Предыдущая страница реферата | 1  2  3  4  5  6 | Следующая страница реферата

Для программного потока характерно все выше сказанное, только с условием, что заголовки блока должны появляться не реже, чем через 0,7 сек.
Это связано с тем, что заголовки содержат опорное системное время, а также информацию о характере потока для декодера. Он предназначен для использования в условиях окружения, не вносящего ошибки. Искажения могут означать потерю целого кадра, т.к. длина блоков переменна и ошибка в определении его длины (длины PES-пакета) приведет к потере синхронизации.
Преимущество в том, что при отсутствии ошибок, процедура демультиплексирования проста.

3.2 Транспортный поток

Этот поток может объединять пакетные элементарные потоки, переносящие данные нескольких программ с независимыми временными базами. Один транспортный поток может переносить до 8175 элементарных потоков. Он состоит из коротких пакетов фиксированной длины. Процесс объединения подчиняется ряду ограничений:

. первый байт каждого PES-пакета должен быть первым байтом полезной нагрузки;

. каждый транспортный пакет может содержать данные лишь одного PES- пакета;

. если PES-пакет не имеет длину, кратную 184 байтам, то один из транспортных пакетов не заполняется полностью, а оставляет место для адаптации.

Структура транспортного потока оптимизирована для условий передачи данных в каналах связи с шумами: для разрешения проблем, связанных с действием шума, добавляются 16 проверочных байтов кода Рида–Соломона, что позволяет исправить 8 битов. Пакет начинается 4байтного заголовка, который не является уникальным, однако в купе с определенной длиной пакета 188 байт, упрощает определение. Для опознавания пакетов, принадлежащих одному элементарному потоку, используется 13 битный идентификатор. Важный компонент структуры – счетчик непрерывности, который инкрементирует последовательности элементарных пакетов, принадлежащих одному потоку. Это позволяет определить потерю одного из пакетов и маскировать ошибки

Идентификатором принадлежности транспортного пакета к определенному потоку является значение PID, а для распознавания элементарных потоков и объединения их в телевизионную программу служит PSI, который должен передаваться в потоке. Определено четыре вида таблиц с программной информацией:

. таблица соединения программ PAT (сообщает список номеров всех программ);

. таблица плана программ PMT (сведения о программе и её элементарные потоки);

. таблица условного доступа CAT.

Все вместе таблицы образуют иерархический индексный механизм. Принципы мультиплексирования элементарного и транспортного потоков, из которых складывается телевизионная программа, указаны в приложении А. Благодаря небольшой длине пакета транспортный поток может переносить несколько телевизионных программ с разными временными базисами, но за это приходится платить более сложной схемой мультиплексирования.

Кадры телевизионного изображения поступают на вход кодера MPEG-2 с постоянной частотой, точно с такой же частотой они должны воспроизводится.
Это означает, что общая задержка в системе должна быть постоянной.
Энтропийное кодирование формирует слова с разной длиной, проблема решается за счет использования буфера.

Компенсацию задержек и синхронизацию обеспечивают метки времени, которые ставятся в соответствии каждому блоку доступа и сообщается декодеру точное время извлечения блока. Текущее системное время обеспечивается опорным генератором, однако, должен быть некоторый сдвиг, т.к. метка сообщает время в будущем. Сдвиг должен быть достаточно большим, чтобы блок доступа прошел буфер. Для синхронизации времени текущее время кодера регулярно передается декодеру (в единицу периода частоты 27 МГц). Метки программного времени должны появляться не реже, чем раз в 0,1 сек. Метки не должны сопровождать каждый блок доступа, они переносятся в заголовках PES- пакетов.

3.3 Подход к потоку видеоданных MPEG-2 как к потоку данных

Основной целью создания стандарта MPEG-2 было желание работать с потоком видеоданных как с любым потоком данных, обрабатываемым, например, сигнальным процессором. Благодаря этому, возможен монтаж программы, компрессированной MPEG-2, однако смонтированная программа должна обладать всеми свойствами потока данных MPEG-2. Возможности монтажа предоставляет студийный профиль 422, реализованный в формате видеозаписи BETACAM SX.
Данный профиль позволяет выполнить монтаж путем дописывания нового потока без нарушения непрерывности смонтированного потока в точках монтажа. Такой способ, основанный на перекодировании кадров с двунаправленным предсказанием в сочетании с опережающим считыванием, позволяет выбирать точку монтажа в любом месте и выполнять монтаж с кадровой точностью.

Транскодирование (изменение скорости потока с использованием параметров первоначального кодирования) позволяет минимизировать искажения процесса.

Широкое распространение видеокомпрессии делает все более необходимым объединение кодированных программ не только без декодирования, но и без изменения содержания блоков доступа. По своей сути это, конечно, не просто коммутация, а сращивание потоков, при котором полученный поток будет соответствовать синтаксису и семантике MPEG-2 – склейка потоков. Но есть и проблемы коммутации потоков:

. P и B кадры не могут быть восстановлены без опорных изображений, а это возможно при коммутации;

. компрессия изображения требуется для передачи разных интервалов времени;

. изображения, занимающие разные интервалы времени в компрессированной форме, после декодирования должны воспроизводится через равные промежутки времени. Стандартные кодеры (декодеры) MPEG-2 работают с таким буфером, что это и происходит, однако, при коммутации параметры меняются скачком, что может привести к нарушению работы буфера и потери синхронизации.
Эти и другие проблемы приводят к тому, что только некоторые точки подходят для склейки.

4. Кодеры MPEG-2.

В стандартах MPEG не описано построение кодера, а лишь определен синтаксис потока данных на его выходе. Поэтому структурная схема кодера, представленная в приложении Б лишь отображает основные операции, выполняемые при кодировании и обеспечивающие получение выходного потока данных с требуемыми параметрами по которым декодер любой фирмы производителя, но канонического построения сможет восстановить видеоизображение.

Задача кодирующего оборудования состоит в том, чтобы преобразовать различные форматы входных видеосигналов в единую форму – транспортный поток, сегодня все большую популярность приобретают кодеры MPEG-2 с выходом Ethernet. Стандарт MPEG определяет структуру потока и эталонный кодер, но не накладывает ограничений на построение и алгоритм работы.
Современные кодеры имеют модульную конструкцию, позволяющую использовать сменные блоки входных интерфейсов. При необходимости из аналогового сигнала выделяются сигналы телетекста для подачи на мультиплексор (композитное кодирование). Композитное декодирование приводит к заметному снижению качества и не рекомендовано.

Важные функции выполняет предпроцессор – осуществление цифровой фильтрации и синхронизации кадров, производит дополнительную временную обработку и шумоподавление. Стандартным решением для кодера считается наличие двух стереоканалов звука. Предусматривается подача как цифрового
AES/EBU, так и аналоговых сигналов. В последнем случае осуществляется АЦП с разрядностью 18 бит на отсчет и частотой дискретизации 32, 44,1 и 48 КГц. В зависимости от выбранного режима, скорость выходного потока в канале может изменятся в пределах 32…384 Кбит/сек, обеспечивая уровни 1 или 2 стандарта
MPEG-1. возможна установка двух дополнительных кодеров звука, что дает возможность организовать в общей сложности 4 стерео - и 8 моноканалов.
Общепринятым для кодеров сжатия становится наличие канала передачи данных пользователя – низкоскоростного асинхронного со скоростью 115,2 Кбит/сек и синхронного со скоростью до 20 Мбит/сек. Для обновления программного обеспечения есть отдельная энергонезависимая память, позволяющая хранить предыдущие загрузочные версии программного обеспечения. Это дает возможность гибко конструировать кодер, производить модернизацию программного обеспечения и, при необходимости, устанавливать различные опции: статическое мультиплексирование, шифрование, каскадирование, поддержка профиля 4:2:2 и др. большая часть выпускаемых кодеров MPEG-2 DVB формирует минимально необходимый набор PSI-таблиц и потому может работать в одноканальном режиме без дополнительного мультиплексирования, непосредственно создавая транспортный поток на входе модулятора. Выходной сигнал кодера может формироваться в одном или нескольких общепринятых стандартов – наиболее широко используется DVB-ASI, реже используют DVB-SPI,
RS-422. максимальная скорость потока на выходе кодера определяется выбранным профилем и уровнем компрессии, например: MP@ML скорость составляет 15 Мбит/сек; 4:2:2 MP@ML – 50 Мбит/сек. Из проведенных исследований видно, что для скоростей меньше 10 Мбит/сек нет смысла использовать качество 4:2:2, особенно для быстроменяющихся картин, учитывая, что использование скоростей 15 – 20 Мбит/сек на сегодняшний день не принято (и слишком дорого), можно выделить наиболее общие основные установки в типовом кодере MPEG-2 (4:2:0):

Рекомендуем скачать другие рефераты по теме: решебник по русскому класс, культурология, культурология как наука.





Предыдущая страница реферата | 1  2  3  4  5  6 | Следующая страница реферата