GB T 17191.4-2000 信息技术 具有1.5Mbit s数据传输率的数字存储媒体运动图象及其伴音的编码 第4部分 一致性测试.pdf

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1、中华人民共和国国家标准信息技术具有 数据传输率的数字存储媒体运动图像及其伴音的编码第 部分 一致性测试发布 实施国家质量技术监督局 发布前言本标准等同采用 信息技术具有 数据传输率的数字存储媒体运动图像及其伴音的编码第部分一致性测试在信息技术具有 数据传输率的数字存储媒体运动图像及其伴音的编码总标题下 包括以下 个部分第一部分 即 系统第二部分 即 视频第三部分 即 音频第四部分 即 一致性测试本标准的附录 是标准的附录附录 是提示的附录本标准由中华人民共和国信息产业部提出本标准由中国电子技术标准化研究所归口本标准起草单位南京大学镇江江奎集团公司本标准主要起草人张福炎余崇智前言国际标准化组织

2、和 国际电工委员会 是世界性的标准化专门机构 国家成员体 它们都是 或 的成员国通过国际组织建立的各个技术委员会参与制定针对特定技术范围的国际标准 和 的各技术委员会在共同感兴趣的领域内进行合作 与 和 有联系的其他官方和非官方国际组织也可参与国际标准的制定工作在信息技术领域 和 建立了一个联合技术委员会 由联合技术委员会采纳的国际标准草案需分发给国家成员体进行表决 发布一项国际标准至少需要 的参与表决的国家成员体投票赞同总标题为信息技术 具有 数据传输率的数字存储媒体运动图像及其伴音的编码的国际标准 由以下部分组成第一部分系统第二部分视频第三部分音频第四部分一致性测试附录 是 的一个组成部分

3、 附录 仅提供参考信息引言本系列标准分成四个部分 第 部分系统 叙述该标准的系统编码层 它确定一个混合音频和视频数据的多路结构和实时重放同步序列所需要的时间信息的表示方法 第 部分 视频 叙述视频数据的编码表示和重构图像所需的解码处理第 部分音频 叙述音频数据的编码表示和重构声音所需的解码处理 第 部分一致性测试 叙述确定编码位流特性的步骤以及位流和解码器与第部分中规定要求的一致性测试本系列标准的第 部分规定了一个视听信息的多路结构和编码表示允许有较大的灵活性 以使得标准能适应多种不同的应用这灵活性的获得是由于在位流中包含一些确定编码位流特性的参数其例子如音频采样频率图像尺寸图像速率及位速率参

4、数本系列标准的第 部分说明如何设计测试以确认位流和解码器是否符合本系列标准第 部分规定的要求 这些测试可以用于以下各种目的例如编码器的制造者和他们的用户能用这些测试去证实编码器是否产生有效的位流解码器的制造者和他们的用户能用这些测试去证实编码器所给出的性能是否符合本系列标准第 部分规定的要求应用者可以用这些测试去证实所给出的位流特性是否符合应用的要求 例如编码图像的尺寸是否超过该应用所允许的最大值中华人民共和国国家标准信息技术具有 数据传输率的数字存储媒体运动图像及其伴音的编码第 部分 一致性测试国家质量技术监督局 批准 实施概述范围本标准规定如何设计一些测试方法 以检验位流和解码器是否符合

5、第 部分所提出的要求 在本标准中对编码器没有特别说明 一个编码器 如果它产生的位流与 第部分中所要求的位流语法和语义相一致 可以被称为 编码器第 部分中规定了编码位流和解码器的特性 位流的特性规定了所开发的位流标准中的一个子集 其例子如图像尺寸的应用值或范围以及位速率参数 解码器的特性规定了所采用的解码过程的性能和能力 其性能的例子如应用的算术精度 解码器能力则规定了解码器可以解码和重建的编码位流 它定义了一个可解码位流标准中的一个子集 如果一个编码位流的特性是在解码器能力规定的标准的子集之中 则该位流能被这解码器解码本标准阐述了位流和解码器与 第 部分规定的要求之间的一致性测试步骤 给出声称

6、的一组特性 它必须完全符合由 第 部分规定的要求 本标准总结了与特性相互参照的一些要求同时规定了可以被测试的一致性 给出了如何建立测试和决定它们结果的指导准则 以及一些应用于音频的实际测试引用标准下列标准所包含的条文通过在本标准中的引用而构成为本标准的条文 本标准出版时所示版本均为有效 所有标准都会被修订使用本标准的各方应探讨使用下列标准最新版本的可能性信息技术具有 数据传输率的数字存储媒体运动图像及其伴音的编码第部分系统信息技术具有 数据传输率的数字存储媒体运动图像及其伴音的编码第部分视频信息技术具有 数据传输率的数字存储媒体运动图像及其伴音的编码第部分音频数字音频系统建议 演播室数字电视编

7、码参数报告 单色和彩色电视系统特性建议 音频信号的录制报告 便携和移动式卫星接收器的声音信号广播 包括附录 中先进的数字系统 的综述建议 声音编程电路的预加重实现 离散余弦逆变换的规格说明技术原理定义本标准使用下列定义 方括号内注明定义所属部分系数 视频任一 系数它在一个或两个方向上的频率为非零存取单元系统对音频压缩存取单元就是音频存取单元 对视频压缩 存取单元是一幅图像的编码表示自适应分段 音频以可变时间段方式将数字音频信号分段自适应位分配音频根据心理声学模型用时间和频率可变的方式对各子带进行位分配自适应噪声分配 音频根据心理声学模型用时间和频率可变的方式将编码噪声分配到各频带混迭 音频由奈

8、奎斯特子采样所产生的镜像信号分量分析滤波器组音频在编码器中将宽带 音频信号变换成一组子采样的子带样值音频存取单元 音频对层 和层 音频存取单元定义为可由自身进行解码的编码位流的最小部分 其中解码的意思是声音的完全重建 对层 音频存取单元是位流的一部分它在利用以前获得的主要信息后可以被解码音频缓冲器音频在系统目标解码器中用以存储压缩的音频数据的缓冲器音频序列音频一个不中断的音频帧序列在其中下列参数是不变的标识符层采样频率对层 和层 位速率索引向后运动矢量视频按照显示顺序利用后继的参考图像作运动补偿的运动矢量巴克 音频临界频带速率单位巴克标度是一种非线性映射的频率标度在音频范围内它和人耳听觉的频率

9、选择性相匹配双向预测编码图像 图像视频使用相对于其前和或其后的参考图像的运动补偿预测进行编码的图像位速率压缩的位流从存储媒体传输到解码器输入端的速率位流特性一致性编码器用来产生位流的标准的一部分例如一个编码器可能提供产生位流的语法和语义约束 如参数范围的限制这些约束是 第 部分支持的性能的一个部分 在视频位流中的例子有图像尺寸的应用值或范围和位速率参数位流一致性一致性如果某位流与 第 部分中规定的位流语法和语义的要求相符合则该位流是一致性的位流要求一致性由 第 部分中规定的对位流的要求块压扩音频在某一时间区间内音频数字信号的规一化块 视频一个 行 列的正交像素块边界音频采用强度立体声编码的最低

10、子带字节对齐如果某位在编码位流中的位置 从流的第一个位算起正好是 的倍数 则该位是字节对齐的字节个位组成的序列信道存储或传输 位流的数字媒体声道或信道 音频立体声信号的左和右声道色度分量 视频按 建议 中定义的方式 用于表示与主色彩相关的二个色差信号之一的矩阵块或单个像素 表示色差信号的符号是 和编码的音频位流 音频按照 规定的音频信号的编码表示编码的视频位流 视频按照 规定的一幅或多幅图像序列的编码表示编码顺序 视频图像存储和解码的顺序该顺序未必与显示顺序一致编码表示以编码形式表示的数据元素编码参数 视频用于刻划编码视频位流的特征的一组用户可定义的参数 位流由编码参数刻划其特征 解码器由其能

11、解码的位流刻划其特征分量 视频构成图像的三个矩阵 一个亮度和两个色度 之一的矩阵 块或单个像素压缩减少表示数据项的位数恒位速率编码视频视频平均位速率为常数的压缩视频位流恒位速率压缩位流时从开始至结束位速率保持不变约束参数 视频在 中 所定义的一组编码参数值约束系统参数流 系统符合 中 所定义的约束条件的一个多路复合流循环冗余码临界带速率 音频频率的心理声学函数 对一个给定的可听声频率 它正比于低于此频率的临界频带数目 临界频率的标度单位是巴克临界带音频在频域中的心理声学测量它和人耳的频率选择性相对应 这种选择性用巴克表示数据元素编码之前和解码之后数据项的表示系数视频在两个方向上频率都为零的 系

12、数编码图 图视频仅使用自身信息编码的图像编码表示的 系数中仅有 系数系数一个给定的余弦基本函数的幅值解码流压缩位流的解码重构解码器特性 一致性在解码器中所用解码处理的性能和能力解码器一致性一致性某解码器在对其解码能力所规定的标准子集之内的位流进行解码时 如果它符合 第部分中规定的解码器要求时 则该解码器是一致性的解码器输入缓冲器视频视频缓冲检验器中的先进先出 缓冲器解码器输入速率 视频在视频缓冲检验器中指明并在编码视频位流中编码的数据速率解码器解码处理的实体解码 处理在 中定义的处理它读入输入的编码位流并产生解码的图像或音频信号样值解码器要求 一致性由 第 部分中定义的对解码器的要求解码时标

13、系统可能出现在分组头中的一个域 它用来指出系统目标解码器解码一个存取单元的时刻去加重音频对经过存储或传输的音频信号所采取的一种滤波以消除由于加重引起的线性失真逆量化 视频在位流中的量化 系数在解码之后和在 逆变换之前进行重新比例变换的过程数字存储媒体指数字存储或传输的设备和系统离散余弦变换 视频离散余弦变换或离散余弦逆变换 是一种可逆的离散正交变换 在 的附录中定义了 逆变换显示顺序视频显示解码图像的顺序 通常与输入给编码器的图像顺序相一致双声道模式音频具有独立节目内容 如两种语言 的两个音频信道被编码在一个位流中 称为双声道模式 其编码过程和立体声模式一样编辑对一个或多个压缩位流进行处理以生

14、成一个新的压缩位流的过程 编辑后的位流必须满足规定的要求基本流系统泛指编码的视频流音频流或其他编码的位流加重 音频对音频信号在存储或传输前进行滤波以改善其高频段的信噪比编码器编码处理的实体编码 处理读入输入图像或音频的样本流并产生符合 中规定的有效编码位流的处理熵编码为了减少冗余而对信号的数字表示进行可变长无损编码方法快速正放视频按显示顺序用快于真实时间的速度显示图像序列或序列一部分的过程快速傅里叶变换 实现离散傅里叶变换正交变换的一种快速算法滤波器组 音频覆盖整个音频范围的一组带通滤波器固定分段音频将数字音频信号按固定的时间长度分段禁止在定义编码位流时术语 禁止是指决不可以使用的数值 这常用

15、于避免起始码的误判强迫更新视频经常地对宏块作帧内编码处理以保证编码器和解码器在 逆变换中不会生成过多的不匹配误差向前运动矢量视频用显示顺序上在其前的图像为参考图像作运动补偿的运行矢量帧 音频音频信号的一部分它相应于音频存取单元中的音频 样值自由格式音频不同于规定位速率的任何位速率 在各层它应小于最大允许的位速率将来参考图 视频按显示顺序在当前图像之后出现的参考图像区组 层 音频由全部 个子带的三个连续子带样值组成 它作为整体考虑其量化 相当于 个 样值区组 层 音频携带有自身的辅助信息的 条频率线图组 视频支持随机存取的一幅或多幅编码图像的序列 它是 规定的编码语法中的一层汉宁窗 音频傅里叶变

16、换之前将逐个样值应用于音频样值块的时间函数哈夫曼编码熵编码的一种特定方法混合滤波器组 音频子带滤波器组与改进的离散余弦变换的串联组合音频改进的离散余弦逆变换强度立体声音频一种利用立体声节目中的立体声不相干性和冗余性的方法 它是基于在高频部分只保留左和右声道能量包络的方法隔行扫描视频常规电视图像的一个性质其中相间各行在时间上连续帧内编码视频仅使用宏块或图像自身的信息对该宏块或图像进行编码帧内编码图像 图像视频仅使用自身信息进行编码的图像解码器 一致性对 位流解码处理的实体 系统解码器是它的同义词解码器一致性对 位流解码处理的实体 视频解码器是它的同义词解码器一致性对 位流解码处理的实体 音频解码

17、器是它的同义词多路复合 流 系统按照本标准规定的方式由零或若干基本流组合而成的一个位流联合立体声编码 音频任何利用立体声不相干性和冗余性的编码方法联合立体声模式 音频一种采用联合立体声编码的音频编码算法模式层音频按 定义的音频系统的编码层次的一个层次层视频和系统本标准和 中定义的视频和系统规范中数据层次结构中的一个层次亮度 分量 视频与 建议 定义的基色相关的单色信号的表示它可以是矩阵块或单个像素 表示亮度的符号是宏块 视频四个 的亮度数据块和两个相应 的色度数据块 由图像的亮度分量中 数据块得到的 宏块有时指像素数据 有时又指像素值的编码表示以及 中定义的其他宏块层语法中的数据元素 可根据上

18、下文予以区别映射 音频应用子带滤波和或改进的离散余弦变换对音频信号进行从时间域到频率域的变换屏蔽 音频人类听觉系统的一种特性 由于屏蔽作用一个音频信号的存在可以使另一个音频信号不被感知屏蔽阈值音频它是频率和时间的函数在该值以下音频信号将不能被人的听觉系统所感知音频改进的离散余弦变换运动补偿视频使用运动矢量来提高像素值预测的有效性预测应用运动矢量以提供相对于前 后参考图像的位移量 参考图像中包含已解码的像素值 它用于形成预测误差信号运动估值 视频在编码过程中估算运动矢量的过程运动矢量视频用于运动补偿的二维矢量它给出当前图像坐标位置相对于参考图像坐标位置的一个偏移量立体声 音频一种利用立体声节目中

19、立体声不相关性和冗余性的方法它基于对左声道和右声道的和信号和差信号进行编码以替代左 右声道帧间编码视频宏块或图像在编码时既使用自身的信息也使用其他时刻出现的宏块和图像信息的一种编码方法非音调分量 音频音频信号中类似噪声的分量奈奎斯特采样以大于或等于信号带宽两倍的频率进行采样包 系统包由一个包头及随后的一个或多个分组所构成它是 所定义的系统编码语法中的一个层次分组数据系统一个分组内所含的连续数据字节 它来自某个基本流分组头系统用以给出分组数据中所含基本流数据有关信息的一个数据结构分组 系统它是本标准所定义的系统编码语法中的一个层次分组由头和其后面的某一基本数据流中的若干连续字节所组成填充 音频一

20、种调节音频帧平均时间长度的方法对应于 样值的持续时间有条件地在音频帧中加进槽过去参考图像 视频按显示顺序在当前图像之前出现的参考图像像素纵横比视频像素显示时其垂直高度与水平宽度之比像素 视频图像元素图周期视频图像速率的倒数图速率视频解码过程输出图像的标准速率图像 视频源图像数据 编码图像数据或重建图像数据 一个源图像或重建图像包含三个 位二进制数的长方矩阵 分别表示亮度和两个色度信号 图像层是 编码语法的一个层次 注意总是使用术语图像 而很少使用术语 帧 或场多相滤波器组 音频一组具有特殊相位关系的等带宽滤波器以取得滤波器组的有效实现预测 视频用预测值来估算当前正在解码的像素值或数据元素的估计

21、值预测编码图像 图视频利用过去参考图进行运动补偿预测编码的图像预测误差视频像素或数据元素的实际值与其预测值之间的差值预测值视频先前已解码的像素值或数据元素的线性组合演示时标 系统分组头中可能包含的一个域 它用来指出一个演示单元在系统目标解码器中被演示出来的时刻演示单元 系统已解码的一个音频存取单元或一幅图像心理声学模型 音频人类听觉系统屏蔽特性的数学模型量化矩阵视频由逆量化器使用的 个 位的数集合量化 系数 视频进行逆量化之前的 系数 量化 系数的可变长编码表示作为压缩视频位流的一部分而存储量化器比例因子 视频出现在位流中的一个数据元素 在解码过程中用于对逆量化定标随机存取从任意点开始读入编码

22、位流并解码的过程参考图像视频按显示顺序与当前图像最邻近的 图像或 图像顺序调整缓冲器 视频在系统目标解码器中用于存储重建的 图像或 图像的存储器重量化音频为了恢复原始的量化值 对编码的子带样值的解码保留术语保留 在定义编码位流时表示某数值可以用于 将来的扩充反向播放 视频按显示顺序相反的顺序显示图像序列的过程比例因子带 音频对层 用同一个比例因子定标的一组频谱线比例因子索引 音频比例因子的数值代码比例因子 音频在量化前 将一组数值按比例改变的因子序列头视频编码位流中的一数据块包含有若干数据元素的编码表示辅助信息位流中为控制解码器所必需的信息空白宏块视频不存储任何数据的宏块子图 视频一串宏块 是

23、 编码语法所规定的一个层次槽音频槽是位流中的基本部分 在层 它等于 字节在层 和层 为 字节源流在压缩编码之前的一个非复合的单一样本流传播函数 音频描述屏蔽频率传播的函数起始码系统和视频嵌入在编码位流中的唯一的 位代码它有多种用途 包括编码语法的某些层次的标识输入缓冲器 系统系统目标解码器输入端的一个 先进先出缓冲器它用来存储解码之前的基本流的压缩数据立体声模式音频立体声左和右的二个声道被编码在一个位流中的模式 编码过程和双声道模式一样填充位填充字节可以插入在压缩的位流中并在解码过程中被忽略不处理的码字 目的是为了提高流的位速率子带 音频音频频带的一部分子带滤波器组 音频一组覆盖整个音频频率范

24、围的带通滤波器组 在 中子带滤波器组是一多相滤波器组子带样值音频通过音频编码器中的子带滤波器对输入音频流进行滤波和降低采样率后产生的样值称为子带样值 由 个在时间上连续的输入音频样值 在 个子带中每个子带产生在时间上连续的 个子带样值同步字音频一个嵌入音频位流中的 位代码 它标志一帧的开始合成滤波器组 音频解码器中的滤波器组 它以子带样值重建 音频信号系统头系统本标准中定义的一种数据结构它载有概括 多路复合流的系统特性的信息系统目标解码器 系统用来描述 多路复合流语义的解码过程的一个假设参考模型测试步骤 一致性检验位流或解码器的一致性方法时标 系统标出事件发生时间的一个术语三重组音频指一个子带

25、中三个连续的子带样值 由 个子带的三重组构成一个区组音调分量 音频音频信号中类似正弦信号的分量可变位速率在对压缩的位流解码过程中位速率随时间而变化的操作可变长编码一种可逆的编码过程 它为出现频率高的事件赋予短码字 出现频率低的事件赋予长码字视频缓冲检验器 视频一个假设的解码器 概念上它与编码器的输出相连接 其目的是为编码或编辑过程可能产生的数据速率的变化提供一个约束视频序列视频一组或多组图像组成的序列 它是 定义的编码语法的一个层次形扫描顺序 视频系数按照从 近似的 最低空域频率到最高空域频率的一种特定的顺序排列方法符号和缩写用于描述本标准的数学运算符类似于 程序设计语言中使用的运算符 但特别

26、定义了具有取位和舍入功能的整除运算 按位运算符的定义则假定采用整数的二进制补码表示 标号和计数循环通常从零开始算术运算符加法减法 双操作数运算符 或取反单操作数运算符增量减量乘法乘幂结果取整的整除 例如 和 取整为 和 取整为结果为四舍五入的整除 除非特别指明否则 向上舍入 例如 舍入为舍入为负向取整的整除绝对值 当当当取模运算符仅适用于正数最近整数运算符 返回与实数最接近的那个整数 对 进行向上舍入正弦余弦指数平方根以 为底的对数以 为底的对数以 为底的对数逻辑运算符逻辑加逻辑乘逻辑非关系运算符大于大于等于小于小于等于等于不等于参数表中的最大值参数表中的最小值按位运算符在使用按位运算符的地方

27、均假定使用的是二进制补码表示法与或带符号扩展的右移补充零的左移赋值赋值运算符助记符下列助记符用于描述编码位流中不同的数据类型位串 即二进位串左位在先 其中左 是指 中书写位串的顺序位串书写成单引号括住的 和 的串如 位串中的空格为了阅读方便无实际意义信道 如果 值为零 则指立体声信号的左声道 或者指两个独立信号中的第一个 音频信道号 单声道模式其值为 其他模式其值为 音频音频层 中 个子带样值的区组 音频层 中 个子带样值的区组位流的主数据部分包含比例因子 哈夫曼编码数据以及辅助信息音频某一帧 在位流中的起始位置它等于前面一帧 的结束位置加上一个二进制位它可从前一帧的 值计算出来音频用作比例因

28、子的 的二进制位数目音频余数多项式的系数最高项排列在先 音频子带 音频不分配二进制位的最低子带数目 音频比例因子选择信息 音频使用窗口切换点所依据的比例因子带数长块比例因子带 音频使用窗口切换点所依据的比例因子带数短块比例因子带 音频无符号整数 高位在先可变长度代码 左边的二进制位在先这里 左边 是指书写 代码的顺序在 时实际时间槽的数目音频 多字节组成的字其字节顺序是最高字节在先常量位流特性位流特性指明由编码器产生位流时所施加的约束 例如 这些语法和语义可能约束在位流中被直接或间接编码的参数的范围和数值 对一个给定位流上的约束事前可能知道也可能不知道系统位流系统编码器可对系统位流的下列参数施

29、加限制见速率速率边界缓冲器大小缓冲器大小边界由系统目标解码器输入缓冲引起的延迟在相继包中两个 的差包的长度分组的长度包中分组的数目在分组头中出现的时标标志专用流的使用分组速率固定或可变位速率操作复合音频流的数目复合视频流的数目音频采样频率和系统时钟频率的锁定视频图像速率和系统时钟频率的锁定视频位流对 视频编码器的要求是用于编码器产生编码位流的运算精度必须完全符合中的规定视频编码器可对视频位流的下列参数施加限制见横向尺寸纵向尺寸像素长宽比图像速率位速率缓冲器大小约束参数标志正向 码反向 码宏块的总数每秒宏块的数目运动矢量的范围和准确性 半个或整个像素对帧内编码块中非缺省量化器矩阵 的使用对帧间编

30、码块中非缺省量化器矩阵的使用子图结构 它是图像中子图的起始和终端位置的确定结构 它是图像编码类型和不同图像编码类型的序列 如可限制连续 帧的数目固定和或可变位速率操作在 域和在 域编码用户数据 的出现和说明音频位流音频编码器可对音频位流的下列参数施加限制见层位速率索引采样频率模式模式扩展加重校验 的产生在自由格式模式下编码的固定位速率的值辅助数据的产生解码器特性解码器的特性说明了解码器所用的解码过程的性能和能力 解码器所采用的运算精度就是其性能的一个例子 解码器能力规定可被解码的位流标准的一个子集它说明解码器能重建何种编码位流 如果一个编码位流的特性是在解码器能力规定的标准的子集中 则该位流能

31、被解码器解码一个解码器与标准 一致是要求解码器的能力符合标准的规范 也就是可被解码器解码的位流标准的子集中的各个限制必须是符合规范的 一致性的解码器必需能对与规范的子集一致的所有位流进行解码它不取决于专用数据用户数据辅助数据或其他信息系统解码器一个 解码器对系统位流中的下列参数可能只支持某些特定数值或特定范围 这些参数被直接或间接地编码于位流中速率缓冲器大小分组速率此外 解码器对固定和 或可变位速率操作的支持可能有约束见 中 域的定义 同时可能需要锁定于 系统时钟和音频采样频率和或视频图像速率 见中 和 域 解码器需要说明能怎样处理专用流视频解码器一个 视频解码器对视频位流中的下列参数可能只支

32、持某些特定数值 或特定范围或数值或范围的特定组合 在此位流中这些参数被直接或间接地编码横向尺寸纵向尺寸像素长宽比图像速率位速率缓冲器大小一个图像中宏块的总数每秒中宏块的总数运动矢量的范围编码于各种与运动矢量有关的域中此外一个 视频解码器可能限制结构 它是所支持的图像编码类型和不同图像编码类型的序列例如连续的 帧的数目可能受限制对固定的和 或可变的位速率操作的支持一个 视频解码器需说明如何处理序列误差码 和用户数据一个视频解码器要与 一致需要说明其运算的精度是否符合 中规定的充分的准确性 如果没有达到充分的运算精度则需指出其准确性 在逆 运算的情况下 一致性测试需要执行 见 附录 描述的测试同时

33、说 明峰值误差和均方误差的数值结果约束参数解码器定义的约束参数位流 从广泛有用的观点上为工业界提供了一个强有力的指南 一个视频解码器可以指明所有能被解码的约束参数流 约束参数流具有以下特性见 的见 的缓冲器小于或等于位速率小于或等于音频解码器一个 音频解码器对音频位流中的下列参数可能只支持某些特定数值 或特定范围或数值或范围的特定组合 在位流中这些参数被直接或间接地编码层位速率索引采样频率模式模式扩展加重此外一个 音频解码器可能对自由格式模式的支持有所限制 音频解码器对辅助数据和误差保护 的处理必须说明 例如单信道性能单信道输出在一个或两个输出信道上 一个音频解码器与 一致性要求解码器的输出信

34、号要精确地重建 实际的测试见测试位流一致性步骤如果某位流符合 第 部分规定的位流语法和语义的各个要求 则该位流是一致性的 任何与 一致性的位流都被称为 位流不考虑它在位流标准中所属的子集 在本章描述了测试位流一致性的准则 从这些准则能得到明确的测试方法 本章也包含测试一个位流是否符合特定位流特性的准则 这些测试能被用于检验一个位流是否能被能力相匹配的解码器所解码 或位流是否符合某些特定应用的要求就测试位流一致性而言 的全部语法要求的一致性都要测试 这种语法测试能从第 部分包含的语法说明中直接建立 因此对测试位流语法就不给出明确的指南 有一种语法要求即留作将来用的语法元素将不出现在位流中语义测试

35、可以相似地从 第 部分中的要求直接得到 有一种语义要求是它的参数域不能包含 留作将来用的数值 本章包含了测试特定语义的准则包括测定时间要求 以及位流中编码参数和数值的一致性 对 第 部分的指南将在另外的章节中给出 位流中定时要求的一致性能够通过检验位流本身进行测试不依赖传送过程的状态在整个位流中对相对时间编码有一个语义的约束 它是 第 部分的明确要求之外的 该要求在 中详细说明系统位流测试包层次的测试系统时钟参考在相继的包中 系统时钟参考域包含有编码的数值它是标准 系统时钟的样值系统时钟参考域中的最大间隔受相继包中编码值间的差值限制 这个差值不超过 如 中的规定速率在 速率域中编码值必须足够大

36、如果在包中的全部字节都按这速率传递 那么在下一个包的第一个字节被发送之前 它们全部被传送到系统目标解码器 下一个包的第一个字节的发送时间可以从这相继包的系统时钟参考和 域中获得速率域不能用数值零编码分组速率如果在系统头中 是置 同时在 域中指明速率小于 那么到达系统目标解码器的输入端的分组速率将小于 组秒 如果 是置 同时在 域中指明速率大于 那么分组速率被编码在 域中数值的线性关系所限定 如中 的规定包长度包的长度可以通过计算相继包的起始码之间的字节数来确定分组长度分组长度可以通过计算相继分组的起始码之间的字节数来确定系统头的测试一般测试一个 流的第一个包必须包含系统头一般测试一个系统头如果

37、出现在包中必须紧跟着包头一般测试如果 流包含一个以上系统头 那么在所有头中编码的数值必须一样头长度头长度域可由其后面的系统头中的字节数目编码速率边界速率边界域指明一个位速率它大于或等于最大的位速率数值编码在同一 流中的任一个 域中音频边界编码在音频边界域中的数值应该大于或等于在 流中同时有效的 音频流的最大数值 本条文的目的是如果符合下列条件之一 音频流是有效的音频流的系统目标解码器的输入缓冲器不空出现一个从 音频流解码的演示单元音频边界在音频边界域的编码值应该小于或等于固定标志如果固定标志被置 那么在全部系统时钟参考域的编码值必须满足 中的条件标志如果 标志被置 那么分组速率和系统目标解码器

38、的缓冲器大小必须满足中 的条件系统音频锁定标志如果系统音频标志被置 在相同的 音频流中音频分组中任何两个演示时标域的编码值间的差必须对应于解码的音频存取单元的间隔为此间隔用系统时钟频率的单位表示 将从解码的存取单元的样值数目和采样频率和 比率中得到 如 中 所述 这里假设 音频流在由二个域规定的表示周期中存取单元的表示没有不连续出现 关于不连续的定义见 中系统视频锁定标志如果系统视频标志被置 那么在相同 视频流的视频分组中编码在任何二个演示时标域的数值差值必须对应于该 视频流中解码图像的间隔 为此间隔 用系统时钟频率的单位表示 将从解码图像的图像速率和比率 得到如 中 说明 这里假设 视频流在

39、由二个域规定的表示周期中存取单元没有不连续出现 不连续点的定义见 中视频边界视频边界域的编码值必须大于或等于在 流中同时有效的 视频流的最大数目 本条文的目的是 如果符合下列条件之一 视频流是有效的视频流的系统目标解码器的输入缓冲器不空视频流的系统目标解码器的再排序缓冲器不空出现一个从 视频流解码的演示单元视频边界编码在视频边界域的数值必须小于或等于流标识符编码在流标识符域中的数值必需是一个在 的 表 流标识符 中允许的数值流标识符流标识符的作用是正确指示复合流中的各个基本流缓冲器边界标度如果流标识符要表示 音频流则 缓冲器边界标度应该被置 如果流标识符要表示 视频流 则 缓冲器边界标度应该被

40、置缓冲器大小边界在 缓冲器大小边界域中的数值必须被编码为大于或等于编码在同一基本流的分组中任一缓冲器大小域中的最大数值分组层次的测试流标识符编码在流标识符域中的数值必须是一个在 的 中表 所允许的数值头长度头长度域的编码值应等于紧接其后的分组中字节数目填充字节分组头中包含的填充字节不能超过 个缓冲器标度如果流标识符指明是一个 音频流则 缓冲器标度要被置 如果流标识符指明是一个 视频流 则 缓冲器标度要被置缓冲器大小各个基本流的 缓冲器大小应该被编码在各个基本流的第一个分组中缓冲器大小在系统头中如果 标志被置 同时如果流标识符指明是一个 音频流那么编码在 缓冲器大小域中的数值限定一个缓冲器的大小

41、为小于或等于 字节如中 的说明缓冲器大小在系统头中如果 标志被置 同时如果流标识符指明是 视频流那么缓冲器大小域中的编码值要满足 中演示时标演示时标域可以被编码在一个含有 音频数据的分组中 只有当一个音频存取单元一个音频帧 出现在这分组中演示时标演示时标域可以被编码在一个含有 视频数据的分组中 只有当一个视频图像起始码的第一个字节出现在这个分组中演示时标在同一基本流的分组中任何二个相继演示时标域编码值的差值必须满足 中的要求演示时标演示时标域必须满足 中 的要求解码时标解码时标域的编码要满足 中 的要求缓冲器管理存取单元包含有来自 音频或 视频分组中的一个数据字节 必须在数据字节被 模式下系统

42、目标解码器接收后的 内被解码缓冲器管理缓冲器不会上溢出也不会下溢出 见定时准确性测试整个 流应该这样构成 除了符合全部其他要求之外还要当演示时标域的数值和语义与音频和视频的样值的标准速率比较时 实际的采样频率和系统时钟频率间计算得到的偏差不超过百万分之 定时关系实际上只要通过检验位流就可以确定 例如要确定音频样值速率和系统时钟频率间的关系是否符合这限制 可以进行以下的测试决定标称的音频采样频率是否如音频位流中说明的找出一个与音频和它所指的相关的计算音频样值的数目直到发现另一个 它指的是同一流中的音频只要在这二点之间没有不连续发生找出第二个 的数值 以及 与 之间的差值计算有效的音频样值速率它由

43、通过的样值数目除以 减 表示的时间差再乘以如果计算得到的样值速率与标称值之差超过 整数计算舍入效应的允许之内 则该位流不是一致性的缓冲器上溢 下溢测试规定了由系统目标解码器解码的位流的要求 这意味着在使用假设的 模式下当全部音频和视频流都被解码同时表现出如相应的演示时标所规定的正确的同步则 缓冲器不会下溢也不会上溢 换句话说当需要时为解码音频和视频所要的全部节字都呈现在缓冲器中 同时对 缓冲器的写入决不会超过 缓冲器大小所规定的容量 模式在 中的定义说明在 复合流中 对于 视频规定的使用 域和 模式的缓冲器控制机制不可直接应用 在这种情况下 它由 模式替代 模式允许从复合流中直接解码基本流 不

44、需要先重建基本流 然而从复合流重建基本流是可能的 在 视频流是由复合流重建的情况下 模式又成为可以应用的 在 模式可以应用的情况下 对缓冲器上溢 下溢测试见缓冲器的上溢 下溢可以通过建立一个 模式的解码器来测试 这测试不需要在实时情况下进行 例如 测试 视频缓冲器状态 可以如下进行测试模式有一个 时间基准 系统时钟频率 它被用作计数器的增量开始 流的语法分析从第一字节开始当遇到包头时把系统时钟参考 取出 转换成 位的数值 同时装入到被称为系统时间钟的计数器变量中它以 时间基准增加还是从包头中取出 域计算以 时间基准的增量的每个单元中字节的数目 作为 写 的准确比率 不是一个整数比率 注意 是以

45、 为单位变换成代码从源中读出数据按步骤 中计算得到 速率与 的比率作为速率输入到系统目标解码器的输入缓冲器中注意在整个位流过程中必须保持精确度 同时每个时钟频率增量字节的平均数通常不是个整数当测试遇到视频流的分组 把 缓冲器标度和 缓冲器大小抽取出并将它转换成以字节表示的 缓冲器大小 这是以后一直用来作为 缓冲器充满的上限 演示时标和解码时标均被抽取出同时暂时储存被测的视频流的全部分组数据字节依照它被收到的顺序改进一个先进先出的缓冲器中 这个缓冲器至少要像分组头中为这个流规定的 缓冲器一样大当一个 或 被提取出这 或 暂时被存储直到遇到视频图像起始码然后这 或 联同编码的图像紧接在图像起始码的

46、后面 注意如果只有被编码则 的数值等于 的数值当系统时钟数值等于 缓冲器中最长的图像的 数值该编码图像数据从 缓冲器被暂时移出如 中 规定对一个编码图像没有 与它相联系时 的数值由下列方法取得最后的编码图像的 为与它相联系的 或 这编码图像被称为编码图像在编码图像 和当前编码图像间的编码图像数目对于编码图像 和当前图像间的编码图像其图像速率被编码在视频序列头的图像速率域中推算得的 数值是以前编码的 之和它或许隐含在编码的 数值中 同时相继图像数目 和图像周期的乘积以 秒为单位一致性要求 缓冲器既不上溢也不下溢视频位流测试序列头的测试横向尺寸横向尺寸域的编码值至少是横向尺寸如果约束参数标志是 那

47、么横向尺寸域的编码值应该小于或等于横向尺寸在一个视频序列内所有横向尺寸域必须有相同的编码数值横向尺寸和纵向尺寸如果约束参数标志被置 那么宏块的总数目应该小于或等于纵向尺寸编码在纵向尺寸域的数值至少是纵向尺寸如果约束参数标志是 那么纵向尺寸域的编码值应该小于等于纵向尺寸在一个视频序列内所有纵向尺寸域必须有相同的编码值横向尺寸 纵向尺寸和图像速率如果约束参数标志被置 那么每秒编码宏块的总数目应该小于或等于像素长宽比像素长宽比域内的二进制编码值应该在 到 的范围内像素长宽比在一个视频序列内全部像素长宽比域应该有相同的编码值图像速率图像速率域的二进制编码值应该在 到 的范围内图像速率如果约束参数标志被

48、置 那么图像速率域的二进制编码值应该在 到 的范围内图像速率在一个视频序列内全部图像速率域应该有相同的编码值位速率位速率域的编码值不能等于零位速率在一个视频序列内全部位速率域有相同的编码值位速率如果约束参数标志被置 那么位速率域的编码值应该小于或等于位速率如果约束参数标志被置 那么位速率域的 进制编码值不可以等于 可变位速率操作缓冲器大小在一个视频序列内全部 缓冲器大小域应该有相同的编码值缓冲器大小如果约束参数标志被置 那么在 缓冲器域中的编码值应该小于或等于 字节约束参数标志在一个视频序列内全部约束参数标志应该有相同的编码值帧内量化器矩阵帧内量化器矩阵域不包含 等于零的数值帧内量化器矩阵的数

49、值应该为帧间量化器矩阵帧间量化器矩阵域不包含 等于零的数值用户数据用户数据不可以包含一串 个或更多个零的二进制位图像层组的测试在本条中使用了一些参数从图像层组中的时间码 域和序列头中图像速率域中的编码值可以得到这些参数的数值如下是编码在时间码分 域的数值是编码在时间码秒 域的数值是编码在序列头中图像速率域的数值 它舍入到最接近的整数掉帧标志如果在序列头中图速率域指出图像速率为 掉帧标志被置时间码时时间码时域的编码值应在 到 的范围内时间码分时间码分域的编码值应在 到 的范围内时间码秒时间码秒域的编码值应在 到 的范围内时间码图像时间码图像域的编码值应在 到 范围内 如果掉帧标志被置 同时 且则 否则时间码时间码域编码必须与 中 一致用户数据用户数据不可以包含一串 个或更多的二进位零图像层的测试暂时参考图像组内显示顺序为第一的图像 暂时参考域的编码值应该为零暂时参考暂时参考域中的编码值应是图像组内模为 的图像显示顺序图像编码类型图像编码类型域内的二进制编码值必须在 到 的范围内图像编码类型图像组的第一个图像依编码顺序必须是一个 图像或 图像见下面对