2024年3月28日发(作者：)

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上海文广新闻传媒集团　熊蓉　宣玉栋　李严　

摘　要：对于数字电视大力发展的今天，ＶＢＲ和ＣＢＲ都被广泛应用。但由于各自的特性不同，应用的系统领域也不同。因此　

为保证达到可靠方便高效的转换，本文将通过实例来说明ＣＢＲ和ＶＢＲ之间转换的厚因以及如何实现转换。　

关键词：ＣＢＲ　ＶＢＲ码流处理相互转换　

前言　

随着数字电视的不断发展，节目内容日益丰富，我们　

实工作中，我们既需要ＶＢＲ，也需要ＣＢＲ。下面我们来一一　

说明。　

应该充分利用全国各地的节目资源，以达到共赢的目的，这　

就要求有安全可靠高效的传输手段。又由于带宽资源有限，　

我们就需要用到统计复用的手段，也就是通常所说的ＶＢＲ信　

号。而在日常的编辑制作节目的过程中，为保证其可靠正常　

的编辑制作，我们需要用恒定码率的信号，也就是通常所说　

的ＣＢＲ信号。　

二、应用原理　

１１　ＣＢＲ转为ＶＢＲ　

这里采用统计复用的方式进行压缩，节省带宽，充分　

利用有限的带宽资源，特别是在上星系统的应用。比如有６　

个４．５Ｍｂｐｓ的输入码流，但总码率为２０Ｍｂｐｓ，经过一个转　

换设备，其根据当前的图像情况，会自动分配每套节目的　

带宽，即带宽变为最大为４．５Ｍｂｐｓ的可变码流。其中涉及了　

ＭＰＥＧ一２图像编码的原理。　

一

、

基本概念　

ＶＢＲ（Ｖａｒｉａｂｌｅ　Ｂｉｔｒａｔｅ）动态ｂＥ特率。举例而言，一个　

传输流有５套节目，每套节目没有固定的比特率，由压缩设　

备根据视音频的即时数据量，采用统计复用的方式随时调整　

每套节目的比特率，这是以质量为前提兼顾文件大小的方　

式，推荐编码模式。全称是Ｖａｒｉａｂｌｅ　ＢｉｔＲａｔｅ，也就是动态　

例如当从４．５Ｍ转为２Ｍ时，我们采用离散余弦变换ＤＣＴ　

以及随后的量化来去除空间冗余度。通过ＤＣＴ，二维图像的　

抽样数据被从空间域变换到频域。ＤＣＴ变换是无损变换，通　

过反变换可以把图像从频域变换回空间域。可是，在ＤＣＴ变　

比特率。和传统的ＣＢＲ编码不同，传统的ＣＢＲ（Ｃｏｎｓｔｅｎｔｓ　

ＢｉｔＲａｔｅ）就是静态比特率，ＣＢＲ约定的采样率为固定值。　

而ＶＢＲ则采取了一种全新的，全程动态调节技术的压缩方　

换后的量化过程却会带来信息的损失，常常是图像的高频信　

息，这是利用人眼对高频信息不敏感的特性。对图像的频域　

数据量化以后，许多代表高频信息的元素变成零，然后用变　

长编码ＶＬＣ（Ｖａｒｉａｂｌｅ　Ｌｅｎｇｔｈ　Ｃｏｄｉｎｇ）对数据进一步压缩。　

从４．５Ｍ转为２Ｍ时，通过降低量化精度减少信息量，从而达　

到降低码率的作用。　

２１　ＶＢＲ转为ＣＢＲ　

法。ＶＢＲ就是在控制文件大小的情况下，最大限度的提高了　

视音频质量。　

ＣＢＲ（Ｃｏｎｓｔｅｎｔｓ　ＢｉｔＲａｔｅ），就是静态（恒定）比特　

率的意思，ＣＢＲ是一种固定采样率的压缩方式，也就是每套　

节目的码率是固定的，相互没有关系。优点是压缩快，能被　

大多数软件和设备支持，缺点是占用空间相对大，效果不十　

分理想，目前很多地方已逐步被ＶＢＲ的方式取代。理论上说　

ＶＢＲ可以完全代替ＣＢＲ，但在平时日常工作中，我们发现实　

际的设备有很多限制，特别是在后端的节目制作上。所以现　

我们这里所谓的ＣＢＲ是既指平时的狭义上的ＣＢＲ，即　

完全再编码的真正的　暄定码率：又指广义上的ＣＢＲ，即用　

空包来作码流填充，使之达到恒定码率的目的。例如，从　

卫星接收下来的节目的带宽为ＶＢＲ，我们这儿假设是从２Ｍ　

到６Ｍ，变为ＣＢＲ信号４．５Ｍ。从２Ｍ到４．５Ｍ，一种方式是在　

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ＭＰＥＧ的系统层加空包，即用空包来作码流填充，ＰｌＤ是　

８１９１的全Ｆ码流；另一种就是通过解码成基带信号后再编码　

成４．５Ｍ。　

广义的ＣＢＲ，不是真正的再编码。只有Ａ设备能做到，所以　

对Ａ设备进行了ＶＢＲ转ＣＢＲ测试。而ＣＢＲ转ＶＢＲ，市场上　

有三种设备满足要求，我们分别进行了测试，并进行图像质　

量的比较。　

国一　

从６Ｍ到４．５Ｍ，一种是将高于４．５Ｍ的变为４．５Ｍ，即用　

ＤＣＴ减小了图像的空间冗余度以达到较低码率的作用，以牺　

牲图像的细节为代价：另一种就是通过解码成基带信号后再　

编码成４．５Ｍ，即是通过重新采样重新进行编码，从而达到降　

低码率的作用。　

先对测试设备作一下说明，泰克ＰＱＡ３００测试仪采用的　

是国际电信联盟视频质量专家组指定的方法和标准，对复杂　

的活动测试序列进行三维测评：即空间分析、时域分析、全　

彩色分析，以便得到图像的全值图像质量等级ＰＱＲ（Ｐｉｃｔｕｒｅ　

Ｑｕａｌｉｔｙ　Ｒａｔｉｎｇ）。在对压缩视频系统进行测试时，ＰＱＡ３００　

三、应用探讨　

１．基本要求　

在实际应用中有各种各样的设备，由于其性能和应用领　

域的不同，所以使用ＶＢＲ￣ｒ］ＣＢＲ的情况也不同。下面将介绍　

做为信号发生器，同时将经过处理设备处理后所得的信号与　

元图像进行比较。图像质量的测试结果用ＰＱＡ表示，数值越　

小，图像越好。　

☆ＶＢＲ转ＣＢＲ　

测试说明：为了对所有厂商达到公平测量的目的，这　

里用３个编码器的输出进到复用器，再用码流分析仪录下相　

同的码流用以测试。为了制作出统一的ＶＢＲ节目，我们用　

数字电视中的一些设备使用ＶＢＲ和ＣＢＲ的情况。　

就目前情况而言，如图１需要正反两个过程，　

ＰＱＡ３００的输出进编码器作为一个输入，同时加入码流分析　

仪的输出，统一进到一台设备使之变为ＶＢＲ信号，再进入各　

囹一　

厂商设备处理，最后由解码器解出ＳＤＩ输出进到ＰＱＡ与原图　

像进行比较测试。　

为了查看图像质量，我们使用ＰＱＡ３００的数据来说明。　

为了保证对所有的ＣＢＲ设备都公平，测试图如图２所示：　

图１　

由于很多卫星接收下来的节目源不标准，为保证Ｂ点　

安全稳定的制作播出，我们需要将从卫星上收下来的信号进　

行重整，所以根据需要该码流处理设备必须具有ＰＣＲ重整功　

能：同时为保证编辑软件能打开并编辑收录下来的节目，需　

图２　ＶＢＲ￣＊ＣＢＲ测试框图　

要该设备能将信号源变为真正的ＣＢＲ信号。也就是要有解码　

再编码的功能，将有可能不标准的信号源变得符合标准。同　

时为保证Ａ点能最大限度地利用带宽将节目发送到异地，需　

要该码流处理设备具有良好的统计复用功能。　

通过这些码流处理设备，能使制作节目和传送节目变得　

互通灵活，加快了不同地域间的节目交流。所以为了使ＶＢＲ　

与ＣＢＲ之间能方便可靠地转换，选择一个合适的码流处理设　

备就显得尤为重要，接下来我们就说一下关于选择码流处理　

测试　

文件名　

１．ａｕｔｏ　

为配合ＰＱＡ测试，测试表格如下（注：目前只有Ａ设备　

有解码再编码功能）　

编码器４．５Ｍ，复用　编码器９Ｍ

Ａ设备　后总带宽１５Ｍ

经　

ＣＢＲ后为６Ｍ　

，

，

复用后总带宽３０　

Ｍ．经ＣＢＲ后为６Ｍ　

平均　

指标　

５．４９　

峰值　

指标　

６．３　

测试　

文件名　

１．ａｕｔｏ　

平均　

指标　

４．１２　

峰值　

指标　

５．４４　

设备的情况。　

２．设备比较　

从卫星上接收下来的节目可以直接送编码器进行再编　

２．ｂｂｃ　

３．ｋｉｅｌ　

４．６４　

８．１１　

５．５３　２．ｂｂｃ　

９．３３　３．ｋｉｅｌ　

３＿７６　

６．８１　

４．９１　

８．０３　

码，但如果收录数量巨大，那所用编码器数量也将很大，机　

房空间可能就会紧张而且价格很高。所以需要一种设备能将　

几十套节目同时解码再编码并且再复用。目前有多家厂商号　

称具有这个功能，为达到公平的目的，这里我们做了一下性　

能比较，发现从ＶＢＲ到ＣＢＲ很多厂商提供的设备只能做到　

４．ｍｏｂｉｌｅ　

５．ｔｅｎｎｉｓ　

６．１４　

４．６６　

７．２８　４．ｍｏｂｉｌｅ　

５　５．ｔｅｎｎｉｓ　

５．５２　

５．０８　

６．６　

６．４４　

☆ＣＢＲ转ＶＢＲ　

测试说明：为了对所有厂商达到公平测量的目的，这　

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＂　＿Ｈ　目　《　∞　

｝　

里用３个编码器的输出进到复用器，再用码流分析仪录下相　

同的码流用以测试。为了制作出统一的ＣＢＲ节目，我们用　

∞　●一搏　释　

ＰＱＡ３００的输出进编码器作为一个输入，同时加入码流分析　

最好还能自动应急，同时能手工插广告。同样，也要求ＶＢＲ　

转ＣＢＲ的码流处理设备能插入台标，最好也能手工插广告。　

在设计整个系统时，我们力求系统简单，　设备精简。但这些　

要求要想在一台设备上实现目前确实比较困难的，只能做适　

当取舍。　

仪的输出，统一进到码流处理设备处理，最后由解码器解出　

ＳＤＩ输出进到ＰＱＡ与原图像进行比较测试。如图３所示：　

编码器６Ｍ，经ＶＢＲ后为３．６Ｍ，总带宽压缩率为３０％，１６．８Ｍ　

Ａ设备　Ｂ设备　Ｃ设备　

测试　

文件　

１．ａｕｔｏ　

２．ｂｂｃ　

３．ｋｉｅｌ　

平均　

指标　

３．９６　

３．４１　

６．０８　

峰值　

指标　

４＿７７　

３．９６　

７．７３　

５．９５　

４．５１　

平均　

指标　

４．０４　

２．９９　

６．２　

４．４７　

４．０７　

峰值　平均　峰值　

指标　

５．１５　

３．４３　

７－２４　

５．２７　

４．４６　

指标　指标　

３．８３　

３．１２　

４－７６　

３．６２　

６．０６　７．０７　

４．５４　５＿２１　４　ｍｏｂｉｌｅ　５　０８　

５．ｔｅｎｎｉｓ　４－２２　４Ｉ２４　４．６２　

图３　ＣＢＲ—　ＶＢＲ测试框图　

为配合ＰＱＡ测试，测试表格如下（有三种设备具有此功　

四、结束语　

能）：　

结论：从表中可以看出，三种设备的处理能力基本相同。　

ＶＢＲ与ＣＢＲ的灵活应用，能大大增加不同地区间节目的　

互通，但由于带宽资源的有限和很多节目源的不标准性，我　

们需要用设备将它们相互转换，通过这一系列的测试，使我　

从卫星接收下来的节目，为保证所用信号的标准性，　

我们需要重新编码，所以只能采用Ａ设备。而将节目送至卫　

星，可以采用三种设备。其实在实际应用中，我们会要求　

们更明确了整个系统链路所需要的设备的性能，以及在设备　

选型时应该着重注意的方面，为我们日后进行数字电视系统　

改造工作积累宝贵的经验。ｒ＿１　ＣＢＲ转ＶＢＲ的码流处理设备能带加扰功能，也能插入台标，　

（上接１６页）　

同一个场景，当其中一台控制ＰＣ发生故障时，用其他的控　

制ＰＣ无需任何其他操作就能继续播出。　

２台模板服务器做冷备份处理，将主服务器存放的模板　

定期手工备份到备服务器，保证两台服务器存放的模板一　

致。并且备份服务器的ｌＰ、ＨＤＶＧ配置文件、Ｌｉｃｅｎｓｅ文件　

都保持与主服务器一致。当主服务器出现故障后，立即将演　

播室内网的网线从主服务器上拔掉，插到备服务器上，控制　

ＰＣ及ＨＤＶＧ无需进行任何设置，就可读取备服务器上存放　

的场景文件，即使其他设备由于没能及时读取配置文件而无　

法正常工作，也能通过重启软件等简单操作进行恢复。　

该系统使用至今，未发生过任何一起由设备故障引起的　

播出事故。　

四总结　

ＤＶＧ系统作为全新的图文包装播出系统，在结构上与以　

往传统图文包装系统存在一定的差异。由于其结构的灵活稳　

定，我们完全可以根据具体的实际需求，在确保安全的前提　

图６　

下，组织建立起最为合适的系统。本文提及的相关内容，旨　

在提供一定的的设计思路和相关说明，以供借鉴。团