Atslēgvārdi: Asinhronais audio un video MPEG-2 PCR DTS PTS kodētāja dekodētājs
Strauji attīstoties digitālajai televīzijai manā valstī un attīstoties pilsētas radio un televīzijas tīklu digitālajai pārveidošanai, arvien vairāk cilvēku ir sākuši izmantot televizora pierīces, lai skatītos digitālās televīzijas programmas. Bet, skatoties TV programmas, izmantojot televizora pierīci, skatītāji dažreiz atklāj, ka daži audio un video nav sinhronizēti. Tas arī piesaistīja mūsu uzmanību.
Parādība un pārbaude
Guijangas pilsēta 2007. gada beigās galvenokārt pabeidza sava radio un televīzijas tīkla pārveidošanu ciparu formātā, un arī Guizhou TV stacijas programmas ir ievadījušas ciparu tīkla pārraidi. Pēc ienākšanas digitālajā tīklā mēs noskaidrojām, ka vairākās mūsu stacijas programmās dažās jomās bija audio un video nesinhronizācijas fenomens, it īpaši, kad ziņas pārraidīja satelīta video kanālā un cilvēku kanālā. Lai uzzinātu, kur ir problēma, mēs nolēmām veikt lūpu sinhronizācijas pārbaudi visā mūsu programmas pārraides ceļā. Testam izmantotais aprīkojums ir Tektronix WFM7120. Veicot audio / video aiztures mērījumus, caur TG700 DVG7 ir nepieciešams arī ģenerēt īsu krāsu joslu video signālu sēriju, un audio secība ir iestrādāta šajā video signālu grupā ar 5 sekunžu intervālu, nosūtiet šādu signālu uz testējamo sistēmu un visbeidzot nosūtiet signālu uz WFM7120, lai izmērītu laika atšķirību starp audio un video.
Apraides vadības centra iekšējais tests
Kā parādīts 1. attēlā, lai izmērītu, vai TV staciju sistēmā ir audio / video aiztures atšķirība, mēs izmantojam pārbaudes laiku, lai TG700 ģenerēto testa signālu ierakstītu apraides cietajā diskā, atskaņotu caur cieto disku, un ievadiet testa signālu kavētājam. Pēc kadra sinhronizācijas moduļa to pārraida kanālā, un pēc tam mēs izmērām šos trīs signālus, pirms pārraides nodaļa pārraida signālu uz tīkla uzņēmuma kodētāju. Mērījumu rezultāti parāda, ka šo trīs signālu audio / video aiztures starpība nepārsniedz 12ms, tas ir, nepietiek ar vienu lauku, kas norāda, ka signālam nav audio un video sinhronizācijas problēmu apraides vadības centrā.
Dažādu televizora pierīču pārbaude
Otrajam mērījumu punktam mēs izvēlējāmies tīkla uzņēmuma priekšējo datoru telpu. Kā parādīts 2. attēlā, šeit mēs testēšanai esam izvēlējušies galvenos set-top box zīmolus, kurus pašlaik izmanto Ķīnā. Pēc TG700 testa signāla kodēšanas caur oriģinālo kodētāju, kuru mēs izmantojam, ievietojiet to kanālā, kuru mēs pašlaik pārraidām. Pēc tam izmantojiet televizora pierīci priekšējā datora telpā, lai demodulētu TV signālu. Pēc tam dekodētais audio / video signāls tiek nosūtīts uz WFM7120 mērīšanai pēc A / D un analogā signāla iegulšanas caur Panasonic D950 video reģistratoru. Mērījumu rezultāti rāda, ka šāda veida televizora pierīces audio / video aizkaves atšķirība ir atšķirīga, daži apsteidz 150 ms, bet daži atpaliek par 300 ms. Tas parāda, ka dažādām televizora pierīcēm ir dažādas iespējas saglabāt audio / video signālu sinhronizācijas attiecības pēc tā paša digitālās TV signāla demodulēšanas un dekodēšanas.
Dažādu kodētāju pārbaude
Kā parādīts 3. attēlā, mēs joprojām izmantojam TG700 signālu ģeneratoru, lai pārbaudītu dažādus kodētājus, un ļauj kodētājam, modulatoram un televizora pierīkojumam izveidot simulētu apraides / skatīšanās vidi. Šeit mēs izmantojam vairākus dažādu zīmolu kodētājus. Pēc TG700 testa signāla kodēšanas to modulē tas pats modulators, un pēc tam signālu dekodē tā pati televizora pierīce. To arī apstrādā D950 un nosūta mērīšanai uz WFM7120. Galīgais mērījumu rezultāts ir tāds, ka dažu to audio / video aizkaves atšķirības ir 30 ms, bet dažas sasniedz 300 ms, kas norāda, ka dažādiem kodētājiem ir lielāka ietekme uz televizora pierīces gala skatīšanās signāla audio / video sinhronizāciju.
Cēloņu analīze
MPEG-2 sistēmas laika princips
Pašlaik manas valsts digitālās televīzijas pārraides sistēmā MPEG-2 standarts ir svarīgs audio un video saspiešanas standarts. Tas saspiež, kodē un multipleksē programmas signālus avota galā, bet demultipleksē un dekodē signālus uztverošajā galā. Ir plaši izmantots. Digitālā pārraides sistēma, kuru mēs izmantojam, ir balstīta uz MPEG-2 standartu. Apskatīsim MPEG-2 sistēmas struktūru, kā parādīts 4. attēlā.
No 4. attēla var redzēt, ka audio un video signāli veido pamata straumi pēc tam, kad kompresijas kodētājs ir noņemis lieko informāciju. Šo pamata koda straumi nevar glabāt vai pārsūtīt tieši. Tas jānosūta konkrētam iesaiņotājam. Elementārā koda plūsma ir sadalīta rindkopās pēc noteikta formāta, un tiek pievienotas īpašas identifikācijas rakstzīmes, lai izveidotu tā saukto iesaiņoto elementāro kodu plūsmu (PES). PES paketes ir audio un video datu paketes ar mainīgu garumu. Tad audio un video PES paketes un palīgdati tiek nosūtīti uz pārraides apakšsistēmu, kas tiek sadalīti mazās datu paketēs ar fiksētu 188b garumu un multipleksēti ar laika dalīšanas multipleksēšanu. Tiek izveidota viena TS plūsma, un TS plūsma sasniedz uztveršanas galu pēc pārraides caur kanālu.
Kā mēs visi zinām, sinhronizācija ir nepieciešams nosacījums pareizam televizora displejam. Digitālajai televīzijai, tā kā buferi izmanto signāla glabāšanai saspiešanas un kodēšanas procesā, multiplekserī tiek mainīta signāla laika ass, plus datu atlaišanas apjoms ir atšķirīgs, arī kompresijas pakāpe ir atšķirīga, tāpēc laika ass Lielas izmaiņas, īpaši kadru grupas slāņa apstrādē, mainījusies arī B kadru un P kadru kārtība. Tas viss padara digitālās TV signālu sinhronizāciju pilnībā zaudētu sākotnējās secības koncepciju. Efektīvs veids, kā panākt sinhronizāciju, ir laika apzīmējuma pievienošana signāla koda straumei katru reizi, kad ir pagājis noteikts intervāls. Izmantojot šo tagu, dekodēšanas procesā pirms displeja saņemšanas galu var pārkārtot atbilstoši šim laika tagam, rekonstruēt attēla secību pirms saspiešanas un kodēšanas, kā arī laika attiecību starp skaņu un attēlu, tādējādi panākot attēlu sinhronizāciju un skaņa tiek sinhronizēta ar attēlu.
No 4. attēla var redzēt arī to, ka MPEG-27 kodētājā ir viens kopīgs sistēmas pulkstenis STC (2MHz). Šis pulkstenis tiek izmantots laika zīmoga ģenerēšanai, kas norāda pareizu audio / video dekodēšanu un displeja laiku. Tajā pašā laikā to var izmantot, lai norādītu izlases momentānās sistēmas pulksteņa laika momentāno vērtību. Pulkstenis ir bloķēts fāzē, ievades video sinhronizējot līniju. Kad ievade ir SDI signāls, kodētāja sistēmas pulksteni ģenerē pulkstenis, kas dalīts ar 10. Tas ir kopēja sistēmas pulksteņa parādīšanās kodētājā, kā arī pulksteņa atjaunošana dekoderī un pareizais laika zīmogu izmantošana, kas nodrošina pareizu darbību sinhronizāciju dekoderī. Lai realizētu kodeka pulksteņa sinhronizāciju, kodētājā tiek skaitīts STC sistēmas pulkstenis, un skaitītāja parauga vērtība tiek nosūtīta uztvērējam izvēlētās TS paketes adaptācijas galvenē katru noteiktu pārraides laiku kā dekodēšana Procesora programmas pulksteņa atsauces signāls, kas ir PCR. PCR derīgais bits ir 42b, starp kuriem augsts 33b ir PCR_Base, kas ir skaitīšanas vērtība 27MHz pulksteņa vienībā un pulkstenis dalīts ar 300, un zemais 9b ir PCR_Extension, kas ir skaitīšanas vērtība 27MHz pulkstenī kā vienību. Papildus PCR ļoti svarīgas ir arī dekodēšanas laika etiķete DTS un displeja laika etiķete PTS. Tie ir līdzīgi PCR_Base. Tie tiek izveidoti arī ar kodētāja 27MHz sistēmas pulksteni, dalot ar 300 kā vienību skaitīšanas vērtību. Starp tiem DTS tiek izmantots dekodētāja norādīšanai, kad dekodēt saņemto attēlu un audio rāmi, un PTS tiek izmantots, lai paziņotu, kad parādīt dekodēto attēla rāmi.
Izmantojot divvirzienu kodēšanu, noteikta attēla dekodēšana jāveic laika posmā pirms tā parādīšanas, lai to varētu izmantot kā avota datus B kadra attēla dekodēšanai. Piemēram, attēlu parādīšanas secība ir IBBP, bet attēlu pārraides secība ir IPBB. MPEG atsauces modelis uzskata, ka dekodēšana notiek uzreiz, tas ir, dekodēšana un attēlošana tiek veikta vienlaikus. Audio kadriem un attēla B kadriem dekodēšanas laiks un displeja laiks ir vienādi, un PTS ir tāds pats kā DTS, tāpēc jāpārraida tikai PTS. Video I rāmjiem un P rāmjiem rāmju pārkārtošanas dēļ dekodēšanas laiks un displeja laiks ir atšķirīgs, un PTS un DTS jāpārraida vienlaikus. Kad dekoders saņem IPBB attēlu secību, pirms pirmā B kadra attēla dekodēšanas tam ir jāatkodē I kadra un P kadra attēli. Dekoders vienlaikus var atšifrēt tikai vienu attēla kadru, tāpēc tas vispirms atšifrē I kadra attēlu un to saglabā. Kad P kadra attēls tiek dekodēts, tas izdod un parāda dekodēto I kadra attēlu, pēc tam dekodē un parāda B kadra attēlu. 1., 2., 3. un 4. tabulā parādīta kodētāja ieejas un izvades attēlu secība, katra kadra PTS un DTS vērtības, kā arī dekoders katra attēla kadra dekodēšanas un attēlošanas secībā.
1. tabulā 13 attēlu kadri veido attēlu grupu, pirmajā I kadrā izmanto kadra iekšējo kodēšanu, otro un trešo B kadru iegūst, izmantojot divvirzienu prognozi no pirmā un ceturtā kadra, un ceturto kadru P kadrs ir pagāja garām pirmajam kadram. Atvasināts no prognozes uz priekšu. Pēc pirmā kadra kodēšanas kodētājs vispirms buferē otro un trešo kadru, kodē ceturto kadru un pēc tam kodē otro un trešo kadru un tā tālāk, un galīgā kodētā izvades secība ir parādīta parādītajā tabulā 2.
No 3. un 4. tabulas var redzēt, ka tad, kad dekodētājs saņem noteiktu piekļuves vienību, kas satur I kadra attēlu, faila datu paketē jābūt DTS un PTS, laikam starp šo divu tagu vērtībām Intervāls ir viens attēla periods. Pēc tam, kad I kadra attēls ir P kadrs, faila datu paketē jābūt arī DTS un PTS, un laika intervāls starp divu tagu vērtībām ir trīs attēla periodi. Tad ir divi B rāmji, kuru failu datu paketēs ir tikai PTS. Tas ir, I kadra attēls tiks atskaņots un parādīts pēc viena kadra aizkavēšanās pēc dekodēšanas. Kad tiek parādīts I rāmis, ceturtais rāmis P kadrs tiek dekodēts, bet tas netiek atskaņots un parādīts. Vispirms tas tiek saglabāts kešatmiņā, un pēc 1I kadra atskaņošanas un parādīšanas nekavējoties dekodējiet un parādiet 2B kadrus, pēc tam 3B kadrus, pēc tam parādiet buferētos 4P kadrus un vienlaikus atšifrējiet un buferējiet 7P kadrus utt. Var redzēt, ka dekodēto un parādīto attēlu secība atbilst 1. tabulā attēloto attēlu ievadīšanas secībai.
Dekodera (televizora pierīces) laika princips
PTS un DTS ir tikai 33b vērtības. Ja nav atsauces uz laika asi, ko attēlo PCR, šai vērtībai nav nozīmes. Lai saglabātu pareizu dekodēšanu, kodētāja un dekodētāja (televizora pierīces) sistēmas pulksteņi ir jāuztur bloķēti, tas ir, to frekvences tiek saglabātas nemainīgas, un to attiecīgo skaitītāju sākotnējās vērtības ir vienādas.
Dekoderā (televizora pierīcē) ir sprieguma kontrolēts oscilators (VCO), kura frekvence ir aptuveni 27 MHz. Izejas signāls tiek nosūtīts uz skaitītāju kā sistēmas pulksteni, lai ģenerētu pašreizējo STC parauga vērtību, kas ir 42b kā PCR vērtība. Starp tiem augstais 33b ir skaitīšanas vērtība 27 MHz pulksteņa vienībā pēc 300 sārtas frekvences, un zema 9b ir skaitīšanas vērtība 27 MHz pulksteņa vienībā. Kad dekoderā (televizora pieraksts) nonāk jauna programma, dekodētājs (televizora pieraksts) iegūst kodu koda plūsmā PCR vērtību, salīdzina tā vērtību PCR_Extention ar pašreizējā STC apakšējiem 9b bitiem un iegūst kļūdu signālu, un pēc tam iet caur fāzes bloķētu cilpu ķēdi. Pielāgojiet sprieguma kontrolēto oscilatoru tā, lai dekodera (televizora pierīces) sistēmas pulksteņa frekvence atbilstu kodētāja sistēmas pulksteņa frekvencei. Iegūstiet katra rāmja PTS un DTS vērtības secīgi no kodu straumes un salīdziniet tās ar pašreizējās STC vērtības augstajiem 33b bitiem. Ja DTS vērtība ir lielāka par STC vērtību, kodu straume tiek buferēta un vienlaikus tiek uzraudzīta STC vērtības maiņa. Kad STC vērtība palielinās līdz vienādai ar DTS vērtību, kadra koda straume tiek dekodēta. Kad STC vērtība ir vienāda ar PTS vērtību, atskaņojiet kadru. Ja pārraides tīkla bufera aizkaves satricinājuma dēļ, kad kodu straume nonāk dekoderī (televizora pierīcē), tā PTS vērtība jau ir mazāka par STC vērtību, tad dekodētājs (televizora pieraksts) izlaiž šo kadru un izmet rāmja datus. Tā kā PTS un DTS tiek ģenerēti, pamatojoties uz PCR vērtību, pirmā iegūtā PCR vērtība jāizmanto kā sākotnējā vērtība, lai iestatītu dekodētāja STC skaitītāju (televizora pierīci), lai to vērtības būtu vienādas, pretējā gadījumā laika bāze būs atšķirīga. , Tādējādi dekodēšanas kļūda. Audio un video apstrāde ir līdzīga, taču laika pārkārtošanas problēmu nav. 5. attēlā parādīta dekodera (televizora pierīces) PCR darbības principa diagramma.
Iemesli audio un video nesinhronizēšanai
Praktiskos pielietojumos daži kodētāji izejas pulkstenī rada satricinājumu nestabilas ieejas video signāla laika bāzes dēļ, un kadra sinhronizācijas intervāls nav 40 ms. Šiem kodētājiem pēc sākotnējās DTS vērtības iestatīšanas atbilstoši PCR un bufera aizkavei katra kadra DTS vērtību iegūst, pievienojot fiksētu vērtību iepriekšējam DTS (šo vērtību var aprēķināt šādi: 27MHz dala ar 300 Tas ir 90 kHz, un PAL TV ir 25 kadri sekundē. Tāpēc vērtība ir 90000/25 = 3600), un PTS vērtība tiek aprēķināta atbilstoši kadra tipam un GOP tipam. Tomēr šajā periodā PCR vērtība nepalielinājās par 3600, kā rezultātā DTS un PTS kļuva lielākas vai mazākas salīdzinājumā ar PCR. Daži dekoderi (televizora pierīces) neizmanto sprieguma kontrolētu oscilatoru, un to sistēmas pulkstenis ir fiksēts 27 MHz, bet izmanto saņemto PCR vērtību, lai inicializētu vietējās sistēmas pulksteņa skaitītāja vērtību. Kodētājs un dekoders (televizora pierīce) nevar uzturēt stingru bloķēšanu, kas var izraisīt dekodētāja (televizora pierīces) nomešanu rāmjos. Tomēr daži dekoderi (televizora pierīces) pēc kadra zaudēšanas vairs stingri dekodē un attēlo atbilstoši DTS un PTS, bet atšifrē atbilstoši bufera situācijai, jo video un audio kodēšanas aizkave ir atšķirīga, tas var izraisīt audio Glezna nav sinhronizēta.
Turklāt pārraides procesā no kodētāja uz dekodētāju (televizora pierīci), ņemot vērā mainīgas aizkaves bufera saites, piemēram, multiplekserus un modulatorus, PCR pakešu pārraides aizkave var nebūt konstanta, mainoties no lielas līdz mazs. Ja PCR netiek labots, var rasties arī iepriekš minētās problēmas.
vārdu sakot
No iepriekš minētās analīzes redzams, ka gan kodētājs, gan dekoders (televizora pieraksts) var izraisīt audio un video asinhronizāciju. Pēc dažādu zīmolu kodētāju pārbaudes mūsu stacija izvēlējās kodētāju ar labākiem testa indikatoriem un nomainīja oriģinālo kodētāju, kas ievērojami uzlaboja parādību, ka televizora audio un attēls nav sinhronizēti. Nākamajā set-top box ieviešanas posmā tīkla uzņēmumi arī pastiprinās attiecīgo rādītāju testēšanu, lai uzlabotu auditorijas vērtējumu kvalitāti. Protams, lai veicinātu manas valsts radio un televīzijas digitalizāciju, mums joprojām ir vajadzīgi mūsu televīzijas darbinieku un iekārtu ražotāju kopīgi centieni, lai beidzot gūtu pilnīgus panākumus.v
citu mūsu produktu:
