CN1099808C - 汇编传输数据包系统中的压缩数据处理器 - Google Patents

Abstract

在一种数字电视信号处理系统中，一个专用代码字，一个包对齐标记(PAF)被插入(14)到一个MPEG代码字位流中，以表示存在一组图象(GOP)。该PAF紧接在“I”帧的图象起始代码字之间，以开始GOP由于打算在包边界开始一个GOP当PAF出现对构造中(12)的数据包被终结，这种终结可导致一个少于为完成一个数据包所必需的规定代码字数的短缩包。每个包的最后字被如此表示，以便于接着对数据包与各自标题的组合(15)。不完全数据包被填充空(零位)字而构成具有规定字数的完全数据包。

Description

汇编传输数据包系统中 的压缩数据处理器

本发明涉及数字信号处理领域，更具体地说涉及用于处理包含在(例如)一个高清晰度电视系统中传送编码MPEG式数据的传送包的数据流的方法和设备。

Acampora等人美国专利5,168,356描述了一种用于处理须经MPEG式可复长度编码的高清晰度电视(HDTV)信号的系统。MPEG是由圆标标准化组织建立的一种标准的编码格式。该标准描述于文献“国际标准化组织”，中适用于数字存储媒体的移动图象与伴章的编码的ISO/IEC DIS 11172(1991年11月23日修订)标准，该文件引入本文，供说明一般编码格式时参改。在Acapora等人的该系统中，代码字是赋以优先权的反映基在数据流中的高优先权和低优先信息。该代码字数据流被传到一个传输处理器，该处理器将代码字数据的缩(packs)成各包括标题节和压缩数据的有效负载节的传输单元，并提供高优先级和低优先级的数据流输出。

该传输处理器一个主要功能是将由选前优先级处理器产生的可复长度代码字数据组合成压缩数据字。压缩字的累加即将之为数据包是以一传输标题开始。

这种传输包格式增加接收机端的再同步和信号恢复性能，例如由于传输频道干扰引起破坏以后，由于提供了标题数据，接收机就能由此确定发送数据一旦发生丢失或破坏时，重新进入数据流的重入点。由于在一个包的边界开始一组图象(GOP)也有利于在MPEG译码器的数据同步。正如将要看到的一个GOP即是欲成为有助于随机存取的一个编码视频位流序列的一系列一幅或多幅图象或帧。照MP EG标准的系统中通过响应内编码(intraooded)I-帧图象开始代码字，以及通过将图象开始代码字置于包的边界，也便于再同步。

根据本发明原理，在一个传送数据包中可变长度代码字(例如MPEG代码字)的系统中，具有少于予定字数的不完全数据包用非一操作“零字”组装，以产生一个固定长度包，并定义一个可出现规定代码字的包间(inter-Packet)边界。

在本文所揭示的一个最佳实施例中，一个专用代码字，包对齐标记(PAF)被插入一个MPEG数据流，以表示图象组(GOP)的开始。该PAF紧接在开始一个GOP的内编码(intracoded)“I”帧的图象开始代码字之前。该PAF指示图象开始代码字即将出现，并拥有这样一个时钟周期，即在此时钟周期期间，执行某些“内务处理”功能后，再在下一包的起始点出现图象开始代码字。这些内务处理功能包括(例如)：将累加器置零，检查标题状态，以及当PAF出现时，对建造中的数据包产生一最后字指示符。一旦PAF出现，由于规定在一数据包边界开始一GOP，而终结构造中的数据包。这种终结可导致包含少于规定组装字数的短缩包。该短缩数据包被填充以空(零位)字，以建立一个具有规定字数的完全数据包，并定义一个图象开始代码字可出现的包间边界。三十个32-位固定长度的字构成一个数据包，该数据包被冠以一个32-位的标题。

附图中：

图1是根据本发明的包含数据字控制器，数据包形成器(datapacker)和数据/标题组合设备的视频信号编码器一部分的方块图。

图2A，2B和2C表示图1的字控制器和数据包形成器的细节。

图3是与图2A所示字状态控制器的操作相关的真值表。

图4表示一个压缩数据汇编程序网络的细节。

图5至16描绘了最后字产生的几个实例。

图17表示图1所示数据和标题组合单元的细节。

图18是与图17所示状态控制器操作相关的状态图。

图19是包含根据本发明设备的一个HDTV编码系统的方块图。

图20A和20B是对编码视频信号的图象场/帧序列的示意表示。

图21是对由图19系统中编码/压缩设备产生的数据块形成的示意表示。

图22是对由图19系统中编码/压缩设备提供的数据格式的一种通用示意性表示。

图1是一个传输处理器的数据包形成器12和压缩数据字控制器10的方块图。正如前面已提及，传输处理器的一个主要功能是将可变长度的代码字数据压缩成固定长度(例如32位)的数据字。30个累计数据字构成一个数据包，该数据包最后由一传输标题开始。这样一种传输处理器可应用于一个为处理MPEG式压缩视频信号的系统中，正如后面将对图19所作论述那样。有关MPEG格式化和处理过程的其他特性将结合图20，21和22讨论。

控制器10监控与包对齐标记[Pocket Alignment Flag(PAF)]相应的长度数据字的累计，以确定由一可变长度代码字流汇编成的32-位数据字的完成，以及960-位长的数据包的完成。该长度数据是一个定义其长度的与一个可变长度代码字一致的六位并行字。该长度的二进制值表示与实际代表待传输的MPEG代码字的可变长度代码字一致的位数。每个可变长度代码字以代表MPEG代码的有效位(1至32)的可变位数出现在一条32位宽的总线上。

PAF是通过输入处理器14如此形成，以使PAF出现在一组图象开始时的MPEG“I”(内编码)帧图象开始代码字刚好前一个代码字。PAF可通过利用-数据比较器检测I帧图象开始代码字的出现来产生。单元14还包括一个信号延迟网络，用以处理图象开始代码字和PAF，以使PAF出现在代码字时钟周期中刚好在I帧图象开始代码字之前。该延迟网络还保证加到单元10和12的输出信号呈现正确的时间同步。

字地址被传送到数据包形成器12，该数据包形成器接收用于组装的可变长度代码字，以确保输入可变长度代码字的正确链接。字控制信号也被送到包形成器12，以便说明短字，标志一个包中的最后字和保证30个压缩数据字序列与相应传输标题正确对齐。控制器10通过累加长度字的二进制值来跟踪压缩的完成。每个值代表相关代码字中的有效位数。当已累计有960位时便完成了一个包。这种计数的起点，或说初始化是通过PAF的出现，使控制器10内的内部累加器置零而形成的。

包形成器12借助一根32位的并行数据总线接收可变长度代码字(VLC)。在来自控制器10的信号管理下，将有效位压缩成32位字。为适应最终的MPEG比特串行传输次序而安排链接。来自单元12的压缩数据以一可变的字率被送到数据和标题组合器15的输入FIFO数据缓冲器16。组合器15还接收来自形成器12的数据字使能信号，使有效数据能被写入组合器15中的FIFO数据缓冲器16。除了PAF强制成短包外，一旦已传送了30个这样的字便形成一个完全的数据包。由包形成器12产生的最后字指示符标志着本例中一个正常包内的第三十个字，或因出现PAF而缩短的包中的最后一个字。

每当压缩数据字是可用时该压缩数据字便被传送到数据/标题组合器15。同样，每当标题可用时，便将传输标题从标题发生器18传送到组合器15中输入FIFO标题缓冲器17。标题发生器18用来形成标题的信息是从输入处理器14和字控制器10获得的。一个标题写使能信号表示：一个标题是可用的，并使这些标题能写入FIFO17。组合器15在每个压缩数据有效负载之前冠以适当标题，并将由此形成的传输包或块转至如图19可见的输出速率缓冲器。组合器15还产生一个输出数据就绪信号，以表示压缩数据字或传输标题已准备就绪等待转送。一个标题指示符信号表示标题进行传送过程的时钟周期。该信号充当一个传输包边界的标记，致使诸如正向纠错(FEC)之类的后继操作可被适时加到传输单元。

每一标题包含与该标题相应数据包中的数据有关的信息。该标题信息协助接收机的数据汇编和同步并包含诸如服务类型(例如，声频，视频，数据)，帧类型，帧数和分片数(slice number)等信息。Acampora等人的美国专利5,168,356中有关应用MPEG信号编码的HDTV数字信号处理系统的那部分描述了这种类型的标题及其处理过程。

一个数据包可包含(对本实例而言)从1至29字，即少于30个的压缩数据字。正如将结合图20至22论述的，由输入处理器14提供的PAF一出现立即出现位于一个GOP开始的一内编码I-帧的图象起始代码字。一个内编码帧的该图象起始代码字总是开始一个新包，并紧跟在前的PAF表明一个数据包的结束和一个新包的开始。该图象起始代码字的包对齐有助于在接收机快速获取数据流。当形成固定长度字期间出现PAF时，即形成一个短缩的数据包。在建造该压缩字时其余位在数据包形成器12中被填以若干“零位”(zeroed bits)(从1至31)。此外，该数据包中的其余字将在组合器15中同样被填以“零字”(从1至29)，以此保持传输包的原尺寸。这种“填零字”的必要性是在30个数据字已传送到组合器15之前，由一最后字指示符的出现来指示的。

正确识别一个数据包中的最后字是重要的。该最后字保证了对一个带有其相应传送标题构成的包的正确记录。最后字也构成图象边界的MPEG组(即内编码帧)处的填充包(filled packet)，这对诸如改变频道之后等情况下在电视接收机/解码器处的再同步是必不可少的。对最后字的测定不是一项无价值工作，并取决于对包状态的特定了解，诸如何时完成一个包，以及如果已完成，是否存在进入下一包的数据段等等。何时最后字是形成在当前时钟间隔内的字或是待形成在下一时钟间隔内的字，这有几种情况。

最后字形成的某些具体例子说明如下。在没有PAF情况下完成一个包时，则最后字(在本例中为第30个字)是最后字并由一最后字指示符作此标记。这是“真”最后字的一个例子。一个PAF可能发生在一个包已完成同时没有位段进入下一包的时候，即，该字恰好结束在包的边界。一个完成包的最后字被标识为最后字，因为事实就是如此。这是“真”最后字的另一例子。PAF也可能发生在一个包已完成同时某些位段进入了下一包的第一字的时候。在此情况下，形成并因此标识了两个相继的最后字。该完成包的最后字被标识为最后(一个“真”最后字)，同时下一包的第一字也被标识为最后，因为PAF迫使该包短缩。在后一种短缩包情况下，在已发送30字以前出现最后字导致“零字填充”以完成该包。下面给出最后字的另一些实例。PAF可发生在一个未完成包处于建造中的某一时间。若一个内部字是在某些位段进入下一字情况下完成；则该部分字成为最后字。一种特别麻烦的情况是：当一个未完成包在建造时，一个内部字在没有任何位段进入下一字的情况下完成。该内部字可被传送到数据/标题组合器后，其后数据(即，PAF出现)才指示该字是最后字，这就不能名符其实地达到正确标识目的。在此情况下，一个称为“伪”最后字的零字产生并被标识为最后字。这种伪最后字，与(例如)部分被填充零位的分段式(不完全)最后字不同，是完全用零位构成的。这些和其他一些实例将在涉及图5-16时加以论述。

在下面将要描述的该揭示系统的一些重大特征是零长度PAF的形成，以发出GOP即将开始的信号，以及便于产生和标识一个数据包中的最后字，以要时产生伪最后字，和产生与最后字出现的变化有关的特定信号。

图2A示出图1控制器10的细节。该控制器包括在一带有模960电路22的反馈装置中的累加器20。包含在该反馈回路中的一个缓冲寄存器23，以将新累加值保存在每个长度输入周期的末端。输入PAF和长度字经由输入寄存器24分别传送到模单元22和累加器20。长度字的值连续地通过单元20累加，同时累加器20和模960单元22的反馈组合将一个包的长度设定在960位。从寄存器23得到的累加器输出代表该位在一个包内的位置并被传送到状态控制器25。

包状态控制器25还接收来自输入缓冲寄存器24的PAF并发出为在字状态控制器26中产生写指令所需的输出信号。当累加器位计数值等于或大于960时，便向字状态控制器26发出包完成输出信号。当累加器的位计数不在字边累上(即，位计数不等于32的整数倍)时，控制器25发出一个输出剩余(Remnant)信号。当累加器位计数为零时，发出真零输出信号，该信号仅在PAF出现时确定最后字的正确形成方面才有意义。用于产生这些信号的逻辑电路示于下面要讨论的图2B中。

当接收到的零值长度字表明存在零长度空代码字，即，非操作(NO-OP)代码字时，累加器20空闲，并保持该最后位计数值。这一规则的一个例外是PAF将总是迫使累加器值为零，而与位计数值无关。另一例外发生在一个包刚好在包的边界(即，累加器计数为960)上完成。在接着的下一时钟周期，累加器计数值将经由模960单元22被校正到下一长度字的二进制值。当累加器计数等于或大于960时，便完成一个包。

在图2B中，代表累加长度的10位累加器输出被示为I0至I9。当压缩代码字的累加长度等于或大于960时，便完成一个包。该条件被表示为：当作为加到与门(AND)30的累加器四个MSB位I6至I9均处于逻辑1状态。真零被表示为：当作为加到或门31的所有十个累加器位均处于逻辑0时状态。“非剩余”状态是指加到或门32的五个LSB累加器位I0至I4均处于逻辑0状态。数据包形成器的字地址是响应六个LSB累加器位，I0至I5形成的。与门阵列34在遇到包对齐标记(PAF)时迫使字地址至逻辑0状态(字地址复位)。

图2C表示图1的数据包形成器12的细节。可变长度代码字被送到数据移位器35。该移位器可为象德州(Texas)仪器公司的74AS8838型之类的桶形移位器。为适当地定位用于链接可变长度代码字的有效位，长度累加器输出的一个LSB子集(subset)从包状态控制器25发出(见图2A和2B)并被传送到数据移位器作为字地址。当从可变长度代码字的链接已形成一个32位字时，该压缩字被传送到保持寄存器36。该压缩数据字的有效性是通过一个由寄存器36发出的字就绪信号作出标记的，以使该字能被传送到数据汇编网络37。数据汇编网络37利用来自压缩字控制器10(图1)的控制信号WEN1，WEN2和WZERO，给在图1的数据和标题组合器15内包含的一个FIFO缓冲器发送带有其数据写使能和最后字标记的压缩数据字。

下一传送标题插入该组合数据流尾随一个包的最后字发送以使下一包的标题在当前包的最后字后面插入。一个标题控制器使用该累加器输出(图2A)去指示该包中某些代码字的位置，以使这些位置能在标题范围中的入口点字段内加以描述。借助与字状态控制器26和数据汇编网络37相关的逻辑数组(logic arrays)可简便地产生使数据字能写入FIFO缓冲器的最后字指示符和标记。下面的表1表示用于响应逻辑数组输入PAF(包对齐标记)，PC(包完成)，TZ(真零)和REM(剩余，字段区指示符)产生最后字的动作状态。数据汇编网络37借助从控制器26经缓冲寄存器28施加的输出信号可方便地形成其输出信号。这些信号包括表示出现在下一时钟周期内的最后字的写使能信号WEN1，表示出现在当前时钟周期内的最后字的写使能信号WEN2和产生一个伪最后字的写零信号WZERO。该伪最后字出现在PAF与驻留在未完成包的内部代码字边界的包形成(formation)一致的时候。

                    表1

             字状态控制器的状态

PAF PC  TZ   REM   采取的动作

是  是  N/A  是    当前字标记作为最后字，则下一时钟的字

                   标记同样(情况1)

是  是  N/A  否    当前字标记作为最后字(情况2)

是  否  N/A  是    下一时钟标记字作为最后字(情况3)

是  否  否   否    下一时钟形成伪零字，并标识它作为最后

                   字(情况4)

否  是  N/A  N/A   标识当前字作为最后字(情况5)

是  否  是   否    没有一个(情况6a)

否  否  N/Z  NA    没有一个(情况6b)

注1：当前字的最后字标记由写使能2给出信号。

注2：下一时钟内的字的最后字标记由写使能1给出信号。

注3：伪字的形成由写零给出信号并由写使能1标识。

正如将就图5-16进一步论述的，对于不同操作条件的实例(表1的情况1-6)产生WEN1，WEN2和WZERO的真值表示于图3。附件A给出了表1的算法。来自控制器26的输出信号被加到输出缓冲寄存器28后，再作为输出字控制信号供至图4所示数据汇编网络。

图4的数据汇编网络包括图1中数据包形成器12的输出网络。该数据汇编网络包括与逻辑门42和44，或逻辑门46，和如图所配置的D型触发器43和45。经压缩的32位宽的数据字经由与逻辑门42被送到一数据FIFO，一个来自在先的包形成电路的字就绪信号通过与逻辑门44并成为用于图1中数据FIFO16的数据写使能信号。来自压缩字状态控制器(图2A)的数据写控制信号WEN1，WEN2和WZERO如图示被加到触发器43和45和逻辑门46。WEN2表示与当前字相关的一个最后字标记，而WEN1表示一个与下一时钟周期中一字相关的最后字标记。WZERO控制信号表示由WEN1标识为最后字的一个伪最后字(表1中情况4)的形成。在此情况下，称之为伪最后字的全零字被插入压缩数据字流，并被写到数据FIFO16。至汇编门44的字就绪输入信号由一保持寄存器36(图2C)提供，以表示一个压缩成32-位字的有效性。

以下的讨论涉及由图5至16所示有关最后字形成的几个实例。其中某些实例显示与一后继和在先PAF一致的零长度NO-OP字的影响。

图5和6说明了表1中情况5的几种变型。在图5中，一个包在以分段进入下一包的方式完成(即，累加器位值大于960)。图6中，一个包正好在包的边界上完成(即，累加器值等于960)，没有任何分段或剩余部分进入下一包。在两种情况下，最后字标记在包完成时间出现。这一事件与真零和剩余指示符无关，因为不存在PAF。不然，在有PAF情况下，必须考虑真零和剩余指示。

图7和8示出表1的情况2。在图7中，在一个包完成以后立即出现PAF，同时没有跟着一个32-位图象开始代码字的分段。图8是类似的，只是除外在图象开始代码字前面介入了三个零长度非-操作(NO-OP)代码字这一点。在该两图中，PAF均与包完成信号一致并在没有余段进入下一包的情况下结束包的。图7表示立即累加跟一个32位长的图象开始代码字的更典型情况。图8表示允许介入NO-OP字。

图9属于表1的情况6a，此处，PAF与一个包完成信号不一致。PAF在包完成之后出现，同时无分段和在NO-OP字之后跟随一个图象开始代码字。在此情况下，一个最后字指示与包完成信号相关联，但没有与PAF相关的最后字指示，因为在此情况下由于累加器在零空闲引起包含一个真零指示。

图10和11示出表1的情况1。在图10中，一个PAF紧接包完成之后出现，并有跟随一图象开始代码字的分段。图11除在图象开始代码字以前介入NO-OP字以外，与图10相同。由于分段剩余之故需要两个最后字指示符。由于该分段形式使一个最后字指示符出现在包完成区间，而另一个出现在PAF后面的一个时钟区间。

图12，13和14示出了表1的情况3。在这些实例中，PAF有时出现在包形成期间，但不在字边界(即，存在进入下一字的分段)，而且不与包完成指示相符。那时最后字信号通常作为部分起始字(由于分段)的一个结果而发生在PAF后面的下一时钟区间。在图12中，PAF在完成一个包之后，以分段式在一些NO-OP字之后出现，跟随一图象开始代码字。在图13中，PAF在完成一个字时立即出现，以分段方式后跟一个图象开始代码字。在图14中，PAF在完成一个字之后并在若干代码已引起分段以后出现。

图15和16示出表1的情况4，即关于有必要产生特定型式的最后字，伪最后字的情况。该情况涉及PAF在一个字完成以后立即(图15)出现或隔一些时间之后(图16)，无分段，即直接出现在32倍数的一个字边界上。在此情况下，前提是完成字在通知(由后继PAF提供)它是最后字以前已被发出。形成和发出一个全零伪最后字。这是允许的，因为MPEG允许在一个开始代码字前面前置任意数目的零，并确保了图象开始代码字紧跟PAF的出现。此外，在这些情况中，包的平衡(balance)将由数据/标题组合器对其填充零位(空)字达到。在此情况下，由于已发出一个零字并被伪标为最后字，故组合器将发出不到一个字(one less word)。在图15中，当一个字完成时(没有分段)立即出现PAF接着一个图象开始代码字。在图16中一个字完成(没有分段)后紧跟介入的NO-OP字。然后出现PAF，后跟着一个图象开始代码字。

图17表示数据/标题组合器15(图1)的其他细节。每当标题发生器18产生标题响应一个标题写使能信号标题部分被写入标题FIFO70。类似的，每当压缩数据字由数据包形成器12产生，就响应数据写使能信号被写入数据FIFO72。无论最后字是否为第30字，在数据压缩过程中都伴随一个包的最后字而产生一个最后字指示符。单元70和72的标题和数据输出通过多路转换器76被多路转换到一根公共总线上并加到输出寄存器78。寄存器78将数据就绪信号，包数据和标题，及标题指示符供至图19所示的速度缓冲器713和714。多路转换器76能响应来自FIFO状态控制器74的一个发出零信号(Issue zero signal)而按命令发出零字。

两个FIFO单元70和72，多路转换器76和输出寄存器78由控制器74管理，该控制器是一个状态机。在接通电源或类似的再起动以后，控制器74等待一个可用标题。一个可用标题与数据就绪指示符一个标题指示符一起被送到多路转换器76的输出总线。然后控制器74为数据FIFO72服务，提取可用数据直至出现最后字指示符。伴有数据就绪指示符所发送的每个数据被传送到输出寄存器78。假如在最后字指示符出现后已服务了30个数据字，控制器74将再检查标题FIFO70的有用信息。若控制器74服务少于30个数据字，则通过发出零命令去指示多路转换器76发出零字，以平衡包。所有这类零字均伴之以数据就绪指示符。每当没有标题或数据要发送时，控制器74便指示多路转换器76发出零字，同时在数据不可用期间没有任何数据就绪指示符。图18示出了描绘如上所述的对组合器15的状态机驱动操作流程图(状态图)。数据就绪指示符和标题指示符通过输出寄存器78传送到图19中的速度缓冲器713和714。这些指示符向速度缓冲器表示：总线上有数据和标题信息，并保持标题/数据的对准以便于到速度缓冲器后进行正向纠错(FEC)编码和数据交叉。在该系统中(图19)，FEC和交叉过程要求：首先传送标题，也就是说，要在由该标题描述的数据包前面先将标题开始发至速度缓冲器。分别从标题FIFO70和数据FIFO72送出的空标记信号表示没有标题或数据字在发送，因此状态机控制器74处于空闲状态。该状状示于图18中，说明状态0和状态1的“无标题”和“无字”情况。当一相关读使能信号被分别传送至标题FIFO70或数据FIFO72时，来自控制器74的标题/数据选择信号指示多路转换器76或是将从单元70来的标题输出或是将从单元72来的数据输出转换到对输出寄存器78的输入的信号总线。

为产生一个所需30字数据包要将零字加到一个不完全，短缩包的输出缓冲器78显着大于前面的标题缓冲器70和数据缓冲器72。这些缓冲器有利地不间断地连续接收和处理数据。这种无中断的操作极大地简化了定时和同步功能，例如，因为消除了时钟停止/开始同步的困难。

如前所述，必要时用加空字的方式方便地利用予定长度的全包，有助于在诸如一可变长度代码字系统中发现的任意数据状态下进行检索和同步。一个开始代码字，具体地说1帧开始代码字是一个MPEG兼容的数据流中的特定再同步点(specific re-synchronizing point)。该开始代码字出现在一个包的边界，在所揭示系统中利用零位空字来产生该代码字是特别方便有利的，从而完成一个截尾数据包并界定了该包的边界。MPEG标准允许在一个开始代码字前面有任何数目的零字，而接收机/解码器忽略不计这些零-位空字。在本例中，输出缓冲器78是大而有时间复原性(time sesilient)，因此是一种用于执行空字组合操作[packing operation)的方便的运载工具。就此而言要注意的是：为在包边界在包对齐标记和一个图象开始代码出现之间进行空字组合可用的时间极短(例如，一个时钟周期)。

图19示出一个可将按本发明的设备应用于传输处理器部分的典型HDTV编码系统。图19表示该系统正处理单一视频输入信号的情况，但应了解：亮度和色度分量信号被分开处理，而用亮度移动矢量(lum-inance motion vectors)来产生压缩的色度分量。该压缩的亮度和色度分量被交错，以在代码字优先级进行分析之前形成宏功能块。有关图19系统的其他资料可在Acampora等人美国专利5,168,356中找到。

图20A中所示的图象场/帧序列被加到电路705，它根据图20B重新安排场/帧。该重排序列被加到压缩器710，产生一个按照MPEG式格式编码的压缩的帧序列。这种格式是分层的并以短缩形式示于图22中。MPEG分层格式包括带有各自标题信息的多层。各义上，每个标题包括一个起始代码，与各层有关的数据和对附加标题扩展部分的规定

当提及由该系统产生的MPEG式信号时，则意指：(a)视频信号的连续图象场/帧是按照I、P、B编码顺序编码的，和(b)在该图象电平(Picture level)上的编码数据是以MPEG式分片方式或块组方式编码的，其中每场/帧的片数可以不同，每片的宏功能块数也可不同。I编码帧是帧间(intraframe)压缩的，以致为重现一个图象仅需I帧压缩数据。P编码帧是按照正向移动补偿予见法编码的，其中P帧编码数据是从当前帧和一个I帧或在当前帧之前发生的P帧产生。B编码帧是按照双向移动补偿予见法编码的。B编码帧数据是从当前帧和从出现在该当前帧前后的I和P帧产生的。

本系统的编码输出信号被分段为场/帧组，或由方格行L2(图22)所示的图象组(GOP)。每个GOP(L2)包括后跟图象数据(分)段的标题。GOP标题包括与水平和垂直图象尺寸宽高比，场/帧速率，位速率等有关的数据。

对应于各图象场/帧的图象数据(L3)包括后跟片数据(L4)的图象标题。该图象标题包括一个场/帧数和图象代码类型。每一片(L4)包括后跟多个数据块MBi的片标题。该片标题包括组号和量化参数。

每块MBi(L5)代表一个宏功能块并包括后跟移动矢量和编码系数的标题。该MBi标题包括宏功能块地址，宏功能块类型和一个量化参数。该编码系数示于层L6中。每个宏功能块包括6块，每块包括4个亮度块，一个U色度块和一个V色度块(见图21)。一块代表一个(例如8×8)的象素矩阵，在该矩阵上执行离散的余弦变换(DCT)。四个亮度块是一个代表(例如)一个16×16象素矩阵的2×2邻接亮度块矩阵。色度(U和V)块代表与四个亮度块相同的总面积。也就是说，在压缩以前，色度信号是以相对于亮度的两个水平和垂直(速率)被子取样(subsampled)。一片数据对应于代表与由一宏功能块相邻组表示的一个面积相对应的一个图象矩形部分的数据。一帧可包括360片组成的光栅扫描，即60片垂直乘6片水平的。

块系数由DCT一次一块地提供。DC系数先出现，再按其相对重要性次序跟随各自的DCT AC系数。在每个连续出现的数据块结束处，加上一个块结束代码EOB。

在图19中，来自压缩器710的数据经优先级处理器711处理后再加到一个传输处理器712，它将数据分段为高优先级(HP)和标准优先级(SP)两部分。这些部分经由速率缓冲器713和714被耦合到各自的正向错误编码单元715和716。该速率缓冲器暂存压缩的数据和标题，以便此后由FEC错误编码网络提取。一个速率控制器718配合缓冲器713，714去调整由压缩器710提供的平均数据传输速率。此后，信号被耦合到一个传输调制解调器717，在那里，HP和SP数据对一个标准6MHz NTSC制电视频道范围内的各载波进行正交幅度调制。

附件A，最后字形成算法含正时钟边沿＝1，∞

若包对齐标记

  若包完成

    若剩余

    标记字就绪与作为最后的包完成一致则在下一时钟

作为最后的标记短字就绪

否则

    标记字就绪与最后包完成一致

否则

  若剩余

    在作为最后的下一时钟标记字就绪

否则

    如果不是真零

    在下一时钟产生一零字，和标识该伪字为最后字

    否则连接(即，什么都不做)要不然

  若包完成

    标记字就绪与作为最后的包完成一致结束

Claims (3)

1.用于处理一种图象表示的可变长度代码字数据流的设备，包括一个输入处理器(14)，一个压缩数据字控制器(10)，一个标题发生器(18)，

响应所述可变长度代码字数据流，用于产生包含有少于规定字数的短数据包的数据包的装置(12)；

数据处理装置(15)，用以将所述数据包传送至一输出端，

所述设备的特征在于：

包含在所述数据处理装置中的装置(76，图17)，用以必要时以非操作空字填充所述短数据包，以产生具有所述规定字数的固定长度数据包，并定义可出现规定代码字的包间边界。

2.根据权利要求1所述的用于处理一种图象表示的可变长度代码字数据流的设备，其特征在于，所述数据处理装置包括数据选择装置(76)，用于将数据包与包标题序列传送至所述输出端，并用于以所述空字填充所述短包。

3.根据权利要求1所述的用于处理一种图象表示的可变长度代码字数据流的设备，其特征在于，所述数据处理装置包括：

一个输入标题缓冲器(70)，用于接收含有与一相关数据包的内容相关信息的标题；

一个输入数据缓冲器(72)，用于接收所述数据包；以及

一个输出缓冲器(78)，用于分别接收来自所述标题缓冲器和所述数据缓冲器的标题和数据包的被控序列；其中

所述数据处理装置包括所述数据缓冲器，所述标题缓冲器和所述输出缓冲器，呈现关于接收和处理所述标题和数据包的不间断的操作。

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