Trefwoorde: Asynchrone klank en video MPEG-2 PCR DTS PTS-enkodeerder-dekodeerder
Met die vinnige ontwikkeling van digitale televisie in my land en die bevordering van die digitale transformasie van stedelike radio- en televisienetwerke, het al hoe meer mense begin om dekodeerders te gebruik om digitale televisieprogramme te kyk. Maar in die proses om TV-programme deur 'n dekodeerder te kyk, kom kykers soms agter dat sommige klank en video nie gesinkroniseer is nie. Dit het ook ons aandag getrek.
Fenomeen en toets
Guiyang City het die digitale transformasie van sy radio- en televisienetwerk basies aan die einde van 2007 voltooi, en die programme van Guizhou TV Station het ook die digitale netwerkuitsending betree. Nadat ons die digitale netwerk binnegekom het, het ons gevind dat verskeie programme van ons stasie in sommige gebiede die verskynsel van nie-sinkronisering van klank en video gehad het, veral wanneer die nuus op die satellietvideokanaal en die mense-kanaal uitgesaai is. Om uit te vind waar die probleem is, het ons besluit om 'n lip-sync-toets oor die hele transmissiepad van ons program uit te voer. Die toerusting wat vir die toets gebruik word, is Tektronix WFM7120. Wanneer u klank- / video-vertragingsmeting doen, is dit ook nodig om 'n reeks kort kleurbalkvideo-seine te genereer deur die TG700 DVG7, en die klankreeks is ingebed in hierdie groep videosignale met 'n interval van 5s, stuur so 'n sein na die stelsel wat getoets word, en stuur uiteindelik die sein na WFM7120 om die tydsverskil tussen klank en video te meet.
Uitsendingbeheersentrum se interne toets
Soos getoon in Figuur 1, om te meet of daar 'n verskil tussen klank / video-vertraging in die TV-stelsel is, gebruik ons die inspeksietyd om die toetssein wat deur TG700 gegenereer is op te neem in die uitgesaaide hardeskyf, speel dit deur die hardeskyf, en voer die toetssein na die uitstel. Na die raamsinkronisasiemodule word dit op 'n kanaal uitgesaai en dan meet ons hierdie drie seine voordat die transmissiedepartement die sein aan die kodeerder van die netwerkonderneming stuur. Die meetresultate toon dat die verskil tussen klank / video-vertraging van hierdie drie seine nie meer as 12 ms is nie, dit wil sê dat een veld nie genoeg is nie, wat daarop dui dat die sein nie die probleem van klank- en videosinkronisering in die uitsaaibeheersentrum het nie.
Toets van verskillende dekodeerders
Vir die tweede meetpunt het ons die voorste rekenaarlokaal van die netwerkonderneming gekies. Soos in Figuur 2 getoon, het ons hier die belangrikste handelsmerke set-top-bokse gekies wat tans in China gebruik word om te toets. Nadat u die TG700-toetssein gekodeer het deur die oorspronklike kodeerder wat ons gebruik, plaas dit in die kanaal wat ons tans uitsaai. Gebruik dan 'n set-top box in die voorste rekenaarlokaal om die TV-sein te demoduleer. Die gedekodeerde klank- / videosignaal word dan na WFM7120 gestuur vir meting na A / D en die inbedding van die analoog sein deur 'n Panasonic D950 video-opnemer. Die meetresultate wys dat die verskil tussen klank- en video-vertraging van hierdie tipe set-top-boksies verskil, sommige is voor 150 ms en ander met 300 ms. Dit wys dat verskillende set-top-bokse verskillende vermoëns het om die sinchronisasieverhouding tussen klank- / videosignale te handhaaf nadat dieselfde digitale TV-sein gedemoduleer en gedekodeer is.
Toets van verskillende enkodeerders
Soos getoon in Figuur 3, gebruik ons steeds die TG700-seinopwekker om verskillende enkodeerders te toets, en stel ons die kodeerder, modulator en set-top-boks in staat om 'n gesimuleerde uitsaai- / kykomgewing te bou. Hier gebruik ons verskeie kodeerders van verskillende handelsmerke. Nadat die toetssein van TG700 gekodeer is, word dit deur dieselfde modulator gemoduleer, en dan word die sein deur dieselfde set-top box gedekodeer. Dit word ook deur D950 verwerk en na WFM7120 gestuur vir meting. Die finale meetresultaat is dat sommige van hul klank- / video-vertragingsverskille 30ms is, en sommige 300ms bereik, wat aandui dat verskillende enkodeerders 'n groter impak het op die klank- / videosinkronisering van die finale kyksein van die set-top box.
Oorsaak analise
Die tydsbeginsel van die MPEG-2-stelsel
Op die oomblik is die MPEG-2-standaard in my land se digitale TV-oordragstelsel 'n belangrike klank- en videokompressiestandaard. Dit komprimeer, enkodeer en multiplekse programseine aan die bronkant, en demultiplekse en dekodeer seine aan die ontvangkant. Is wyd gebruik. Die digitale transmissiestelsel wat ons gebruik, is gebaseer op die MPEG-2-standaard. Kom ons kyk na die stelselstruktuur van MPEG-2, soos getoon in Figuur 4.
Uit Figuur 4 kan gesien word dat die klank- en videosignale 'n basiese stroom vorm nadat die oortollige inligting deur die kompressie-kodeerder verwyder is. Hierdie elementêre kodestroom kan nie direk gestoor of oorgedra word nie. Dit moet aan 'n spesifieke verpakker gestuur word. Die elementêre kodestroom word volgens paragraaf in paragrawe verdeel en spesifieke identifikasiekarakters word bygevoeg om die sogenaamde verpakte elementêre kodestroom (PES) te vorm. PES-pakkies is klank- en videodatapakkies met veranderlike lengtes. Daarna word die klank- en video-PES-pakkies en hulpdata na die transmissiesubstelsel gestuur, wat in klein datapakkies met 'n vaste lengte van 188b verdeel word en gemultipleer word deur tydverdelingsmultipleksering. 'N Enkele TS-stroom word gevorm en die TS-stroom bereik die ontvangkant nadat dit deur die kanaal gestuur is.
Soos ons almal weet, is sinkronisasie 'n noodsaaklike voorwaarde vir die korrekte TV-vertoon. Aangesien die buffer gebruik word om die sein tydens die kompressie- en koderingsproses op te slaan, word die tydas van die sein in die multiplexer vir digitale TV verander, plus die hoeveelheid data-oortolligheid is anders, die kompressieverhouding is ook anders, dus die tydas Groot veranderinge, veral in die verwerking van die raamgroeplaag, het die volgorde van B-rame en P-rame ook verander. Al hierdie dinge veroorsaak dat die sinchronisering van digitale TV-seine die konsep van die oorspronklike reeks heeltemal verloor. 'N Effektiewe manier om sinchronisasie te bewerkstellig, is om elke keer as 'n gespesifiseerde interval verby is, 'n tydetiket by die seinkodestroom te voeg. Met hierdie etiket kan die ontvangende einde tydens die dekoderingsproses voor die vertoon weer volgens hierdie tydkaartjie bestel word, die volgorde van die beeld voor kompressie en kodering rekonstrueer, en die tydsverhouding tussen klank en beeld, waardeur beeldsinkronisering en die klank word met die beeld gesinkroniseer.
Dit kan ook gesien word uit Figuur 4 dat daar 'n enkele gemeenskaplike stelselklok STC (27MHz) in die MPEG-2-kodeerder is. Hierdie klok word gebruik om 'n tydstempel te genereer wat die korrekte dekodering en tydsberekening van klank / video aandui. Terselfdertyd kan dit gebruik word om die steekproefneming aan te dui. Die oombliklike waarde van die oombliklike stelselkloktyd. Die horlosie word deur die lynsinkronisasie van die invoervideo gefaseer. Wanneer die ingang 'n SDI-sein is, word die stelselklok van die kodeerder gegenereer deur die klok gedeel deur 10. Dit is die opkoms van 'n gemeenskaplike stelselklok in die kodeerder, sowel as die regenerasie van die klok in die dekodeerder en die korrekte gebruik van tydstempels wat die basis bied vir die korrekte sinchronisasie van bewerkings in die dekodeerder. Om die kloksinkronisasie van die codec te bewerkstellig, word die STC-stelselklok in die kodeerder getel, en die steekproefwaarde van die teller word elke bepaalde transmissietyd as 'n dekodering na die ontvanger in die aanpassingskop van die geselekteerde TS-pakket gestuur. Die programklokverwysingssein van die verwerker, wat PCR is. Die PCR-geldige bit is 42b, waaronder die high 33b PCR_Base, wat die telwaarde is in die eenheid van die 27MHz-klok en die klok gedeel deur 300, en die lae 9b is PCR_Extension, wat die telwaarde in die 27MHz-klok is as die eenheid. Benewens PCR, is die dekoderingstydsetiket DTS en die vertoontydetiket PTS ook baie belangrik. Hulle is soortgelyk aan PCR_Base. Hulle word ook geskep met die 27MHz-stelselklok van die kodeerder, gedeel deur 300 as die eenheidstellingwaarde. Onder hulle word DTS gebruik om die dekodeerder opdrag te gee wanneer die ontvanger beeld en klankraamwerk moet dekodeer, en PTS word gebruik om kennis te gee wanneer die gedekodeerde beeldraamwerk vertoon moet word.
Wanneer tweewegkodering gebruik word, moet die dekodering van 'n sekere beeld binne 'n tydperk voordat dit vertoon word, uitgevoer word, sodat dit gebruik kan word as die brondata vir die dekodering van die B-raambeeld. Die beeldvolgorde van beelde is byvoorbeeld IBBP, maar die oordragvolgorde van beelde is IPBB. Die MPEG-verwysingsmodel is van mening dat dekodering onmiddellik plaasvind, dit wil sê dat dekodering en vertoon terselfdertyd uitgevoer word. Vir klankrame en beeld B-rame is die dekoderingstyd en vertoontyd dieselfde, en PTS is dieselfde as DTS, dus hoef slegs PTS oorgedra te word. Vir video I-rame en P-rame is die dekoderingstyd en vertoontyd vanweë raam-ordening verskillend en moet PTS en DTS terselfdertyd versend word. Wanneer die dekodeerder die IPBB-beeldvolgorde ontvang, moet dit die I-raam- en P-raambeelde dekodeer voordat die eerste B-raambeeld gedekodeer word. Die dekodeerder kan net een raam beeld tegelyk dekodeer, dus dekodeer dit eers die I-raambeeld en stoor dit. Wanneer die P-raambeeld gedekodeer is, voer dit die gedekodeerde I-raambeeld uit en vertoon dit, en dekodeer en vertoon dan die B-raambeeld. Tabelle 1, 2, 3 en 4 toon die volgorde van die invoer- en uitvoerbeelde van die kodeerder, die PTS- en DTS-waardes van elke raam, en die dekodeer- en vertoonvolgorde van elke raam van die beeld deur die dekodeerder.
In Tabel 1 vorm 13 afbeeldingsraamwerke 'n groep beelde, die eerste raam I-raam gebruik intra-raamkodering, die tweede en derde B-rame word verkry deur tweerigtingvoorspelling vanaf die eerste en vierde raam, en die vierde raam P is verby die eerste raam. Afgelei van voorspelling. Nadat die eerste raam gekodeer is, buffer die kodeerder eers die tweede en derde raamwerk, kodeer die vierde raam, en kodeer dan die tweede en derde raam, ensovoorts, en die finale gekodeerde uitvoerreeks word in die tabel 2 getoon.
Dit kan gesien word uit Tabel 3 en Tabel 4 dat wanneer die dekodeerder 'n sekere toegangseenheid met 'n I-raambeeld ontvang, die lêerdatapakket DTS en PTS moet bevat, die tyd tussen die waardes van hierdie twee tags Die interval is een beeldperiode. Nadat die I-raambeeld die P-raam is, moet daar ook 'n DTS en 'n PTS in die lêerdatapakket wees, en die tydsinterval tussen die waardes van die twee etikette is drie beeldperiodes. Dan is daar twee B-rame waarvan die lêerdatapakkies slegs PTS bevat. Dit wil sê, die I-raambeeld sal gespeel en vertoon word na 'n vertraging van een raam na dekodering. Wanneer die I-raam vertoon word, word die vierde frame P-raamwerk gedekodeer, maar dit word nie gespeel en vertoon nie. Dit word eers in die kas geberg en nadat die 1I-raam gespeel en vertoon is, dekodeer en vertoon 2B-rame onmiddellik, dan 3B-rame, vertoon dan die gebufferde 4P-rame, dekodeer en buffer die 7P-rame tegelykertyd, ensovoorts. Daar kan gesien word dat die volgorde van gedekodeerde en vertoonde beelde ooreenstem met die volgorde van beeldinvoer in Tabel 1.
Tydsbeginsel van dekodeerder (set-top box)
PTS en DTS is slegs 33b-waardes. As daar geen verwysing is na die tydas wat deur PCR voorgestel word nie, is hierdie waarde betekenisloos. Om die korrekte dekodering te handhaaf, moet die stelselklokke van die kodeerder en dekodeerder (set-top box) gesluit gehou word, dit wil sê hul frekwensies word dieselfde gehou en die aanvanklike waardes van hul onderskeie tellers is dieselfde.
Daar is 'n spanningsbeheerde ossillator (VCO) met 'n frekwensie van ongeveer 27MHz in die dekodeerder (set-top box). Die uitsetsein word as die stelselklok na die toonbank gestuur om die huidige STC-monsterwaarde te genereer, wat 'n waarde van 42b is soos PCR. Onder hulle is die hoë 33b die telwaarde in die eenheid van die 27MHz klok na 300 pienk frekwensie, en die lae 9b is die telwaarde in die eenheid van die 27MHz klok. Wanneer 'n nuwe program by die dekodeerder (set-top box) aankom, kry die decoder (set-top box) die PCR-waarde vanaf die kodestroom, vergelyk die PCR_Extention-waarde met die onderste 9b-bis van die huidige STC en verkry die fout sein, en gaan dan deur die fase-geslote lusbaan. Stel die spanningsbeheerde ossillator so in dat die stelselklokfrekwensie van die dekodeerder (set-top box) ooreenstem met die stelselklokfrekwensie van die kodeerder. Verkry die PTS- en DTS-waardes van elke raam opeenvolgend vanaf die kodestroom, en vergelyk dit met die hoë 33b-stukkies van die huidige STC-waarde. As die DTS-waarde groter is as die STC-waarde, word die kodestroom gebuffer en word die STC-waarde terselfdertyd gemonitor. Wanneer die STC-waarde toeneem tot gelyk aan die DTS-waarde, word die raamkodestroom gedekodeer. As die STC-waarde gelyk is aan die PTS-waarde, speel die raam. As die kodestroom as gevolg van die buffervertragingsjitter van die transmissienetwerk die dekodeerder (set-top box) bereik, al minder is as die STC-waarde, dan slaan die dekodeerder (set-top box) hierdie raam oor en gooi die raamdata weg. Aangesien PTS en DTS gegenereer word op grond van die PCR-waarde, moet die eerste verkryde PCR-waarde gebruik word as die aanvanklike waarde om die STC-teller van die dekodeerder (set-top box) in te stel om hul waardes dieselfde te maak, anders is die tydbasis sal anders wees. , Dus dekodeerfout. Die verwerking van klank en video is soortgelyk, maar die herrangskikking van tydsberekening is geen probleem nie. Figuur 5 toon die werksbeginseldiagram van die dekodeerder (set-top box) PCR.
Redes vir klank en video wat buite sinchronisasie is
In praktiese toepassings veroorsaak sommige enkodeerders jitter in hul uitsetklok as gevolg van die onstabiele tydbasis van die insetvideosignaal, en die raamsinkronisasie-interval is nie 40ms nie. Na die instelling van die aanvanklike DTS-waarde volgens PCR en buffervertraging, word die DTS-waarde van hierdie raamwerk verkry deur 'n vaste waarde by die vorige DTS te voeg (hierdie waarde kan soos volg bereken word: 27MHz word gedeel deur 300 Dit is 90 kHz, en PAL TV is 25 rame per sekonde. Daarom is die waarde 90000/25 = 3600), en die PTS-waarde word bereken volgens die raamtipe en GOP-tipe. Die PCR-waarde het gedurende hierdie periode egter nie met 3600 gestyg nie, wat veroorsaak het dat DTS en PTS groter of kleiner geword het in vergelyking met PCR. Sommige dekodeerders (set-top boxes) gebruik geen spanningsbeheerde ossillator nie, en hul stelselklok is 'n vaste 27MHz, maar gebruik die ontvangde PCR-waarde om die waarde van die plaaslike stelselklokteller te initialiseer. Die kodeerder en die dekodeerder (set-top box) kan nie 'n streng slot handhaaf nie, wat kan veroorsaak dat die decoder (set-top box) rame laat val. Sommige dekodeerders (dekodes) dekodeer en vertoon nie meer volgens DTS en PTS na raamverlies nie, maar dekodeer volgens die situasie van die buffer, omdat die vertraging van video- en klankodering anders is, dit kan klank veroorsaak Die skildery is buite werking.
In die oordragproses van die enkodeerder na die dekodeerder (set-top box), as gevolg van die bestaan van veranderlike vertragingsbufferskakels soos multiplexers en modulators, is die oordragvertraging van PCR-pakkies moontlik ook nie konstant nie, wat wissel van groot na klein. As PCR nie reggestel word nie, kan bogenoemde probleme ook voorkom.
om op te som
Uit die bostaande ontleding kan gesien word dat sowel die kodeerder as die dekodeerder (set-top box) asynchronisasie van klank en video kan veroorsaak. Nadat ons die kodeerders van verskillende handelsmerke getoets het, het ons stasie 'n kodeerder met beter toetsaanwysers gekies en die oorspronklike kodeerder vervang, wat die verskynsel dat die TV-klank en -beeld buite werking is, aansienlik verbeter het. In die volgende stap van die bekendstelling van set-top boxes, sal netwerkondernemings ook die toetsing van relevante aanwysers versterk om die gehalte van die gehoorgraderings te verbeter. Natuurlik het ons, in die proses om die digitalisering van my land se radio en televisie te bevorder, steeds die gesamentlike pogings van ons televisiewerkers en toerustingvervaardigers nodig om uiteindelik 'n volledige sukses te behaal. V
Ons ander produk:
