数字电视系统实验分析(第五章)

数字电视系统实验分析(第五章)第一页，共37页。设置系统模式设置编码模式设置GOP模式设置码率速率现象mpeg2MPEG2TSIPPPPPPPP8默认，无变化

mpeg2MPEG2PSIPPPPPPPP8图像被

挤压成一半，监视器无信号第二页，共37页。分析：节目码流：是由共同时间基准的一个或多个PES流组合而成，也可由多个由共同时间的声音和图像基本码流编码组成多节目码流。包长不定，应用于相对无误的环境中。传送码流：由带一个或多个独立时基的一个或多个节目组合而成的一个定长码流。应用于有无码的环境。在本实验中，因PS流包长不定，只应用于相对无误的环境中。而本实验环境达不到演播室水平，故无法传输。第三页，共37页。实验二、包识别码一、实验仪器（略）二、实验目的：三、实验步骤略四分析1修改视频PID设置第四页，共37页。PID设置说明：在系统中PID的取值为2~255，可在2~255之间任选一个整数值

Video_PID：视频PID，设置(2-255) Audio_PID：音频PID，设置(2-255)下面进行PID的修改：1将Video_PID的值改为187，其它选项不变，点击“确定”按钮。此操作是通过控制软件将编码器的视频PID设为187，此时系统还是认可原来的PID值，因此只会听到伴音信号而看不到视频信号。

第五页，共37页。2重新搜索视频PID按解码板上的K5按键，进行解码视频和音频码流自动搜索。系统重新搜索后认可视频PID值已变为187，因此视频会重现。3修改音频PID设置将Audio_PID的值改为96，其它选项不变，点击“确定”按钮。此操作是通过控制软件将编码器的音频PID设为96，伴音信号因还是认可原PID值而被隐藏。第六页，共37页。4重新搜索音频PID按解码板上的K5按键，进行解码视频和音频码流自动搜索。系统重新搜索后认可新的音频PID,因此声音得以重现，此时音频PID值已变为96。K5是PID码信号重新搜索键，每按一次K5，系统便重新搜索新的PID码，找到新的PID码后信号才能正确输出。第七页，共37页。包识别码PID是每个码流的“身份证”，用以识别不同节目的信息传送包，将具有同一节目号的视频或音频包经解复用后得到复原的PES包送往相应的视频或音频解码器进行解码。修改掉这个值相当于将此节目变为另一个节目，排在节目表最后，或者说此节目已不在存在，相当于自己加密。当下次想看此节目时输入自己改了标识的PID即可重新找到此节目。第八页，共37页。实验三、视频编码延时实验一、实验仪器（略）二、实验目的三、实验步骤略四分析视频编码过程是会产生信号延时的，这是因为：第九页，共37页。a系统在编码时一般都要采用I、P、B帧，这些帧都会对信号进行程度不同的压缩并进行不同的编码。即使是压缩程度最小的I帧，也因帧内压缩过程中会在相邻像素和相邻行相关像素间进行预测，进行DCT变换，Z字形扫描，算术或霍夫曼编码等，这会需要时间；P和B帧，更会在帧间压缩过程中在相邻帧相关像素间进行预测，特别是B帧，不仅会进行前向预测，还会进行后向预测，这些更会需要时间,因而会使编码过程产生延时；第十页，共37页。b编码器在实际编码过程中，会对帧排列次序进行新的调整，使之更适于实际编码，这个调整又叫“帧重排”。编码器“帧重排”及解码器恢复原排列次序也都会使编解码过程产生延时。第十一页，共37页。实验四、视频帧结构实验一、实验仪器（略）二、实验目的：三、实验步骤略四分析1．实验系统中完全按照MPEG标准码率范围为1M-15M，所以保证码率在此范围的条件下，当图像动态切换不是太多时，选择几种格式都是可以的；当动态量（比如武打镜头）太多时选择IIIIIIIII就会出现马赛克效应（相关性太小和码流速率过低导致）。第十二页，共37页。当码流设置在1M左右，若选择IIIIIIIII，即使图象是非动态的，也会出现图象的变形，因为纯粹只进行帧内编码的I帧编码，对数据压缩较少，数据量较B帧或P帧要大得多，所以在I帧与B，P帧速率相同的情况下，信道所传的I帧较P帧、B帧要少；当速率较低、即通道较小时，比如2M，选择全IIIIIIIII帧会因数据量大使通道“拥塞”而不如选择IBIPBPBPB，IBBPBBPBB流畅。第十三页，共37页。2．测试不同GOP模式下的编码延时方法同上一实验。实测不同GOP模式延时结果说明，编码延时会因不同GOP模式中B帧的多少而增减。第十四页，共37页。GOP模式：IIIIIIIII存在延时：约30us第十五页，共37页。GOP模式：IPBIPBIPB存在延时：约50us第十六页，共37页。GOP模式：IBBPBBPBB存在延时：约20us第十七页，共37页。实验五、视频编码速率实验一、实验仪器（略）二、实验目的：三、实验步骤略四分析第十八页，共37页。①编码速率为2bit时存在延时：约30us第十九页，共37页。②编码速率为20bit时存在延时：约15us第二十页，共37页。③编码速率为40bit时存在延时：约5us第二十一页，共37页。1、当图象编码速率小于2M时，图象会因码率过低出现比较明显的马赛克现象，伴音质量不会发生影响。

2、当编码速率从低到高变化时，编码的延时会变小，从40us左右变到5us左右。编码速率越高缓存的时间越短，同一段节目用的时间就越少。

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编码速率过高时，系统反应速度已达极限，会出现停帧现象。第二十二页，共37页。码流速率的改变也可以用示波器进行测试：例如：(1)编码速率为8×256Kbps（典型值）时码流有效信号（CH1）和码流时钟信号（CH2）的对应关系。第二十三页，共37页。第二十四页，共37页。(2)编码速率为20×256Kbps码流有效信号（CH1）和码流时钟信号（CH2）的对应关系。第二十五页，共37页。(3)编码速率为40×256Kbps流有效信号（CH1）和码流时钟信号（CH2）的对应关系。第二十六页，共37页。由以上诸图可见，编码有效信号周期之内的时钟信号会随着码流速率的提高而逐渐变得密集。第二十七页，共37页。实验六、图象子采样模式实验：一、实验仪器（略）二、实验目的：三、实验步骤1~4略四分析改变图像子采样模式，4：2：24：1：14：2：04：1：0第二十八页，共37页。从理论分析可知：上述4种子采样模式，4：2：2相对在色差信号采样中比例较高，因此图像色彩较好。但用肉眼观测时对监视器呈现的图像，视觉上没有觉察有变化，这是由于监视器本身的分辨力不高，另外人眼的分辨力也是有限造成的。第二十九页，共37页。实验七、GOP实验一、实验仪器（略）二、实验目的：三、实验步骤1~4略四现象第三十页，共37页。GOP长度现象1严重马赛克2图像开始清晰，马赛克区域开始减少10图像开始清晰，马赛克区域明显减少15图像开始清晰，背景还有部分马赛克20图像正常30图像清晰40图像清晰

第三十一页，共37页。五分析GOP长度越长，编解码延时越大，图象传输效率越低，但是图象的质量会变得好一点；GOP长度为1和GOP长度为2有很大的差别，因为当选择1时，对应的GOP帧为I帧的重复IIIIIII。从前面的实验可知，IIIIIII帧结构会因数据量太大而使较窄的通道拥塞；当选择长度为2时，对应的GOP帧为IP的重复IPIPIPIP。这种GOP帧结构较好地降低了码率，也较好地确保了信号质量，但因没有采用B帧，压缩率不会太高。第三十二页，共37页。实验八、图象格式实验一、实验仪器（略）二、实验目的：三、实验步骤1~4略四格式本实验涉及到的图像格式对应于下表：第三十三页，共37页。QCIF176×144QSIF160×120MPEG-1(CIF)352×288MPEG-2D1720×5762/3D1480×5763/4D1544×576第三十四页，共37页。五