Колеж по телекомуникации и пощи
Видео и телевизионна техника 2 /2012/

ЛЕКЦИЯ: IPTV и пренос на MPEG-4

Раздел  I.   КОДИРАНЕ   И   АДАПТАЦИЯ  НА   ТЕЛЕВИЗИОННИТЕ   ДАННИ  ЗА 

ПРЕНОС ВЪРХУ RTP (Real Time Transport Protocol)

1.

IРTV

 МЕДИЙНИ ФОРМАТИ

За реализирането на

 1Р

 телевизионни услуги с професионално

 broadcast 

качество

, 

Internet   Streaming   Media   Aliance   (ISMA)  

препоръчва   да   бъдат   използвани   следните 

авангардни формати за кодиране на данните:

•

За   видеоизображение   със   стандартна   разделителна   спсобност

  -АVС 

(Advanced Video coding) Main Profile  @  Level  3

  съгласно със стандарт

  МРЕС-4  ISO/IEC 

14496-10:2003: „Information technology – Coding of audio-visual objects – Part 10: Advanced  
video coding” (ITU Recommendation H.264) 

 с максимална скорост на потока от данни от 3 

Мбит/сек;

•

За видеоизображение с висока разделителна способност

 - АVС Main Profile 

@  Level  4

  съгласно със същия стандарт с максимална скорост на потока от данни от 15 

Мбит/сек;

•

За   аудиоинформацията,   която   съпровожда   тези   два   видео   формата

  - 

АAС(Advanced Audio coding) Main Profile @ Level 4

 (при необходимост

 НЕ-ААС

) съгласно 

със стандарт

 МРЕС-4 ISO/IEC 14496-10:2001   

с максимална честота на дискретизация 48 

kHz и брой на аудио каналите - до 5.1.

Фигура 1.1 илюстрира връзката на препоръчаните от

 ISMA

 аудио/видео формати за 

IPTV

 услуги с архитектурата на системите за

 IР

 транспорт и съхранение на данни.

Аудио/видео   форматите   от   посочения   на   фигурата

  профил   2

  не   са   предмет  на 

коментар,   тъй   като   осигурените   от   тях   характеристики   -   не   повече   от   2  аудиоканала, 
ограничена   (СIF)   видеоразделителна   способност   (352x288)   и   др,  са   подходящи   за 
специфичен кръг клиентски услуги.

Механизмите на кодиране и адаптация на данните в представените видео и аудио 

формати ще бъдат обстойно разгледани в следващите точки на настоящия раздел.

Както ще бъде по-нататък детайлно изяснено,

 МРЕС-4 АVС

 кодираните видеоданни 

се   въвеждат   в

  RТР   полезния   товар

  /Real   Time   Transport   Protocol/  в   съответствие   със 

спецификация  RFС   3984

  „RТР   Рауload   Format   for  Н.264  Video"

  при   съответните 

ограничителни условия: 

Фиг.1.1.  М

ЯСТО

  на   аудио/видео   форматите   за

  IP

ТВ  услуги   в   архитектурата   на 

системите за

RFС   3640  /Request   for   Comment/  предоставя   възможности  за  използване   на 

Interleaving 

(разбъркано предаване) на аудиофреймовете.

Прилагането на

  ЕЕС

  (корекция на грешките на базата на  предварително  заложен 

излишък) при  опаковането  на медийни данни в

  RTP  полезния  товар 

е специфицирано в 

RFС 2733.

2.

МРЕС-4 

 AVC

    /   Н.264

    8.2.1. Въведение

МРЕС-4  

  възниква като нов стандарт  за видеокодиране,  който при непроменено 

качество на възприемане на видеоизображението да осигури възможно най-висока степен 
на  компресиране   на   данните.  С   тази   задача   се   зае  Joint   Video   Team   (JVT),   който   със 
съдействието на ISO/IEC и

 ITU-Т

 дефинира комплекс от синтактични норми и правила за 

компресиращо кодиране и декодиране на един поток от видеоданни.  На тази основа бе 
специфициран проекто-стандарт с наименованието

  АVС  (Advanced Video coding)  МРЕС4 

Part 10/

 или

 ITU-Т

 рекомендация

 Н.264 

(Ргоject name 

Н.264).

 Той дефинира комплектации 

от   функционални  възможности   и   количествени   параметри,   които   са   йерархически 
структурирани във вид на три профила

  (Ваseline,  Main, Extented)

с общо  четиринадесет 

нива.

МРЕС-4   АVС/Н.264

  кодирането   превъзхожда   досега   прилаганите  стандарти   за 

видеокомпресия по следните приложно-технически характеристики:

Медийни 
формати

Съхранение

Транспорт

1) При едно и също качество позволява да се намали обемът и респ.  скоростта на 

предаване  на   данните   на   видеоизображението   със   стандартна  и   с  висока   разделителна 
способност между 2,25 и 2,5 пъти.

По-нагледна представа за възможностите на

  Н.264 МРЕС-4 АVС

  дават  данните в 

табл.1.1   от   съпоставката   му   на   база   на   класическия   стандарт 

МРЕС   2

  по   скоростни 

характеристики   с   два   други   авангардни   стандарта  за   видеокомпресиращо   кодиране   - 

МРЕС-4 АSР

 и

 Н.263 НLP.

2)

Осигурява  еднакво   добро   качество   на   видеоинформацията   при   всички 

скорости на предаване на данните, включително и при най-ниските.

3)

Гарантира висока степен на адаптиране към ограниченията, произтичащи от 

закъснение,  което   разширява   диапазона   на   неговото   приложение   -  от   системи   за 
съхранение   и   от   сървърно   базирани   системи   за   поточно   предаване   на   видеоданни   до 
системи за видео комуникация в реално време от типа на видеоконферентните системи.

4)

Разполага   с  по-богат   и   по-ефективен   инструментариум   от   механизми  за 

корекция на грешките, част от които са характерни за мрежите с пакетна комутация и за 
безжичните мрежи.

5)

Както в качествен, така и в количествен аспект предлага по-висока степен на 

мащабируемост   и   респ.   по-голяма   оперативна   гъвкавост  на   основата  на   концептуално 
разграничаване на задачите за пренос на видеоданните от задачите за тяхното кодиране.

Цената на тези преимущества е ангажирането на по-мощни ресурси за обработка и 

съхранение  на  данните.  В схемотехнически  аспект  това означава  едно  усложняване на 
кодера от порядъка на 4-5 пъти, а на декодера - от порядъка на 2-3 пъти. По-сложната 
обработка   е   свързана,   естествено,  с  разход  на   повече   време.   Произтичащото   от   нея 
времезакъснение   обаче   е   относително   по-малко   от   транспортното   закъснение   и   на 
практика е без значение за разглежданите от нас приложения.

3.

Технологична платформа

В концептуален аспект технологичната платформа на

 АVС/Н.264

 е изградена, както 

е показано на фиг. 1.2, върху два слоя:

•

Слой

 Кодиране на видеоданните - VLC

 (Video Coding Layer

)

•

Слой

 Мрежова адаптация на данните

 – NAL 

(Network Abstraction Layer)

Задачата   на

  VLC

  слоя   е   да   редуцира   по   ефективен   начин   количеството   на 

видеоданните,   кодирани   в   цифров   компонентен   формат

  4:2:0

  с   прогресивна   и/или   с 

презредова  развивка,  където  двата  полукадъра  може да се кодират  поотделно като два 
полукадрови периода или заедно като един кадър.

Т а б л и ц а   1 . 1 .  Сравнение по скоростни характеристики на

 МРЕС-4 АVС

 с други авангардни 

видеостандарти, прилагани за

 IР

 услуги

Кодер

МРЕС-4 АSР

Н.263 НLP

МРЕС 2

МРЕС-4 
АVС/Н.264

38,62

48,80

64,46

МРЕС-4 АSР

-

16,65

42,95

Н.263 HLP

-

-

30,61