专利名称：多模mpeg系统层解复用方法
技术领域：
本发明涉及数字电视广播、DVD以及多媒体通信技术领域，特别是一种多模mpeg 系统层解复用方法，能够完成多种系统层的解复用，提取时钟信息，并节省指令存储空间。
背景技术：
运动图像压縮编码国际标准mpegl和mpeg2在数字电视广播、DVD以及多媒体通 信领域中有着广泛的应用，如图1所示，其系统部分主要目的是将一个或多个节目的音视 频数据打包成基本的音视频ES包，然后加上时钟标签组成PES包，最后再将PES包和系统 时钟以及其他系统信息组成系统码流，以适应于存储和传输。在mpegl标准中，系统码流为 节目流(PS)，而在mpeg2标准中，系统码流分为节目流(PS)和传输流(TS)节目流主要应用 发生错误几率较小的环境，并且适合于用软件处理系统信息的应用，例如DVD，而传输流则 被设计用于易出错的环境，如可能丢失数据或者有噪声的存储或传输媒体，例如数字电视 广播等。 在接收端，如图2所示，首先要从系统码流中分离出相应节目的音视频单元，并 提取相应的系统时钟信息(SCR/PCR)以及音视频的解码是中标签和显示时钟标签(DTS/ PTS)，后续音视频解码器才能完成系统时钟重建、音视频同步解码及显示等功能。目前的大 多数解复用器都是针对单一的系统码流来设计的，而仅仅将多种系统码流的解复用放在一 起，又会占用大量不必要的资源。
发明内容
( — )要解决的技术问题 为了解决解复用器的应用对象单一的问题，本发明提供一种多模mpeg系统层解 复用方法，以有效的自适应的完成mpegl系统层、mpeg2系统层PS流以及mpeg2系统层TS 流的解复用，并通过共用相同模块，减少指令空间；本发明在解复用时，还能通过帧扫描模 块，只存储非零且与前一值不同的PTS/DTS，节省存储空间。
( 二 )技术方案 为了达到上述目的，本发明采用的技术方案如下
—种多模mpeg系统层解复用方法，该方法包括 a、判断数据流的格式，如果数据流是mpegl/2系统层PS流，则执行步骤b ;如果数 据流是mpeg2系统层TS流，则执行步骤d ; b、判断该mpegl/2系统层PS流是mpegl标准的PS包还是mpeg2标准的PS包，并 对PS流的包头进行解析，然后判断PS流是否有系统首部，如果有系统首部则对该系统首部 进行解析，如果没有系统首部，则将得到的PES数据送入PES解析单元；
c、检测到PES包数据之后，对PES包头进行解析，将得到的音视频ES数据送入存 储和帧扫描模块； d、在帧扫描模块中，如果有视频帧或音频帧，则帧数加1，若此时的音视频PTS/DTS不为零且与前一 PTS/DTS不等，则记录当前的帧数和对应的PTS/DTS，并将音视频ES数 据送入MEMORY,结束； e、对mpeg2系统层TS流的起始码进行同步，对达到同步后的TS包进行解析，分析 TS包的PSI信息中的PAT和PMT表，提取相应节目的音视频TS包负载；
f 、对提取的音视频TS包负载进行PES头扫描，如果有PES头，则调用PES_mpeg2 进行解析，如果没有PES头，则将数据直接送入存储和帧扫描模块。 上述方案中，步骤a中所述判断数据流的格式是通过分析数据流的起始码实现 的。 上述方案中，步骤b中所述判断该mpegl/2系统层PS流是mpegl标准的PS包还 是mpeg2标准的PS包是通过分析数据流在起始码后的4bit数据实现的，具体包括如果 起始码之后的2bit数据为Ob01，则为mpeg2标准的PS包，如果起始码之后的4bit数据为 Ob0010，则为mpegl标准的PS包。 上述方案中，步骤e中所述分析TS包的PSI信息中的PAT和PMT表，提取相应节目 的音视频TS包负载的步骤，具体包括搜索TS流中的PAT表，解析后得到PMT表的PID值； 然后根据该值找到相应的PMT表，解析后得到各节目的音视频PID以及PCR的PID值；选择 某一节目，确定需要的音视频以及PCR的PID值；看是否需要的PCR的PID，如果是，则在其 传送流调整字段中提取PCR值保存；之后，再根据音视频PID值，提取相应的TS包负载。
上述方案中，步骤f所述扫描PES包头的步骤，具体包括对音视频TS包负载进行 扫描，如果有PES包头，则对PES包头进行解析，如果该TS包剩余数据不够PES包头长度， 则将PES包起始码后的数据缓存起来，加载在下一相同PID的TS包负载前，再进行PES包 头解析。 上述方案中，步骤b中所述对PS流的包头进行解析能够得到SCR，步骤e中所述对 TS包进行解析能够得到PCR，该SCR和该PCR具有有相同的结构，能够通过同一 SCR/PCR存 储模块保存数据。 上述方案中，步骤d中所述帧扫描模块，当扫描到视频帧头时，视频帧序号加l，检 测视频PES包头解析时记录的PTS/DTS，若此数据不为零，且与前一 PTS/DTS不同，则存储 此时的视频帧序号和对应的PTS/DTS ;当扫描到音频帧头时，音频帧序号加l，检测音频PES 包头解析时记录的PTS，若此数据不为零，且与前一 PTS不同，则存储此时的音频帧序号和 对应的PTS ;后续的音视频解码能够根据帧序号和PTS/DTS插值出其余的PTS/DTS。
上述方案中，步骤d中所述存入MEMORY的音视频ES数据以及提取的PTS/DTS，用
于供后续的音视频解码和同步。
(三)有益效果 从上述技术方案可以看出，本发明具有以下有益效果 1、通过对码流的分析，能够自适应的完成mpegl系统层，mpeg2系统层PS流以及 TS流的解复用，得到音视频ES数据以及时钟信息； 2、通过复用系统首部解析模块，PES包头解析模块，PCR/SCR存储模块，数据存储 和帧扫描模块，在完成解复用功能的同时，能有效节约指令存储空间； 3、通过帧扫描模块，只存储帧数以及非零且不重复的PTS/DTS，有效的节约了存储 空间。
图1是,eg2协议的系统层PS流和TS流产生框图； 图2是系统层解复用以及解码的一般模式； 图3是本发明提供的多模mpeg系统层解复用的方法流程图； 图4是依照本发明实施例的多模mpeg系统层解复用的方法流程图； 图5是mpeg2系统层TS流PSI表解析原理图及对音视频包选择的示意图； 图6是本发明中提取的音视频帧数与对应时间戳的结构示意图。
具体实施例方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，并参照 附图，对本发明进一步详细说明。 如图1所示，为mpeg2标准中的简化的总体框图，mpeg2系统层PS流和TS流都是 由音视频数据经过音视频编码器得到音视频ES包，再通过分组器，得到音视频PES包，然后 再通过不同的复用模式得到的，而mpegl的系统层与mpeg2系统层PS流具有相似的流程。
如图2所示，为mpeg系统层解复用和解码的一般模式，先通过不同模式的解复用， 将系统流分解得到音视频PES包，然后再分解得到音视频ES包，将其送入音视频解码器后 得到最后的音视频数据。 如图3所示，图3是本发明提供的多模mpeg系统层解复用的方法流程图，该方法 具体包括以下步骤 a、判断数据流的格式，如果数据流是mpegl/2系统层PS流，则执行步骤b ;如果数 据流是mpeg2系统层TS流，则执行步骤d ; 在本步骤中判断数据流的格式是通过分析数据流的起始码实现的。 b、判断该mpegl/2系统层PS流是mpegl标准的PS包还是mpeg2标准的PS包，并
对PS流的包头进行解析，然后判断PS流是否有系统首部，如果有系统首部则对该系统首部
进行解析，如果没有系统首部，则将得到的PES数据送入PES解析单元； c、检测到PES包数据之后，对PES包头进行解析，将得到的音视频ES数据送入存
储和帧扫描模块； d、在帧扫描模块中，如果有视频帧或音频帧，则帧数加1，若此时的音视频PTS/ DTS不为零且与前一 PTS/DTS不等，则记录当前的帧数和对应的PTS/DTS，并将音视频ES数 据送入MEMORY,结束； e、对mpeg2系统层TS流的起始码进行同步，对达到同步后的TS包进行解析，分析 TS包的PSI信息中的PAT和PMT表，提取相应节目的音视频TS包负载；
f 、对提取的音视频TS包负载进行PES头扫描，如果有PES头，则调用PES_mpeg2 进行解析，如果没有PES头，则将数据直接送入存储和帧扫描模块。 上述步骤b中所述判断该mpegl/2系统层PS流是mpegl标准的PS包还是mpeg2 标准的PS包是通过分析数据流在起始码后的4bit数据实现的，具体包括如果起始码之后 的2bit数据为ObOl，则为mpeg2标准的PS包，如果起始码之后的4bit数据为ObOOlO，则 为mpegl标准的PS包。
上述步骤e中所述对mpeg2系统层TS流的起始码进行同步，对达到同步后的TS 包进行解析的步骤中，当连续5个包的起始码都为0x47时，认为达到同步，进入TS包解析； 如果同步之后，出现连续三个包的起始码不为0x47，则认为失去同步，跳出TS包解析。
上述步骤e中所述分析TS包的PSI信息中的PAT和PMT表，提取相应节目的音视 频TS包负载的步骤，具体包括搜索TS流中的PAT表，解析后得到PMT表的PID值；然后 根据该值找到相应的PMT表，解析后得到各节目的音视频PID以及PCR的PID值；选择某一 节目，确定需要的音视频以及PCR的PID值；看是否需要的PCR的PID，如果是，则在其传送 流调整字段中提取PCR值保存；之后，再根据音视频PID值，提取相应的TS包负载。提取音 视频TS包负载的步骤之后进一步包括对音视频TS包负载进行扫描，如果有PES包头，则 对PES包头进行解析，如果该TS包剩余数据不够PES包头长度，则将PES包起始码后的数 据缓存起来，加载在下一相同PID的TS包负载前，再进行PES包头解析。
上述步骤b中所述对PS流的包头进行解析能够得到SCR，步骤e中所述对TS包进 行解析能够得到PCR，该SCR和该PCR具有有相同的结构，能够通过同一 SCR/PCR存储模块 保存数据。 上述步骤d中所述帧扫描模块，当扫描到视频帧头时，视频帧序号加l，检测视频
PES包头解析时记录的PTS/DTS，若此数据不为零，且与前一 PTS/DTS不同，则存储此时的视
频帧序号和对应的PTS/DTS ;当扫描到音频帧头时，音频帧序号加l，检测音频PES包头解
析时记录的PTS，若此数据不为零，且与前一 PTS不同，则存储此时的音频帧序号和对应的
PTS ;后续的音视频解码能够根据帧序号和PTS/DTS插值出其余的PTS/DTS。 上述步骤d中所述存入MEMORY的音视频ES数据以及提取的PTS/DTS，用于供后续
的音视频解码和同步。 如图4所示，图4是依照本发明实施例的多模mpeg系统层解复用的方法流程图， 该方法包括以下步骤 步骤1、判断起始码，是mpeg1/2系统层PS流还是mpeg2系统层TS流；如果是 mpegl/2系统层PS流，如果起始码之后的2bit数据为ObOl，则为mpeg2标准的PS包，如果 起始码之后的4bit数据为Ob0010，这是mpegl标准的PS包，然后根据相应标准对PS包头 进行解析； 步骤2、解析PS包之后，如果有系统首部则对其进行解析，如果没有，则对相应的 PES包进行解析，将得到的ES数据送入存储和帧扫描模块； 步骤3、解析PES包之后，在帧扫描模块中，如果有视频帧或音频帧，则帧数加1， 若此时的音视频PTS/DTS不为零且与前一 PTS/DTS不等，则记录当前的帧数和对应的PTS/ DTS，并将音视频ES数据送入MEMORY ; 步骤4、如果是mpeg2系统层TS流，则对其起始码进行同步，当连续5个包的起始 码都为0x47时，认为达到同步，进入TS包解析，如果同步之后，出现连续三个包的起始码不 为0x47，则认为失去同步，跳出TS包解析； 步骤5、对达到同步后的TS包进行解析，分析其PSI信息中的PAT和PMT表，提取 相应节目的音视频TS包负载； 步骤6、对提取的音视频TS包负载进行PES头扫描，如果有PES头，则调用PES_ mpeg2进行解析，如果该TS包剩余数据不够PES包头长度，则将PES包起始码后的数据缓存起来，加载在下一相同类型的TS包负载前，再行PES包头解析，之后数据送入存储和帧扫描 模块 步骤7、完成了对PES包头解析后的数据，在帧扫描模块中提取相应的帧数和PTS/ DTS信息，并将音视频ES数据存入MEMORY。 如图5所示，图5是mpeg2系统层TS流PSI表解析原理图及对音视频包选择的示 意图。mpeg2系统层TS流PSI表解析及音视频包的选择，首先搜索TS流中的PAT表，解析 后得到PMT表的PID值；然后根据该值找到相应的PMT表，解析后得到各节目的音视频PID 以及PCR的PID值；选择某一节目，确定需要的音视频以及PCR的PID值；看是否需要的PCR 的PID，如果是，则在其传送流调整字段中提取PCR值保存；之后，再根据音视频PID值，提 取相应的TS包负载，送入图4的步骤6。 图6是本发明中提取的音视频帧数与对应时间戳的结构示意图。在存储和帧扫描 模块中，提取的视频帧数和对应PTS/DTS，音频帧数和对应的PTS在MEMORY中的存储结构， 可供后续的音视频解码进行同步。 以上所述的具体实施例，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详 细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施例而已，并不用于限制本发明，凡 在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保 护范围之内。
8
权利要求
一种多模mpeg系统层解复用方法，其特征在于，该方法包括a、判断数据流的格式，如果数据流是mpeg1/2系统层PS流，则执行步骤b；如果数据流是mpeg2系统层TS流，则执行步骤d；b、判断该mpeg1/2系统层PS流是mpeg1标准的PS包还是mpeg2标准的PS包，并对PS流的包头进行解析，然后判断PS流是否有系统首部，如果有系统首部则对该系统首部进行解析，如果没有系统首部，则将得到的PES数据送入PES解析单元；c、检测到PES包数据之后，对PES包头进行解析，将得到的音视频ES数据送入存储和帧扫描模块；d、在帧扫描模块中，如果有视频帧或音频帧，则帧数加1，若此时的音视频PTS/DTS不为零且与前一PTS/DTS不等，则记录当前的帧数和对应的PTS/DTS，并将音视频ES数据送入MEMORY，结束；e、对mpeg2系统层TS流的起始码进行同步，对达到同步后的TS包进行解析，分析TS包的PSI信息中的PAT和PMT表，提取相应节目的音视频TS包负载；f、对提取的音视频TS包负载进行PES头扫描，如果有PES头，则调用PES_mpeg2进行解析，如果没有PES头，则将数据直接送入存储和帧扫描模块。
2. 根据权利要求1所述的多模mpeg系统层解复用方法，其特征在于，步骤a中所述判 断数据流的格式是通过分析数据流的起始码实现的。
3. 根据权利要求1所述的多模mpeg系统层解复用方法，其特征在于，步骤b中所述判 断该mpegl/2系统层PS流是mpegl标准的PS包还是mpeg2标准的PS包是通过分析数据 流在起始码后的4bit数据实现的。
4. 根据权利要求1所述的多模mpeg系统层解复用方法，其特征在于，步骤e中所述分 析TS包的PSI信息中的PAT和PMT表，提取相应节目的音视频TS包负载的步骤，具体包 括搜索TS流中的PAT表，解析后得到PMT表的PID值；然后根据该值找到相应的PMT表， 解析后得到各节目的音视频PID以及PCR的PID值；选择某一节目，确定需要的音视频以及 PCR的PID值；看是否需要的PCR的PID，如果是，则在其传送流调整字段中提取PCR值保 存；之后，再根据音视频PID值，提取相应的TS包负载。
5. 根据权利要求1所述的多模mpeg系统层解复用方法，其特征在于，步骤f中所述扫 描PES包头的步骤，具体包括对音视频TS包负载进行扫描，如果有PES包头，则对PES包头进行解析，如果该TS包 剩余数据不够PES包头长度，则将PES包起始码后的数据缓存起来，加载在下一相同PID的 TS包负载前，再进行PES包头解析。
6. 根据权利要求1所述的多模mpeg系统层解复用方法，其特征在于，步骤b中所述对 PS流的包头进行解析能够得到SCR，步骤e中所述对TS包进行解析能够得到PCR，该SCR和 该PCR具有有相同的结构，能够通过同一 SCR/PCR存储模块保存数据。
7. 根据权利要求1所述的多模mpeg系统层解复用方法，其特征在于，步骤d中所述 帧扫描模块，当扫描到视频帧头时，视频帧序号加l，检测视频PES包头解析时记录的PTS/ DTS，若此数据不为零，且与前一 PTS/DTS不同，则存储此时的视频帧序号和对应的PTS/ DTS ;当扫描到音频帧头时，音频帧序号加l，检测音频PES包头解析时记录的PTS，若此数据不为零，且与前一 PTS不同，则存储此时的音频帧序号和对应的PTS ;后续的音视频解码能 够根据帧序号和PTS/DTS插值出其余的PTS/DTS。
8.根据权利要求1所述的多模mpeg系统层解复用方法，其特征在于，步骤d中所述存 入MEMORY的音视频ES数据以及提取的PTS/DTS，用于供后续的音视频解码和同步。
全文摘要
本发明公开了一种多模mpeg系统层解复用方法，包括根据mpeg1系统层和mpeg2系统层PS流的相似性，以及他们和mpeg2系统层TS流具有相同的系统首部、PES包以及ES数据单元，将三种解复用通过共用相似的模块，有机的融合在一起；解复用后，能够得到基本的音视频ES数据单元；能够有效提取节目的SCR/PCR时钟信息；具有帧扫描模块，只记录音视频帧序号和非零且与前一时间戳不等的PTS/DTS，减少存储空间。且该多模解复用方法充分利用了这几种mpeg系统层的相似性进行模块复用，节省指令存储空间。
文档编号H04N7/26GK101742302SQ20081022748
公开日2010年6月16日 申请日期2008年11月26日 优先权日2008年11月26日
发明者梁利平, 魏旭 申请人:中国科学院微电子研究所