数字电视技术(第二版) 第3章
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第3章 多路复用
3.1 节目复用 3.2 系统复用 3.3 数据增值业务 思考练习题
3.1 节目复用
3.1.1 PES包 MPEG-2的结构可分为压缩层和系统层。一路节目的视
频、音频及其它辅助数据经过数字化后，通过压缩层完成信 源压缩编码，分别形成视频的基本流ES (Elementary Stream)、 音频的基本流和其它辅助数据的基本流。紧接着，系统层将 不同的基本流分别加包头打包(分组)为PES(Packetized ES， 打包基本流)包。PES又称为分组基本码流。
图3-1 PES包的结构
3.1.2 TS包 为了进行多路数字节目流的复用和有效传输，又将PES
包作为负载分别插入传送流TS(Transport Stream)包中。TS包 固定为188 B，其包头由固定的4 B和可选的可变长的调整字 段组成，如图3-2所示。
图3-2 TS的结构
TS包包头共4 B，包头后面就是需要传送的有用信息(负 载)，包括音频、视频或数据信息，通常是184 B长度。有时 在有用信息前插入一个调整字段(也称为适应头、自适应域)， 用于补充长度不完整的TS包，或放置节目参考时钟 PCR(Program Clock Reference)。 PCR非常重要，它以固定 频率插入包头，表示编码端的时钟，并反映了编码输出码率。 解码端根据PCR来调整解码系统时钟，以保证对节目的正确 解码。
2. PSI和TS流的关系 图3-4表示了4个PSI和TS流之间的基本关系。每个TS流 必须有一个完整有效的节目关联表(PAT)，节目关联表中给 出了节目号(Program Number)和此节目的节目映射表(PMT) 位置(PMT-PID)之间的对应关系。在映射为一个TS包之前， PAT可能被分为255个分段，每个分段包含有整个PAT的一部 分。这种分法在出错时可使数据丢失最少，也就是包丢失或 位错误可定位于更小的PAT分段，这样就允许其它分段被接 收和正确解码。节目号0规定用于网络PID。节目关联表在 传送过程中不加密。
3.1.3 节目特定信息 为了能对一路节目的TS流中所含的各种信息进行标识
(如区分音、视频包)，MPEG-2 规定在复合的时候需要插入 节目特定信息PSI(Program Specific Information)。
1. 几种节目特ຫໍສະໝຸດ Baidu信息 (1) 节目关联表PAT(Program Association Table)：它给出 每一个节目对应的PMT的PID，还给出NIT的PID，本身的 PID为0x0000。 (2) 条件接收表CAT(Conditional Access Table)：给出条 件接收系统的有关信息，PID为0x0001。 (3) 节目映射表PMT(Program Map Table)：给出一个节 目内各种媒体流的PID及该节目的解码时钟PCR。
各种PES包(视频PES包、音频PES包和其它辅助数据的 PES包)按一定的比率复用后可形成一路节目的TS流，如图 3-3所示。
图3-3 MPEG-2中视频流和音频流的多路复用
针对不同的应用环境(信道和存储介质)，ISO／IEC 13818-1规定了两种系统编码方法：节目流PS(Program Stream)和传送流TS(Transport Stream)。PS是针对那些不容 易发生错误的环境(如光盘存储系统上的多媒体应用)而设计 的系统编码方法，特别适合于软件处理的环境。TS流是针 对那些很容易发生错误(表现为位值错误或组丢失)的环境(如 长距离网络或无线广播系统上的应用)而设计的系统编码方 法。
PES包的结构如图3-1所示。包的头部由多个部分组成。 其中，起始码前缀(Packet Start Code Prefix)由23个“0”后跟1 个“1”组成。包识别(Steam ID)表示这个包的码流是视频、 音
频或数据的序号。PES长度(PES Packet Length)表示这个字 段后面有多少字节。PES头部标志(PES Header Flags)共14个 比特，包含内容有：SC为加扰指示；PR为优先级指示；DA 表示相配合的数据；CR是有无版权指示；OC表示原版或拷 贝；PD表示有无PTS(Presentation Time Stamp，显示时间印 记或时间表示印记)或DTS(Decode Time Stamp，解码时间印 记)；ESCR表示PES包头部是否有时间基准信息；RATE表 示PES包头部是否有基本流速率信息；TM表示是否有8个比 特的字段说明数字存储媒体(DSM)的模式；AC表示未定义； CRC表示是否有CRC字段；EXT表示是否有扩展标志。接下 来是PES头部长度(PES Header Length)、PES头部可选区域 (PES Header Optional Fields)和PES包数据块(PES Packet Data Block)。
(4) 网络信息表NIT(Network Information Table)：给出物 理传输网络的有关信息。它有Actual和Other之分，表示当前 值和其它值。
(5) 传送流描述表TSDT(Transport Stream Description Table)：PID为0x0002。
PSI信息以段(Section)为单位进行组织，段可以作为负 载插入TS包中，然后以一定的比率插入一路节目的TS流中， 形成完整的一路节目的TS流。
图3-4 PSI和TS流的关系
节目映射表(PMT)完整地描述了一路节目是由哪些PES 组成的，它们的PID分别是什么等。单路节目的TS流是由具 有相同时基(PCR)的多种媒体PES流复用构成的，典型的构 成包括一路视频PES、多路音频PES(多声道、普通话、粤语、 英语等)以及一路或多路辅助数据。各路PES被分配了唯一 的PID，MPEG-2要求至少有节目号、PCR-PID、原始流类 型和原始流PID。带有节目映射表的TS包不加密。
TS包包头中的SyncByte有8 b，为同步字节。Ei为误码 指示，1 b。Pusi为有效负荷单元起始指示，1 b。Trp为传输 优先级，1 b。PID(Packet Identifier)为包标识，用来标识包 的类型(如视频、音频、节目特定信息PSI等)，共13 b。Scrflags是加扰标识，2 b。af为适配区域标识，2 b。Cc为连续 计数器，4 b。
3.1 节目复用 3.2 系统复用 3.3 数据增值业务 思考练习题
3.1 节目复用
3.1.1 PES包 MPEG-2的结构可分为压缩层和系统层。一路节目的视
频、音频及其它辅助数据经过数字化后，通过压缩层完成信 源压缩编码，分别形成视频的基本流ES (Elementary Stream)、 音频的基本流和其它辅助数据的基本流。紧接着，系统层将 不同的基本流分别加包头打包(分组)为PES(Packetized ES， 打包基本流)包。PES又称为分组基本码流。
图3-1 PES包的结构
3.1.2 TS包 为了进行多路数字节目流的复用和有效传输，又将PES
包作为负载分别插入传送流TS(Transport Stream)包中。TS包 固定为188 B，其包头由固定的4 B和可选的可变长的调整字 段组成，如图3-2所示。
图3-2 TS的结构
TS包包头共4 B，包头后面就是需要传送的有用信息(负 载)，包括音频、视频或数据信息，通常是184 B长度。有时 在有用信息前插入一个调整字段(也称为适应头、自适应域)， 用于补充长度不完整的TS包，或放置节目参考时钟 PCR(Program Clock Reference)。 PCR非常重要，它以固定 频率插入包头，表示编码端的时钟，并反映了编码输出码率。 解码端根据PCR来调整解码系统时钟，以保证对节目的正确 解码。
2. PSI和TS流的关系 图3-4表示了4个PSI和TS流之间的基本关系。每个TS流 必须有一个完整有效的节目关联表(PAT)，节目关联表中给 出了节目号(Program Number)和此节目的节目映射表(PMT) 位置(PMT-PID)之间的对应关系。在映射为一个TS包之前， PAT可能被分为255个分段，每个分段包含有整个PAT的一部 分。这种分法在出错时可使数据丢失最少，也就是包丢失或 位错误可定位于更小的PAT分段，这样就允许其它分段被接 收和正确解码。节目号0规定用于网络PID。节目关联表在 传送过程中不加密。
3.1.3 节目特定信息 为了能对一路节目的TS流中所含的各种信息进行标识
(如区分音、视频包)，MPEG-2 规定在复合的时候需要插入 节目特定信息PSI(Program Specific Information)。
1. 几种节目特ຫໍສະໝຸດ Baidu信息 (1) 节目关联表PAT(Program Association Table)：它给出 每一个节目对应的PMT的PID，还给出NIT的PID，本身的 PID为0x0000。 (2) 条件接收表CAT(Conditional Access Table)：给出条 件接收系统的有关信息，PID为0x0001。 (3) 节目映射表PMT(Program Map Table)：给出一个节 目内各种媒体流的PID及该节目的解码时钟PCR。
各种PES包(视频PES包、音频PES包和其它辅助数据的 PES包)按一定的比率复用后可形成一路节目的TS流，如图 3-3所示。
图3-3 MPEG-2中视频流和音频流的多路复用
针对不同的应用环境(信道和存储介质)，ISO／IEC 13818-1规定了两种系统编码方法：节目流PS(Program Stream)和传送流TS(Transport Stream)。PS是针对那些不容 易发生错误的环境(如光盘存储系统上的多媒体应用)而设计 的系统编码方法，特别适合于软件处理的环境。TS流是针 对那些很容易发生错误(表现为位值错误或组丢失)的环境(如 长距离网络或无线广播系统上的应用)而设计的系统编码方 法。
PES包的结构如图3-1所示。包的头部由多个部分组成。 其中，起始码前缀(Packet Start Code Prefix)由23个“0”后跟1 个“1”组成。包识别(Steam ID)表示这个包的码流是视频、 音
频或数据的序号。PES长度(PES Packet Length)表示这个字 段后面有多少字节。PES头部标志(PES Header Flags)共14个 比特，包含内容有：SC为加扰指示；PR为优先级指示；DA 表示相配合的数据；CR是有无版权指示；OC表示原版或拷 贝；PD表示有无PTS(Presentation Time Stamp，显示时间印 记或时间表示印记)或DTS(Decode Time Stamp，解码时间印 记)；ESCR表示PES包头部是否有时间基准信息；RATE表 示PES包头部是否有基本流速率信息；TM表示是否有8个比 特的字段说明数字存储媒体(DSM)的模式；AC表示未定义； CRC表示是否有CRC字段；EXT表示是否有扩展标志。接下 来是PES头部长度(PES Header Length)、PES头部可选区域 (PES Header Optional Fields)和PES包数据块(PES Packet Data Block)。
(4) 网络信息表NIT(Network Information Table)：给出物 理传输网络的有关信息。它有Actual和Other之分，表示当前 值和其它值。
(5) 传送流描述表TSDT(Transport Stream Description Table)：PID为0x0002。
PSI信息以段(Section)为单位进行组织，段可以作为负 载插入TS包中，然后以一定的比率插入一路节目的TS流中， 形成完整的一路节目的TS流。
图3-4 PSI和TS流的关系
节目映射表(PMT)完整地描述了一路节目是由哪些PES 组成的，它们的PID分别是什么等。单路节目的TS流是由具 有相同时基(PCR)的多种媒体PES流复用构成的，典型的构 成包括一路视频PES、多路音频PES(多声道、普通话、粤语、 英语等)以及一路或多路辅助数据。各路PES被分配了唯一 的PID，MPEG-2要求至少有节目号、PCR-PID、原始流类 型和原始流PID。带有节目映射表的TS包不加密。
TS包包头中的SyncByte有8 b，为同步字节。Ei为误码 指示，1 b。Pusi为有效负荷单元起始指示，1 b。Trp为传输 优先级，1 b。PID(Packet Identifier)为包标识，用来标识包 的类型(如视频、音频、节目特定信息PSI等)，共13 b。Scrflags是加扰标识，2 b。af为适配区域标识，2 b。Cc为连续 计数器，4 b。