián)表（PAT-ProgramAssociationTable）在每個(gè)TS流上都有一個(gè)PAT，用于定義節(jié)目源映射表。用MPEG指定的PID（00）標(biāo)明，通常用PID=0x0000表示。

19第十九頁(yè)，共45頁(yè)。20PAT結(jié)構(gòu)第二十頁(yè)，共45頁(yè)。program_association_section(){table_id8section_syntax_indicator1

‘0’1reserved2section_length12transpot_stream_id16reserved2version_number5current_next_indicator1section_number8last_section_number8for（i=0；i<N;i++){program_number;16reserved3if(program_number==‘0’){network_PID}13else{program_map_PID}13}CRC_32}21PAT的分段第二十一頁(yè)，共45頁(yè)。節(jié)目特定信息節(jié)目映射表（PMT-ProgramMapTable）：

在TS上，每個(gè)節(jié)目源都有一個(gè)對(duì)應(yīng)的PMT。用于定義每個(gè)在TS上的節(jié)目源（Program），即將TS上每個(gè)節(jié)目源的ES及其對(duì)應(yīng)的PID信息、數(shù)據(jù)的性質(zhì)、數(shù)據(jù)流之間關(guān)系列在一個(gè)表里。22第二十二頁(yè)，共45頁(yè)。TS_program_map_section(){table_id8…..program_number16……PCR_PID13…for(i=0;i<N;i++){description()}for(i=0;i<N1;i++){stream_type8reserved3elementary_PID13reserved4ES_info_length12for(i=0;i<N2;i++){decription()}}CRC_3232}PMT分段23第二十三頁(yè)，共45頁(yè)。stream_type的取值24第二十四頁(yè)，共45頁(yè)。節(jié)目特定信息網(wǎng)絡(luò)信息表（NIT-NetworkInformationTable）傳送流描述表（TSDT-TransportStreamDescriptionTable）條件接收表（CAT-ConditionalAccessTable）：25第二十五頁(yè)，共45頁(yè)。PSI和TS流的關(guān)系根據(jù)PID將TS上從不同的ES來(lái)的TS包分別出來(lái)可分兩步進(jìn)行：其一是從PID=0的PAT上找出帶有PMT的那個(gè)節(jié)目源其二是從所選擇的PMT中找到組成該節(jié)目源的各個(gè)ES的PID，26第二十六頁(yè)，共45頁(yè)。如果用戶需要收看節(jié)目2，則接收機(jī)應(yīng)該如何分析PSI信息得到節(jié)目2的音視頻、輔助數(shù)據(jù)等的TS碼流。27第二十七頁(yè)，共45頁(yè)。28第二十八頁(yè)，共45頁(yè)。節(jié)目復(fù)用器的構(gòu)成29第二十九頁(yè)，共45頁(yè)。30系統(tǒng)復(fù)用第三十頁(yè)，共45頁(yè)。31系統(tǒng)復(fù)用方框圖系統(tǒng)復(fù)用的主要工作是：1）進(jìn)行PSI信息的重構(gòu)2）PCR修正第三十一頁(yè)，共45頁(yè)。32系統(tǒng)復(fù)用PSI信息的搜集和重構(gòu)首先將各路TS流的PSI進(jìn)行搜集，進(jìn)行碼流分析，得到各路TS碼流中相應(yīng)的視頻、音頻、數(shù)據(jù)信息的碼率、PID(標(biāo)識(shí)符)等，并丟棄各路原有的PSI信息。當(dāng)出現(xiàn)兩路TS流中的PID發(fā)生沖突時(shí)，此時(shí)，需要修改一路或者多路TS流中某一數(shù)據(jù)流的PID(即復(fù)用器需要對(duì)修改了PID視頻/音頻包或其他數(shù)據(jù)包進(jìn)行PID更新)。無(wú)論是否出現(xiàn)PID沖突，復(fù)用器都需要重構(gòu)PSI信息。第三十二頁(yè)，共45頁(yè)。33

PSI信息的搜集和重構(gòu)PSI信息的收集與節(jié)目識(shí)別PSI信息的重構(gòu)第三十三頁(yè)，共45頁(yè)。34PSI信息的收集與節(jié)目識(shí)別尋找PID為0x0000的攜帶PAT表的TS包根據(jù)PAT表的內(nèi)容識(shí)別出攜帶PMT表的TS包的PID，并由此找到PMT表從PMT表中獲得構(gòu)成一路節(jié)目的各類比特流的PID根據(jù)該P(yáng)ID找到對(duì)應(yīng)的這路節(jié)目的各個(gè)TS包。第三十四頁(yè)，共45頁(yè)。35PSI信息的重構(gòu)

復(fù)用器對(duì)輸入的碼流進(jìn)行基本的PID變化和PSI信息重構(gòu)由于CAT，NIT表與節(jié)目信息相關(guān)的內(nèi)容不多，所以一般指PSI重構(gòu)，主要側(cè)重與PAT，PMT表的重構(gòu)第三十五頁(yè)，共45頁(yè)。36PSI信息的重構(gòu)抽取需要復(fù)用碼流的節(jié)目號(hào)，復(fù)用后的PMT_PID和PCR標(biāo)志位等，再加上一些包頭信息，就可以重構(gòu)PAT表，信息填寫完后，加上CRC效驗(yàn)字段，用oxff填充余下的字節(jié)，直到PAT包的長(zhǎng)度是188字節(jié)的整數(shù)倍。第三十六頁(yè)，共45頁(yè)。37PSI信息的重構(gòu)PMT包的重構(gòu)和PAT包相似重構(gòu)PMT表需要：PMT_PID,碼流類型，基本碼流PID，PCR_PID等信息，一個(gè)PMT表只有一個(gè)節(jié)目的基本流信息，不能把各個(gè)節(jié)目的基本碼流信息混在一起第三十七頁(yè)，共45頁(yè)。38PCR修正模擬電視中的行，場(chǎng)等信息輔助下模擬電視中圖像信息是以同步方式傳輸?shù)模@樣接收機(jī)就可以直接提取出幀同步脈沖。數(shù)字電視系統(tǒng)的視頻和音頻信號(hào)經(jīng)過(guò)編碼后變?yōu)榇斜忍亓餍问剑捎趫D像編碼方式(I，B，P幀等)和圖像復(fù)雜度的不同，編碼后每幀圖像產(chǎn)生的數(shù)據(jù)量是不同的，無(wú)法從編碼比特流中直接獲取幀同步信息，導(dǎo)致了解碼與顯示過(guò)程無(wú)法同步所以，每隔一定的傳輸時(shí)間，在經(jīng)過(guò)選擇的TS包的適應(yīng)頭中，傳送系統(tǒng)時(shí)鐘27MHz的一個(gè)抽樣值給接收機(jī)，作為解碼器的時(shí)鐘參考信號(hào)第三十八頁(yè)，共45頁(yè)。39PCR修正PCR---節(jié)目參考時(shí)鐘program_clock_referencePCR域攜帶著整個(gè)節(jié)目的時(shí)間信息MPEG-2系統(tǒng)規(guī)范要求PCR時(shí)間必須為PCR域最后一字節(jié)離開復(fù)用器的時(shí)間，因此，只能在TS包的PCR域串出復(fù)用器的時(shí)刻，在原來(lái)的PCR值的基礎(chǔ)上加上該TS包在本復(fù)用器中實(shí)際經(jīng)歷的時(shí)間，以保持其值與碼流同步第三十九頁(yè)，共45頁(yè)。40TS包結(jié)構(gòu)第四十頁(yè)，共45頁(yè)。41自

適

應(yīng)

字

段

描

述adaption_field{adaption_field_length8if(adaption_field_length>0)discontinuity_indicator1random_access_indicator1elementary_stream_priority_indicator1PCR_flag1OPCR_flag1splice_point_flag1transport_private_data_flag1adaption_field_extension_flag1if(PCR_flag==‘1’){program_clock_ref