在數(shù)字電視系統(tǒng)中,模擬視音頻信號按照MPEG-2的標準,經(jīng)過抽樣、量化及壓縮編碼形成基本碼流ES,基本碼流ES是不分段的連續(xù)碼流。把基本碼流分割成段,并加上相應(yīng)的頭文件打包形成的打包基本碼流PES,PES包和包之間可以是不連續(xù)的。在傳輸時將PES包再分段打成有固定長度188B的傳送碼流TS或可變長度的節(jié)目流包(PS包)。PES只是PS轉(zhuǎn)換為TS或TS轉(zhuǎn)換為PS的中間步驟或橋梁,時MPEG-2數(shù)據(jù)流互換的邏輯結(jié)構(gòu)。TS和PS這兩種碼流分別適應(yīng)于不同的場合應(yīng)用,節(jié)目流PS適合在相對出錯較少的環(huán)境下使用,其長度是變化的,而傳送流TS能夠把多個節(jié)目在基于一個或多個時間標識的基礎(chǔ)上構(gòu)成一個流,傳送流適合于出錯較多的場合下使用。用數(shù)據(jù)包傳輸?shù)膬?yōu)點是:網(wǎng)絡(luò)中信息可占用不同的連接線路和簡單暫存。通過數(shù)據(jù)包交織把多個數(shù)據(jù)流復用成一個新的數(shù)據(jù)流。便于解碼器按照相應(yīng)順序?qū)?shù)據(jù)包進行靈活的整理,從而,為數(shù)據(jù)流同步和復用奠定了基礎(chǔ)。MPEG-2的結(jié)構(gòu)可分為壓縮層和系統(tǒng)層,其中ES屬于壓縮層,PES和TS/PS屬于系統(tǒng)層。
在PES層,主要是在PES包頭信息中加入PTS(顯示時間標簽)和DTS(解碼時間標簽)用于視頻、音頻同步。而在TS流中,TS包頭加入了PCR(節(jié)目時鐘參考),用于解碼器的系統(tǒng)時鐘恢復。在節(jié)目流PS包頭中加入SCR,它的作用與PCR域相似。
ES是編碼視頻數(shù)據(jù)流或音頻數(shù)據(jù)流,每個ES都由若干個存取單元(AU)組成,每個視頻AU或音頻AU都是由頭部和編碼數(shù)據(jù)兩部分組成,1個AU相當于編碼的1幅視頻圖像或1個音頻幀,也可以說,每個AU實際上是編碼數(shù)據(jù)流的顯示單元,即相當于解碼的1幅視頻圖像或1個音頻幀的取樣。
我們知道,MPEG-2對視頻的壓縮產(chǎn)生I幀、P幀、B幀。把幀順序I1幀-P4幀-B2幀-B3幀-P7幀-B5幀-B6幀的編碼ES,通過打包并在每個幀中插入PTS/DTS標志,變成PES。在插入PTS/DTS標志時,由于在B幀PTS和DTS是相等的,所以無須在B幀多插入DTS。而對于I幀和P幀,由于經(jīng)過復用后數(shù)據(jù)包的順序會發(fā)生變化,顯示前一定要存儲于視頻解碼器的從新排序緩存器中,經(jīng)過從新排序后再顯示,所以一定要同時插入PTS和DTS作為從新排序的依據(jù)。例如,解碼器輸入的圖像幀順序為I1-P4-B2-B3-P7-B5-B6,但顯示時P4一定要在B2、B3之后,在PST和DTS的指引下,經(jīng)過緩存器從新排序,以從建視頻幀順序為:I1-B2-B3-P4- P7-B5-B6。
將PES包再打成更小的具固定長度的TS包時在其包頭位置加入了PCR和PID(包標識)。PID的值是由用戶確定的,解碼器根據(jù)PID把TS(多節(jié)目傳輸流)上不同節(jié)目的TS包區(qū)分出來,以重建原來的ES。另外,TS的包頭包含一個4bit的連續(xù)計數(shù)器,連續(xù)計數(shù)器可對PID包傳送順序計數(shù),據(jù)計數(shù)器讀數(shù),接收端可判斷是否有包丟失及包傳送順序錯誤。所以TS的包頭具有同步、識別、檢錯等功能。