2. СистемныйуровеньMpeg-2

ПерейдемкрассмотрениюсистемнойчастистандартаMPEG-2,котораяописываетформатымультиплексированныхпотоковданных,объединяющихсжатыевидеоданныеиданныезвуковогосопровожденияотодногоилине­сколькихисточников,атакжевключающихдругиевидыинформации.

Стандартомпредусмотренодвавидатакихмультиплексированныхпотоков:транспортныйпотокТП(TransportStream-TS)ипрограммныйпотокПП(ProgrammStream-PS).

Нарис.4.14.показанаструктурнаясхемапроцессаформированиятранс­

портногопотока.Видеосигналы,т.е.яркостныйицветаразностныесигналыданнойтелевизионнойпрограммы,атакжесигналыодногоилинесколькихка­наловзвуковогосопровожденияданнойпрограммы,преобразуютсявцифро­вуюформувАЦПикодируютсявсоответствующихкодерах,какэтобылоопи­сановыше.ПотокиданныхнавыходахкодеровназываютсяэлементарнымипотокамиЭП(ES-ElementaryStream).

Видео

Звук

Пакетизатор

тп

ДругиеТВ-каналы,данныеиуправление

Рис.4.14.ФормированиетранспортногопотокаMPEG-2

Вблоках,называемыхпакетизаторами,данныеразделяютсянапакеты-блокиданных,начинающиесясзаголовковопределеннойструктуры.Полу­чающиесяпотокиназываютсяпакетизированнымиэлементарнымипотокамиПЭП(PES-PacketizedElementaryStream).ВкаждомпакетеПЭПобъединеныданные,относящиесякструктурнойединицевходногосигнала,напримеркте­левизионномукадруиликкадрусжатогозвуковогосигнала.ДлинапакетаПЭПможетдостигатьдо64кбит.Передачаданныхвпакетахпозволяетиспользо­ватьразличныеканалысвязи,втомчислеасинхронные,объединятьводномпотокенесколькоэлементарныхпотоков,обеспечиватьзащитуотошибокприпередачеиотнесанкционированногодоступа.

ЗаголовокпакетаПЭПсодержитстартовыйкод,идентификатор,опреде­

ляющийвидинформациивэтомпакетеиспособ-кодирования,значениедлиныпакета,сведенияоскремблировании,отипевременныхметокидругуюин­формацию.

ПЭПможетсодержатьвременныеметкидвухтипов:DTS(DecodingTime

Stamp-меткавременидекодирования)иPTS(PresentationTimeStamp-меткавременивоспроизведения).Наличиедвухвидовметокнеобходимодляпра­вильнойпривязкикшкалевремениоперацийдекодированияивоспроизведе­ниявидеокадроввприемниках,таккак,какпояснялосьранее,порядоккадровприкодированииизменяется.

Пакетизированныеэлементарныепотокинесколькихтелевизионныхпро­грамм,атакжепередаваемыхдополнительныхданныхисигналовуправленияобъединяютсявединыйТППриэтомданныеперераспределяютсявпакетыТП,имеющиефиксированнуюдлину188байтиопределеннуюструктурузаго­ловка,занимающего4байта.Первыйизэтих4байтовравен71илившестна­дцатеричнойзаписиОх47.Этостартоваясинхрогруппа,покоторойвприемнойчастиобнаруживаютотдельныепакетыТП.

СледующиедвабайтасодержатЗоднобитовыхфлага(наличияошбикипе­редачи,началаnакетаПЭПиnриоритета)и13-битовыйидентификаторпа­кета(PID-Packetldentifier),которыйопределяеттиппакетаТПипринадлеж­ностьнаходящихсявнемданныхкодномуизпередаваемыхэлементарныхпотоковПоследнийбайтзаголовкасодержитдвухбитовыйуказательскремб­лирования(см.§6.7),двухбитовыйуказательналичияполейадаптации(см.ниже)ичетырехбитовыйсчетчикнеnрерывности,которыйвкаждомследующемпакетеТПувеличиваетсвоесостояниенаединицу,апослесостояния15воз­вращаетсявсостояниеО.

ПослезаголовкапередаютсяданныесоответствущегоПЭП(нагрузкапаке­та).Вчастипакетовпослезаголовкаможетследоватьполеадаптации,вкото­ромпередаютсяметкивремени,служебныеданныеилиданныепользователя.КаждыйпакетможетсодержатьданныетолькоодногоэлементарногопотокаПакетысданнымиразныхэлементарныхпотоковпередаютсявтранспортномпотокевпроизвольнампорядке.ЗаголовкипакетовПЭПупаковываютсявпаке­тыТПнаравнесдругойинформацией,однаконачалозаголовкапакетаПЭПдолжнорасполагатьсявначалеобластиданныхпакетаТП.Транспортныйпо­токможетсодержатьивсегоодинэлементарныйпоток,нофиксированнаядлинапакетовТПсохраняется.

СпециальныепакетытипаРАТ(ProgrammAssociationТаЫе)несутинформа­

циюотом,какиезначенияидентификаторовсоответствуюткаждойизпереда­ваемыхвтранспортномnотокепрограмм.ДлякаждойпрограммыпередаютсяпакетытипаРМТ(ProgramМарТаЫе),данныевкоторыхопределяютидентифи­каторыотносящихсякэтойпрограммеэлементарныхпотоков.Еслипрограммаплатная,тодлянеепередаютсяпакетысинформациейусловногодоступа.

Вособыхпакетахвсреднем1Оразвсекундупередаютсяметкивремени

(PCR-ProgramClockReference),содержащиезначениямоментоввременипочасамвпередающейчастисистемы.Поэтимметкамвдекодирующейаппара­туревосстанавливаютсятактовыечастотыкаждогоотдельногоэлементарногопотока,которыемеждусобой,вообщеговоря,несинхронизированы,хотяиимеютстандартноезначение27МГц±1350Гц.Еслитранспортныйпотоксо­держитнескольконесинхронизированныхмеждусобойэлементарныхпотоков.тодлякаждогоизнихпередаютсясвоиPCR.

Структурнаясхемаприемаидекодированиятранспортногопотокаприведе­

нанарис.4.15.

Навходпоступаетпотокданныхизканаласвязи,которыйпреобразуетсядекодеромканалавТП.Вблокедекодированияидемулыиплексирования(де­кодериДМпТП)изтранспортногопотокаизвлекаютсяпакетыРАТиРМТ,изкоторыхполучаютидентификаторыпакетов,содержащихданныетребуемыхэлементарныхпотоков.Далеепакетыстакимиидентификаторамиизвлекаютсяизтранспортногопотока,распаковываются,иизсодержащихсявнихданныхформируютсяэлементарныепотокивидеоизвуковойинформации,поступаю­щиенасоответствующиедекодеры.

Сжатиетелевизионнь1хсигналов

Вблокесинхронизацииимеютсягенераторытактовыхимпульсовдлявидеоизвуковогодекодеров.ПодстройкачастетэтихгенераторовпроизводитсяпометкамвремениPCRтак,чтобыколичествотактовыхимпульсов,сформиро­ванныхвдекодеремеждудвумяметками,соответствовалоинтервалумеждумоментамивремени,зафиксированнымивэтихметках.Благодаряэтомуобес­печиваютсяправильныедлительностиинтерваловвременивдекодируемоV1телевизионнойпрограмме.Еслиодновременнодолжныдекодироватьсяне­сколькоэлементарныхпотоковсразнымивременнымибазами(нескольконе­зависимыхтелевизионныхпрограмм),тоэтипотокиприводятсякоднойвре­меннойбазе.

ПрограммныйпотокMPEG-2аналогиченсистемномууровнюстандарта

MPEG-1исодержитпакетизированныеэлементарныепотокиоднойтелевизи­оннойпрограммыилинесколькихпрограмм,имеющихобщуювременнуюбазу,т.евзаимносинхронизированных.Длиныпакетовпрограммнагопотокамогутбытьразличными.Структурныесхемыформированияиприемапрограммнагопотокапохожинаприведенныевышесхемыдлятранспортногопотока.Про­граммныйпотокможетбытьпреобразованвтранспортныйпоток.Возможноиобратноепреобразование.

ВидеоВход

Звук

Рис.4.15.ПриемидекодированиетранспортногопотокаMPEG-2

Транспортныйпотокрекомендуетсяиспользоватьприпередачепоканаламсвязиспомехами,апрограммныйпоток-приотсутствиипомех,например,призаписиналазерныедиски.

Следуеттакжеотметить,чтосинтаксистранспортногоипрограммногапото­

ковпозволяетобеспечиватьусловный(например,приусловииоплаты)доступкпередаваемойинформации,хотянепосредственновстандартеMPEG-2сред­стварешенияэтойзадачинеопределены(см.§6.7).