数字电视实验二报告

数字电视实验报告

实验名称：MPEG视频编解码&音频MPEG编解码实验&H.264实验内容

姓名：文婉滢（20105356）

班级：电子1002 指导老师：龙惠民

时间： 2013年5月16日

第三章、MPEG视频编解码

实验一节目码流和传输码流实验

1.实验要求：

根据所学知识，对上述观察到的现象做出解释。分析节目码流和传输码流这两种模式的基本作用，它们对画面质量有无影响。

答：（1）在编码模式为传输码流模式时，电视监视器上正常播放节目；将编码模式设置为“MPEG2 PS”，其它设置不变时，视频编码器工作在MPEG-2编码，节目码流模式，此时电视监视器上无信号。因为此时的解码器只能解码TS码流，不能解码PS码流。

（2）节目流是用来传输和保存一个节目的编码数据或其它数据的，具有公共时间基准的一个或多个视频/音频PES复用而成的单一码流。传输流是在信号传输过程中的音视频文件在单位时间内使用的数据流量等信息组合或复用而成的具有一个或多个时间基准的一路或多路节目的多个视频/音频PES复用而成的单一码流。

（3）它们对画面质量有影响。

实验二包识别码（PID）实验

1.实验结果：

（1）将Video_PID的值改为187，其它选项不变，点击“确定”按钮后，画面暂停，声音继续正常播放，按“搜索”键后，图像、声音均正常播放，图像质量没有明显变化。

（2）将Audio_PID的值改为96，其它选项不变，点击“确定”按钮后，声音暂停，画面继续正常播放，按“搜索”键后，图像、声音均正常播放，图像质量没有明显变化。

2.实验要求：

说明包识别码PID的作用。

答：包之所以能被复用和解复用，就是靠特定的基本流和控制码流的包标识符（PID）。PID表示当前TS包的净荷数据的类型。电视信号MPEG-2标准压缩成PES包，再将PES包转换成长度为188字节的传送包（TP），它代表每帧画面的信息量。在188字节中，用3B来表示包开始前缀，以1B来表示包标志，2B表示PES包的包长度，剩下的是实时压缩的活动图像声音等可变PES包，PID在传送包的包头上。其中的传输流的包头是识别传输流的关键，由32bit组成。在包头的32bit中，13bit的PID码特别重要，它是辨别码流信息性质的关键，是节目流的“身份证”，不同的电视节目和服务信息（SI）对应不同的PID码。对于一台解码接收机而言，为了找到要接收的电视节目，它首先会通过PID码找到业务信息（SI）所对应的不同表格，然后通过这些业务信息表格查到所要接收节目的PID码和对应的时钟PCR，将节目进行解码还原。

实验三视频编解码延时实验

1.实验结果：此时的时延差为14.70ms。

2.实验要求：

（1）分析视频编解码器的输入和输出产生时延差的原因。

答：视频需要经过编码器进行编码然后再传输，然后再解码，最后输出，每个过程都需要一定的时间，所以会产生延时。

（2）如果要减小视频编解码延时，尽可能地实现视频信号实时传输，可采取什么方法？

答：改变编码速率，加大速率可减小延时。

实验四视频帧结构实验

1.实验结果：将系统模式设置为“MPEG2”,编码模式设置为“MPEG2 TS”，GOP模式设置为“IPPPPPPPP”，编码速率设置为“8”。此时视频编码器工作在MPEG-2编码，传输码流模式。只改变GOP模式，观察并记录电视监视器上的画面质量和编解码延时列于表1。

表1

GOP模式画面质量编解码延时

IPPPPPPPP 清楚11.70ms

IIIIIIIII 模糊17.60ms

IBIPBPBPB 更模糊 2.000ms

IBBPBBPBB 较清晰 5.000ms

2.实验要求：

（1）分析并比较在不同GOP模式下电视画面质量为何不同。

答：I帧编码图像为：帧内编码图像，延时最小；P帧编码图像为：前向预测编码图像，延时一般；B帧编码图像为：双向预测编码图像，延时最大；所以GOP模式中含有的I、P、B不同，画面质量也就不同。

（2）分析并比较在不同GOP模式下编解码延时为何不同，根据所掌握的知识，写出你所知道的影响编解码延时的各种因素。

答：I帧编码图像为：帧内编码图像，延时最小；P帧编码图像为：前向预测编码图像，延时一般；B帧编码图像为：双向预测编码图像，延时最大；所以GOP模式中含有的I、P、B不同，编解码延时就不同。除GOP模式外，编码速率也影响编解码延时。

实验五视频编码速率实验

1.实验结果：将系统模式设置为“MPEG2”,编码模式设置为“MPEG2 TS”，GOP模式设置为“IPPPPPPPP”，编码速率设置为“8”。此时视频编码器工作在MPEG-2编码，传输码流模式。系统支持的编码速率为：n×256Kbps（n为从2到57的正整数），分别取n为2、4、8、16和32作为系统编码速率项的设置值，观察并记录监视器上的视频画面和伴音有何变化，结果如表2所示。

表2

n的值画面质量伴音

2 非常模糊、不流畅、卡正常

4 较模糊、较流畅、时而清晰时而模糊正常

8 较清晰、流畅正常

16 清晰、流畅正常

32 非常清晰、非常流畅正常

2.实验要求：

（1）分析说明当编码速率从低到高变化的过程中，图像和伴音的质量是如何变化的，并说明其原因。

答：当编码速率从低到高变化时，图像质量变好，伴音质量没有明显变化。因为编码速率越快，编解码延时越小，图像质量也越好。

（2）分析说明当编码速率从低到高变化的过程中，图像编解码延时有无变化，分析其原因。

答：当编码速率从低到高变化时，图像编解码延时变小。因为编解码的速度变快了，延时自然就变小了。

实验六图像子采样模式实验

1.实验结果：将编码模式设置为“MPEG2”，编码速率设置为“8”。图像子采样模式设置为