reflex统计复用技术的应用

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1、Reflex统计复用技术的应用　　我站数字节目平台采用的是泰德电视公司Reflex统计复用系统。数字电视系统中所使用到的统计复用是把编码和复用结合起来进行，根据编码节目源的需要为节目动态地分配码率，并通过对时间偏移包的预运算达到避免多个节目同时需要很大码率，导致节目流的总码率溢出的情况[1]。通过Tandberg独有的Reflex统计复用功能，系统的带宽利用率可以提升20%～30%。　　二、Reflex统计复用技术原理　　多台已编程编码器和1台复用器通过交换机组成1套编码复用系统，该系统作为1个Refle

2、x分组。复用器接受编码器的输出并形成多节目传送流(MPTS)。　　复用器中运行的Reflex运算法则通过专用以太网与编码器进行通信。每一帧中，复用器都会给Reflex组中的所有编码器发送一个信息用来进行速率分配。编码器通过单一传播信息对复用器进行应答，应答中包括Reflex运算法则要求的质量测量。在标准配置中，Reflex信息造成的以太网负载不得超过2%。　　复用器在编码器和Reflex组之间对可用比特率进行动态分配，而不是对各个编码器使用固定的恒定比特率(CBR)。可以保证编码器使用特定的变化比特率(V

3、BR)运行模式，使编码器的编码速率能在大范围内变动而不造成接收器缓冲区的上溢或下溢。Reflex能调整各个编码器帧区间的比特率，因此，可以与编码器比率缓冲区管理相互作用，无必要再使用更快的更新比率。　　Reflex运算法则使编码器维持在预期画面质量。为了达到此种效果，各个编码器持续控制其画面质量并向复用器报告相应的值。运算法则在计算出新比特率分配前，将各个编码器的目标质量和实际质量相比较。超过目标质量的编码器将减少比特率，并将减少的比特率分配到未达到目标质量的编码器上。而所有编码器的总比特率保持不变。　　

4、如果整体的比特率不足以让各个编码器达到目标质量，系统将按如下方式分配可用比特率：所有编码器获得达到同等比率目标质量的比特率。另一方面，如果所有编码器都达到其目标质量，未分配的部分既能用来进一步提高各个频道的画面质量，也能用来处理随机数据。　　三、Reflex统计复用技术在编码复用系统中的应用　　(一)编码复用系统结构　　我站节目平台系统编码器采用Tandberg公司生产的DVB/MPEG-2编码器E5710，最低支持256Kbps的输出码率。复用器采用Tandberg公司生产的MX5640复用器。如图1所

5、示，12台编码器和1台复用器连接在1台交换机上，通过网络实现各自的闭环统计复用。　　(二)编码速率的可变性[2]　　持续的高质量画面要求不同类型的画面素材具有不同的比特率。大多数没有运动和/或少量细节的静止图片，如蓝天风景画或新闻播报员，较易于编码;而快速移动的素材较难编码，特别是单个场景短期内出现多种变化的情况。例如，图2显示了某高速运动素材的比特率要求。由图可知，短期内静止的图像要求的码率可降低至2Mbit/s或更低，在图像的峰值对图像进行无压缩编码时，应选择6Mbit/s的固定比特率。但大多数时间内

6、，比特率要求要低于6Mbit/s。　　图2中的短期比特率变化是因为场景变化而不是因为不同图片编码类型。画面类别和编码模式造成的速率变化在速率缓冲器中被吸收，一般不传送到频道中。　　若干个视频图像进行一组统计复用时，可以保证一个频道为了得到高质量画面而分配高编码速率，其他频道将共享剩余的编码速率。　　Reflex统计复用技术之所以能够在保证画面质量的前提下为每台编码器分配合理的编码速率取决于其质量监测系统。Reflex质量测量是统计复用系统的重要部分。它应该反应电视观众可以感知的画面质量。多个频道使用统计复

7、用时，由于其空间和瞬时特性不一(细节运动)，很难达到这一点。编码器需要获得所有必要信息，以确定画面质量，如画面分辨率、动态、干扰和量化参数。　　编码器的质量测量和复用器中比特率分配运算法则构成了一个闭路系统。能够对视频输入中的临界变化做出快速反应，例如场景转换。可使用双行程编码达到这种效果。在这种情况下，一个编码器用来预算视频信号的比特率要求，第二个编码器(输入相应延后)用来对素材进行实际编码。另一种方式是使用预分析，在预处理阶段对视频信号中的变化做出预告。　　Reflex在编码器和复用器之间包含有质量报

8、告。用0至100内的数字表示质量，而且可以使用系统控制器中的诊断法进行控制。使用这种协议能够在编码器内部对质量测量进行完善，且不改变基本系统。　　主观评价采用通用的分级标准，ITU-R将主观评价标准分为损伤制、质量制与比较制三类，其中标准清晰度电视(SDTV)图像采用5级评分制，如表1所示[3]。　　(一)测试框图　　根据相关标准对我站使用Reflex统计复用技术的节目平台编码复用后的节目进行主观评价，测试框图如图3所示。测试