（通信与信息系统专业论文）基于网络的dvb码流分析系统的实现及相关技术研究.pdf

独创性( 或创新性) 声明 本人声明所呈交的论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究 成果。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢中所罗列的内容以外，论文中不 包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得北京邮电大学或其他 教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任 何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。 申请学位论 本人签名： 处，本人承担一切相关责任。 1 7 1 搿i ：竺f 里缝l 目垄目 关于论文使用授权的说明 学位论文作者完全了解北京邮电大学有关保留和使用学位论文的规定，即： 研究生在校攻读学位期间论文工作的知识产权单位属北京邮电大学。学校有权保 留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘，允许学位论文被查阅和借 阅；学校可以公布学位论文的全部或部分内容，可以允许采用影印、缩印或其它 复制手段保存、汇编学位论文。( 保密的学位论文在解密后遵守此规定) 保密论文注释：本学位论文属于保密在一年解密后适用本授权书。非保密论 文注释：本学位 本人签名： 导师签名： 适用本授权书。 日期：型! 皇冱值至旦 日期： 也fo f 寥 北京邮l 【1 人学硕。t ：r o f 究生论文摘要幕十网络的d v b 码流分析系统的实现及相关技术研究 基于网络的d v b 码流分析系统 的实现与相关技术研究 摘要 随着数字电视技术的发展，对数字电视系统进行检测和监控的码 流分析系统的研制成为该领域热点。考虑到实验室应用和现场工程应 用对传输码流的检测范围、精度、成本、易携带性、操作性等的不同 需求，结合我国广播电视行业网络运营的全程、全网、连续监控的特 点，本文提出了一种“基于网络的嵌入式d v b 码流分析系统”的设 计方案。本设计对码流分析及实现技术进行研究，主要关注软硬件资 源充分优化利用和软件系统开发，最终完成了基于j a v a 技术和嵌入 式l i n u x 的远程码流分析系统。 基于网络的嵌入式码流分析系统结构简单，功能丰富，充分利用 了硬件的实时性和软件的灵活性。利用l i n u x 系统良好的网络支持特 性和j a v a 技术的跨平台特性，简化了客户端软件的开发，降低了运 行环境要求。此系统成本低，体积小，运行稳定，基于网络，便于在 广播电视网络运营中多点布置进行监控检测。 论文首先介绍了m p e g 2 和d v b 标准族以及最新的数字电视技 术发展；然后详细介绍了d v b 测试标准e t s it r l 0 1 2 9 0 中的基带测 试规范，确定系统需求；接着详细论述了硬件和软件结构以及实现， 针对码流分析系统实时性强的特点，硬件设计采用了a r m + f p g a 设 计方案；软件系统提出并实现了基于w e b 服务器和j a v aa p p l e t 的远 程用户界面，完成系统的网络交互功能；并对开发中涉及到的软硬件 关键技术和通信协议进行了讨论；最后对整个系统进行测试，并给出 论文工作总结。 目前，本设计“基于网络的嵌入式d v b 码流分析系统”已经基 本完成，实现了硬件和软件模块，进行系统联调，整体性能优良。文 中最后做了工作总结并提出了改进建议。 关键词数字电视码流分析嵌入式m p e g 2d v bj a v a 北京邮i 乜人学硕i ：研究生论义摘要皋十列络的d v b 码流分析系统的实现及相关技术研究 i i 北京邮电大学硕一i ：研究生论文 摘 要皋于网络的d v b 码流分析系统的实现及相关技术研究 d e s i g na n di m p l e m e n t 芦汀i o no fe m b e d e d d v bt sa n a i x z e rb a s e do nn e t w o r k a b s t r a c r w i t ht h ed e v e l o p m e n to ft h ed t v ( d i g i t a lt e l e v i s i o n ) t e c h n o l o g y , t h ed e s i g no ft sa n a l y s i ss y s t e mw h i c hi su s e dt oc h e c ka n dm o n i t o r d t v s y s t e mi sb e c o m i n gt h er e s e a r c hh o t s p o to fs u c hf i e l d a c c o r d i n gt o t h ed i f f e r e n t r e q u i r e m e n t so fl a b o r a t o r ya p p l i c a t i o n s a n de n g i n e e r i n g a p p l i c a t i o n si nt e s t i n gs c o p e ，p r e c i s i o n ，c o s t ，p o r t a b i l i t y , r e l i a b i l i t ya n d o p e r a b i l i t y , c o m b i n e dw i t ht h eo p e r a t i o nc h a r a c t e r i s t i c so fn e t w o r k b a s e d m a n a g e m e n t ，c o n t i n u o u sm o n i t o r i n gi n o u rc o u n t r y ，an e ws c h e m ao f e m b e d e dd v bt sa n a l y s i ss y s t e mi si n t r o d u c e d t h i sp r o i e c tf o c u s e s o nt h e d e s i g n a n di m p l e m e n t a t i o no fd v bt s a n a l y s i s ，m a i n l y c o n c e n t r a t e so nt h es o f t w a r es y s t e md e v e l o p m e n ta n dt h eb a l a n c eo f h a r d w a r ea n ds o f t w a r ef u n c t i o n s ，a n df i n a l l yr e a l i z e st h er e m o t e dt s a n a l y s i ss y s t e mw h i c hi sb a s e do nj a v at e c h n o l o g ya n de m b e d d e dl i n u x t h es t r u c t u r eo ft h et sa n a l y s i ss y s t e mi ss i m p l eb u tr i c h f e a t u r e d ， c o m b i n i n gt h er e a l t i m ec h a r a c t e r i s t i c so ft h eh a r d w a r ea n df l e x i b i l i t yo f s o f t w a r e b y t h en e t w o r k s u p p o r t o fl i n u x s y s t e m a n dt h e p l a f f o r m i n d e p e n d a n c eo fj a v a ，t h eu s e r e n ds o f t w a r e i s s i m p l i f i e d ， r e d u c i n gt h er e q u i r e m e n t so fr u n t i m ee n v i r o n m e n t t h et sa n a l y s i s s y s t e mi sl o w c o s t ，s m a l l s i z e ，b a s e do nn e t w o r ka n ds t a b l e ，w h i c hi s c o n v e n i e n tt ob em a s s i v e l yi n s t a l l e di nd t vn e t w o r k t h es t r u c t u r eo ft h ep a p e ri sa sf o l l o w s f i r s t l y , m p e g 2a n dd v b s t a n d a r d sa n dt h er e c e n t l yp o p u l a rd t v t e c h n o l o g ya r ei n t r o d u c e d t h e n 3 - g r a d ee r r o rr e p o r td e t a i l so fd v bt e s t i n gs t a n d a r da r ep r e s e n t e d ，a n d t h ea n a l y s i sr e q u i r e m e n t sa r ea l s od i s s c u s s e d a f t e r w a r d st h ee m b e d d e d h a r d w a r ea n ds o f t w a r ea r ed e s i g n e da n di m p l e m e n t e da c c o r d i n gt ot h e s y s t e mr e q u i r e m e n t s h a r d w a r ep a r ti sd e v i s e da sa r m + f p g a s o f t w a r e i i i 北京邮il 1 人学顾”i ：研究生论文 摘要艇十州络的d v b 码流分析系统的实现及相关技术研究 s y s t e mc o n t a i n sc + + p a r ta n dj a v aa p p l e t i nt h en e x tp a r to ft h ep a p e r ， k e yt e c h n o l o g yo ft h es y s t e mi sd i s c u s s e d i nt h ee n d ，t h ep a p e rg i v e st h e r e s u l to ft h ew h o l es y s t e mt e s t a tp r e s e n t ，t h ed e s i g no ft sa n a l y s i s s y s t e mb a s e do nn e t w o r ki s c o m p l e t e da n di m p l e m e n t e d ，i n c l u d i n gb o t hh a r d w a r ea n ds o f t w a r ep a r t s t h e s y s t e mp e r f o r m s w e l l d u r i n g t h et e s t t h e s u m m a r y a n d i m p r o v e m e n ta d v i c ea r ed i s c u s s e da tt h ee n d k e yw o r d s d i g i t a lt vt sa n a l y s i se m b e d d e ds y s t e m m p e g 一2d v bj a v a i v 北京邮电大学顾l ：1 j f 究生论文日录基于网络的d v b 码流分析系统的实现及相关技术研究 目录 j 商要1 a b 跚ta c t 。l 目j t ：1 - ， 缩略语表l 第一章概述。1 1 1电视系统的起源与发展1 1 1 1 模拟电视系统1 1 1 2 数字电视系统2 1 1 3 数字电视和模拟电视的比较。4 1 2 数字电视的相关标准4 1 2 1 视音频压缩标准5 1 2 2 传输标准7 1 2 3 中国的标准9 1 3 d v b 码流分析设备的现状和发展趋势。1 0 1 4 本课题研究的方向及价值1 1 1 5 本课题涉及的技术1 2 1 5 1 嵌入式系统1 2 1 5 2j a v a 技术1 3 1 6 本课题中的关键问题1 4 1 7 论文工作及章节安排1 4 第二章码流分析系统没计原理及需求分析。1 6 2 1m p e g 2 系统层标准1 6 2 1 1t s 包结构1 7 2 1 2 p a y l o a d 1 8 2 1 3 节目复用1 8 2 1 4p c r 、i y l 晦和d t s 2 0 2 1 5p s i s l 码表2 l 2 2 数字视音频广播码流测试标准和规范2 3 2 2 1 国内标准2 3 2 2 2 国际标准2 3 2 3 嵌入式码流分析系统需求2 4 2 3 1 应用需求2 4 2 3 2 功能需求2 4 2 3 3 显示需求2 5 2 4 本章小结2 5 第三章基于网络的嵌入式码流分析系统的设计与实现2 6 3 1 硬件平台设计与实现2 6 3 1 1 硬件系统结构2 6 3 1 2 硬件平台设计2 7 3 2 软件平台设计与实现2 9 3 2 1b o o t l o a d e r 2 9 v 北京邮i b 人学硕i ：研究生论文日录綦十嗍络的d v b 码流分析系统的实现及相关技术研究 3 2 2 嵌入式l i n u x 系统。3 1 3 3a r m 端 is 码流分析软件设计3 2 3 3 1 f p g a 驱动3 3 3 3 2 数据处理模块设计3 5 3 3 3 网络通信模块3 8 3 3 4 嵌入式w e b 服务器3 9 3 4p c 端j a v aa p p l e t 程序设计4 0 3 4 1 显示布局设计4 l 3 4 2 程序结构和模块划分4 2 3 4 3 网络通信模块和包分析模块原理4 3 3 4 4 树结构模块原理4 5 3 4 5 码流状态模块原理4 6 3 4 6 三级报错模块原理4 8 3 4 7p s i s i 表分析模块原理4 9 3 4 8p c r 抖动模块原理5 0 3 4 9e p g 模块原理5 l 3 4 1 0 l o g 模块原理5 2 3 4 1 1 码流下载模块原理。5 4 3 5 本章小结5 4 第四章基于网络的码流分析系统实现的关键策略5 6 4 1网络通信协议设计策略5 6 4 1 1 通信协议术语5 6 4 1 2 上行网络通信协议没计。5 6 4 1 3 下行网络通信协议设计5 7 4 2 a r m 端码流分析软件的关键策略。5 8 4 2 1 码速率测量策略5 8 4 2 2p c r 指标测量策略5 9 4 2 3p s i s i 码表获取策略。5 9 4 2 4 码流复用结构分析策略6 3 4 3p c 端j a v a 网管软件相关功能的实现策略6 4 4 3 1e p g 的分析生成6 4 4 3 2 码流卜载和播放6 8 4 3 3 j a v aa p p l e t 数字签名6 9 4 4 本章小结7 1 第五章系统评测和总结改进7 2 5 1 系统评测7 2 5 2 论文工作总结7 3 5 3 系统改进7 4 5 3 1 嵌入式系统平台的改进7 4 5 3 2a r m 端t s 码流分析软件的改进7 4 5 3 3 网络传输与j a v a 网管软什的改进7 4 参考文献7 5 致谢7 7 攻读硕士学位期间发表的论文7 8 v i 北京邮l 【1 人学硕i ：研究生论文 缩略语表娃于嘲络的d v b 码流分析系统的实现及相关技术研究 缩略语 a r m a s l 躺c b a t b l o s c a t c 刖 c p u c r c d 哪 d t v e n e p g 臃 琊l h d t v i p l u t m c i m p e g n f s n n p 峨 p c r p e s p i d p m t p s p s l 缩略语表 英文解释 a d v a n c e dr i s cm a c h i n e s a s y n c h r o n o u ss e r i a li n t e r f a c e a d v a n c e dt e l e v i s i o ns y s t e mc o m m i t t e e b o u q u e ta s s o c i a t i o n t a b l e b a s i ci n p u t o u t p u ts y s t e m c o n d i t i o n a la c c e s st a b l e c a b l et e l e v i s i o n c e n t r a lp r o c e s s i n gu n i t c y c l i cr e d u n d a n c yc h e c k d i g i t a lv i d e ob r o a d c a s t i n g 中文解释 一种r i s c 微处理器 异步串行接口 先进电视制式委员会 节目业务群关联表 基本输入输出系统 条件接收表 有线电视 中央处理单元 循环冗余校验 数字视频广播 d e c o d i n gt i m es t a m p 解码时间标志 d i g i t a lt v 数字电视 e v e n ti n f o r m a t i o nt a b l e事件信息列表 e l e c t r o n i cp r o g r a mg u i d e s电子节目指南 e u r o p e a nt e l e c o m m u n i c a t i o n ss t a n d a r d 欧洲通信标准 e u r o p e a nt e l e c o m m u n i c a t i o n ss t a n d a r d si n s t i t u t e 欧洲通信标准学会 h i g hd e f i n i t i o nt e l e v i s i o n 高清晰度电视 i n t e r n e tp r o t o c o l网际协议 l o o k u p t a b l e 查找表 m e d i ac o n t r o li n t e r f a c e媒体控制接口 m o v i n gp i c t u r ee x p e r tg r o u p 运动图像专家组 n e t w o r kf i l es y s t e m网络文件系统 n e t w o r ki n f o r m a t i o nt a b l e网络信息表 p r o g r a ma s s o c i a t i o nt a b l e 节目相关表 p r o g r a mc l o c kr e f e r e n c e 节目时钟参考 p a c k e t i z e de l e m e n t a r ys t r e a m分组基本码流 p a c k e ti d e n t i f i e r包标示号 p r o g r a mm a p t a b l e节目映射列表 p r o g r a ms t r e a m节目流 p r o g r a ms p e c i f i ci n f o r m a t i o n 节目专用信息 i 北京邮i 乜人学顾i ：研究生论义缩略语表皋十网络的d v b 码流分析系统的实现及相关技术研究 p t s q a m r a m r i s c r s t k n s d t s d t v s i s o c s t b s w i t c p t d t t o t t s v c e g p r e s e n t a t i o nt i m es t a m p q u a d r a t u r ea m p l i t u d em o d u l a t i o n r a n d o ma c c e s sm e m o r y r e d u c e di n s t r u c t i o ns e tc o m p u t i n g r u n n i n gs t a t u st a b l e r e a lt i m ei n t e r f a c e s e r v i c ed e s c r i p t i o nt a b l e s t a n d a r d d e f i n i t i o nt e l e v i s i o n s e r v i c ei n f o r m a t i o n s y s t e mo nac h i p s e t - - t o pb o x s o f t w a r ei n t e r r u p t t r a n s m i s s i o nc o n t r o lp r o t o c o l t i m ea n dd a t et a b l e t i m eo f ! f e tt a b l e t r a n s p o r ts t r e a m v i d e oc o d i n ge x p e r t sg r o u p v i i i 显示时间标志 正交幅度调制 随机存取存储器 精简指令集计算 运行状态表 实时接口 节目业务描述表 标准清晰度电视 业务信息 片上系统 机顶盒 软件中断 传输控制协议 时间及r 期表 时间偏移表 传输流 视频编码专家组 北京邮电大学硕i ：研究生论文幕于网络的d v b 码流分析系统的实现及相关技术研究 第一章概述 1 1 电视系统的起源与发展 电视技术作为一种图像声音技术，伴随着电子技术的发展。电视技术的基础 在于人的视觉暂留特性，即将一系列高速出现的静态画面“合成”运动的、连续的 画面。俄裔德国科学家保罗高特列本尼普可夫( p a u lg o t t l i e bn i p k o w ) 早在1 8 8 4 年就提出并申请了世界上第一个机械式电视系统专利。1 9 0 7 年至1 9 1 0 年，波瑞 斯罗星( b o r i sr o s i n g ) 和他的学生维拉蒂米尔斯福罗金( v l a d i m i rz w o r y k i n ) 验证了在发射机中用快速转动的镜面扫描装置和在接收机中使用阴极射线管 ( c a t h o d er a yt u b e ) 的电视系统。第一个半机械式模拟电视系统在1 9 2 5 年l o 月 2 开由苏格兰人约翰洛吉贝尔德( j o h nl o g i cb a i r d ) 研发成功。1 9 0 6 年，布劳 恩研制成功电子电视图像接收机。1 9 3 5 年，在柏林进行了第一次电视广播。 电视技术发展到今天，节目制作和传输技术都有了巨大发展。电视节目的制 作从黑白到彩色，从模拟胶片编辑到数字存储编辑，从一般清晰度到高清晰度。 片源质量达到高清晰和图像编辑数字化使电视台内的信号质量有了保证。电视最 终要让广大用户看到图像和声音，还需要把电视节目传给用户，这主要依靠电视 传输技术。传输技术的主要进步是从传统的模拟传输发展到现在的数字传输。 1 1 1 模拟电视系统 电视节目的制作、发送和接收以及相应的传输、存储和显示，是通过模拟电 子技术实现的，这样的电视系统称为模拟电视系统。电视图像和声音原始信号( 电 压或电流) 等物理量经过调制变频后，直接由电视发射机传送到空间，电视接收 机对收到的电磁信号进行放大、变频、解调后，还原为原始图像和声音信号，这 就是模拟电视的发射和接收过程。电视摄像机对被传送的景物，以每秒2 5 或3 0 帧( 幅) 图像，每帧图像用6 2 5 行或5 7 5 行的速度扫描。在电视发展初期，技术 和器件水平比较低，为减少占用带宽，每帧6 2 5 行分两场，每场为3 1 2 5 行，这 就是常说的隔行扫描；如果一次送出完整的6 2 5 行，就是逐行扫描1 2 1 。 对于模拟彩色电视系统，摄像机拍摄的红、绿、蓝信号经过编码后，形成一 个亮度信号y 和两个色差信号r y 与b y ，分别以正交方式调制在彩色副载波 北京邮电入学硕。l ：研究生论文幕于网络的d v b 码流分析系统的实现及相关技术研究 ( s c ) 上，与亮度信号y 一起送到调制器并由发射机发射出去。彩色电视接收 机，要对亮度信号和两个色差信号解码，使彩色信号复原在显示器上，如果只解 码亮度信号则退化为黑白电视。模拟电视系统的声音信号要先调制在伴音中频 上，再调制到伴音载频和图像载频混合后发射到空问。模拟电视的发射和接收系 统如图1 - 1 ( a ) 、( b ) 所示。 涵，圈恒一 a 显示器 扬声嚣 图1 - 1 模拟电视系统 由于彩色电视编码和调制方式不同，世界上出现了模拟电视三大制式，即 n t s c 、p a l 和s e c a m 制，分别由美国、德国和法国研制成功，现在一直使用； 另外，由于图像和伴音载频间隔不相同，占用视频带宽不同，又用很多尾号区分， 如m 、b g 、d k 等。我国采用p a l - d k 制，即逐行倒相( p a l ) 、8m h z 带宽， 图像和伴音间隔为6 5m h z 。【2 1 1 1 2 数字电视系统 和模拟电视不同，数字电视系统的节目制作、传输和接收，是用数字电子技 术来实现的，而不是直接传输图像和声音信号( 电压或电流) 本身。数字电视系 统是将传统的模拟电视信号经过抽样、量化和编码转换成用二进制数表示的数字 信号，然后进行各种特定功能要求的处理，最后对信号记录、存储和传输。数字 电视系统结构如图1 2 所示。 2 - - - - - - - - 信道- - - - - - - - 究 图1 - 2 数字电视系统结构图 数字电视系统主要由信源编解码、节目流( p s ，p r o g r a ms t r e a m ) 与传送流 ( t s t r a n s p o r ts t r e a m ) 多路复用解复用、信道传输等设备组成。其中信源编码 主要包括视频编码、音频编码、数据编码三部分，信道编码主要是采用r s 码、 卷积码、t c m 联合编码调制等技术，调制方案可以采用q p s k 、q w 、o f d m 、 v s b 等。在接收端，采用数字电视接收机，它应具备调谐接收、解调、解扰、 解多路复用、解压缩等功能，能将压缩编码后的码流解码还原成为视频、音频原 始信号，从而重现数字演播室传送来的图像与伴音；也可利用模拟电视接收机 + s t b ( s e t t o p b o x 数字机顶盒) 的方式实现接收，其中数字机顶盒应具有调谐接 收、解调、解扰、解复用、解压缩等功能，解码后输出模拟视频、音频信号，由 模拟电视接收机的显示器部分显示图像与伴音节目。 数字电视广播系统，包括地面、卫星和有线三大领域，形成了全方位立体电 视传输网络。目前世界主流数字电视标准有欧洲的d v b ，美国的a t s c 和同本 的1 s d b ，几大数字电视标准均采用m p e g 2 压缩技术，声音系统的压缩方式主 要有杜比a c 3 、m p e g 2l a y e r 3 等，三大数字电视标准的主要区别在于信道编码 调制方式不同。数字电视地面广播的调制方式，a t s c 采用残余边带调制( v s b ) ， d v b 和i s d b 采用多载波调制方式( o f d m ) 调制。其它各国数字电视制式多以 这两类为基础，在带宽、信道编码、电平及载波数等方面配置有所不同。卫星与 有线数字电视系统，主要区别在于使用的调制频段、调制方式和占用带宽的不同。 卫星数字电视一般采用了q p s k ，带宽在2 0m h z 以上；有线电视系统多采用 q a m 调制，调制阶数达1 6 、3 2 、6 4 、1 2 8 、2 5 6 之多，此外，有线电视系统还确 定了双向传输的技术规范，规定了带内外传输频带，以及上行下行的各项具体要 求。1 3 1 3 调 解 信 解 - 叫视频解码h 显示器 谐调 道 叫音频解码h 扬声器 解 复 器器 用 码 r 拟砸 北京邮i u 人学硕l ：研究生论义皋于焖络的d v b 码流分析系统的实现及相关技术研究 1 1 3 数字电视和模拟电视的比较 从技术角度来讲，数字电视技术具有的优点主要体现在以下几个方面： _ 数字信号在传输过程中通过再生技术和纠错编解码技术不产生噪声积 累，保持信噪比基本不变，接收端图像质量基本保持与发射端一致，适 合多环节、长距离、复杂网络传输。 数字电视设备输出信号稳定可靠，能够避免在模拟系统中非线性失真对 图像的影响，消除了微分增益和微分相位失真引起的图像畸变。 一 易于实现信号存储，通过各种数字处理，增强了屏幕艺术效果，用在节 目制作上可提高图像质量。 一数字技术与计算机配合，可以实现电视设备的自动控制和操作。 - 采用时分多路数字技术，可以实现信道多路复用。 利用数字压缩技术使传输信道带宽比模拟电视明显减少，通常为模拟电 视的1 4 左右，甚至更小，这样可以合理利用频谱资源。在一个8m h z 带宽的模拟频道内只能传送一路标清模拟电视节目，采用数字电视后在 一个模拟频道内可传送标清( d v d ，数字视频光碟) 质量的节目5 至6 个，且质量比模拟电视节目高；或可以传送高清晰度电视( h d t v ) 质 量的节目1 个或2 个。对地面广播来说，数字电视可以启用模拟电视的 “禁用频道”，也可以采用“单频网络”技术进行节目的大面积有效覆盖， 如用一个数字电视频道完成一套电视节目的全国覆盖；对于卫星传输及 广播，在一个卫星频道上转发多套电视节目，达到了节省卫星信道资源、 提高传输容量的目的。4 1 采用数字编码方法，便于实现加扰和解扰技术，使收费电视在实际中得 以应用。 _ 数字电视信号具有可扩展性、可分级性和互操作性，便于在各类通信网 络中传输。随着数字电视设备向多媒体方向发展，可形成开放性的电视 多媒体网络，方便与各类计算机网络联通，达到信息共享。 总之，电视技术从模拟向数字过渡是必然趋势。 1 2 数字电视的相关标准 现在，数字电视视音频压缩标准主要是m p e g 2 ，m p e g 4 和h 2 6 4 以及我 国a v s 标准；传输标准上，主要有美国a t s c ，欧洲d v b 和日本i s d b 。吲 4 北京邮电大学硕士研究生论文 堆于网络的d v b 码流分析系统的实现及相关技术研究 1 2 1 视音频压缩标准 m p e g 2 6 1 m p e g 2 目前分为9 个部分。两个工作组主要在9 个部分的i s o i e c1 3 8 1 8 国际标准中第一和第二两个部分进行合作，即：m p e g 2 的i t u tr e c h 2 2 0 、 i s o i e c1 3 8 1 8 1 系统层编码标准和r r u tr e ch 2 6 2 、i s o i e c1 3 8 1 8 2 视频编码 标准。l s 伽e c1 3 8 1 8 3 音频编码；i s o i e c1 3 8 1 8 4 符合测试；i s o i e c1 3 8 1 8 5 软件模拟：i s o i e c1 3 8 1 8 6d s m c c 扩展的完全软件实现；i s o i e c1 3 8 1 8 7 高 级音频编码；i s o i e c1 3 8 1 8 9 系统解码的实时接口扩展。 儿盯 第一部分系统层标准解决多个视频、音频和数据基本码流的组合问题。输出 两种码流：传输流( t s ，t r a n s p o r ts t r e a m ) 和节目流( p s ，p r o g r a ms t r e a m ) 。t s 流实时传输节目到用户端，现在数字电视的电视台发送都是打包成t s 流传送到 千家万户；p s 流是用来存放影音文件的打包格式，d v d 就是把视音频按照p s 格式打包存在光盘中的。系统层标准是码流分析系统的主要测试依据之一。 在第二部分视频编码标准中，按清晰度将图像分为4 个等级，按使用的工具 和方法不同分为5 种处理类型，普通清晰度数字电视使用主类和主级( m p m l ) 。目前还在开发的还有多重观看点类( m u l t i v i e wp r o f i l e ，m v p ) ，允许使用 现有m p e g 2 视频编码工具，将两个相差小角度的摄像机摄取的同一场景进行 有效的编码。 第三部分音频与m p e g 1 音频标准后向兼容，并支持多通道音频编码。 第四、五部分规定如何测试和比较被测码流是否符合m p e g 2 第一、二、 三部分的规定。 第五部分从技术上说不能算是一个标准，而更像是技术报告，给出了 m p e g 2 标准第一、二、三部分的软件实现，于1 9 9 6 年3 月通过。 第六部分是规定数字存贮媒体指令和控制( d i g i t a ls t o r a g em e d i ac o m m a n d a n dc o n t r o l ，d s m c c ) 协议，用以支持单独的或网络环境下的d s m c c 模式， 将码流从服务器传送给用户，于1 9 9 6 年6 月通过。 第七部分规定不与m p e g 1 音频反向兼容的多通道音频编码。 第八部分原计划用于1 0 b 视频抽样的编码，但因有兴趣的厂家不多，已停止。 第九部分规定了传送码流的实时接口( r e a lt i m ei n t e r f a c e ，r t l ) ，于1 9 9 6 年6 月通过成为国际标准。 h 2 6 4 h 2 6 4 ，或者称为m p e g 4 第十部分，是由l t u t 视频编码专家组( v c e g ) 和i s 伽e c 运动图像专家组( m p e g ) 联合组成的联合视频组( j v l ，j o i n tv i d e o t e a m ) 提出的新一代高压缩比数字视频编解码器标准。i t u t 的h 2 6 4 标准和 5 北京邮i 乜人学硕： ：研究生论文皋十嘲络的d v b 码流分析系统的实现及相关技术研究 i s o i e cm p e g 4 第1 0 部分( j 下式名称是i s o i e c1 4 4 9 6 1 0 ) 在编解码技术上是 相同的，这种编解码技术也被称为a v c ( a d v a n c e dv i d e oc o d i n g ) 。该标准第一 版的最终草案已于2 0 0 3 年5 月完成。 h 2 6 4 标准可分为三档：基本档次( 其简单版本，应用面广) ；主要档次( 采 用了多项提高图像质量和增加压缩比的技术措施，可用于s d t v 、h d t v 和d v d 等) ；扩展档次( 可用于各种网络视频流的传输) 。h 2 6 4 不仅比h 2 6 3 和m p e g 2 节约了5 0 的码率，而且对网络传输具有更好的支持功能。它引入了面向i p 包 的编码机制，有利于网络中的分组传输，支持网络中的视频流媒体传输。h 2 6 4 具有较强的抗误码特性，可适应丢包率高、干扰严重的无线信道中的视频传输。 h 2 6 4 支持不同网络资源下的分级编码传输，从而获得平稳的图像质量。h 2 6 4 能适应不同网络中的视频传输，网络亲和性好。玛1 h 2 6 4 目前在数字电视、i p t v 、网络媒体分发等得到了广泛应用，支持h 2 6 4 标准的软硬件编解码器层出不穷，复杂度和价格都已降到工程实用水平，随着媒 体网络、高清视频等的发展，h 2 6 4 还将获得更大的市场份额。 a v s l l 0 1 a v s ( a u d i ov i d e oc o d i n gs t a n d a r d ) 标准是信息技术先进音视频编码 系列标准的简称，是我国具备自主知识产权的第二代信源编码标准。a v s 标准包 括系统、视频、音频、数字版权管理等四个主要技术标准和一致性测试等支撑标 准。2 0 0 5 年4 月3 0 日，a v s 标准视频部分通过公示，在标准道路上迈出决定性 一步。2 0 0 6 年2 月2 2 日，国家标准化管理委员会颁布通知：信息技术先进音 视频编码第二部分视频于2 0 0 6 年3 月1 日起开始实施。 a v s 的主要创新在于提出了一批具体的优化技术，在较低的复杂度下实现了 与国际标准h 2 6 4 相当的技术性能，但并未使用t t 2 6 4 背后的大量复杂的专利技 术。a v s 视频当中具有特征性的核心技术包括：8