CN101742302A - 多模mpeg系统层解复用方法 - Google Patents

多模mpeg系统层解复用方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种多模mpeg系统层解复用方法,包括:根据mpeg1系统层和mpeg2系统层PS流的相似性,以及他们和mpeg2系统层TS流具有相同的系统首部、PES包以及ES数据单元,将三种解复用通过共用相似的模块,有机的融合在一起;解复用后,能够得到基本的音视频ES数据单元;能够有效提取节目的SCR/PCR时钟信息;具有帧扫描模块,只记录音视频帧序号和非零且与前一时间戳不等的PTS/DTS,减少存储空间。且该多模解复用方法充分利用了这几种mpeg系统层的相似性进行模块复用,节省指令存储空间。

Description

多模mpeg系统层解复用方法
技术领域
本发明涉及数字电视广播、DVD以及多媒体通信技术领域,特别是一种多模mpeg系统层解复用方法,能够完成多种系统层的解复用,提取时钟信息,并节省指令存储空间。
背景技术
运动图像压缩编码国际标准mpeg1和mpeg2在数字电视广播、DVD以及多媒体通信领域中有着广泛的应用,如图1所示,其系统部分主要目的是将一个或多个节目的音视频数据打包成基本的音视频ES包,然后加上时钟标签组成PES包,最后再将PES包和系统时钟以及其他系统信息组成系统码流,以适应于存储和传输。在mpeg1标准中,系统码流为节目流(PS),而在mpeg2标准中,系统码流分为节目流(PS)和传输流(TS)节目流主要应用发生错误几率较小的环境,并且适合于用软件处理系统信息的应用,例如DVD,而传输流则被设计用于易出错的环境,如可能丢失数据或者有噪声的存储或传输媒体,例如数字电视广播等。
在接收端,如图2所示,首先要从系统码流中分离出相应节目的音视频单元,并提取相应的系统时钟信息(SCR/PCR)以及音视频的解码是中标签和显示时钟标签(DTS/PTS),后续音视频解码器才能完成系统时钟重建、音视频同步解码及显示等功能。目前的大多数解复用器都是针对单一的系统码流来设计的,而仅仅将多种系统码流的解复用放在一起,又会占用大量不必要的资源。
发明内容
(一)要解决的技术问题
为了解决解复用器的应用对象单一的问题,本发明提供一种多模mpeg系统层解复用方法,以有效的自适应的完成mpeg1系统层、mpeg2系统层PS流以及mpeg2系统层TS流的解复用,并通过共用相同模块,减少指令空间;本发明在解复用时,还能通过帧扫描模块,只存储非零且与前一值不同的PTS/DTS,节省存储空间。
(二)技术方案
为了达到上述目的,本发明采用的技术方案如下:
一种多模mpeg系统层解复用方法,该方法包括:
a、判断数据流的格式,如果数据流是mpeg1/2系统层PS流,则执行步骤b;如果数据流是mpeg2系统层TS流,则执行步骤d;
b、判断该mpeg1/2系统层PS流是mpeg1标准的PS包还是mpeg2标准的PS包,并对PS流的包头进行解析,然后判断PS流是否有系统首部,如果有系统首部则对该系统首部进行解析,如果没有系统首部,则将得到的PES数据送入PES解析单元;
c、检测到PES包数据之后,对PES包头进行解析,将得到的音视频ES数据送入存储和帧扫描模块;
d、在帧扫描模块中,如果有视频帧或音频帧,则帧数加1,若此时的音视频PTS/DTS不为零且与前一PTS/DTS不等,则记录当前的帧数和对应的PTS/DTS,并将音视频ES数据送入MEMORY,结束;
e、对mpeg2系统层TS流的起始码进行同步,对达到同步后的TS包进行解析,分析TS包的PSI信息中的PAT和PMT表,提取相应节目的音视频TS包负载;
f、对提取的音视频TS包负载进行PES头扫描,如果有PES头,则调用PES_mpeg2进行解析,如果没有PES头,则将数据直接送入存储和帧扫描模块。
上述方案中,步骤a中所述判断数据流的格式是通过分析数据流的起始码实现的。
上述方案中,步骤b中所述判断该mpeg1/2系统层PS流是mpeg1标准的PS包还是mpeg2标准的PS包是通过分析数据流在起始码后的4bit数据实现的,具体包括:如果起始码之后的2bit数据为0b01,则为mpeg2标准的PS包,如果起始码之后的4bit数据为0b0010,则为mpeg1标准的PS包。
上述方案中,步骤e中所述分析TS包的PSI信息中的PAT和PMT表,提取相应节目的音视频TS包负载的步骤,具体包括:搜索TS流中的PAT表,解析后得到PMT表的PID值;然后根据该值找到相应的PMT表,解析后得到各节目的音视频PID以及PCR的PID值;选择某一节目,确定需要的音视频以及PCR的PID值;看是否需要的PCR的PID,如果是,则在其传送流调整字段中提取PCR值保存;之后,再根据音视频PID值,提取相应的TS包负载。
上述方案中,步骤f所述扫描PES包头的步骤,具体包括:对音视频TS包负载进行扫描,如果有PES包头,则对PES包头进行解析,如果该TS包剩余数据不够PES包头长度,则将PES包起始码后的数据缓存起来,加载在下一相同PID的TS包负载前,再进行PES包头解析。
上述方案中,步骤b中所述对PS流的包头进行解析能够得到SCR,步骤e中所述对TS包进行解析能够得到PCR,该SCR和该PCR具有有相同的结构,能够通过同一SCR/PCR存储模块保存数据。
上述方案中,步骤d中所述帧扫描模块,当扫描到视频帧头时,视频帧序号加1,检测视频PES包头解析时记录的PTS/DTS,若此数据不为零,且与前一PTS/DTS不同,则存储此时的视频帧序号和对应的PTS/DTS;当扫描到音频帧头时,音频帧序号加1,检测音频PES包头解析时记录的PTS,若此数据不为零,且与前一PTS不同,则存储此时的音频帧序号和对应的PTS;后续的音视频解码能够根据帧序号和PTS/DTS插值出其余的PTS/DTS。
上述方案中,步骤d中所述存入MEMORY的音视频ES数据以及提取的PTS/DTS,用于供后续的音视频解码和同步。
(三)有益效果
从上述技术方案可以看出,本发明具有以下有益效果:
1、通过对码流的分析,能够自适应的完成mpeg1系统层,mpeg2系统层PS流以及TS流的解复用,得到音视频ES数据以及时钟信息;
2、通过复用系统首部解析模块,PES包头解析模块,PCR/SCR存储模块,数据存储和帧扫描模块,在完成解复用功能的同时,能有效节约指令存储空间;
3、通过帧扫描模块,只存储帧数以及非零且不重复的PTS/DTS,有效的节约了存储空间。
附图说明
图1是mpeg2协议的系统层PS流和TS流产生框图;
图2是系统层解复用以及解码的一般模式;
图3是本发明提供的多模mpeg系统层解复用的方法流程图;
图4是依照本发明实施例的多模mpeg系统层解复用的方法流程图;
图5是mpeg2系统层TS流PSI表解析原理图及对音视频包选择的示意图;
图6是本发明中提取的音视频帧数与对应时间戳的结构示意图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白,以下结合具体实施例,并参照附图,对本发明进一步详细说明。
如图1所示,为mpeg2标准中的简化的总体框图,mpeg2系统层PS流和TS流都是由音视频数据经过音视频编码器得到音视频ES包,再通过分组器,得到音视频PES包,然后再通过不同的复用模式得到的,而mpeg1的系统层与mpeg2系统层PS流具有相似的流程。
如图2所示,为mpeg系统层解复用和解码的一般模式,先通过不同模式的解复用,将系统流分解得到音视频PES包,然后再分解得到音视频ES包,将其送入音视频解码器后得到最后的音视频数据。
如图3所示,图3是本发明提供的多模mpeg系统层解复用的方法流程图,该方法具体包括以下步骤:
a、判断数据流的格式,如果数据流是mpeg1/2系统层PS流,则执行步骤b;如果数据流是mpeg2系统层TS流,则执行步骤d;
在本步骤中判断数据流的格式是通过分析数据流的起始码实现的。
b、判断该mpeg1/2系统层PS流是mpeg1标准的PS包还是mpeg2标准的PS包,并对PS流的包头进行解析,然后判断PS流是否有系统首部,如果有系统首部则对该系统首部进行解析,如果没有系统首部,则将得到的PES数据送入PES解析单元;
c、检测到PES包数据之后,对PES包头进行解析,将得到的音视频ES数据送入存储和帧扫描模块;
d、在帧扫描模块中,如果有视频帧或音频帧,则帧数加1,若此时的音视频PTS/DTS不为零且与前一PTS/DTS不等,则记录当前的帧数和对应的PTS/DTS,并将音视频ES数据送入MEMORY,结束;
e、对mpeg2系统层TS流的起始码进行同步,对达到同步后的TS包进行解析,分析TS包的PSI信息中的PAT和PMT表,提取相应节目的音视频TS包负载;
f、对提取的音视频TS包负载进行PES头扫描,如果有PES头,则调用PES_mpeg2进行解析,如果没有PES头,则将数据直接送入存储和帧扫描模块。
上述步骤b中所述判断该mpeg1/2系统层PS流是mpeg1标准的PS包还是mpeg2标准的PS包是通过分析数据流在起始码后的4bit数据实现的,具体包括:如果起始码之后的2bit数据为0b01,则为mpeg2标准的PS包,如果起始码之后的4bit数据为0b0010,则为mpeg1标准的PS包。
上述步骤e中所述对mpeg2系统层TS流的起始码进行同步,对达到同步后的TS包进行解析的步骤中,当连续5个包的起始码都为0x47时,认为达到同步,进入TS包解析;如果同步之后,出现连续三个包的起始码不为0x47,则认为失去同步,跳出TS包解析。
上述步骤e中所述分析TS包的PSI信息中的PAT和PMT表,提取相应节目的音视频TS包负载的步骤,具体包括:搜索TS流中的PAT表,解析后得到PMT表的PID值;然后根据该值找到相应的PMT表,解析后得到各节目的音视频PID以及PCR的PID值;选择某一节目,确定需要的音视频以及PCR的PID值;看是否需要的PCR的PID,如果是,则在其传送流调整字段中提取PCR值保存;之后,再根据音视频PID值,提取相应的TS包负载。提取音视频TS包负载的步骤之后进一步包括:对音视频TS包负载进行扫描,如果有PES包头,则对PES包头进行解析,如果该TS包剩余数据不够PES包头长度,则将PES包起始码后的数据缓存起来,加载在下一相同PID的TS包负载前,再进行PES包头解析。
上述步骤b中所述对PS流的包头进行解析能够得到SCR,步骤e中所述对TS包进行解析能够得到PCR,该SCR和该PCR具有有相同的结构,能够通过同一SCR/PCR存储模块保存数据。
上述步骤d中所述帧扫描模块,当扫描到视频帧头时,视频帧序号加1,检测视频PES包头解析时记录的PTS/DTS,若此数据不为零,且与前一PTS/DTS不同,则存储此时的视频帧序号和对应的PTS/DTS;当扫描到音频帧头时,音频帧序号加1,检测音频PES包头解析时记录的PTS,若此数据不为零,且与前一PTS不同,则存储此时的音频帧序号和对应的PTS;后续的音视频解码能够根据帧序号和PTS/DTS插值出其余的PTS/DTS。
上述步骤d中所述存入MEMORY的音视频ES数据以及提取的PTS/DTS,用于供后续的音视频解码和同步。
如图4所示,图4是依照本发明实施例的多模mpeg系统层解复用的方法流程图,该方法包括以下步骤:
步骤1、判断起始码,是mpeg1/2系统层PS流还是mpeg2系统层TS流;如果是mpeg1/2系统层PS流,如果起始码之后的2bit数据为0b01,则为mpeg2标准的PS包,如果起始码之后的4bit数据为0b0010,这是mpeg1标准的PS包,然后根据相应标准对PS包头进行解析;
步骤2、解析PS包之后,如果有系统首部则对其进行解析,如果没有,则对相应的PES包进行解析,将得到的ES数据送入存储和帧扫描模块;
步骤3、解析PES包之后,在帧扫描模块中,如果有视频帧或音频帧,则帧数加1,若此时的音视频PTS/DTS不为零且与前一PTS/DTS不等,则记录当前的帧数和对应的PTS/DTS,并将音视频ES数据送入MEMORY;
步骤4、如果是mpeg2系统层TS流,则对其起始码进行同步,当连续5个包的起始码都为0x47时,认为达到同步,进入TS包解析,如果同步之后,出现连续三个包的起始码不为0x47,则认为失去同步,跳出TS包解析;
步骤5、对达到同步后的TS包进行解析,分析其PSI信息中的PAT和PMT表,提取相应节目的音视频TS包负载;
步骤6、对提取的音视频TS包负载进行PES头扫描,如果有PES头,则调用PES_mpeg2进行解析,如果该TS包剩余数据不够PES包头长度,则将PES包起始码后的数据缓存起来,加载在下一相同类型的TS包负载前,再行PES包头解析,之后数据送入存储和帧扫描模块
步骤7、完成了对PES包头解析后的数据,在帧扫描模块中提取相应的帧数和PTS/DTS信息,并将音视频ES数据存入MEMORY。
如图5所示,图5是mpeg2系统层TS流PSI表解析原理图及对音视频包选择的示意图。mpeg2系统层TS流PSI表解析及音视频包的选择,首先搜索TS流中的PAT表,解析后得到PMT表的PID值;然后根据该值找到相应的PMT表,解析后得到各节目的音视频PID以及PCR的PID值;选择某一节目,确定需要的音视频以及PCR的PID值;看是否需要的PCR的PID,如果是,则在其传送流调整字段中提取PCR值保存;之后,再根据音视频PID值,提取相应的TS包负载,送入图4的步骤6。
图6是本发明中提取的音视频帧数与对应时间戳的结构示意图。在存储和帧扫描模块中,提取的视频帧数和对应PTS/DTS,音频帧数和对应的PTS在MEMORY中的存储结构,可供后续的音视频解码进行同步。
以上所述的具体实施例,对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明,所应理解的是,以上所述仅为本发明的具体实施例而已,并不用于限制本发明,凡在本发明的精神和原则之内,所做的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种多模mpeg系统层解复用方法,其特征在于,该方法包括:
a、判断数据流的格式,如果数据流是mpeg1/2系统层PS流,则执行步骤b;如果数据流是mpeg2系统层TS流,则执行步骤d;
b、判断该mpeg1/2系统层PS流是mpeg1标准的PS包还是mpeg2标准的PS包,并对PS流的包头进行解析,然后判断PS流是否有系统首部,如果有系统首部则对该系统首部进行解析,如果没有系统首部,则将得到的PES数据送入PES解析单元;
c、检测到PES包数据之后,对PES包头进行解析,将得到的音视频ES数据送入存储和帧扫描模块;
d、在帧扫描模块中,如果有视频帧或音频帧,则帧数加1,若此时的音视频PTS/DTS不为零且与前一PTS/DTS不等,则记录当前的帧数和对应的PTS/DTS,并将音视频ES数据送入MEMORY,结束;
e、对mpeg2系统层TS流的起始码进行同步,对达到同步后的TS包进行解析,分析TS包的PSI信息中的PAT和PMT表,提取相应节目的音视频TS包负载;
f、对提取的音视频TS包负载进行PES头扫描,如果有PES头,则调用PES_mpeg2进行解析,如果没有PES头,则将数据直接送入存储和帧扫描模块。
2.根据权利要求1所述的多模mpeg系统层解复用方法,其特征在于,步骤a中所述判断数据流的格式是通过分析数据流的起始码实现的。
3.根据权利要求1所述的多模mpeg系统层解复用方法,其特征在于,步骤b中所述判断该mpeg1/2系统层PS流是mpeg1标准的PS包还是mpeg2标准的PS包是通过分析数据流在起始码后的4bit数据实现的。
4.根据权利要求1所述的多模mpeg系统层解复用方法,其特征在于,步骤e中所述分析TS包的PSI信息中的PAT和PMT表,提取相应节目的音视频TS包负载的步骤,具体包括:
搜索TS流中的PAT表,解析后得到PMT表的PID值;然后根据该值找到相应的PMT表,解析后得到各节目的音视频PID以及PCR的PID值;选择某一节目,确定需要的音视频以及PCR的PID值;看是否需要的PCR的PID,如果是,则在其传送流调整字段中提取PCR值保存;之后,再根据音视频PID值,提取相应的TS包负载。
5.根据权利要求1所述的多模mpeg系统层解复用方法,其特征在于,步骤f中所述扫描PES包头的步骤,具体包括:
对音视频TS包负载进行扫描,如果有PES包头,则对PES包头进行解析,如果该TS包剩余数据不够PES包头长度,则将PES包起始码后的数据缓存起来,加载在下一相同PID的TS包负载前,再进行PES包头解析。
6.根据权利要求1所述的多模mpeg系统层解复用方法,其特征在于,步骤b中所述对PS流的包头进行解析能够得到SCR,步骤e中所述对TS包进行解析能够得到PCR,该SCR和该PCR具有有相同的结构,能够通过同一SCR/PCR存储模块保存数据。
7.根据权利要求1所述的多模mpeg系统层解复用方法,其特征在于,步骤d中所述帧扫描模块,当扫描到视频帧头时,视频帧序号加1,检测视频PES包头解析时记录的PTS/DTS,若此数据不为零,且与前一PTS/DTS不同,则存储此时的视频帧序号和对应的PTS/DTS;当扫描到音频帧头时,音频帧序号加1,检测音频PES包头解析时记录的PTS,若此数据不为零,且与前一PTS不同,则存储此时的音频帧序号和对应的PTS;后续的音视频解码能够根据帧序号和PTS/DTS插值出其余的PTS/DTS。
8.根据权利要求1所述的多模mpeg系统层解复用方法,其特征在于,步骤d中所述存入MEMORY的音视频ES数据以及提取的PTS/DTS,用于供后续的音视频解码和同步。
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