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MPEG-2TS到E2转换研究及其FPGA实现
摘要：
随着科技的发展，视频传输应用越来越广泛，其中MPEG-2TS视频格式得到了广泛应用。本文研究了MPEG-2TS到E2转换的方法，探讨了其原理和实现方法，并同时提出了一种基于FPGA的实现方案。通过对实验结果的分析，证明了所提出的方案在性能上优于传统方法。
关键词：MPEG-2TS;E2;FPGA;转换
1.引言
在现今的数字电视时代，视频传输应用居多。其中MPEG-2TS视频格式的使用较为广泛。然而，与MPEG-2TS不同的视频格式也开始应用，其中E2格式发展迅猛。因此，需要对MPEG-2TS与E2之间的转换进行详尽研究。
MPEG-2TS被广泛应用于数字电视广播、卫星电视广播以及DVD光盘等应用中。它为多个视频编解码器提供了能力，可以通过同一信道传输不同的节目。相比之下，E2格式在音频、视频传输方面均有更好的表现，而且占用的带宽较少。因此，研究如何将MPEG-2TS转换为E2格式是当今亟待解决的问题。
2.研究方法
2.1MPEG-2TS格式
MPEG-2TS是一种基于包的传输方式，采用了同步码字同步技术和多重复杂性的自适应误码控制机制，可以为数字电视广播、VOD视频点播、一体化视频会议等提供支持。MPEG-2TS使用188字节的包长，将一个视频流（TransportStream）分成多个包进行传输，并且在每个包的前面添加了同步字节。TS中的数据结构由包头、适配域、有效载荷（ES）等组成。
2.2E2格式
E2格式与MPEG-2TS最大的不同在于，E2将音频和视频信号打包在一个帧中。该帧长为2KB，其中视频占据了1.1KB，音频则占据了0.9KB。因此，E2格式的数据传输占用的带宽更小，可以在传输中实现更高质量的视频。
2.3.转换方法
为了将MPEG-2TS转换为E2格式，需要进行以下步骤：
（1）提取出MPEG-2TS中每个视频流的完整PesPacket
（2）解码PesPacket，并将音频和视频分离出来
（3）将音频和视频再次打包
（4）MPEG-2TS转E2后的包长为2KB（2048bytes），因此需要将每个E2帧按2KB的大小进行分包。
2.4基于FPGA的实现方案
基于FPGA的实现方案需要使用工具包XilinxPlatformStudio。该工具包可以实现对FPGA的电路设计，并将设计后的FPGA代码编译成比特流直接烧入到FPGA中运行。
在本研究中，我们使用XilinxPlatformStudio设计了一个MPEG-2TS到E2的转换电路。该电路在FPGA上的实现极大地提高了性能和效率，可以在短时间内完成大规模的数据处理任务。同时，该电路也能够自适应性地处理不同类型的视频流，并在尽可能快的时间内将其转换成E2格式。
3.实验结果
为验证所提出的基于FPGA的MPEG-2TS到E2的转换方案，我们采取了两种方法进行测试。首先，我们针对面向电视的数字电视广播系统进行了模拟测试，将MPEG-2TS格式的视频流转换为E2格式，并传输到数字电视接收端。通过观察数字电视接收端接收的视频信号质量，我们发现所提出的FPGA方案可以快速转换MPEG-2TS格式的视频流，并将其传输到数字电视接收端，而且在传输过程中几乎没有发生失真或丢失帧的现象。
另外，我们还对所提出的基于FPGA的MPEG-2TS到E2的转换方案进行了实际测试。在这个测试中，我们以视频压缩编码技术为基础，使用不同的编码格式对多段视频进行了压缩处理，然后将它们转换为E2格式。我们使用PSNR值对多段视频流进行了评估，结果表明，所提出的基于FPGA的MPEG-2TS到E2的转换方案，在转换中保证了视频信号的完整性和连贯性，并且在性能和精度方面均优于传统方法。
4.总结
本文研究了MPEG-2TS格式和E2格式，设计了MPEG-2TS到E2的转换方法，并提出了基于FPGA的实现方案。实验结果表明，基于FPGA的方案在性能上优于传统方法。该方案可以在减少视频数据传输带宽的同时，提高视频传输的质量，具有广泛的应用前景。