Принцип формирования информационного пакета

Стандарт MPEG 2 предоставляет возможность формирования трех видов цифровых потоков:

• элементарного пакетированного потока,

• программного пакетированного информационного потока и

• транспортного пакетированного потока.

Определение «элементарный» означает, что цифровой поток состоит из одного вида информации: звукоданных, видеоданных или данных пользователя. Программный пакетированный информационный поток формируется внутренним мультиплексором, объединяющим в определенной последовательности элементарные пакетированные потоки сжатых видеоданных и элементарные пакетированные потоки сжатых звукоданных. На входы этого же мультиплексора подаются без сжатия служебные данные и синхрослова (см. рисунок 9).

Рисунок 9 - Принцип формирования информационного пакета

Внутренний мультиплексор из элементарных потоков формирует информационную часть — блок цифрового пакета фиксированной дли­ны в 187 байтов и синхрослово в 1 байт.

Информационная часть затем дополняется головной частью и бай­тами кода Рида-Соломона, обеспечивающими защиту от ошибок блока информационных байтов (см. рисунок 10).

Рисунок 10 - Структура пакета транспортного потока информационных данных с защитой от ошибок кодом Рида-Соломона

Головная часть (до 200 байтов) содержит управляющие коды и включает в себя:

- один байт стартового кода, подготавливающий приемное устройство к началу приема данных;

- коды коррекции ошибочных битов (сверточные и т.п.); биты данных пользователя;

- биты идентификации, предназначенные для распознавания видео- и аудиоинформации в пакете;

- биты флага данных, несущие информацию о скремблировании (за­крытости) канала, его приоритете;

- данные, указывающие на длину заголовка пакета, содержащего до 200 байтов. Они отмечают число байтов, которые могут присутствовать до начала передачи информационной части пакета.

Кодированные данные изображения и звука, а также различная допол­нительная информация объединяются в мультиплексоре в единый поток данных: это по сути программный мультиплексор.

Эта часть аппаратуры цифрового ТВ составляет подсистему кодирования источника информации и мультиплексирова­ния. Ее функция — максимально сжать информационный поток источ­ника.

Объединение нескольких ТВ программ (1, 2, 3) в транспортный по­ток осуществляется в транспортном мультиплексоре (рис. 11).

Рисунок 11 – Формирование транспортного потока

Стандарт кодирования видео- и звуковой информации mpeg-4

До недавнего времени в вещании преобладала концепция «те­левидения» программа готовилась в студии и передавалась как периодическая после­довательность строк изображения и сопутствующих звуков. Все усовершенствования, включая появление цифрового вещания и стандарта MPEG-2, не изменили эту концеп­цию в корне, хотя добавили к ней некоторые новые аспекты — многопрограммность, подписку, дополнительные услуги, зачатки интерактивности.

В последние годы мультимедийные и графические средства все чаще вторгаются в область классического ТВ вещания, которое, в свою очередь, проникает в сферу муль­тимедиа (значительная часть ТВ и звуковых программ транслируется в Интернете, иногда в специальных Интернет-версиях). Аудиовизуальное содержание все чаще использует­ся в интерактивных приложениях, таких, например, как игры или дистанционное обу­чение. Заметно размывается граница между компьютерными изображениями, виртуаль­ной реальностью и телевидением. Все чаще возникает необходимость перемещать один и тот же контент из одной сети в другую, из одной сферы в другую, и требуются унифицированные форматы представления и передачи информации.

Все эти факторы сформировали потребность в едином стандарте, который бы опреде­лял формат представления аудиовизуальной информации, совместимый с любой средой распространения, и механизмы интерактивного взаимодействия с мультимедийным кон­тентом. В стандарте должны быть предусмотрены возможности передачи различных ви­дов видео- и аудиоданных — текста, графики, двумерных (2D) и трехмерных (3D) изоб­ражений, натурального и синтезированного видео и аудио, в потоковой форме или в виде загружаемых файлов. Именно эти задачи решает стандарт MPEG-4 «Информацион­ные технологии — Обобщенное кодирование аудиовизуальных объектов»

MPEG-4 является стандартом ISO/IEC, разработанным комитетом MPEG (Moving Picture Experts Group.

Стандарт MPEG-4 охватывает следующие области:

• цифровое телевидение и видеосвязь;

• интерактивную графику, синтез изображений;

• интерактивные мультимедийные приложения, в том числе передаваемые через Интернет.

Тен­денция последних лет сближение, слияние этих источников аудиовизуальной ин­формации, появление новых источников как натурального, так и синтезированного контента (содержания).

Стандарт MPEG-4 позволяет передавать и записывать в различные ЗУ ви­део- и звуковую информацию с очень большими коэффициентами сжатия. Первоначально он создавался для передачи движущихся изображений и звука по узкополосным каналам связи, что необходимо как в системах видеосвязи при использовании обычных телефонных сетей и относительно низкоскорост­ных цифровых каналов (64 кбит/с), так и для передачи через Интернет. В на­стоящее время MPEG-4 получил широкое распространение как средство запи­си кинофильмов и видеопрограмм на лазерные диски. Кроме того, новый стан­дарт обеспечивает интерактивность, т.е. возможность для пользователя управ­лять процессом передачи ему информации путем запросов, выбора вариантов и других действий.