M C: ulti-channel = đa kênh
b. Ghép kênh dòng chương trình & dòng truyền tải MPEG
Dòng ghép kênh: Lớp hệ thống MPEG-2 mô tả cách thức các dòng sơ cấp của một chương trình hay của nhiều chương trình được ghép chung với nhau tạo ra một dòng số liệu thích hợp cho lưu trữ số hay truyền dẫn số.
Chuẩn nén MPEG-2 được thiết kế cho tốc độ bit lớn hơn 4Mb/s. Tín hiệu video và audio được nén, xử lý đóng gói và ghép kênh tạo thành các dòng dữ liệu với tốc độ mong muốn. Các thông tin cần thiết sử dụng trong ghép kênh gồm:
Hệ thống các nhãn thời gian (Time - Stamp TS): Sử dụng để đảm bảo các dòng sơ cấp liên kết được phát lại một cách đồng bộ tại bộ giải mã.
Các bảng thông tin dịch vụ (Service Information): Mô tả các chi tiết về thông số mạng, về các chương trình đang được ghép kênh và về bản chất của các dòng sơ cấp khác nhau.
Các thông tin điều khiển việc xáo trộn (Scrambling) số liệu, các thông tin dùng để truy cập có điều kiện CA (Conditional Access).
Các kênh số liệu riêng (private data): Số liệu riêng là dòng số liệu mà nội dung của nó không được quy định bởi tiêu chuẩn MPEG.
Mã hóa video
Dữ liệu Video
(REC.601) Dòng sơ cấp ES Video
Mã hóa audio
Dữ liệu Audio
(AES/EBU) Dòng sơ cấp ES Audio
Đóng gói PES Video Dòng sơ cấp
ES Video
Đóng gói PES Audio Dòng sơ cấp
PTIT 100
Ở MPEG đạt được sự đồng bộ thông qua việc sử dụng nhãn thời gian tần số và chuẩn đồng hồ (Clock system-CS).
Ghép kênh dòng chương trình (Program stream-PS)
Được thiết kế cho môi trường không có tạp nhiễu, một dòng chương trình là kết quả của ghép kênh một vài dòng cơ sở của một chương trình dùng chung một xung nhịp, bao gồm các gói PES có độ dài thay đổi. Dòng dữ liệu sau ghép kênh chứa dòng bit điều khiển bởi miêu tả chương trình. Dòng chương trình thường ứng dụng trên đĩa CD-ROM, DVD, HD- DVD.
Hình 3.38 : Ghép kênh dòng chương trình (PS)
Như vậy, theo cách thức này:
Bộ mã hóa video mã hóa tín hiệu video số định dạng CCIR - 601 thành dòng sơ cấp video (video ES) có chiều dài gần như vô tận và chỉ chứa những thông tin tối cần thiết để có thể khôi phục lại hình ảnh ban đầu.
Bộ mã hóa audio mã hóa tín hiệu audio số định dạng AES/EBU thành dòng sơ cấp audio có chiều dài tùy ý (tần số lấy mẫu 48KHz, số bit mẫy 24 bit và tốc độ bit là 1152 Kbit/s).
Ban đầu, các dòng video, audio được đóng gói lại thành các dòng sơ cấp PES tương ứng với các gói có độ dài thay đổi. Mỗi gói PES bao gồm một header và một số liệu trích ra từ dòng sơ cấp.
Các gói PES lại được ghép với nhau tạo ra dòng chương trình PS.
Dòng chương trình chỉ được thiết kế để truyền trong môi trường không có tạp nhiễu và sai nhầm, ví dụ như trong các ứng dụng CD – ROM vì hai nguyên nhân sau:
Dòng chương trình bao gồm các gói tương đối dài nối tiếp nhau và độ dài này lại luôn thay đổi. Mỗi gói bắt đầu bằng một tiêu đề (header). Mỗi lỗi xảy ra trong phần tiêu đề có thể làm mất thông tin của toàn gói. Vì các gói của chương trình có thể chứa vài chục Kbyte số liệu nên sự mất mát thông tin của một gói có thể làm mất hoặc gián đoạn cả một khung ảnh.
Độ dài gói không cố định khiến cho bộ giải mã không dự đoán được khi nào gói chấm dứt và khi nào gói mới bắt đầu. Thay vào đó, bộ giải mã đọc và dịch lại bộ thông tin về độ dài gói chứa trong mỗi tiêu đề, nếu thông tin về độ dài gói này bị lỗi, bộ giải mã sẽ mất đồng bộ và như vậy sẽ làm mất thông tin ít nhất là một gói.
Ghép kênh dòng truyền tải (Transport stream-TS)
Được thiết kế cho môi trường có tạp nhiễu để truyền trên các kênh có nhiễu, một dòng truyền tải là kết quả của ghép kênh của các dòng sơ cấp dùng chung xung nhịp hoặc không. Như vậy dòng truyền tải có thể bao hàm các gói của nhiều chương trình.
Dòng PES Video Dòng PES Audio Dòng PS Ghép kênh
PTIT 101
Hình 3.39: Ghép kênh dòng truyền tải (TS)
Vì môi trường truyền dẫn phát sóng mà chúng ta quan tâm luôn có tạp nhiễu và sai nhầm, do đó không thể dùng dòng chương trình được mà phải dùng dòng truyền tải.
Tại đầu nhận, các dòng dữ liệu tương ứng với chương trình cần tìm được tách khỏi dòng dữ liệu truyền tải chung và đưa tới bộ giải mã. Mô hình tổng quát ghép/phân kênh dòng dữ liệu MPEG như hình 3.40.
Hình 3.40: Ghép/phân kênh dòng MPEG
Như vậy,có sự phân cáclớp trong dòng dữ liệu MPEG, bao gồm: Lớp định dạng nguồn, nén và giải nén.
Lớp hệ thống: đóng gói, đa hợp/giải đa hợp dòng PS/TS
Cấu trúc và định dạng các dòng dữ liệu TS MPEG có thể tham khảo trong các khuyến nghị của ISO/IEC.
Câu hỏi ôn tập chương 3
1. Cơ sở của các phương pháp nén
2. So sánh các phương pháp nén ảnh trong truyền hình 3. Các bộ phậncơ bản cấu thành các lớp củachuẩn MPEG.
4. Mô hình tâm lý nghe và đặc điểm hệ thống thính giác người HAS có ý nghĩa như thế nào trong việc giảm tốc độ dòng bit audio?
5. Hiệu quả và khả năngứng dụng của các chuẩn nén Audio?
PID 1 PID 2 PID 2 PID 3 PID (n -2) PID (n-1) PID (n) PES Video 1 PES Audio 1-1 PES Audio 1-2 ... PES Video i PES Audio i-1 Data
Elementary stream map
Transport stream (TS) MUX PID-Packet identification Mã hoá video Mã hoá audio Dữ liệu khác Giải mã video Giải mã audio Giải mã dữ liệu Dòng video sơ cấp Dòng audio sơ cấp Dòng dữ liệu Dòng Truyền tải Đóng gói & Ghép kênh Phân kênh