4.系統的復用
多個(gè)信號在同1個(gè)信道傳輸而不相互干擾，稱(chēng)為多路復用。如果將第一層的多個(gè)多路復用器先分別進(jìn)行單節目傳輸復用，而后再進(jìn)行第二層的多節目傳輸復用，就形成了雙層復用。圖8是系統雙層復用原理圖。由圖可見(jiàn)，編碼器不僅有視頻編碼器和音頻編碼器，還有系統編碼器。第一層的每個(gè)多路單節目傳輸復用器輸入信號有：ITU -R.601標準數字視頻，如視頻幀順序為 I1B2B3 P4B5B6 P7B8B9 I10；AES/EBU數字音頻數據；節目專(zhuān)用信息PSI及系統時(shí)鐘STC 1-N等控制信號。其中視頻編碼器、音頻編碼器和數據提供給系統編碼器的是基本流ES，視頻ES的幀順序為I1P4B2B3P7B5B6I10B8B9。經(jīng)過(guò)系統編碼器加入PTS及DTS，并分別打包成視頻PES、音頻PES，數據本身提供的就是PES。PSI插入數據流，數據加密將有關(guān)的調用權、編碼密鑰通過(guò)條件收視表插入MPEG-2 TS ，并將傳輸復用器從STC導出的PCR插入相應區段。這些視頻PES、音頻PES、數據PES及PSI，經(jīng)過(guò)加入PID及PCR的傳輸復用器后，將輸入基本流ES分割成傳輸包片段，并為每個(gè)片段配備1個(gè)數據頭（Header），就形成了一系列的TS包。然后，通過(guò)各個(gè)不同性質(zhì)的數據流的數據包交織后，輸出MPEG-2 TS，其包含相應傳輸系統解碼器所需要的所有數據。這樣，從第一層的N個(gè)單節目復用器輸出N股MPEG-2 TS，通過(guò)各自的傳輸鏈路輸入第二層多路多節目傳輸復用器。從N路MPEG-2 TS中提取出N個(gè)PCR，從而再生出STC 1-N，最后產(chǎn)生出N個(gè)第二層多路多節目傳輸復用器用的新PCR。多節目傳輸復用器的任務(wù)是在分析的基礎上，對多套節目復用合成，對數據包時(shí)標更新。因為，MPEG只允許1個(gè)TS只能有1張節目源結合表PAT，多節目傳輸復用器需要對PSI表進(jìn)行分析，以便建立對新數據流適用的PAT，修正有關(guān)數據包中的時(shí)間標志，完成時(shí)標更新。經(jīng)過(guò)第二層多節目傳輸復用器復用后，輸出MPEG-2 TS，可以繼續通過(guò)傳輸鏈路傳輸到解復用器，也可以采用誤碼保護編碼、信道編碼、調制技術(shù)后，通過(guò)衛星、有線(xiàn)電視、地面無(wú)線(xiàn)電視傳輸。例如，將第二層多節目傳輸復用的MPEG-2 TS，經(jīng)過(guò)QPSK信道調制上衛星，地面用戶(hù)通過(guò)數字電視接收機的QPSK解調器、解復用器、解碼器直接接收；有線(xiàn)電視臺前端將衛星下行信號先后經(jīng)過(guò)解調器、解復用器、再復用器、QAM電纜調制器后，饋送至有線(xiàn)電視網(wǎng),用戶(hù)數字電視接收機通過(guò)QAM電纜解調器、解復用器、解碼器接收；地面無(wú)線(xiàn)電視臺將接收的衛星信號先后經(jīng)過(guò)解調器、解復用器、再復用器、COFDM電纜調制器后，饋送至地面發(fā)射臺發(fā)射，用戶(hù)可通過(guò)數字電視接收機的COFDM解調器、解復用器、解碼器接收。由上述可明白：
1）數據流的分割
將1個(gè)數據流逐段分割成多個(gè)數據包，便利于不同數據流的數據包交織。
2）節目最小組合
1個(gè)電視節目是由多個(gè)不同性質(zhì)的數據流的ES組成的，1個(gè)電視節目的最小組合為1個(gè)視頻流，1個(gè)音頻流， 1個(gè)帶字母、字符的數據流（Tele text），其它信息業(yè)務(wù)數據流。
3）PS與TS區別
節目流PS只能由1套節目的ES組成，傳輸流TS一般由多套節目的ES組成。由于在說(shuō)明TS的基本流時(shí)標時(shí)，總是針對某1節目而言，因此TS選擇了節目時(shí)鐘基準PCR的概念，而不是系統時(shí)鐘基準SCR。
5.系統的解碼
由前述，MPEG-2系統要解決的問(wèn)題是：
1）系統的復用與解復用
MPEG-2采用時(shí)分多路復用技術(shù)，讓多路信號在同一信道上占用不同的時(shí)隙進(jìn)行存儲和傳輸，以提高信道利用率。
2）聲音圖像要同步顯示
由于時(shí)分多路復用中的位時(shí)隙、路時(shí)隙、幀之間具有嚴格的時(shí)間關(guān)系，這就是同步。區分各路信號以此為據。為了恢復節目，先對ES進(jìn)行解碼。聲音、圖像信號的重現需要同步顯示，從而要求收發(fā)兩端數據流要達到同步。為此，MPEG-2系統規范通過(guò)在數據中插入時(shí)間標志來(lái)實(shí)現：SCR或PCR為重建系統時(shí)間基準的絕對時(shí)標；在有效PS和TS產(chǎn)生前，已插入PES的DTS和PTS為解碼和重現時(shí)刻的相對時(shí)標。
3）解碼緩存器無(wú)上下溢
MPEG-2系統是由視音頻編碼器、編碼緩存器、系統編碼器及復用器、信道網(wǎng)絡(luò )編解碼器及存儲環(huán)境編解碼器、系統解碼器及解復用器、解碼緩存器和視音頻解碼器構成。其中，編碼緩存器和解碼緩存器延遲是可變的；信道網(wǎng)絡(luò )編解碼器及存儲環(huán)境編解碼器和從視/音頻編碼器輸入到視音頻解碼器輸出，延遲是固定的。這表明，輸入視/音頻編碼器的數字圖像和音頻取樣，經(jīng)過(guò)固定的、不能變的點(diǎn)到點(diǎn)延遲后，應該精確地同時(shí)出現在視音頻解碼器的輸出端。編碼及解碼緩存器的可變延遲的范圍就應該受到嚴格限制，使解碼緩存器無(wú)上、下溢。
為了解決復用、同步、無(wú)溢出問(wèn)題，需要定義1個(gè)系統目標解碼器（STD-System Target Decoder）模型。用于解釋傳輸流TS解碼并恢復基本流ES時(shí)的過(guò)程；用于在復用器數據包交織時(shí)確定某些時(shí)間的邊界條件。因此，每個(gè)相應的MPEG-2 TS必須借助于專(zhuān)門(mén)的解碼器模型來(lái)解碼。圖9為T(mén)S的系統目標解碼器模型。
STD與實(shí)際解碼器的主要差別是：STD對數據流的操作是瞬時(shí)完成的，無(wú)須時(shí)間延遲。而實(shí)際解碼器是有延遲的。于是，可以利用這個(gè)差別，根據STD設計解碼器的緩存器的容量。例如，PAL制視頻圖像每隔1/25 s解碼出1幀，壓縮視頻以4Mb/s碼率到達視頻解碼器。要完全移走1幀圖像，視頻解碼器比STD的時(shí)間要延遲1/25 s ，其緩存器容量要比STD規定容量大4Mb/s×1/25s = 0.16Mb。相對于STD，視頻解碼及顯示有延遲，音頻解碼及顯示也應延遲同樣的時(shí)間，以便視音頻正確同步。
要防止STD上溢或下溢，首先要確定解碼延遲時(shí)間。為此，就要找出第一個(gè)DTS字段值與起始SCR字段值的差值。這個(gè)差值指出解碼器第一個(gè)I幀在復用數據流第一個(gè)SCR字段的最后1個(gè)字節之后的解碼的時(shí)刻。利用I幀和P幀編碼時(shí)間和顯示時(shí)間的不同時(shí)性，計算出PTS與DTS之時(shí)間差，從而確定P幀在重新排序緩存器中存儲的時(shí)間，或P幀在重新排序緩存器中停留多長(cháng)時(shí)間后開(kāi)始解碼。只要在解碼器開(kāi)始解碼前，完全傳送完1個(gè)存取單元，就不會(huì )產(chǎn)生下溢。若每個(gè)存取單元在解碼前瞬時(shí)的緩存器最大充滿(mǎn)度與STD數據流緩存器容量大小比較適配，就不會(huì )產(chǎn)生上溢。
由圖9可見(jiàn)，MPEG-2 TS包含N個(gè)ES的數據。按照PID值，根據ES的性質(zhì)是視頻的還是音頻的或系統的，通過(guò)換向器，將每個(gè)相關(guān)數據包切換到相應路徑，并分別傳送給各個(gè)傳輸緩存器（TB-Transport Buffer）。如視頻ES輸入到傳輸緩存器TB-1,音頻ES輸入到傳輸緩存器TB-N,PSI輸入到系統緩存器SB-PSI.從STD輸入端傳送到TB或SB是瞬時(shí)的。
TB的容量略大于2個(gè)傳輸流包的相應長(cháng)度，MPEG規定為512 B。有利于較高復用器碼率與較低解碼存儲器存取速度相適應，因緩存器讀出采用較低的ES速率就可以實(shí)現。之所以要采用ES速率，是因為要降低解碼硬件對處理器支持的PSI信息分析的復雜性，從而規定緩存器讀出速度最大不超過(guò)傳輸速率0.2%。視頻基本數據流從TB-1輸出時(shí)，由于包頭再也不能識別TS數據包結構，并已去除了全部相關(guān)傳輸記錄信息，同時(shí)誤差指示器查詢(xún)可能有的包誤差。因此，要拋棄PES包頭，并將所有存儲在TB-1中的PES包的凈負荷數據全部送到主存儲器1，以便為解碼器1提供數據。凈負荷數據從TB-1傳送到主存儲器1是瞬時(shí)完成的。
DTS標明從STD的ES解碼緩存器移走存取單元全部數據的時(shí)刻。對輸入到主存儲器1-N的所有存取單元的數據，都必須在DTS規定的瞬時(shí)移走。解碼器1-N及系統信息解碼器的解碼是瞬時(shí)完成的。順便說(shuō)明的是：傳輸數據包的同時(shí)，應將誤差信息傳送給解碼器，以便對數據內容解擾，至于對內容的進(jìn)一步解碼，已不是傳輸解碼器的事情。數據解壓縮、顯示單元重建及在正確的顯示時(shí)間顯示已同步的序列，是解碼系統的任務(wù)。
PTS標明STD出現顯示單元（PU-Presentation Unit）的時(shí)間，顯示之前，I幀和P幀需要經(jīng)過(guò)重新排序緩存器的延遲。
節目專(zhuān)用信息PSI包括節目源結合表PAT（PID=0）、條件接收表CAT（PID=1）、節目源映射表PMT。由于PSI的數據量比較小，系統緩存器SB-PSI的規模限制在1536B。到達系統信息解碼器的PSI傳輸流，在該解碼器中檢查所期望節目的相關(guān)信息。解碼器通過(guò)PSI表了解來(lái)自數據流的哪些數據包，即數據中哪些PID應繼續傳送，其余不期望的節目數據包可忽略。顯然，存儲在節目源映射表PMT中的PID值，是用于檢測TS內所需要的數據包的。（
聯(lián)系客服
