ICS35.040 L71 中华人民共和国国家标准 GB/T20090.1—2012 信 息技术 先进音视频编码 第1部分:系统 Informationtechnology—Advancedcodingofaudioandvideo— Part1:System 2012-12-31发布 2013-06-01实施 中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局 中国国家标准化管理委员会发布目 次 前言 Ⅲ ………………………………………………………………………………………………………… 引言 Ⅳ ………………………………………………………………………………………………………… 1 范围 1 ……………………………………………………………………………………………………… 2 规范性引用文件 1 ………………………………………………………………………………………… 3 术语和定义 2 ……………………………………………………………………………………………… 4 符号和缩略语 7 …………………………………………………………………………………………… 5 位流语法的描述方式 9 …………………………………………………………………………………… 6 传输流位流要求 10 ………………………………………………………………………………………… 7 节目流位流的要求 56 ……………………………………………………………………………………… 8 节目和节目元素描述子 70 ………………………………………………………………………………… 9 对多路复用流语义的约束 85 ……………………………………………………………………………… 10 与GB/T17975的兼容性 88 …………………………………………………………………………… 附录A(资料性附录) 系统时间信息时钟恢复模型及应用指南 89 ……………………………………… 附录B(资料性附录) 系统符合性 98 ……………………………………………………………………… 附录C(资料性附录) 引入抖动的网络与AVS解码器的接口 99 ……………………………………… 附录D(资料性附录) 语法的图形表示 102 ……………………………………………………………… 附录E(资料性附录) 通用信息 106 ……………………………………………………………………… 附录F(资料性附录) 拼接传输流 107 …………………………………………………………………… 附录G(资料性附录) 数据传输应用 110 ………………………………………………………………… 附录H(资料性附录) 数字存储媒体命令与控制(DSM-CC) 111 ……………………………………… 附录I(规范性附录) CRC解码器模型 121 ……………………………………………………………… 附录J(资料性附录) 系统解复用过程 122 ………………………………………………………………… 附录K(资料性附录) 系统复用过程 125 ………………………………………………………………… 附录L(资料性附录) 节目特定信息 129 ………………………………………………………………… 附录M(资料性附录) 私有数据 138 ……………………………………………………………………… ⅠGB/T20090.1—2012 前 言 GB/T20090《信息技术 先进音视频编码》分为以下9个部分: ———第1部分:系统; ———第2部分:视频; ———第3部分:音频; ———第4部分:符合性测试; ———第5部分:参考软件; ———第6部分:数字版权管理; ———第7部分:移动视频; ———第8部分:在IP网络上传输AVS; ———第9部分:AVS文件格式。 本部分为GB/T20090的第1部分。 本部分按照GB/T1.1—2009给出的规则起草。 本部分由中华人民共和国工业和信息化部提出。 本部分由全国信息技术标准化技术委员会(SAC/TC28)归口。 本部分起草单位:中国科学院计算技术研究所、清华大学、北京算通科技发展有限公司、中国电子技 术标准化研究院、北京大学、华中科技大学、北京邮电大学、联合信源数字音视频技术(北京)有限公司、 展讯通信(上海)有限公司。 本部分主要起草人:陈熙霖、杨士强、高鹏飞、霍龙社、高麟鹏、丁亚强、杨志杰、林福辉、牟伦田、 王啸、朱光喜、林永兵、贺玉文、喻莉、王雷、冯博、张桢睿、杨昭辉、杨洁、汪恒晶、高文、黄铁军、卢汉清。 ⅢGB/T20090.1—2012 引 言 0.1 综述 GB/T20090的本部分论述了如何将一路或多路音频、视频位流或其他基本数据流合成单路或多 路复用流,用于存储和传送。系统编码遵循本部分指定的语法和语义规则,并提供了使解码器缓冲区能 在一定范围的补偿和接收条件下进行同步解码的信息。 系统编码包含两种形式:传输流和节目流,分别针对不同的应用加以优化。本部分中定义的传输流 和节目流提供了编码语法,该语法对于同步解码及展现音频、视频信息是充分且必要的,同时保证了解 码器中数据缓冲区不发生上溢和下溢。该语法中应至少包含以下两种信息之一: a) 有关展现编码的音频和视频数据的相对时间戳,以及有关数据流本身传送的比特率信息; b) 有关解码和展现编码的音频和视频数据的时间戳,以及有关数据流本身传送的时间戳信息。 传输流和节目流都是面向分组包的多路复用流。 单一音频和视频基本流的多路复用过程见图1。视频和音频数据可按包括GB/T20090.2和 GB/T20090.3等部分进行编码,之后,压缩数据被打包以形成PES分组包。在形成PES分组包的过 程中,当独立使用传输流或节目流的PES分组包时可能会加入所需的描述信息;而PES分组包需要进 一步与系统层信息结合形成传输流或节目流时,不包含这一信息。本部分覆盖了图1中竖直虚线右边 所示的处理过程。 图1 多路复用过程简图 本部分定义的节目流是由具有共同时间基准的一个或多个PES分组包合并而成的单一流。有些 应用中要求包含单个节目的基本流是未多路复用的分离流。对这些应用,基本流也可作为分离的节目 流编码。每一基本流含一个节目流且具有共同时间基准。在这种情况下,不同流中SCR字段的编码值 应一致。 所有的基本流和单一节目流都可被同步解码。 节目流被设计用于相对无差错环境中,且适用于诸如交互式多媒体等应用。节目流分组包长度 可变。 传输流是由一个或多个节目组成的单一流,且这些节目可包含一个或多个不同时钟基准。由同一 个节目中的多个基本流所组成的多个PES分组包共享一个时钟基准。传输流是为用于可能出现差错 ⅣGB/T20090.1—2012 的有损或有噪媒体中的存储或传输环境而设计的。传输流分组包长度为188字节。 节目流和传输流是为不同应用设计的,它们的定义并不严格遵守分层模型,彼此之间可相互转换, 但并不互为子集或超集。可以从一个传输流中抽取一个节目的内容并创建一个有效的节目流。该转换 可利用PES分组包的公共互换格式完成,但并非节目流需要的所有字段都包含在传输流中,有一些需 要导出。而在分层模型中,传输流可能横跨多个层,并易于在宽带应用中实现。 本部分描述的语法规则和语义规则的范围是不同的:语法规则仅用于系统层编码,并不延伸到 GB/T20090.2和GB/T20090.3中所描述的压缩层编码,而语义规则适用于复用流。 本部分未规定编码器或解码器的体系结构或实现方法,也未对多路复用器或解复用器作相应的规 定。然而,位流的性质对编码器、解码器、多路复用器和解复用器提出了功能和性能上的要求,如编码器 应满足最小的时钟容差要求,但这些要求并不妨碍编码器、解码器、多路复用器和解复用器的设计与实 现的灵活性。 0.2 传输流 传输流是针对在那些可能会出现显著错误(往往表现为位差错或分组包丢失)的环境中进行节目传 送和存储而定义的一种流。这些节目包含按照GB/T20090.2和GB/T20090.3等部分定义的编码数 据以及其他数据。 传输流的速率可以是恒定或可变的。在任何情况下,所包含的基本流的速率也可以是恒定或可变 的。在每一种情况下,流的语法或语义限制是相同的,传输流速率由传输率(transport_rate)字段的值 定义,这些传输率字段嵌入在每个流中。 一个包含多个具有独立时间基准的节目传输流会造成总体比特率可变,这会给构造和传送这样的 位流带来一定困难,见6.2.2。 只要能够生成一个有效的流,包含一个或多个节目的传输流可以从基本编码数据流、节目流或其他 可能包含一个或多个节目的传输流构造生成。 传输流是按照在最小开销的情况下能对传输流执行某些操作的原则而设计的。这些操作包括: a) 从传输流的一个节目中获得编码数据、解码并展现,如图2所示; b) 从传输流的一个节目中抽取传输流分组包并生成一个仅包含该节目的新的传输流作为输出, 如图3所示; c) 从一个或多个传输流中抽取一个或多个节目的传输流分组包并生成一个新的传输流; d) 从传输流中抽取一个节目内容并生成包含该节目的一个节目流,如图4所示; e) 把一个节目流转化为传输流,并在有损环境中传输。然后再重建一个有效的、在某些情况下完 全相同的节目流。 图2和图3描述了以一个传输流作为输入的解复用及解码系统原型。图2说明了第一种情况,即 一个传输流被直接解复用和解码。传输流构造分为两层:系统层和压缩层。 传输流解码器的输入流由一个包含压缩层的系统层组成。音频解码器及视频解码器的输入流只包 含压缩层。 接收传输流的解码器原型的操作既适用于整个传输流(复用