MPEG基础知识解读

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MPEG基础和协议分析指南

MPEG基础和协议分析指南（包括DVB和ATSC）目录第一章 MPEG概述1.1 整合1.2 压缩的必要性1.3 压缩原理1.4 压缩在电视中的应用1.5 数字视频压缩简介1.6 音频压缩简介1.7 MPEG码流1.8 监视和分析的必要性1.9 压缩带来的问题第二章视频压缩2.1 是空间域编码还是时间域编码？2.2 空间域编码2.3 加权2.4 扫描读取2.5 熵编码2.6 空间域编码器2.7 时间域编码2.8 运动补偿2.9 双向编码2.10 I P B图象帧2.11 MPEG压缩器2.12 预处理器2.13 小波变换第三章音频压缩3.1 听觉机理3.2 子带编码3.3 MPEG层13.4 MPEG层23.5 变换编码3.6 MPEG层33.7 MPEG－2音频3.8 MPEG－4音频3.9 AC－3第四章 MPEG标准4.1 什么是MPEG4.2 MPGE－14.3 MPEG－24.3.1 MPEG－2的类和级4.4 MPEG－44.4.1 MPEG－4标准文件4.4.2 对象编码4.4.3 视频和音频编码4.4.4 可分级性4.4.5 MPEG－4的其它方面4.4.6 MPEG－4的未来4.5 MPEG－74.6 MPEG－21第五章基本码流5.1 视频基本码流句法5.2 音频基本码流第六章打包的基本码流（PES）6.1 PES包6.2 时间标记6.3 PTS／DTS第七章节目流7.1 记录与传输7.2 节目流简介第八章传输流8.1 传输流的工作过程8.2 传输流包8.3 节目时钟基准（PCR）8.4 包识别符（PID）8.5 节目专用信息（PSI）第九章数字调制9.1 调制原理9.2 模拟调制9.3 正交调制9.4 简单数字调制系统9.5 相移键控9.6 正交幅度调制（QAM）9.7 残留边带调制（VSB）9.8 编码正交频分复用（COFDM）9.9 综合业务数据广播（ISDB）9.9.1 ISDB－S卫星系统9.9.2 ISDB－C有线系统9.9.3 ISDB－T地面调制9.9.4 ISDB小结第十章 DVB和ATSC概述10.1 引言10.2 再复用10.3 业务信息（SI）10.4 误码校正10.5 信道编码10.6 内编码10.7 数字发射第十一章数据广播11.1 数据广播应用11.1.1 节目相关数据11.1.2 机会数据11.1.3 网络数据11.1.4 增强电视11.1.5 交互电视11.2 内容封装（Content Encapsulation）11.2.1 MPEG数据封装11.2.1.1 数据管道（Data Piping）11.2.1.2 数据流11.2.1.3 DSMCC（数字存储媒体指令和控制）11.2.1.4 MPE（多协议封装）11.2.1.5 传送带11.2.1.6 数据传送带11.2.1.7 对象传送带11.2.1.8 对象传送带的广播11.2.1.9 MPEG－2数据同步11.2.2 DVB数据封装11.2.3 ATSC A/90数据封装11.2.4 ARIB数据封装11.3 数据内容传送11.3.1 DVB公告11.3.2 ATSC公告11.4 内容提交11.4.1 机顶盒中间件11.4.2 DVB多媒体家庭平台（MHP）11.4.3 ATVEF DASE 高级电视增强论坛和数字电视应用软件环境11.4.4 DASE数字电视应用软件环境第十二章MPEG测试12.1 测试要求12.2 传输流分析12.3 分层图示12.4 解释性图示12.5 句法和CRC分析12.6 过滤12.7 定时分析12.8 基本码流测试12.9 萨尔诺夫顺应性比特流12.10 基本码流分析12.11 传输流的创建12.12 PCR不准确度信号的发生术语汇编第一章 MPEG概述MPEG是目前最常用的一项音频／视频压缩技术，它实际上并不是一个单一的标准，而是包括了适合于各种不同应用的一系列标准，但这些标准是以一些共同理论为基础的。

MPEG简介

主题：MPEG简介 + 如何计算CBR/VBR MP3的播放时间版本：20090919作者：crifan邮箱：green-waste(At)声明：1.本文所写内容，多数整理自自互联网，版权归原作者所有。

2.笔者知识有限，文中难免有误，欢迎批评指正。

3.欢迎盗版，盗版不究。

--------------------------------------无敌分割线-------------------------------------------【此文目的】1. 了解MPEG相关知识2. 了解MP3的常见术语含义3. 详解VBR MP3的帧头格式及含义4. 搞懂如何去计算CBR和VBR的MP3文件的播放时间（duration）【目录】1．MPEG的相关知识 (2)1.1 MPEG是啥 (3)1.2为啥没了MPEG-3 (3)1.3 MPEG2.5又是啥 (3)1.4 MPEG中不同帧之间的关系 (3)1.5 MPEG-1和MPEG-2音频特性 (4)1.5.1 MPEG-1音频（ISO/IEC 11172-3） (4)1.5.2 MPEG-2音频（ISO/IEC 13813-3） (4)1.6 什么是ISO/IEC 11172-3和ISO/IEC 13818-3 (4)2 MP3中常见的术语 (5)2.1 啥叫MP3 (5)2.2 什么是LSF (5)2.3 什么是帧（frame） (5)2.4 什么是帧头（header） (5)2.5 啥是CBR和VBR (5)2.6 比特率（bitrate） (6)2.7 边信息（side information） (6)3 VBR MP3的帧头格式详解 (6)3.1 VBR MP3的帧头类型 (6)3.2 MPEG音频帧格式及其含义介绍 (6)4 MP3的播放时间的计算公式及XING和VBRI头介绍 (9)4.1 CBR的MP3的播放时间(duration)计算公式 (9)4.2 VBR的MP3的播放时间(duration)计算公式 (9)4.2.1 Xing TAG / Xing头（header） (9)4.2.2 VBRI头（header） (10)5 计算CBR和VBR的MP3文件的播放时间的步骤 (11)5.1 定位到MPEG的帧头的位置 (11)5.2 解析MPEG帧头，获取必要信息 (11)5.3 判断是VBR还是CBR，根据公式计算播放时间 (11)5.3.1 定位出Xing头 (12)5.3.2 如果有，解析Xing头，并计算播放时间 (12)5.3.3 如果没XING头，定位出VBRI头位置，找VBRI头 (12)5.3.4 如果都没找到，说明是CBR，则计算CBR的播放时间 (12)6 MP3的文件的内容组织结构 (13)7 后记 (14)8 文章引用 (15)【表格索引】表1 MPEG音频帧头的格式 (7)表2 比特率 (8)表3 每帧的采样数 (8)表4 MPEG不同版本对应的采样率 (8)表5 XING 头 (10)表6 VBRI头 (11)表7 Layer III的边信息（side information） (12)表8 MP3文件的内容组织结构 (14)1．MPEG的相关知识想要了解如何计算VBR的MP3的播放时间之前，要简单了解一些MP3相关的一些基本概念，主要是MPEG的相关知识和编解码的一些知识：1.1 MPEG是啥MPEG全名Moving Pictures Experts Group，动态图像专家组，简单说就是一个专家组，专门研究一些音视频规范的，所以才叫专家，不是我们国家的“砖家”哦。

MPEG 基础理论和协议分析

运动补偿
运动会降低画面之间的相似性，因而需要增加创建差异画面所需要的数据。运动补偿则是用来增加画面的相似性。
当一个物体在电视屏幕上通过时，它可能在每幅画面上出现在不同的位置，但其本身的外形并没有多大的改变。因此，画面差异被以矢量的方式送往解码器。解码器使用该矢量将上一幅画面的一部分移至新画面中更恰当的位置上。
（2）在DCT 阶段是将画面信息变为频域，而DCT本身并没有完成任压缩。（3）DCT之后，系数被加权和截除（量化），从而实现第一次有效压缩。然后进行之字形遍历以增加有效系数在扫描中率先出现的可能性（遍历）。
（4）在运行长度编码和可变长度编码中系数数据被进一步压缩（熵编码）。（5）缓冲存储器则用来缓解编码中数据率变化的困难。
MPEG编码特点
MPEG的特点在于它不是单个的压缩格式，而是各种标准化编码工具，能够灵活地组合起来以适用于各种应用场合。所进行的编码方式也被包括在压缩数据中，所以不论编码器如何工作，解码器均能自动地进行处理。
帧内编码
帧内编码是一项利用空间性冗余或画面中冗余的技术；帧内编码需要对图象中的空间频率进行分析，产生描述每个空间频率大小的系数。一般来讲，许多系数均为零，或接近于零。这些系数可以被省略，从而使数据率降低。
双向编码
物体移动时，它的前部边缘会遮盖掉背景，而尾部边缘会再现背景。再现的背景就需要传送新的数据，因为该背景区域前面被遮盖了，从前幅画面上就得不到任何信息。
双向编码
MPEG可以通过使用双向编码帮助我们克服这一问题，它允许从当前画面以前或以后的画面，以致于前面或后面数据的平均值中获取信息。如果背景被遮盖时，它仍会在以后的画面中出现。我们可以及时向后移动获取信息，从而创建较早的画面。