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1、从MPEG压缩视频流中提取I帧的设计与实现摘要:在基于视频内容的多媒体杏询与检索系统中,经常希望用静态图像來表示视频内容,在视频点播中,有时需要视频服务器提供一种快进、快退的功能。提供了一种提取I帧的方法,并对PCR,DTS,PTS时间信息进行了讨论。关键词:MPEG-2;基于内容检索;I帧;PCR中图分类号:TN941.1文献标识码:A文章编号:1007-7022(2003)09-0010-04AboutDesignandRealizationofExtractingI-FramcsfromMPEGStream□SHIYing-sheng,LIUWei-zhong,C
2、HENWei-bing(HuazhongScienceandTechnologyUniversity,HubeiWuhan430074,China)Abstract:l-Framesarestillimages,whichbasedthecontentofthevideosequenceinanabstractedmultimediaqueryandsearchsystem.Sometimes,TheVideoserveraredemandedtoprovidefastforwardandfastbackwardser-viceforclient.Aapproachto
3、extractionofI・Frameswasproposed,anddiscussthequestionabouttimeinformationsuchasPCRQTSfTSetc.Keywords:MPEG-2;contented-basedretrieval;l-frame;PC1前言当前,基于视频内容的多媒体查询与检索系统方而的研究越来越多,其应用前景十分广阔。在实际应川屮,如在计算机上进行MEPG码流的编输时,需要快速显示MPEG码流屮的图像内容;在视频点播系统中,用户有时想了解所点播节1=1的大致内容,要求视频服务器提供一种快进、快退的功能。提取I帧的主要目
4、的是希望用它來农示视频节目的主题和部分内容而不是动态的细节。山于视频图像序列时间上具冇兀余,MEPG采川帧间编码技术,其屮的I帧是B帧、P帧的参考帧,一般采川I帧足以提供视频内容的全部信息,因此I帧在视频图像内容的提取中占据了比较重耍的地位。2MPEG-2标准系统层简介及其数据流形成过程根据传输媒体的质量不同,MPEG-2在系统层上定义了两种复合信息流:传输流和节「【流,其形成过程可以分为3个步骤(如图1所示)。PES图1ITU-TRec.H.222.01ISO/IEC13818-1简化的总体框图(1)数字化的视频、咅频及辅助数据经过压缩后形成各的基木流(ES)。(2)
5、视频和咅频的ES流分别按一定的格式打包,构成具有某种格式的打包的基本信息流(PES),分别称为视频PES和音频PESo(3)将视频和音频的PES流以及辅助数据按不同的格式再打包,然厉进行复用,分別生成TS流和PS流。本文以TS流为例,其他MPEGPS和ES流提取I帧的方法与此相似。在MPEG-2的系统层标准中是以传输包(TS包)为单位,TS包固定为188Byte,中包头有固定的4Byte的包头和可选的可变长的调整字段,如图2所示。TS包的包头都含有包标识(PID)域,用來标识包的类型(如视频、音频、节忖指定信息PSI等),负载则是一定格式的视频、音频、节廿指定信息PSI
6、等。在包头的调整字段内有一个非常重要的PCR(ProgramClockRcf-crcncc)域,它以固定频率插入包头,表示编码端的STC,收端的T-STD(n标系统解码器)正是根据PCR通过数字锁相环PLL来恢复STC的,而STC的重要性在于一个节H的所有时间信息都来源于这个27MHz的时钟,无论是视频扫描频率还是音频或其他辅助信息的数字化采用频率都和它有关,所以它对收端的盾音同步、信号重建等都很重要。.Byte「传输流图2TS包结构简图3视频比特流语法结构分析3.1视频序列编码的比特流屮的最高语法结构就是视频序列,一个视频序列以一个序列头开始,后面可选地跟着一纽图像的
7、头和一个或更多的编码帧。编码帧在编码比特流中的顺序就是解码器处理它们的顺序,但并不一定就是显示顺序。视频序列以一个sequence_end_code终止。在一个视频序列的不同地方,某一特定的编码帧的前血可能会有一个亜复的序列头或一组图像的头,或者两者都有。如图3所示•在GOPJS的第一幅应为1图图3高层比特流组织3.2I图和图组头I图用来帮助对序列随机访问,需要用到随机访问的各种应用,如快进和快退可能使用I图更加频繁些。I图也川在场景切换或其他用不上运动补偿的情况中,图像组头是町选的,它川在一个编码I帧的前头,向解码器指明在随机访问时紧跟