Купить ГОСТ Р 54998-2012 — бумажный документ с голограммой и синими печатями. подробнее
Распространяем нормативную документацию с 1999 года. Пробиваем чеки, платим налоги, принимаем к оплате все законные формы платежей без дополнительных процентов. Наши клиенты защищены Законом. ООО "ЦНТИ Нормоконтроль"
Наши цены ниже, чем в других местах, потому что мы работаем напрямую с поставщиками документов.
Распространяется на системы цифрового телевидения высокой четкости и определяет: - основные особенности структуры пакетированного элементарного потока в цифровых системах телевидения высокой четкости; - синтаксис цифрового транспортного потока; - методы измерения параметров цифрового транспортного потока; - общие требования к средствам измерения параметров цифрового транспортного потока. Стандарт охватывает семейство различных методов сжатия, совместимых по структуре транспортного потока и получивших наиболее широкое распространение.
1 Область применения
2 Нормативные ссылки
3 Термины и определения и сокращения
4 Цифровая система телевидения высокой четкости
4.1 Тракты и звенья цифровой системы телевидения высокой четкости со сжатием цифрового потока
4.2 Основные параметры цифровых систем телевидения высокой четкости
5 Кодирование цифровых телевизионных сигналов для сжатия цифрового потока
5.1 Рекомендуемые профили и уровни стандартов (методов) сжатия цифрового потока ТВЧ
5.2 Пакетированный элементарный поток
5.3 Транспортный поток
6 Методы измерений параметров цифрового транспортного потока телевидения высокой четкости
6.1 Передача цифрового транспортного потока телевидения высокой четкости
6.2 Методы измерений параметров структуры и синтаксиса цифрового транспортного потока
6.3 Основные требования к аппаратуре для измерения параметров структуры и синтаксиса цифрового транспортного потока
Приложение А (справочное) Принципы кодирования сигналов ЦТВЧ-2,3 по стандарту МРЕG-2
А.1 Общая схема кодирования/декодирования видеосигналов
А.2 Форматы субдискретизации цвета
А.3 Иерархия структурных элементов кодирования МРЕG-2
А.4 Внутрикадровое кодирование
А.5 Кодирование с предсказанием вперед
А.6 Кодирование с двунаправленным предсказанием
А.7 Перестановка кадров (полей)
Приложение Б (справочное) Основные особенности кодирования сигналов ЦТВЧ по ИСО/МЭК 14496-10
Приложение В (справочное) Особенности кодирования сигналов ЦТВЧ по стандарту VC-1
Приложение Г (справочное) Общие принципы кодирования сигналов ЦТВЧ по технологии EVC .
Приложение Д (рекомендуемое) Перечень средств измерений и технологического оборудования
Библиография
Дата введения | 01.04.2013 |
---|---|
Добавлен в базу | 01.10.2014 |
Актуализация | 01.01.2021 |
19.09.2012 | Утвержден | Федеральное агентство по техническому регулированию и метрологии | 362-ст |
---|---|---|---|
Разработан | ФГУП НИИТ | ||
Издан | Стандартинформ | 2013 г. |
Чтобы бесплатно скачать этот документ в формате PDF, поддержите наш сайт и нажмите кнопку:
ГОСТ Р 54998— 2012
ПО ТЕХНИЧЕСКОМУ РЕГУЛИРОВАНИЮ И МЕТРОЛОГИИ
НАЦИОНАЛЬНЫЙ
СТАНДАРТ
РОССИЙСКОЙ
ФЕДЕРАЦИИ
ЦИФРОВАЯ СИСТЕМА ТЕЛЕВИДЕНИЯ ВЫСОКОЙ ЧЕТКОСТИ. КОДИРОВАНИЕ ЦИФРОВЫХ ТЕЛЕВИЗИОННЫХ СИГНАЛОВ ДЛЯ СЖАТИЯ ЦИФРОВОГО ПОТОКА
Издание официальное
Стандартинформ
Цели и принципы стандартизации в Российской Федерации установлены Федеральным законом от 27 декабря 2002 г. № 184-ФЗ «О техническом регулировании», а правила применения национальных стандартов Российской Федерации — ГОСТ Р 1.0-2004 «Стандартизация в Российской Федерации. Основные положения»
Сведения о стандарте
1 РАЗРАБОТАН Федеральным государственным унитарным предприятием «Научно-исследовательский институт телевидения» (ФГУП «НИИТ»)
2 ВНЕСЕН Федеральным агентством по техническому регулированию и метрологии
3 УТВЕРЖДЕН И ВВЕДЕН В ДЕЙСТВИЕ Приказом Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 19 сентября 2012 г. № 362-ст
4 Настоящий стандарт разработан с учетом основных нормативных положений стандартов Международной организации по стандартизации и Рекомендаций Международного союза электросвязи (МСЭ-Р): ИСО/МЭК 13818-1/МСЭ-Т Н.222.0, ИСО/МЭК 13818-2/МСЭ-Т Н.262, ИСО/МЭК 14496-2, ИСО/МЭК 14496-10/МСЭ-Т Н.264, МСЭ-Р ВТ.709-5, МСЭ-Р ВТ.1120-7, Общества инженеров кино и телевидения: SMPTE 274М, SMPTE 295М, SMPTE 421М, а также Европейского координационного комитета по связи: ETSI ЕН 300468
5 ВВЕДЕН ВПЕРВЫЕ
Информация об изменениях к настоящему стандарту публикуется в ежегодно издаваемом информационном указателе «Национальные стандарты», а текст изменений и поправок — в ежемесячно издаваемом информационном указателе «Национальные стандарты». В случае пересмотра (замены) или отмены настоящего стандарта соответствующее уведомление будет опубликовано в ежемесячно издаваемом информационном указателе «Национальные стандарты». Соответствующая информация, уведомление и тексты размещаются также в информационной системе общего пользования— на официальном сайте Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии в сети Интернет
©Стандартинформ, 2013
Настоящий стандарт не может быть полностью или частично воспроизведен, тиражирован и распространен в качестве официального издания без разрешения Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии
Синтаксис элементарного потока MPEG-4 должен соответствовать требованиям стандарта ИСО/МЭК14496-2 [3].
5.1.3 Профили и уровни AVC
Примечания
1 В соответствии с ИСО/МЭК 14496-10/МСЭ-Т Н.264 [4] произведение максимального числа активных отсчетов в строке на число активных строк должно быть меньше или равно максимальному числу активных отсчетов в кадре. Значение числа активных отсчетов в кадре для уровней 4 и 4.1 увеличено по сравнению с максимально допустимым, рекомендованным стандартом ИСО/МЭК 14496-10/ МСЭ-Т Н.264, поскольку соответствующая скорость входного потока меньше максимально возможной для этих уровней.
2 Значения векторов движения в горизонтальном направлении для всех профилей и уровней не должны быть меньше - 2048 и больше 2047,75. Вектор, указывающий на опорный фрагмент, находящийся за пределами изображения, продлевается с противоположной стороны кадра.
При сжатии сигналов ЦТВЧ-2 и ЦТВЧ-3 рекомендуется использовать уровни стандарта AVC (ИСО/МЭК 14496-10/МСЭ-ТН.264 [4]), параметры которых с уточнениями, принятыми в ETSITS 101154 [11] и в настоящем стандарте, приведены в таблице 5.
Таблица 5 — Основные параметры уровней AVC для систем ЦТВЧ-2, 3 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
7
Параметры рекомендуемых к применению профилей AVC приведены в таблице 6.
Таблица 6 — Основные параметры профилей AVC для систем ЦТВЧ-2, 3 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
Профиль |
Параметр | ||||||
Тип слай- сов |
Энтро пийное кодирова ние |
Раздельное кодирование полей |
Формат субдиск ретизации цвета |
Число слайсов в кадре |
Размеры преобразуемых блоков данных |
Разрящ- ность входных отсчетов, бит | |
Вазовый ограниченный |
1, р |
CAVLC |
нет |
4:2:0 |
1 |
4x4 |
8 |
Масштабируемый базовый |
1, Р, EI, ЕР, ЕВ |
CAVLC |
нет |
4:2:0 |
от 1 до 8 |
4x4 |
8 |
Основной |
1, В,Р |
CAVLC, САВАС |
есть |
4:2:0 |
1 |
4x4 |
8 |
Расширенный |
1, В, Р, SI,SP |
CAVLC |
есть |
4:2:0 |
от 1 до 8 |
4x4 |
8 |
Высокий |
1, В, Р |
CAVLC, САВАС |
есть |
4:2:0 и 4:0:0 |
1 |
4x4, 8x8 |
8 |
Масштабируемый высокий |
1, В, Р, EI, ЕР, ЕВ |
CAVLC, САВАС |
для уровней 4 и 4.1 |
4:2:0 |
1 |
4x4, 8x8 |
8 |
Масштабируемый высокий внутрикадровый |
1, EI |
CAVLC, САВАС |
для уровней 4 и 4.1 |
4:2:0 |
1 |
4x4, 8x8 |
8 |
Высокий 10 |
1, В, Р |
CAVLC, САВАС |
для уровней 4 и 4.1 |
4:2:0 и 4:0:0 |
1 |
4x4, 8x8 |
от 8 до 10 |
Высокий 4:2:2 |
1, В, Р |
CAVLC, САВАС |
для уровней 4 и 4.1 |
4:2:0, 4:2:2 и 4:0:0 |
1 |
4x4, 8x8 |
от 8 до 10 |
Высокий 4:4:4 с предсказанием |
1, В, Р |
CAVLC, САВАС |
для уровней 4 и 4.1 |
4:2:0, 4:2:2, 4:4:4 и 4:0:0 |
1 |
4x4, 8x8 |
от 8 до 14 |
Высокий 10 внутрикадровый |
1 |
CAVLC, САВАС |
для уровней 4 и 4.1 |
4:2:0 и 4:0:0 |
1 |
4x4, 8x8 |
от 8 до 10 |
Высокий 4:2:2 внутрикадровый |
1 |
CAVLC, САВАС |
для уровней 4 и 4.1 |
4:2:0, 4:2:2 и 4:0:0 |
1 |
4x4, 8x8 |
от 8 до 10 |
Высокий 4:4:4 внутрикадровый |
1 |
CAVLC, САВАС |
для уровней 4 и 4.1 |
4:2:0, 4:2:2, 4:4:4 и 4:0:0 |
1 |
4x4, 8x8 |
от 8 до 14 |
CAVLC 4:4:4 внутрикадровый |
1 |
CAVLC |
для уровней 4 и 4.1 |
4:2:0, 4:2:2, 4:4:4 и 4:0:0 |
1 |
4x4, 8x8 |
от 8 до 14 |
Многоракурсный высокий |
1, В, Р |
CAVLC, САВАС |
нет |
4:2:0 и 4:0:0 |
1 |
4x4, 8x8 |
8 |
Стерео высокий |
1, В, Р |
CAVLC, САВАС |
для уровней 4 и 4.1 |
4:2:0 и 4:0:0 |
1 |
4x4, 8x8 |
8 |
Примечания
1 Для базового, базового ограниченного и масштабируемого базового слоев взвешенное предсказание не используется.
2 При чересстрочном разложении для некоторых профилей может применяться раздельное кодирование полей. Основным вариантом кодирования является покадровое.
9
Максимальные скорости потока для разных профилей и уровней приведены в таблице 7.
Таблица 7 — Максимальные скорости потока AVC для различных профилей и уровней, применяемых при кодировании сигналов систем ЦТВЧ-2, 3 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
Для целей вещания рекомендуется использовать профили и уровни, приведенные в таблице 8.
Таблица 8 — Профили и уровни AVC, рекомендуемые для кодирования сигналов систем ЦТВЧ-2, 3 в целях вещания | |||||||||||||||||||||||
|
Синтаксис элементарного потока AVC должен соответствовать требованиям стандарта ИСО/МЭК14496-10/МСЭ-Т Н.264 [4].
Краткие сведения об особенностях кодирования сигналов ЦТВЧ-2, ЦТВЧ-3 по стандарту AVC приведены в приложении Б.
5.1.4 Профили и уровни VC-1
Параметры профилей и уровней VC-1, применяемых при кодировании сигналов ЦТВЧ-2 и ЦТВЧ-3, приведены в таблице 9.
Для целей вещания рекомендуется использовать "Основной профиль, высокий уровень" и "Улучшенный профиль, уровень 3".
Синтаксис элементарного потока VC-1 должен соответствовать требованиям стандарта SMPTE 421М [9].
Таблица 9 — Параметры профилей и уровней VC-1 для систем ЦТВЧ-2, 3 | |||||||||||||||||||
|
ГОСТ P 54998—2012
| |||||||||||||||||||||||||||||||||||
Примечание — В соответствии с SMPTE 421М произведение максимального числа активных отсчетов в строке на число активных строк должно быть меньше или равно максимальному числу активных отсчетов в кадре. Значение числа активных отсчетов в кадре увеличено по сравнению с максимально допустимым рекомендованным стандартом SMPTE 421М, поскольку соответствующая скорость входного потока оказывается меньше максимально возможной. |
Краткие сведения об особенностях кодирования сигналов ЦТВЧ-2,3 по стандарту VC-1 приведены в приложении В.
5.1.5 Профили и уровни EVC
Параметры профилей и уровней EVC, рекомендуемых для кодирования сигналов ЦТВЧ-2 и ЦТВЧ-3, приведены в таблице 10.
Таблица 10 — Параметры профилей и уровней EVC для систем ЦТВЧ-2, 3 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
Информация о применяемых профилях и уровнях EVC передается в пакетированном элементарном потоке.
Краткие сведения об общих принципах кодирования сигналов ЦТВЧ по технологии EVC приведены в приложении Г.
11
Сжатые элементарные цифровые потоки сигналов изображения и звука с целью их единой привязки по времени к началу декодирования и воспроизведения преобразуются в пакетированные элементарные потоки (ПЭП). Пакетирование может осуществляться также для дополнительных данных, в частности для данных, требующих единой шкалы времени с видео и/или звуком. Длина пакетов в потоке может быть переменной, но всегда равна целому числу байтов. В последовательности байтов старшим считается первый во времени или в файле. При необходимости побитовой передачи ПЭП первым передается старший бит.
В общем случае пакет ПЭП состоит из двух заголовков и данных (рисунок 3).
| ||||||||||||||||||||
Рисунок 3 — Обобщенная структура пакета ПЭП |
Идентификатор потока (четвертый байт основного заголовка) определяет тип ПЭП и уточняет структуру пакета. Шестнадцатеричные значения идентификаторов и их соответствие типам ПЭП (типам данных) приведены в таблице 11. Значения идентификаторов от 0x00 до ОхВВ не используются, поскольку битовые последовательности от 0x00000100 до 0x000001 ВВ являются стартовыми кодами, которые служат для разделения сжатых видеоданных в элементарных потоках MPEG-2, MPEG-4, AVC и VC-1 на отдельные смысловые группы (элементы доступа).
Пакетированным элементарным цифровым потокам, содержащим видеоданные, сжатые в соответствии со стандартами MPEG-2, MPEG-4 nAVC, присваиваются идентификаторы из диапазона от ОхЕО до ОхЕЕ Пакетированный элементарный цифровой поток VC-1 или EVC должен иметь идентификатор OxFD.
Значение поля «Длина пакета», равное нулю, означает, что пакет имеет произвольную длину, а его окончание фиксируется при обнаружении основного заголовка нового пакета ПЭП. В связи с этим поле «Длина пакета» с нулевым значением не должно использоваться при наличии в пакете собственных данных, фрагмент которых может быть интерпретирован декодером как заголовок нового пакета ПЭП.
Таблица 11 — |
Идентификация пакетированных элементарных потоков |
Значение идентификатора потока |
Тип данных, содержащихся в пакете ПЭП |
ОхВС |
Таблица состава программного потока (Program Stream) |
OxBD |
Частные данные 1-го типа (синхронные) |
ОхВЕ |
Н1еинформативные (заполняющие) данные |
OxBF |
Частные данные 2-го типа (асинхронные) |
0xC0...0xDF |
Сжатые звуковые данные |
0xE0...0xEF |
Видеоданные, сжатые в соответствии с ИСО/МЭК 13818-2/МСЭ-Т Н.262, ИСО/МЭК 14496-2, ИСО/МЭК 14496-10/МСЭ-Т Н.264 |
0xF0 |
Информация об управляющих словах (при ограничении доступа) — ЕСМ |
OxFI |
Информация о санкционированном приеме (при ограничении доступа) — ЕММ |
0xF2 |
Контрольная сумма или информация конфигурации и управления для высокоскоростной передачи информации |
0xF3 |
Мультимедийные и гипермедийные данные по ИСО/МЭК 13818-1 Annex В |
0xF4 |
Видеоданные MPEG-1, передаваемые через сети ATM |
Значение идентификатора потока |
Тип данных, содержащихся в пакете ПЭП |
0xF5 |
Звуковые данные, передаваемые через сети ATM |
0xF6 |
Данные субканалов и синхронизации, передаваемые через сети ATM |
0xF7 |
Данные, передаваемые через сети ATM |
0xF8 |
Зарезервировано под данные, передаваемые через сети ATM |
0xF9 |
Данные программного потока ИСО/МЭК 13818-1/МСЭ-Т Н.222.0 |
OxFA |
Пакеты синхронизационного слоя MPEG-4 |
OxFB |
Мультиплексированные пакеты (FlexMux) MPEG-4 |
OxFC |
Метаданные |
OxFD |
Признак расширения (для идентификаторов потока, не вошедших в данный перечень) |
OxFE |
Зарезервирован |
OxFF |
Директорий программного потока |
Детализированная структура пакета ПЭП представлена на рисунке 4.
Порядок следования и назначение флагов дополнительного заголовка приведены в таблице 12.
Все заполняющие байты дополнительного заголовка должны иметь одинаковое значение OxFF, а их общее количество не должно превышать 32.
Поля, наличие которых определяется битами 9—16 флагов, размещаются в дополнительном заголовке ПЭП в той же последовательности, что и флаги.
Структура дополнительных полей данных МВП, МВДК и МВЭП показана на рисунке 4. Метки времени МВП[32:0], МВДК[32:0] и МВЭП[32:0] задают количество тактов единой опорной частоты 90 кГц, а расширение МВЭПР[8:0] — число тактов системной частоты 27 МГц по модулю 300. Частота 90 кГц формируется делением частоты 27 МГц на 300. Метки воспроизведения и декодирования включаются в состав дополнительного заголовка пакета, если в полезных данных этого пакета содержится начало соответствующего элемента доступа: кадра для MPEG-2, MPEG-4, VC-1; слайса-кадра дляАУС; группы кадров для EVC. В целом совокупность меток времени являет собой механизм синхронизации потоков данных при их обработке в декодере.
13
Основной заголовок |
Дополнительный заголовок |
Полез- ные дан ные | |||||
Стартовый префикс 0x000001 |
Идентификатор потока |
Длина пакета |
Флаги |
Длина дополнительного заголовка |
Дополнительные поля данных |
Запол няющие байты | |
3 байта |
1 байт |
2 байта |
2 байта 77777777. |
1 байт |
Число байтов равно значению поля «Длина дополнительного заголовка» |
Информирующие флаги
ск
X
го
Флаги наличия дополнительных полей данных
‘10’
5 <° (D о
5 &
ГО ц 0-10 ^ 5
^ CD
О.
ъа.
о
л
оС о (0
So 5 °
О. X
о х S го
о. а 1=
го ><
О- X о ТО
о 4
Ct
X
о
ш
а
с
03
о
ьс
о
о.
о
ь-
m
<
о;
s
с
о
с;
го
X
о.
О
5 ос
03 I S о
х сс
; о
О.^
“ С= ,0 к 0 m
О 2 S
с © —
© 03 2
? * е
&
§.
В
о
к
§
с
0
S
т
S
ц
го
X
о
к
S
=г
го
5
о.
о
■&
X
§
0 О
с;
го
X
к
ё
с
®£х
||а
3
о
го
о.
2
би
та
2
бита
1 бит
1 бит
1
бит
1 бит
1 бит
1 бит
1 бит
1 бит
1 бит
1 бит
Попе МВП (если 9-й бит-4^ флагов равен 1) - 5 байтов, 33-битное значение
2 бита | |
Дополнительные поля данных |
Поле МВДК (если 10-й бит флагов равен 1) - 5 байтов, 33-битное значение
Поле МВЭП (если 11-й бит флагов равен 1) - 6 байтов, 42-битное значение
о
о
о
со
(N
со
1=
ш
О)
сч
с
ш
о
■4J-
X
GQ
о
о
о
со
CN
со
О!
ш
03
сч
о:
со
о
^г
S
d
ш
Q.
0
О
СО
cvi
со
1=
СО
СО
03
СЧ^
1=
СО
СО
о
с
со
со
о
со
о.
П.
СО
со
4
би
та
15
15
15
15
15
15
Рисунок 4 — Детализированная структура пакета ПЭП
Таблица 12 — Флаги дополнительного заголовка | ||||||||||||||||||||||||
|
Номер бита |
Семантика флага |
Примечание |
11 |
Наличие метки времени элементарного потока (МВЭП) |
Если флаг установлен, то имеется дополнительное поле МВЭП |
12 |
Наличие поля скорости элементарного потока (СЭП) |
Если флаг установлен, то имеется дополнительное поле СЭП |
13 |
Воспроизведение со спецэффектами |
Если флаг установлен, то имеется 8-битовое поле трюкового воспроизведения |
14 |
Информация о копии |
Если флаг установлен, то имеется информация о копии |
15 |
Наличие контрольной суммы |
Если флаг установлен, то имеется контрольная сумма предыдущего пакета ПЭП |
16 |
Наличие расширенного поля данных |
Если флаг установлен, то после дополнительных полей данных, определенных предшествующими флагами (биты 1—15), следует расширенное поле данных |
Примечания 1 Если поток формируется для вещательных целей, то поле МВЭП не обязательно, а трюковое воспроизведение не используется. 2 Скорость элементарного потока — 22-битовое число, обрамленное двумя маркерными (единичными) битами, выражает скорость ПЭП в единицах «50 байтов в секунду». Значение 0 не должно применяться. Если поток формируется для вещательных целей, поле СЭП не обязательно. 3 Дополнительная информация о копии начинается с единичного бита и заключена в следующих за ним 7 битах. 4 Контрольная сумма ранее переданного пакета ПЭП (с тем же идентификатором потока), занимающая 16 битов, вычисляется только для полезных данных при помощи полинома: х16 + х12 + х5 + 1. |
Структура дополнительного поля данных воспроизведения со спецэффектами для архивного применения показана на рисунке 5.
Расширенное поле данных позволяет в общем случае формировать и передавать пакетированные элементарные потоки, отличающиеся синтаксисом и семантикой от элементарных потоков, сформированных по стандартам MPEG-2, MPEG-4, AVC.
Поле воспроизведения со спецэффектами (если 13-й бит флагов установлен в Т) | ||||||||||||||||||||||||
| ||||||||||||||||||||||||
Рисунок 5 — Структура данных воспроизведения со спецэффектами (1 байт) |
В системах ЦТВЧ-2 и ЦТВЧ-3 расширенное поле данных применяется в целях кодирования сигналов методами VC-1 и EVC. Указанное поле включается в состав пакетов ПЭП, основные заголовки которых содержат идентификатор потока OxFD.
Структура расширенного поля данных показана на рисунке 6. | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| ||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Рисунок 6 — Структура расширенного поля данных |
При кодировании сигналов ЦТВЧ-2 и ЦТВЧ-3 биты 2—4 флагов расширенного поля данных должны быть сброшены в ‘O'. Шестнадцатеричные значения расширенных идентификаторов должны находиться в диапазоне от 0x00 до 0x7F и использоваться в соответствии с рекомендациями ИСО/МЭК 13818-1/МСЭ-ТН.222.0 [1]:
- 0x00 и 0x01 —для потоков управления и защиты интеллектуальной собственности (IPMP— Intellectual Property Management and Protection);
- 0x02...0x0F — для текстовых потоков;
- 0x10...0x1 F — для дополнительных видеопотоков;
- 0x22...0x3F — для потоков данных;
- 0x40.,.0x7F — для элементарных потоков видеоданных, сжатых методами VC-1, EVC или иными альтернативными методами, а также для данных пользователя.
5.2.1 Пакетированные элементарные потоки MPEG-2, MPEG-4 и AVC
Наиболее распространенные (типовые) варианты пакетов ПЭП для стандартов сжатия MPEG-2, MPEG-4 и AVC показаны на рисунке 7.
А) Пакет ПЭП с метками МВП, МВДК и одним заполняющим байтом Основной заголовок Дополнительный заголовок | ||||||||||||||||||||||||
|
Б) Пакет ПЭП с меткой МВП | ||||||||||||||||||||||||
|
В) Пакет ПЭП фиксированной длины только с полезными данными | ||||||||||||||||||||
| ||||||||||||||||||||
Рисунок 7 — Варианты пакетов ПЭП для стандартов сжатия MPEG-2, MPEG-4 и AVC |
ГОСТ P 54998—2012
1 Область применения........................................ 1
2 Нормативные ссылки........................................ 1
3 Термины и определения и сокращения............................... 2
4 Цифровая система телевидения высокой четкости......................... 3
4.1 Тракты и звенья цифровой системы телевидения высокой четкости со сжатием цифрового потока 3
4.2 Основные параметры цифровых систем телевидения высокой четкости............. 4
5 Кодирование цифровых телевизионных сигналов для сжатия цифрового потока........... 5
5.1 Рекомендуемые профили и уровни стандартов (методов) сжатия цифрового потока ТВЧ . ... 5
5.2 Пакетированный элементарный поток............................. 12
5.3 Транспортный поток...................................... 19
6 Методы измерений параметров цифрового транспортного потока телевидения высокой четкости . . 38
6.1 Передача цифрового транспортного потока телевидения высокой четкости........... 38
6.2 Методы измерений параметров структуры и синтаксиса цифрового транспортного потока . ... 38
6.3 Основные требования к аппаратуре для измерения параметров структуры и синтаксиса цифрового транспортного потока................................... 41
Приложение А (справочное) Принципы кодирования сигналов ЦТВЧ-2,3 по стандарту MPEG-2 .... 42
А.1 Общая схема кодирования/декодирования видеосигналов.............. 42
А.2 Форматы субдискретизации цвета.......................... 43
А.З Иерархия структурных элементов кодирования MPEG-2............... 44
А.4 Внутрикадровое кодирование............................ 44
А.5 Кодирование с предсказанием вперед....................... 49
А.6 Кодирование с двунаправленным предсказанием.................. 56
А.7 Перестановка кадров (полей)............................ 58
Приложение Б (справочное) Основные особенности кодирования сигналов ЦТВЧ по ИСО/МЭК14496-10 59
Приложение В (справочное) Особенности кодирования сигналов ЦТВЧ по стандарту VC-1....... 62
Приложение Г (справочное) Общие принципы кодирования сигналов ЦТВЧ по технологии EVC . ... 64
Приложение Д (рекомендуемое) Перечень средств измерений и технологического оборудования . . 66
Библиография............................................ 67
5.2.2 Пакетированный элементарный поток VC-1
Вариант пакета ПЭП с метками МВП и МВДК для улучшенного профиля стандарта кодирования VC-1 показан на рисунке 8.
Пакет ПЭП с метками МВП, МВДК для улучшенного профиля VC-1 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Рисунок 8 — Вариант пакета ПЭП для стандарта кодирования VC-1 |
Для основного профиля VC-1 при наличии в полезных данных пакета ПЭП элемента доступа типа «Начало видеопоследовательности» первые 16 байтов поля «Полезные данные» должны содержать форматный заголовок (рисунок 9). Значения и семантика параметров кодирования, включаемых в состав форматного заголовка, приведены в таблице 13.
Если полезные данные пакета ПЭП начинаются новым кадром, который не является первым кадром видеопоследовательности, то форматный заголовок имеет длину 4 байта и состоит только из стартового кода кадра.
Полезные данные с элементом доступа типа «Начало видеопоследовательности» | ||||||||||||||||||||||||
| ||||||||||||||||||||||||
Рисунок 9 — Структура форматного заголовка |
Таблица 13 — Параметры кодирования, передаваемые в составе форматного заголовка | ||||||||||||||||
| ||||||||||||||||
17 |
Настоящий стандарт устанавливает общие правила объединения одного или более элементарных потоков видеоданных, звука и дополнительных данных в единый цифровой поток телевидения высокой четкости, предназначенный для архивирования или передачи.
В настоящем стандарте учтены основные нормативные положения международных стандартов и документов [1 ] — [15], а также национальных стандартов Российской Федерации по цифровому телевидению высокой четкости.
IV
ЦИФРОВАЯ СИСТЕМА ТЕЛЕВИДЕНИЯ ВЫСОКОЙ ЧЕТКОСТИ. КОДИРОВАНИЕ ЦИФРОВЫХ ТЕЛЕВИЗИОННЫХ СИГНАЛОВ ДЛЯ СЖАТИЯ ЦИФРОВОГО ПОТОКА
Digital high-definition television. Coding of digital television signals for compressing of digital transport stream
Дата введения — 2013—04—01
Настоящий стандарт распространяется на системы цифрового телевидения высокой четкости и определяет:
- основные особенности структуры пакетированного элементарного потока в цифровых системах телевидения высокой четкости;
- синтаксис цифрового транспортного потока;
- методы измерения параметров цифрового транспортного потока;
- общие требования к средствам измерения параметров цифрового транспортного потока. Настоящий стандарт охватывает семейство различных методов сжатия, совместимых по структуре
транспортного потока и получивших наиболее широкое распространение.
Примечание — Настоящий стандарт не рассматривает элементы цифрового программного потока ИСО/МЭК 13818-1/ МСЭ-Т Н.222.0 [1].
В настоящем стандарте использованы нормативные ссылки на следующие стандарты:
ГОСТ Р 52210—2004 Телевидение вещательное цифровое. Термины и определения ГОСТ Р 52592—2006 Тракт передачи сигналов цифрового вещательного телевидения. Звенья тракта и измерительные сигналы. Общие требования
ГОСТ Р 53527—2009 Телевидение вещательное цифровое. Требования к реализации системы ограничения доступа DVB SIMULCRYPT на головных станциях. Основные параметры. Технические требования ГОСТ Р 53528—2009 Телевидение вещательное цифровое. Требования к реализации протокола высокоскоростной передачи информации DSM-CC. Основные параметры
ГОСТ Р 53531—2009 Телевидение вещательное цифровое. Требования к защите информации от несанкционированного доступа в сетях кабельного и наземного телевизионного вещания. Основные параметры. Технические требования
ГОСТ Р 53533-2009 Цифровое телевидение высокой четкости. Основные параметры цифровых систем телевидения высокой четкости. Общие требования
ГОСТ Р 53534-2009 Цифровое телевидение высокой четкости. Измерительные сигналы. Методы измерений. Общие требования
Примечание — При пользовании настоящим стандартом целесообразно проверить действие ссылочных стандартов в информационной системе общего пользования — на официальном сайте Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии в сети Интернет или по ежегодно издаваемому информационному указателю «Национальные стандарты», который опубликован по состоянию на 1 января текущего года, и по соответствующим ежемесячно издаваемым информационным указателям, опубликованным в текущем году. Если ссылочный стандарт заменен (изменен), то при пользовании настоящим стандартом следует руководствоваться заменяющим (измененным) стандартом. Если ссылочный стандарт отменен без замены, то положение, в котором дана ссылка на него, применяется в части, не затрагивающей эту ссылку.
Издание официальное
3.1 В настоящем стандарте применены термины по ГОСТ Р 52210, за исключением следующих уточненных и/или сокращенных формулировок:
- программа по расписанию вместо «фрагмент телевизионной программы (event)». Термин «event» по ИСО/МЭК13818-1/МСЭ-Т Н.222.0 означает программу с конкретным временем начала и окончания;
- кадр и поле вместо «псевдокадр (picture)», «псевдокадр-поле (field-picture)» и «псевдокадр-кадр (frame-picture)». Структурной единицей кодирования может быть как поле, так и кадр;
- группа кадров вместо «группа псевдокадров (group of picture)». В соответствии с ИСО/МЭК 13818-1/ МСЭ-Т Н.222.0 при кодировании полей в группу включаются пары полей, образующих кадры;
- прогноз вместо «предсказанные значения» или оценки предсказания.
3.2 В настоящем стандарте приняты следующие сокращения:
ВОП (PCR) — временные отметки программы;
ВОПР — расширение временных отметок программы;
ДЭП — дескриптор элементарного потока;
ЕККС (ETSI) — Европейский институт стандартизации в области электросвязи;
ЗТ (ST) — заполняющая таблица;
ИВОП (OPCR) — исходные временные отметки программы;
ИВОПР — расширение исходных временных отметок программы;
ИС (table ID) — идентификатор секции;
ИТП (PID) — идентификатор транспортного пакета;
МВДК (DTS) — метка времени декодирования;
МВДКП — метка времени декодирования для подключаемого потока;
МВП (PTS) — метка времени представления;
МВЭП — метка времени элементарного потока;
МВЭПР — расширение метки времени элементарного потока;
ОДКП — обратное (двумерное) дискретное косинусное преобразование;
ПД — программный дескриптор;
ПДКП — прямое (двумерное) дискретное косинусное преобразование;
ПЗИ (PSI) — программно-зависимая информация;
ПНМ (MIP) — пакет начала мегафрейма;
ПОР — преобразование с ограниченной разрядностью;
ПУСД (MAC) — пакет управления средствами доступа;
ПЭП (PES) — пакетированный элементарный поток;
PC — радиосигнал;
СИ (SI) — служебная информация;
СЭП — скорость элементарного потока;
ТВД (TDT) — таблица времени и даты;
ТВП (РАТ) — таблица взаимосвязи программ;
ТВЧ — телевидение высокой четкости;
ТИВ (SIT) — таблица информации о выборе;
ТИК (CIT) — таблица идентификаторов контента;
ТИПР (EIT) — таблица информации о программах по расписанию;
ТИР (DIT) — таблица информации о разрывах;
ТОПП (ВАТ) — таблица объединения пакета программ;
ТОД (CAT) — таблица ограничения доступа;
ТОП (SDT) — таблица описания программ;
ТОТП (TSDT) — таблица описания транспортного потока;
ТРА (RNT) — таблица уведомлений разрешения архивации;
ТСВ (ТОТ) — таблица смещения времени;
ТСИ (NIT)—таблица сетевой информации;
ТСП (РМТ) — таблица состава программы;
ТСПР (RST) — таблица состояния программ по расписанию;
ТСС (NST) — таблица состояния сети;
ТУЗИС (IPMP CIT) — таблица управления и защиты интеллектуальной собственности;
2
ГОСТ P 54998—2012
УНС (Pointerfield) — указатель начала секции;
ЦП — цифровой поток;
ЦТВ (DVB) — цифровое телевизионное вещание;
ЦТВЧ — цифровое телевидение высокой четкости;
ЦТП — цифровой транспортный поток;
ЦТС — цифровые телевизионные сигналы;
ЭП (ES) — элементарный поток;
ATSC — комитет по системам перспективного телевидения;
AVC — улучшенное видеокодирование;
САВАС — контекстно адаптивное арифметическое кодирование;
CAVLC — контекстно адаптивное кодирование переменной длины;
EVC — эффективное видеокодирование;
IPMP — управление и защита интеллектуальной собственности;
MPEG — Международная экспертная группа по движущимся изображениям;
SEI — дополнительная информация по улучшению качества;
SMPTE —общество инженеров кино и телевидения;
VC — видеокодирование.
3.3 Системой телевидения высокой четкости (ТВЧ) называется телевизионная система, параметры которой выбраны исходя из расстояния наблюдения, равного трем высотам наблюдаемого изображения.
3.4 Цифровой системой телевидения высокой четкости (ЦТВЧ) называется телевизионная система высокой четкости, которая для передачи изображений использует цифровое представление телевизионного сигнала.
4.1 Тракты и звенья цифровой системы телевидения высокой четкости со сжатием
цифрового потока
Цифровая система телевидения высокой четкости (ЦТВЧ) со сжатием сигналов содержит следующие основные тракты и звенья (рисунок 1):
- источник цифровых сигналов изображения, в котором происходит преобразование оптического сигнала изображения высокой четкости в цифровые электрические сигналы изображения, их обработка и сжатие цифрового потока;
- мультиплексор программы, объединяющий различные виды данных (сжатых изображения и звука, дополнительных данных) с формированием цифрового транспортного потока, содержащего одну телевизионную программу;
- мультиплексор транспортных потоков, объединяющий несколько телевизионных программ и добавляющий служебную информацию в многопрограммный цифровой транспортный поток;
- тракт передачи цифрового транспортного потока;
-демультиплексор, в котором производится анализ служебной информации транспортного потока и демультиплексирование данных;
-трактдекодирования и воспроизведения изображения.
| ||||||
Данные звукового сигнала Дополнительные данные |
Тракт декодирования и воспроизведения изображения Данные звукового сигнала Дополнительные данные |
>
>
Оптический сигнал изображения ->
Рисунок 1 — Цифровая система телевидения высокой четкости со сжатием цифрового потока
3
Источник цифровых сигналов изображения состоит из двух звеньев (рисунок 2):
- звено тракта источника сигналов цифрового телевидения высокой четкости без сжатия цифрового потока;
- звено тракта источника сигналов цифрового телевидения высокой четкости со сжатием цифрового потока.
Источник цифровых сигналов изображения | ||||||||||||||||||||
| ||||||||||||||||||||
L_______________________________________I Рисунок 2 — Звенья тракта источника цифровых сигналов изображения |
В составе элементарного потока (ЭП) должна передаваться информация о параметрах разложения в источнике цифровых телевизионных сигналов высокой четкости и о формате кадра. Дополнительно может передаваться информация об основных цветах приемника, матричных коэффициентах преобразования цветов и некоторых других параметрах.
4.2 Основные параметры цифровых систем телевидения высокой четкости
В настоящем стандарте рассматриваются системы телевидения высокой четкости с параметрами, приведенными в таблицах 1,2.
Таблица! — Системы телевидения высокой четкости | |||||||||||||||||||||
|
Таблица 2 — Номинальные параметры телевизионного изображения | ||||||||||||||||||||||||||||||||||
| ||||||||||||||||||||||||||||||||||
4 |
Окончание таблицы 2 | ||||||||||||||||||||
|
Кодирование цифровых сигналов телевидения высокой четкости выполняют с использованием стандартов (методов) сжатия MPEG-2 (ИСО/МЭК13818-2/МСЭ-Т Н.262), AVC (ИСО/МЭК14496-10/МСЭ-Т Н.264), MPEG-4 (ИСО/МЭК 14496-2), VC-1 (SMPTE 421М), EVC. Применение иных (альтернативных) методов сжатия допускается при условии соблюдения требований 5.2,5.3 настоящего стандарта.
5.1.1 Профили и уровни MPEG-2 (ИСО/МЭК 13818-2/МСЭ-Т Н.262)
При сжатии сигналов ЦТВЧ-2 и ЦТВЧ-3 по стандарту MPEG-2 рекомендуется использовать профили и уровни, параметры которых приведены в таблице 3.
Для целей вещания предпочтительно использование профилей «Основной», «Пространственно масштабируемый», «Высокий» и «Многоракурсный» суровнями «Высокий» и «Высокий 1440».
Синтаксис элементарного потока MPEG-2 должен соответствовать требованиям стандарта ИСО/МЭК 13818-2/МСЭ-Т Н.262 [2].
Таблица 3 — Основные параметры профилей и уровней MPEG-2 для систем ЦТВЧ-2, 3 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
5 |
Окончание таблицы 3 | ||||||||||||||||||||||||||
|
Обзор принципов кодирования цифровых телевизионных сигналов ЦТВЧ-2,3 по стандарту MPEG-2 приведен в приложении А.
Примечания
1 Обозначение уровней: "В" — «Высокий», "В1440" — «Высокий 1440».
2 Значение числа строк (1152) увеличено по сравнению с рекомендованным значением 1088 стандарта ИСО/МЭК 13818-2/МСЭ-Т Н.262.
3 Идентификатор формата кадра "0001" соответствует передаче любого формата кадра при условии сохранения формата элемента изображения 1:1 (квадратного пикселя). Идентификатор "0010" используется при формате изображения 4:3. Идентификатор формата кадра "0101", используемый в настоящем стандарте для уровня "Высокий 1440" и означающий соотношение сторон изображения 15:9, в ИСО/МЭК 13818-2/МСЭ-Т Н.262 не рассматривается.
4 Максимальный объем данных макроблока, приведенный в таблице, может быть превышен, но не более чем для двух макроблоков в слайсе.
5 Для многоракурсного профиля базовый поток данных (от левой камеры) использует параметры основного профиля. Дополнительный поток (от правой камеры) кодируется с применением масштабирования во времени и гибридного предсказания движения.
5.1.2 Профили и уровни MPEG-4
Для кодирования естественных сцен могут использоваться 2 профиля: основной (Main) и повышенной степени сжатия (Advanced Coding Efficiency) уровня 4. Максимальная скорость сжатого элементарного потока — 38,4 Мбит/с.
Для кодирования синтетических и смешанных сцен могут применяться несколько профилей и уровней, параметры которых приведены в таблице 4.
Таблица 4 — Основные параметры профилей и уровней MPEG-4 при кодировании синтетических и смешанных сцен для систем ЦТВЧ-2, 3 | ||||||||||||||||||||||||||
|