功能描述:
MPEG-2系統是將視頻、音頻及其它數據基本流組合成一個或多個適宜于存儲或傳輸的數據流的規范,如圖1所示。符合ITU-R. 601標準的、幀次序為I1B2B3P4B5B6P7B8B9I10數字視頻數據和符合AES/EBU標準的數字音頻數據分別通過圖像編碼和聲音編碼之后,生成次序為I1P4B2B3 P7B5B6I10
B8B9視頻基本流(ES)和音頻ES。在視頻ES中還要加入一個時間基準,即加入從視頻信號中取出的27MHz時鐘。然后,再分別通過各自的數據包形成器,將相應的ES打包成打包基本流(PES)包,并由PES包構成PES。最后,節目復用器和傳輸復用器分別將視頻PES和音頻PES組合成相應的節目流(PS)包和傳輸流(TS)包,并由PS包構成PS和由TS包構成TS。顯然,不允許直接傳輸PES,只允許傳輸PS和TS;PES只是PS轉換為TS或TS轉換為PS的中間步驟或橋梁,是MPEG數據流互換的邏輯結構,本身不能參與交換和互操作。

將MPEG-2壓縮編碼的視頻基本流(ES-Elementary Stream)數據分組為包長度可變的數據包,稱為打包基本流(PES- Packetized
Elementary Stream)。廣而言之,PES為打包了的專用視頻、音頻、數據、同步、識別信息數據通道。所謂ES,是指只包含1個信源編碼器的數據流。即ES是編碼的視頻數據流,或編碼的音頻數據流,或其它編碼數據流的統稱。每個ES都由若干個存取單元(AU-Access Unit)組成,每個視頻AU或音頻AU都是由頭部和編碼數據兩部分組成的。將幀順序為I1P4B2B3P7B5B6 的編碼ES,通過打包,就將ES變成僅含有1種性質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。PES包的組成見圖2。
由圖2可見,1個PES包是由包頭、ES特有信息和包數據3個部分組成。由于包頭和ES特有信息二者可合成1個數據頭,所以可認為1個PES包是由數據頭和包數據(有效載荷)兩個部分組成的。
包頭由起始碼前綴、數據流識別及PES包長信息3部分構成。包起始碼前綴是用23個連續“0”和1個“1”構成的,用于表示有用信息種類的數據流識別,是1個8 bit的整數。由二者合成1個專用的包起始碼,可用于識別數據包所屬數據流(視頻,音頻,或其它)的性質及序號。例如:
比特序1 1 0 ×××××是號碼為××××的MPEG-2音頻數據流;
比特序1 1 1 0 ××××是號碼為××××的MPEG-2視頻數據流。
PES包長用于包長識別,表明在此字段后的字節數。如,PES包長識別為2 B ,即2×8 = 16 bit字寬,包總長為216-1=65535 B,分給數據頭9 B(包頭6 B + ES特有信息3 B ),可變長度的包數據最大容量為65526 B。盡管PES包最大長度可達(216 -1)=65535 B(Byte),但在通常的情況下是組成ES的若干個AU中的由頭部和編碼數據兩部分組成的1個AU長度。1個AU相當于編碼的1幅視頻圖像或1個音頻幀,參見圖2右上角從ES到PES的示意圖。也可以說,每個AU實際上是編碼數據流的顯示單元,即相當于解碼的1幅視頻圖像或1個音頻幀的取樣。
ES特有信息是由PES包頭識別標志、PES包頭長信息、信息區和用于調整信息區可變包長的填充字節4部分組成的PES包控制信息。其中,PES包頭識別標志由12個部分組成:PES加擾控制信息、PES優先級別指示、數據適配定位指示符、有否版權指示、原版或拷貝指示、有否顯示時間標記(PTS-Presentation Time
Stamp)/解碼時間標記(DTS-Decode Time
Stamp)標志、PES包頭有否基本流時鐘基準(ESCR-Elementary
Stream Clock Reference)信息標志、PES包頭有否基本流速率信息標志、有否數字存儲媒體(DSM)特技方式信息標志、有否附加的拷貝信息標志、PES包頭有否循環冗余校驗(CRC-Cyclic Redundancy
Check)信息標志、有否PES擴展標志。有擴展標志,表明還存在其它信息。如,在有傳輸誤碼時,通過數據包計數器,使接收端能以準確的數據恢復數據流,或借助計數器狀態,識別出傳輸時是否有數據包丟失。
運動補償是一種大量、單調的運算。為了能實現運動補償,采用了多級、多個運算單元并行流水運算的方式:
運動補償模塊的控制很復雜。實際設計時將它分成幾個子模塊:補償控制、補償地址產生、差分數據提供以及補償運算。這幾個子模塊直接采用硬件邏輯設計。其中補償控制是完成整個運動補償的控制,提供輸入控制信號、輸出控制信號、緩存控制信號、預測數據和差分數據等;補償地址產生用于生成預測數據在幀緩存中的地址及補償結果的寫地址;差分數據負責接收IDCT的結果,通過緩存在適當時機提供補償使用;補償運算則完成最終預測數據的計算。
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