DVB
(4)DVB-ATM(ETS 300 815)——ATM網(wǎng)絡(luò)DVB接口標準
(5)DVB-PI(EN 50083—9)——CATV/SMATV前端及類似的專業(yè)設(shè)備接口標準
(6)DVB-IPDI(EN 50201)——DVB-IRD接口標準
(二) DVB標準分析
1.DVB標準的核心
●系統(tǒng)采用 MPEG壓縮的音頻,視頻及數(shù)據(jù)格式作為數(shù)據(jù)源;
●系統(tǒng)采用公共 MPEG-2傳輸流(TS)復(fù)用方式;
●系統(tǒng)采用公共的用于描述廣播節(jié)目的系統(tǒng)服務(wù)信息(SI);
●系統(tǒng)的第一級信道編碼采用 R-S前向糾錯編碼保護;
●調(diào)制與其他附屬的信道編碼方式,由不同的傳輸媒介來確定;
●使用通用的加擾方式以及條件接收界面。
2. DVB音頻特點
DVB系統(tǒng)的音頻編碼使用 MPEG-1 LayerII笫二層音頻編碼,也稱做MUSICAM。音頻的 MPEG-1 Layer II編碼壓縮系統(tǒng)利用了聲音的低聲音頻譜掩蔽效應(yīng),這一人體生理學效應(yīng)允許我們對于人耳不太敏感的頻率進行低碼率編碼,這一技術(shù)的采用可以大大地降低音頻編碼速率。 MPEG-1 Layer II 音頻編碼可用于單音,立體聲,環(huán)繞聲和多路多語言聲音的編碼。
3. DVB視頻特點
對于視頻,國際上采用標準的 MPEG-2壓縮編碼。MPEG-2視頻編碼系統(tǒng)由一個大家族構(gòu)成,每一個系統(tǒng)之間都有兼容性和共同性,根據(jù)圖像清晰度的不同,它分成四種信源格式或稱"等級"(LEVEL),從錄像帶(VCR)的低圖像清晰度,到高清晰度電視。除了根據(jù)圖像清晰度定義的等級以外,DVB視頻標準還定義了"輪廓"(PROFILE)的概念,每一個不同的輪廓能夠提供構(gòu)成編碼系統(tǒng)的壓縮工具和壓縮算法(圖07-05-3)。
——(a)輪廓
—— 目前在 MPEG-2系統(tǒng)中存在5個輪廓(PROFILE),每一個輪廓都會比它的前一個輪廓更加復(fù)雜,更加完善,提供更多的工具,同時其相對應(yīng)的設(shè)備的價格也更高。
最初級的"輪廓"叫做簡單輪廓(SIMPLE PROFILE),隨后是主輪廓(MAIN PROFILE),它比簡單輪廓(SIMPLE PROPILE)增加了編碼雙向預(yù)測的功能,即:B-FRAMES,在使用同樣的碼流的情況下,它的質(zhì)量會更好,但算法更加復(fù)雜,使用的芯片更多。主輪廓(MAIN PROFILE)的解碼芯片,可以兼容解碼簡單輪廓(SIMPLE PROFILE)的編碼,這種向下兼容性貫穿整個系列的輪廓。
在主輪廓(MAIN PROFILE)之后,是信噪比可伸縮輪廓(SNR SCALABLE)及空間頻譜可伸縮輪廓(SPACILLY SCALABLE PROFILE),這兩種"輪廓"可以調(diào)整信噪比與碼流率關(guān)系,以及圖像清晰度與碼流率之間的關(guān)系,出于其編碼的復(fù)雜性以及接收設(shè)備價格昂貴問題,DVB標準目前不支持這兩種輪廓。最高級的輪廓是 HIGH PROFILE,它不僅兼容前面的低級輪廓,兼?zhèn)渌械墓δ?,而且可以進行多行,同時編碼,而前面的輪廓則是逐行編碼。
在輪廓中存在兩種圖像采樣方式,即4:2:2和4:2:0格式。我們知道電視復(fù)合信號可以分成亮度信號分量(Y)和色度信號分量(R-Y,B-Y),4:2:2格式是對亮度信號進行4個采樣,對色度信號(R-Y,B-Y)進行 2個采樣,見圖07-04-4; 4:2:0格式的色度信號(R-Y,B-Y)只做隔行采樣,見圖07-04-2。如果使用8比特采樣,我們可以算出對標準 PAL制電視信號進行采樣后的 4:2:2格式圖像碼流率如下:
亮度信號碼流率為: 720× 576× 25幀/秒× 8bit=82.944Mb/s
色度信號碼流率為: 2×1/2× 720× 576× 25幀/秒× 8bit=82.944Mb/s
總碼流率為: 82.944Mb/s +82.944Mb/s =165.888Mb/s
——我們看到?jīng)]有壓縮的電視圖像碼流率非常高,占用帶寬太寬,不適用于傳輸,即使采用 4:2:0格式,圖像碼流率也高達 124.416Mb/s。MPEG-2的壓縮算法采用除去電視視頻信號的時間冗余和空間冗余的算法,使碼流率降到 3~8Mb/s仍然獲得質(zhì)量清晰的圖象,使數(shù)字電視的傳輸成為可能。
(b) 等級(LEVEL)
根據(jù)圖像節(jié)目源的清晰度由低到高的不同, DVB MPEG-2標準分成許多等級,最低的 LOW LEVEL的清晰度是IU-R-BT 601建議的四分之一,即: 352×288×25幀/秒。 MAIN LEVEL是完全符合IU-R-BT 601建議的標準,即:720×576×25幀/秒。HIGH-1440 LEVEL采用了每行 1440個采樣的方法。 HIGH LEVEL采用了更高的每行1920的采樣方法。
目前在世界上最常用的 MPEG-2標準是 MP@ ML,即: MAIN PROFLE@ MAIN LEVEL,它是第一代數(shù)字有線電視和數(shù)字衛(wèi)星電視的基礎(chǔ),節(jié)目提供者可以提供 625線質(zhì)量的節(jié)目,圖像的長寬比可以是4: 3或1 6: 9; 至于碼流率,它是由節(jié)目提供者根據(jù)節(jié)目質(zhì)量來選定的,圖像質(zhì)量越高,所需碼流率越高,反之則越低。
圖07-05-3 輪廓和等級列表示意圖
4. MPEG-2碼流復(fù)用及服務(wù)信息
參照數(shù)字電視傳輸方框圖07-04-10,音頻、視頻及數(shù)字信號首先經(jīng)過 MPEG-2編碼器進行數(shù)據(jù)壓縮,通過節(jié)目復(fù)用器形成基本碼流(ES),基本碼流經(jīng)過打包后形成有包頭的基本碼流(PES)。代表不同音頻、視頻信號的 PES流被送人傳輸復(fù)用器進行系統(tǒng)復(fù)用,復(fù)用后的碼流叫做傳輸流(TS),傳輸流中包括多個節(jié)目源的不同信號,為了區(qū)分這些信號,在系統(tǒng)復(fù)用器上需要加入服務(wù)信息(SI),使接收端可以識別不同的節(jié)目。為了便于理解 DVB傳輸系統(tǒng)的服務(wù)信息,我們對傳輸碼流的結(jié)構(gòu)進行粗略的介紹,傳輸碼流的長度定義為 188個字節(jié)長,見圖07-05-4。
圖07-05-4 傳輸碼流的結(jié)構(gòu)
每個傳輸流的前4個字節(jié)為字頭(Header),字頭后面就是需要傳送的有用信息,包括音頻,視頻或數(shù)據(jù)信息,通常是 184個字節(jié)長度,有時在有用信息(Useful Data)中插入一段適配字段(Adaptation Field),用于補充長度不完整的傳輸流,放置解碼時鐘(PCR)。傳輸流的字頭是識別傳輸流的關(guān)鍵,其結(jié)構(gòu)見圖07-05-5,由 32個比特組成,其含義見下圖07-05-5。
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