GB/T 20090.1-2012信息技術(shù)先進(jìn)音視頻編碼第1部分：系統(tǒng)

ICS35040

L71.

中華人民共和國國家標(biāo)準(zhǔn)

GB/T200901—2012

.

信息技術(shù)先進(jìn)音視頻編碼

第1部分系統(tǒng)

:

Informationtechnology—Advancedcodingofaudioandvideo—

Part1Sstem

:y

2012-12-31發(fā)布2013-06-01實(shí)施

中華人民共和國國家質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)檢疫總局發(fā)布

中國國家標(biāo)準(zhǔn)化管理委員會

GB/T200901—2012

.

目次

前言…………………………

Ⅲ

引言…………………………

Ⅳ

范圍………………………

11

規(guī)范性引用文件…………………………

21

術(shù)語和定義………………

32

符號和縮略語……………

47

位流語法的描述方式……………………

59

傳輸流位流要求…………………………

610

節(jié)目流位流的要求………………………

756

節(jié)目和節(jié)目元素描述子…………………

870

對多路復(fù)用流語義的約束………………

985

與的兼容性……………

10GB/T1797588

附錄資料性附錄系統(tǒng)時間信息時鐘恢復(fù)模型及應(yīng)用指南………

A()89

附錄資料性附錄系統(tǒng)符合性………………………

B()98

附錄資料性附錄引入抖動的網(wǎng)絡(luò)與解碼器的接口………

C()AVS99

附錄資料性附錄語法的圖形表示………………

D()102

附錄資料性附錄通用信息………………………

E()106

附錄資料性附錄拼接傳輸流……………………

F()107

附錄資料性附錄數(shù)據(jù)傳輸應(yīng)用…………………

G()110

附錄資料性附錄數(shù)字存儲媒體命令與控制………

H()(DSM-CC)111

附錄規(guī)范性附錄解碼器模型………………

I()CRC121

附錄資料性附錄系統(tǒng)解復(fù)用過程…………………

J()122

附錄資料性附錄系統(tǒng)復(fù)用過程…………………

K()125

附錄資料性附錄節(jié)目特定信息…………………

L()129

附錄資料性附錄私有數(shù)據(jù)………………………

M()138

Ⅰ

GB/T200901—2012

.

前言

信息技術(shù)先進(jìn)音視頻編碼分為以下個部分

GB/T20090《》9:

第部分系統(tǒng)

———1:;

第部分視頻

———2:;

第部分音頻

———3:;

第部分符合性測試

———4:;

第部分參考軟件

———5:;

第部分?jǐn)?shù)字版權(quán)管理

———6:;

第部分移動視頻

———7:;

第部分在網(wǎng)絡(luò)上傳輸

———8:IPAVS;

第部分文件格式

———9:AVS。

本部分為的第部分

GB/T200901。

本部分按照給出的規(guī)則起草

GB/T1.1—2009。

本部分由中華人民共和國工業(yè)和信息化部提出

。

本部分由全國信息技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會歸口

(SAC/TC28)。

本部分起草單位中國科學(xué)院計算技術(shù)研究所清華大學(xué)北京算通科技發(fā)展有限公司中國電子技

:、、、

術(shù)標(biāo)準(zhǔn)化研究院北京大學(xué)華中科技大學(xué)北京郵電大學(xué)聯(lián)合信源數(shù)字音視頻技術(shù)北京有限公司

、、、、()、

展訊通信上海有限公司

()。

本部分主要起草人陳熙霖楊士強(qiáng)高鵬飛霍龍社高麟鵬丁亞強(qiáng)楊志杰林福輝牟倫田

:、、、、、、、、、

王嘯朱光喜林永兵賀玉文喻莉王雷馮博張楨睿楊昭輝楊潔汪恒晶高文黃鐵軍盧漢清

、、、、、、、、、、、、、。

Ⅲ

GB/T200901—2012

.

引言

01綜述

.

的本部分論述了如何將一路或多路音頻視頻位流或其他基本數(shù)據(jù)流合成單路或多

GB/T20090、

路復(fù)用流用于存儲和傳送系統(tǒng)編碼遵循本部分指定的語法和語義規(guī)則并提供了使解碼器緩沖區(qū)能

,。,

在一定范圍的補(bǔ)償和接收條件下進(jìn)行同步解碼的信息

。

系統(tǒng)編碼包含兩種形式傳輸流和節(jié)目流分別針對不同的應(yīng)用加以優(yōu)化本部分中定義的傳輸流

:,。

和節(jié)目流提供了編碼語法該語法對于同步解碼及展現(xiàn)音頻視頻信息是充分且必要的同時保證了解

,、,

碼器中數(shù)據(jù)緩沖區(qū)不發(fā)生上溢和下溢該語法中應(yīng)至少包含以下兩種信息之一

。:

有關(guān)展現(xiàn)編碼的音頻和視頻數(shù)據(jù)的相對時間戳以及有關(guān)數(shù)據(jù)流本身傳送的比特率信息

a),;

有關(guān)解碼和展現(xiàn)編碼的音頻和視頻數(shù)據(jù)的時間戳以及有關(guān)數(shù)據(jù)流本身傳送的時間戳信息

b),。

傳輸流和節(jié)目流都是面向分組包的多路復(fù)用流

。

單一音頻和視頻基本流的多路復(fù)用過程見圖視頻和音頻數(shù)據(jù)可按包括和

1。GB/T20090.2

等部分進(jìn)行編碼之后壓縮數(shù)據(jù)被打包以形成分組包在形成分組包的過

GB/T20090.3,,PES。PES

程中當(dāng)獨(dú)立使用傳輸流或節(jié)目流的分組包時可能會加入所需的描述信息而分組包需要進(jìn)

,PES;PES

一步與系統(tǒng)層信息結(jié)合形成傳輸流或節(jié)目流時不包含這一信息本部分覆蓋了圖中豎直虛線右邊

,。1

所示的處理過程

。

圖1多路復(fù)用過程簡圖

本部分定義的節(jié)目流是由具有共同時間基準(zhǔn)的一個或多個分組包合并而成的單一流有些

PES。

應(yīng)用中要求包含單個節(jié)目的基本流是未多路復(fù)用的分離流對這些應(yīng)用基本流也可作為分離的節(jié)目

。,

流編碼每一基本流含一個節(jié)目流且具有共同時間基準(zhǔn)在這種情況下不同流中字段的編碼值

。。,SCR

應(yīng)一致

。

所有的基本流和單一節(jié)目流都可被同步解碼

。

節(jié)目流被設(shè)計用于相對無差錯環(huán)境中且適用于諸如交互式多媒體等應(yīng)用節(jié)目流分組包長度

,。

可變

。

傳輸流是由一個或多個節(jié)目組成的單一流且這些節(jié)目可包含一個或多個不同時鐘基準(zhǔn)由同一

,。

個節(jié)目中的多個基本流所組成的多個分組包共享一個時鐘基準(zhǔn)傳輸流是為用于可能出現(xiàn)差錯

PES。

Ⅳ

GB/T200901—2012

.

的有損或有噪媒體中的存儲或傳輸環(huán)境而設(shè)計的傳輸流分組包長度為字節(jié)

。188。

節(jié)目流和傳輸流是為不同應(yīng)用設(shè)計的它們的定義并不嚴(yán)格遵守分層模型彼此之間可相互轉(zhuǎn)換

,,,

但并不互為子集或超集可以從一個傳輸流中抽取一個節(jié)目的內(nèi)容并創(chuàng)建一個有效的節(jié)目流該轉(zhuǎn)換

。。

可利用分組包的公共互換格式完成但并非節(jié)目流需要的所有字段都包含在傳輸流中有一些需

PES,,

要導(dǎo)出而在分層模型中傳輸流可能橫跨多個層并易于在寬帶應(yīng)用中實(shí)現(xiàn)

。,,。

本部分描述的語法規(guī)則和語義規(guī)則的范圍是不同的語法規(guī)則僅用于系統(tǒng)層編碼并不延伸到

:,

和中所描述的壓縮層編碼而語義規(guī)則適用于復(fù)用流

GB/T20090.2GB/T20090.3,。

本部分未規(guī)定編碼器或解碼器的體系結(jié)構(gòu)或?qū)崿F(xiàn)方法也未對多路復(fù)用器或解復(fù)用器作相應(yīng)的規(guī)

,

定然而位流的性質(zhì)對編碼器解碼器多路復(fù)用器和解復(fù)用器提出了功能和性能上的要求如編碼器

。,、、,

應(yīng)滿足最小的時鐘容差要求但這些要求并不妨礙編碼器解碼器多路復(fù)用器和解復(fù)用器的設(shè)計與實(shí)

,、、

現(xiàn)的靈活性

。

02傳輸流

.

傳輸流是針對在那些可能會出現(xiàn)顯著錯誤往往表現(xiàn)為位差錯或分組包丟失的環(huán)境中進(jìn)行節(jié)目傳

()

送和存儲而定義的一種流這些節(jié)目包含按照和等部分定義的編碼數(shù)

。GB/T20090.2GB/T20090.3

據(jù)以及其他數(shù)據(jù)

。

傳輸流的速率可以是恒定或可變的在任何情況下所包含的基本流的速率也可以是恒定或可變

。,

的在每一種情況下流的語法或語義限制是相同的傳輸流速率由傳輸率字段的值

。,,(transport_rate)

定義這些傳輸率字段嵌入在每個流中

,。

一個包含多個具有獨(dú)立時間基準(zhǔn)的節(jié)目傳輸流會造成總體比特率可變這會給構(gòu)造和傳送這樣的

,

位流帶來一定困難見

,6.2.2。

只要能夠生成一個有效的流包含一個或多個節(jié)目的傳輸流可以從基本編碼數(shù)據(jù)流節(jié)目流或其他

,、

可能包含一個或多個節(jié)目的傳輸流構(gòu)造生成

。

傳輸流是按照在最小開銷的情況下能對傳輸流執(zhí)行某些操作的原則而設(shè)計的這些操作包括

。:

從傳輸流的一個節(jié)目中獲得編碼數(shù)據(jù)解碼并展現(xiàn)如圖所示

a)、,2;

從傳輸流的一個節(jié)目中抽取傳輸流分組包并生成一個僅包含該節(jié)目的新的傳輸流作為輸出

b),

如圖所示

3;

從一個或多個傳輸流中抽取一個或多個節(jié)目的傳輸流分組包并生成一個新的傳輸流

c);

從傳輸流中抽取一個節(jié)目內(nèi)容并生成包含該節(jié)目的一個節(jié)目流如圖所示

d),4;

把一個節(jié)目流轉(zhuǎn)化為傳輸流并在有損環(huán)境中傳輸然后再重建一個有效的在某些情況下完

e),。、

全相同的節(jié)目流

。

圖和圖描述了以一個傳輸流作為輸入的解復(fù)用及解碼系統(tǒng)原型圖說明了第一種情況即

23。2,

一個傳輸流被直接解復(fù)用和解碼傳輸流構(gòu)造分為兩層系統(tǒng)層和壓縮層

。:。

傳輸流解碼器的輸入流由一個包含壓縮層的系統(tǒng)層組成音頻解碼器及視頻解碼器的輸入流只包

。

含壓縮層

。

接收傳輸流的解碼器原型的操作既適用于整個傳輸流復(fù)用流操作也適用于單個基本流特定流

(),(

操作傳輸流系統(tǒng)層被分為兩個子層一個用于復(fù)用流操作傳輸流分組包另一個用于特定流操作

)。,(),

分組包層

(PES)。

圖也給出了一個包括視頻和音頻的傳輸流解碼器原型以說明解碼器的功能其結(jié)構(gòu)并不是唯一

2,

的但該圖有助于理解解碼器時間控制等系統(tǒng)解碼器功能可能被等價地實(shí)現(xiàn)在基本流解碼器或信道

,。

特定解碼器中類似地信道專用解碼器測出的錯誤也可以用多種途徑通知獨(dú)立的音頻和視頻解碼器

。,。

這些通信途徑并未顯示在圖中該解碼器原型的設(shè)計并不意味著對傳輸流解碼器的設(shè)計作出任何必達(dá)

,

Ⅴ

GB/T200901—2012

.

的要求實(shí)際上非音視頻數(shù)據(jù)也是允許的但并未在圖中畫出

。,,2。

圖2傳輸流解復(fù)用和解碼原型示例

圖說明了另一種情況即一個包含多個節(jié)目的傳輸流被轉(zhuǎn)變?yōu)橐粋€只含單個節(jié)目的傳輸流這種

3,,

情況下的再復(fù)用操作可能需要糾正值以補(bǔ)償位流中傳輸率的變化

transport_rate。

圖3傳輸多路復(fù)用原型示例

圖說明了一個多節(jié)目傳輸流先被解復(fù)用再轉(zhuǎn)變?yōu)楣?jié)目流的情況

4。

圖4傳輸流到節(jié)目流轉(zhuǎn)換原型示例

圖和圖指出不同類型不同構(gòu)造的傳輸流之間的轉(zhuǎn)換是可能且合理的在傳輸流和節(jié)目流的

34,、。

語法中都定義了一些特定字段以方便上述轉(zhuǎn)換過程但并不要求解復(fù)用器或解碼器的具體實(shí)現(xiàn)要包含

,

以上所有功能

。

03節(jié)目流

.

節(jié)目流是針對在那些出錯率很低且系統(tǒng)編碼的處理過程作為主要考慮因素的環(huán)境中進(jìn)行一個節(jié)

,

目的傳送和存儲而定義的一種流該節(jié)目流包含編碼數(shù)據(jù)和其他數(shù)據(jù)

,。

節(jié)目流的速率可以是恒定的或可變的在任何情況下所包含的基本流的速率也是恒定或可變的

。,。

在每一種情況下節(jié)目流的語法或語義限制是相同的節(jié)目流速率是由系統(tǒng)時鐘參考字段與

,。(SCR)

字段的值和位置所決定的

mux_rate。

圖描述了一個音視頻節(jié)目流解碼系統(tǒng)原型該圖用于幫助理解其結(jié)構(gòu)并不是唯一的包括

5。,———

解碼器時間控制在內(nèi)的系統(tǒng)解碼器功能可能被等價地實(shí)現(xiàn)在基本流解碼器或信道特定解碼器中該解

。

碼器原型的設(shè)計并不意味著對節(jié)目流解碼器的設(shè)計作出任何必達(dá)的要求實(shí)際上非音視頻數(shù)據(jù)也是

。,

Ⅵ

GB/T200901—2012

.

允許的

。

圖所示的節(jié)目流解碼器原型是由系統(tǒng)視頻和音頻解碼器三部分組成它們分別符合

5、,

和在該解碼器中單路或多路音視頻位流的復(fù)用編碼

GB/T20090.1、GB/T20090.2GB/T20090.3。,

表示假定以某種特定信道格式在特定信道中存儲或傳輸特定信道格式本部分不作規(guī)定特定信道解

。,

碼也不是本解碼器原型的一部分

。

圖5節(jié)目流解碼器原型

上述原型解碼器接受節(jié)目流作為輸入并依靠節(jié)目流解碼器從流中提取信息節(jié)目流解碼器分離

,。

復(fù)用流并將由此產(chǎn)生的基本流作為音頻和視頻解碼器的輸入音頻和視頻解碼器的輸出是已解碼的

,。

音頻和視頻信號節(jié)目流解碼器音頻和視頻解碼器以及信道專用解碼器之間的定時信息流應(yīng)包含在

。、

設(shè)計中但并未在圖中畫出利用定時信息音頻和視頻解碼器相互之間及與信道之間可以實(shí)現(xiàn)

,5。,

同步

。

節(jié)目流構(gòu)造分為兩層系統(tǒng)層和壓縮層節(jié)目流解碼器的輸入流由一個包含壓縮層的系統(tǒng)層組成

:。。

音頻解碼器及視頻解碼器的輸入流只包含壓縮層

。

解碼器原型的操作既適用于整個節(jié)目流復(fù)用流操作也適用于單個基本流特定流操作節(jié)目

(),()。

流系統(tǒng)層被分為兩個子層一個用于復(fù)用流操作節(jié)目流分組包層另一個用于特定流操作分組

,(),(PES

包層

)。

04傳輸流與節(jié)目流的轉(zhuǎn)換

.

利用分組包傳輸流與節(jié)目流之間的轉(zhuǎn)換是可能且合理的這是由包含在本部分的和

PES,,6.17.1

中的傳輸流和節(jié)目流規(guī)范得出的在某些限制下分組包可能直接從一個復(fù)用位流的有效數(shù)據(jù)對

。,PES

應(yīng)到另一個復(fù)用位流的有效數(shù)據(jù)如果在所有分組包中都有

。PESprogram_packet_sequence_counter,

就可能標(biāo)識出分組包的正確次序以幫助實(shí)現(xiàn)這一功能

PES。

在這兩種流中有關(guān)轉(zhuǎn)換所需的其他信息包括基本流之間的關(guān)系以表和包頭的形式出現(xiàn)在任何

,。

流中這些數(shù)據(jù)如果出現(xiàn)轉(zhuǎn)換前后都應(yīng)是正確的

,。

05PES流

.

正如中的語法定義所指出傳輸流和節(jié)目流是從分組包中邏輯地建立的分組包

6.3.6,PES。PES

被用于傳輸流與節(jié)目流之間的轉(zhuǎn)換在有些場合進(jìn)行這種轉(zhuǎn)換時無需變動分組包分組包

。,PES。PES

的長度可能比傳輸流分組包的長度大得多

。

包含相同和基本流的一系列連續(xù)的分組包構(gòu)成一個流當(dāng)流分組包用

stream_idPESPES。PES

于形成流時應(yīng)在中所定義的限制下帶有基本流時鐘參考字段和基本流速率

PES,6.3.8,(ESCR)(ES_

Ⅶ

GB/T200901—2012

.

字段流數(shù)據(jù)應(yīng)是來自基本流且保持原次序的連續(xù)字節(jié)流中不包含某些出現(xiàn)在節(jié)目

Rate)。PES。PES

流和傳輸流中的系統(tǒng)信息包括在包頭系統(tǒng)頭節(jié)目流映射節(jié)目流目錄節(jié)目映射表中出現(xiàn)的信息以

,、、、、

及在傳輸流分組包語法中定義的元素

。

本部分的流未定義用于相互交換和交互操作單個基本流也可打包成傳輸流或節(jié)目流但應(yīng)

PES。,

包含必要的系統(tǒng)信息具有單個基本流的多個傳輸流或節(jié)目流可被構(gòu)造成具有相同的時間基準(zhǔn)以傳送

。

一個完整的音視頻節(jié)目

。

06定時模型

.

系統(tǒng)視頻和音頻都有一個定時模型其中從編碼器的信號輸入到解碼器的信號輸出之間的端到端

、,

延遲是恒定的該延遲是編碼編碼器緩沖多路復(fù)用傳送或存儲解復(fù)用解碼器緩沖和展現(xiàn)過程中所

,、、、、、

有延遲的總和作為該定時模型的一部分所有視頻圖像和音頻采樣僅展現(xiàn)一次除非經(jīng)過特殊編碼

。,(),

且解碼器中的視頻幀率和音頻采樣速率與在編碼器中保持一致系統(tǒng)流編碼包括了定時信息以用于

。,

實(shí)現(xiàn)端到端延遲恒定的系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)不嚴(yán)格遵守該模型的解碼器也是可能的但此時的解碼器需要負(fù)責(zé)

。。

以一種可接受方式完成以上要求

。

所有定時是由一個公共時鐘來定義的這個公共時鐘被稱為系統(tǒng)時鐘在節(jié)目流中該時鐘與視頻

,。,

或音頻采樣時鐘之間可以有確定的比值也可以有一個與比值略有偏差的工作頻率但仍提供精確的端

,,

到端定時和時鐘補(bǔ)償

。

在傳輸流中為了簡化解碼器中的采樣速率恢復(fù)系統(tǒng)時鐘被限制為在任何時刻均與音頻和視頻采

,,

樣時鐘保持確定比值

。

07條件接收

.

本部分未規(guī)定條件接收機(jī)制但位流支持對節(jié)目流和傳輸流中的節(jié)目進(jìn)行條件接收

,AVS。

08復(fù)用流操作

.

復(fù)用流操作包括協(xié)調(diào)信道數(shù)據(jù)的獲取時鐘的調(diào)整以及緩沖區(qū)的管理這些操作是緊密相連的

、。。

當(dāng)信道數(shù)據(jù)傳輸速率是可控時可通過調(diào)節(jié)數(shù)據(jù)傳輸速率使解碼緩沖區(qū)不發(fā)生上溢或下溢否則基本

,。,

流解碼器的定時應(yīng)服從信道中接收的數(shù)據(jù)以避免上溢或下溢

,。

節(jié)目流由節(jié)目流分組包組成其包頭有助于以上任務(wù)的完成包頭指定了從信道中送來的每一字

,。

節(jié)進(jìn)入節(jié)目流解碼器的預(yù)定時間這個預(yù)定到達(dá)時刻表作為時鐘校正和緩沖區(qū)管理的參考當(dāng)解碼器

,。

不能嚴(yán)格遵守該時刻表時應(yīng)對有關(guān)偏差作出相應(yīng)補(bǔ)償

,。

類似地傳輸流由傳輸流分組包構(gòu)成分組包頭指定從信道中送來的每一字節(jié)進(jìn)入傳輸流解碼器

,。

的預(yù)定時間該時刻表提供了與上述節(jié)目流中完全相同的功能

。。

另一個復(fù)用流操作是確定解碼器解碼傳輸流或節(jié)目流時所需的資源每個節(jié)目流的第一個包均包

。

含一些參數(shù)來協(xié)助解碼器完成此功能其中包括流的最大數(shù)據(jù)速率以及同步視頻信道的最大數(shù)目傳

,,。

輸流也包含類似的全局適用的信息

。

每個傳輸流和節(jié)目流都包含一些信息以標(biāo)識組成一個節(jié)目的各基本流的相關(guān)特征以及基本流之

,

間的相互關(guān)系這些信息可包括聲道中所使用的語言以及在實(shí)現(xiàn)多層視頻編碼時各層之間的關(guān)系

。,。

Ⅷ

GB/T200901—2012

.

09單個流操作PES分組包層

.()

基本的流的操作為

PES:

解復(fù)用

a);

多個基本流的同步回放

b)。

091解復(fù)用

..

編碼時節(jié)目流由基本流復(fù)用而成而傳輸流則由基本流節(jié)目流或其他傳輸流的內(nèi)容復(fù)用而成

,,、。

基本流除了音頻和視頻位流外還可包括私有保留和補(bǔ)充位流基本流被臨時性地分割為分組

,、。PES

包分組包被串行化一個分組包僅包含來自一個基本流的編碼字節(jié)

,。PES。

節(jié)目流中的分組包長度可以是固定的或可變的但分組包長度應(yīng)遵守