Структура аудиоданных в стандартеMpeg-2iso/iec13818-3

Напомним, что аудиофрейм формата MPEG-1 ISO/IEC 11172-3 содержит (см. рис. 2.9):

1. преамбулу (Header) информации (32 бита);

2. биты избыточности для помехоустойчивого кодирования (CRC) с целью обнаружения и коррекции ошибок (16 бит);

3. аудиоданные, информацию о распределении бит по полосам частот для слоя «Layer-2» (BAL), информацию о селекции МК (SCFSI), значения МК (SCF) и значения отсчетов ЗС для отдельных частотных полос;

4) дополнительные данные, длина которых не определена из-за гибкости применений.

Два формата аудиофрейма, предусмотренных стандартом MPEG–2 ISO/IEC 13818, изображены на рис. 2.12 и 2.13. Прежде всего рассмотрим формат структуры данных, когда он обратно совместим с MPEG–1 (рис. 2.12).

Рис. 2.12 — Структура аудиофрейма MPEG-2 при передаче ЗС многоканального расширения в рамках формата ISO/IEC 11172-3 стандарта MPEG-1

Структура цифровых аудиоданных сигналов Т₀ и Т₁ стандарта MPEG‑2 ISO/IEC 1381-3 соответствуют формату аудиоданных в MPEG-1. Информация каналов Т₂, Т₃, Т₄ располагается в первой части аудиофрейма, относящейся к передаче дополнительных данных. Здесь также имеются своя преамбула (MC-Header), биты для помехоустойчивого кодирования (MC-CRC), часть, относящаяся к передаче собственно аудиоданных сигналов Т₂, Т₃, Т₄ (Audiodaten Zusatzdaten), и часть для передачи дополнительной информации. Требуемая скорость для передачи битов сигналов Т₂, Т₃, Т₄ в многоканальной системе может варьироваться от фрейма к фрейму в зависимости от характеристик ЗС. Остаток части аудиофрейма может также предоставляться для передачи других дополнительных данных, например речевых сигналов. Общая (суммарная) скорость передачи битов поддерживается постоянной в соответствии с ISO/IEC 11172-3. Частота дискретизации для основных сигналов Т₀, Т₁ составляет 48, 44,1 или 32 кГц; для сигналов дополнительного многоканального расширения — 24, 22,05 и 16 кГц.

Возможные комбинации передаваемых сигналов приведены в табл. 2.3. В таблице: L₂ и R₂ — дополнительные второй левый и второй правый сигналы. При любом сочетании возможна дополнительная передача сигнала сверхнизких частот (LFE) с помощью отдельного канала. Канал сверхнизких частот (LFEC) имеет параметры: частоту дискретизации f_д/96; ширину полосы 125 Гц; разрешение более 20 бит/отсчет.

Таблица 2.3

Число каналов передачи	Конфигурация (формат воспроизведения)	Передаваемые сигналы
5	3/2	L, С, R, LS, RC
5	3/0 + 2/0	L, С, R + L2, R2
4	3/1	L, С, R. S (Sorround)
4	2/0 + 2/0	L, R + L2, R2
3	3/0	L, C, R
3	2/1	L, R, S
2	2/0	L, R (Stereo, ISO 11172-3)
1	1/0	Моно (ISO 11172-3)

В стандарте MPEG-2 содержатся 29 таблиц расположения аудиоданных передаваемых сигналов, которые приписывают сигнальные компоненты к каналам Т₀…Т₄.

Структура данных для случая введения дополнительного по сравнению с MPEG-1 расширения показана на рис. 2.13.

Аудиофрейм данных начинается с преамбулы (Header), за которой следуют CRC-биты (контрольный код цикличной избыточности). Следующие биты используются в слое 2 для кодирования распределения битов в субполосах (BAL), информация о распределении МК (SCFSI), за которыми расположены значения МК (SCF) и аудиоданные отсчетов полосных сигналов, соответствующие по структуре формату ISO/IEC 11172-3 для основной пары сигналов Л и П. Затем следуют дополнительные данные многоканального расширения (МС). Эта вторая часть фрейма (см. рис. 2.13) вновь начинается с преамбулы (MC-Header), далее идут данные помехоустойчивого кодирования для обнаружения и коррекции ошибок, а также информация о дополнительных каналах, информация о распределении бит по субполосам, селекции МК, значения МК: MC-CRC, MC-BAL, МСSCFS1, MC-SCF. Далее следуют аудиоданные, сначала МС-предсказание, затем МС-данные групп частотных полос и, наконец (если имеются в наличии), многоязыковые каналы (до семи комментаторских каналов).

Рис. 2.13 — Структура аудиофрейма MPEG-2 ISO/IEC 13818-3

с дополнительным расширением

Вся эта совокупность данных многоканального расширения располагается на месте дополнительных данных стандарта ISO/1 EC 11172-3 (см. рис. 2.13) и лишь потом могут еще следовать дополнительные данные. Формат этих дополнительных данных представлен внизу справа. Он начинается с синхронизации части расширения (Sync), за которой следует расширение CRC, указание о длине расширения (ext Lange), собственно аудиоданные расширения (ext МС-аудиоданные) и возможные дополнительные данные (МС-дополнительные данные 2). Этот поток расширения позволяет превысить максимальную скорость данных, предусмотренную стандартом MPEG-1 384 кбит/с. Но одновременно остается учтенным основное требование к обратной совместимости аудиофрейма. MPEG-1 декодер использует лишь часть аудиофрейма, соответствующую его норме. MPEG-2 декодер может перерабатывать всю информацию, включая и это последнее дополнительное расширение.