Поток видеоданных мреg-2

Упрощенная структура потока данных на выходе видеокодера МРЕG-2 показана на рис. 1.16.

Рис. 1.16. Структура потока данных на выходе видеокодера МРЕG-2

(упрощенно)

Самой крупной структурной единицей потока видеоданных является видеопоследовательность (video sequence), в некоторых русскоязычных источниках называемая рядом. Видеопоследова­тельность может содержать произвольное число групп изображе­ний (GОР), которые, в свою очередь, состоят из кадров (при кадро­вом кодировании) или полей (при полевом кодировании) разных типов (I, Р, В). Каждое изображение состоит из слайсов, каждый из которых содержит некоторое число макроблоков.

Каждая структурная единица потока видеоданных начинает­ся с соответствующего стартового кода, позволяющего при деко­дировании выделять из потока нужные данные.

Передача видеоданных всегда начинается с заголовка видео­последовательности (Заголовок ВП), за которым следует расшире­ние заголовка видеопоследовательности (Расширение Заголовка. ВП). В этих частях потока данных передается, в частности, следующая инфор­мация:

- ширина и высота изображения, выраженные количествами пикселов;

- отношение ширины к высоте;

- частота кадров;

- скорость передачи двоичных символов для этого потока ви­деоданных;

-признаки необходимости загрузки из потока видеоданных матриц коэффициентов квантования;

- признак чересстрочной развертки;

- формат дискретизации (4:2:0, 4:2:2 или 4:4:4).

Далее могут передаваться расширение и данные пользовате­ля. Эта часть потока может отсутствовать, что показано стрелкой, идущей в обход блока. Расширение присутству­ет, в частности, если используется масштабируемость (см. ниже).

Каждая группа изображений может начинаться с заголовка (Заголовок GОР). Наличие этого заголовка обязательно для первой группы изображений в видеопоследовательности. Для других групп изображений заголовок может отсутствовать (стрелка в об­ход не показана), так как начало группы всегда совпадает с I-кадром. После заголовка группы изображений могут передаваться данные пользователя.

Перед каждым кадром или полем идет заголовок изображе­ния (Заголовок изображения), содержащий номер этого изображения в видеопоследовательности, тип изображения (I, Р или В) и другие данные. Затем могут передаваться расширение и данные пользова­теля. После этого передаются сами данные изображения (Данные изобр.). Заголовок каждого слайса (на рис. 1.16 не показано) содер­жит данные о положении этого слайса в изображении, значение параметра квантования и другую информацию. Данные внутри ка­ждого макроблока также расположены в заданном порядке.

После передачи данных изображения может следовать другое изображение этой же группы (стрелка на блок Заголовок изображения) или начинаться следующая группа изображений (стрелка на блок Заголовок GОР). Если передано последнее изображение в видео­последовательности, то передается признак окончания последова­тельности (Конец ВП).

Декодер видеоинформации

В соответствии со стандартом в декодере (рис. 1.17) выполня­ются декодирование кодов переменной длины, деквантование, об­ратное ДКП, компенсация движения и восстанавливается исходная последовательность кадров.

Декодер содержит буферное запоминающее устройство (БЗУ); демультиплексор ДМп, декодеры кодов с переменной длиной кодовых слов ДКПДС, а также деквантователь Кв^-1, блок об­ратного дискретного косинусного преобразования ДКП^-1, предска­затель Пред и ЗУ, аналогичные соответствующим блокам кодера. Тактовая частота 27 МГц восстанавливается с использованием Данных из декодируемого потока.

Рис. 1.17. Структурная схема видеодекодера МРЕС-2

БЗУ на входе декодера выполняет функцию согласования по­стоянной скорости передачи двоичных символов во входном пото­ке данных с процессами в декодере, при которых данные из БЗУ считываются неравномерно во времени. С выходов демультиплексора кодированные данные изображения и значения параметра квантования поступают на ДКПДС и далее на деквантователь, а векторы движения поступают на ДКПДС и далее на предсказатель.

Так же как и в кодере, в декодере имеются два режима рабо­ты. При приеме 1-кадров и передаваемых с внутрикадровым коди­рованием макроблоков Р-кадров и В-кадров на выходе блока об­ратного ДКП формируются блоки изображения. Переключатель на структурной схеме при этом находится в положении 1, и сигнал с блока обратного ДКП направляется на выход. При приеме макро­блоков Р-кадров и В-кадров, кодируемых в межкадровом режиме, переключатель находится в положении 2. В этом случае формиро­вание выходного сигнала происходит путем поэлементного сложе­ния поступающих с блока обратного ДКП значений разностей с предсказанным макроблоком, формируемым из элементов ранее декодированных изображений с использованием декодированных векторов движения.

Реализация декодера аппаратными, программными или аппа­ратно-программными средствами существенно проще, чем реали­зация кодера, так как в декодере не надо выполнять поиск соответ­ствующих областей в опорных изображениях, а именно этот поиск требует наибольшего количества вычислений.