Raktažodžiai: Asinchroninis garso ir vaizdo MPEG-2 PCR DTS PTS kodavimo dekoderis
Sparčiai plėtojant skaitmeninę televiziją mano šalyje ir tobulėjant miesto radijo ir televizijos tinklų skaitmeninei transformacijai, vis daugiau žmonių pradėjo naudoti priedėlius skaitmeninės televizijos programoms žiūrėti. Tačiau žiūrėdami TV programas per priedėlį žiūrovai kartais pastebi, kad kai kurie garso ir vaizdo įrašai nėra sinchronizuojami. Tai taip pat atkreipė mūsų dėmesį.
Reiškinys ir testas
Guiyango miestas iš esmės užbaigė savo radijo ir televizijos tinklo skaitmeninę pertvarką 2007 m. Pabaigoje, o Guizhou televizijos stoties programos taip pat pateko į skaitmeninio tinklo perdavimą. Įėję į skaitmeninį tinklą, mes nustatėme, kad keliose mūsų stoties programose kai kuriose vietovėse pasireiškė garso ir vaizdo nesinchronizavimo reiškinys, ypač kai naujienos buvo transliuojamos palydovinio vaizdo kanalu ir žmonių kanalu. Norėdami sužinoti, kur yra problema, nusprendėme atlikti lūpų sinchronizavimo testą visam mūsų programos perdavimo keliui. Bandymui naudojama įranga yra „Tektronix WFM7120“. Atliekant garso / vaizdo uždelsimo matavimą, taip pat būtina generuoti trumpų spalvų juostos vaizdo signalų seriją per TG700 DVG7, o garso seka yra įterpta į šią vaizdo signalų grupę 5 sekundžių intervalu, nusiųskite tokį signalą bandomą sistemą ir galiausiai nusiųskite signalą į WFM7120, kad pamatuotumėte garso ir vaizdo laiko skirtumą.
Transliacijos valdymo centro vidinis testas
Kaip parodyta 1 paveiksle, norėdami išmatuoti, ar televizijos stočių sistemoje yra garso / vaizdo vėlavimo skirtumas, mes naudojame patikrinimo laiką, kad įrašytume TG700 sugeneruotą bandymo signalą į transliuojamą standųjį diską, atkurtume jį per standųjį diską, ir įveskite bandymo signalą delsikliui. Po kadrų sinchronizavimo modulio jis transliuojamas kanalu, o tada mes išmatuojame šiuos tris signalus, kol perdavimo skyrius perduos signalą tinklo įmonės koduotojui. Matavimo rezultatai rodo, kad šių trijų signalų garso / vaizdo uždelsimo skirtumas neviršija 12ms, tai yra, vieno lauko nepakanka, o tai rodo, kad signalas neturi garso ir vaizdo sinchronizavimo problemos transliavimo valdymo centre.
Įvairių priedų testavimas
Antram matavimo taškui pasirinkome tinklo įmonės kompiuterio salę. Kaip parodyta 2 paveiksle, čia mes pasirinkome pagrindinius priedų ženklus, kurie šiuo metu naudojami Kinijoje bandymams. Užkodavę TG700 bandymo signalą per pradinį naudojamą koduotuvą, įkiškite jį į kanalą, kurį šiuo metu transliuojame. Tada naudokite priedėlį, esantį priekiniame kompiuterių kambaryje, kad demoduluotumėte TV signalą. Tada iššifruotas garso / vaizdo signalas siunčiamas į WFM7120 matuoti po A / D ir įterpti analoginį signalą per „Panasonic D950“ vaizdo registratorių. Matavimo rezultatai rodo, kad šių tipų priedėlių garso ir vaizdo uždelsimo skirtumas yra skirtingas, kai kurie jų lenkia 150 ms, o kai kurie atsilieka 300 ms. Tai rodo, kad skirtingose priedų dėžutėse yra skirtingos galimybės palaikyti garso / vaizdo signalų sinchronizavimo santykį po to paties skaitmeninės televizijos signalo demoduliavimo ir dekodavimo.
Įvairių koduotojų testavimas
Kaip parodyta 3 paveiksle, mes vis dar naudojame TG700 signalo generatorių, norėdami išbandyti skirtingus koduotojus, o kodatorius, moduliatorius ir priedėlis leidžia sukurti imituotą transliacijos / peržiūros aplinką. Čia mes naudojame kelis skirtingų markių koduotojus. Užkodavus TG700 bandomąjį signalą, jis moduliuojamas to paties moduliatoriaus, o tada signalas dekoduojamas to paties priedėlio. Jį taip pat apdoroja D950 ir siunčia matuoti į WFM7120. Galutinis matavimo rezultatas yra tas, kad kai kurie jų garso / vaizdo uždelsimo skirtumai yra 30 ms, o kai kurie siekia 300 ms, o tai rodo, kad skirtingi kodavikliai turi didesnę įtaką galutinio priedėlio žiūrėjimo signalo garso / vaizdo sinchronizavimui.
Priežasties analizė
MPEG-2 sistemos laiko principas
Šiuo metu mano šalies skaitmeninės televizijos perdavimo sistemoje MPEG-2 standartas yra svarbus garso ir vaizdo glaudinimo standartas. Jis glaudina, koduoja ir multipleksuoja programos signalus šaltinio gale, o demultipleksuoja ir dekoduoja signalus priėmimo gale. Buvo plačiai naudojamas. Mūsų naudojama skaitmeninė perdavimo sistema yra pagrįsta MPEG-2 standartu. Pažvelkime į MPEG-2 sistemos struktūrą, kaip parodyta 4 paveiksle.
Iš 4 paveikslo matyti, kad garso ir vaizdo signalai sudaro pagrindinį srautą, kai suspaudimo koduotojas pašalina nereikalingą informaciją. Šio pagrindinio kodo srauto negalima tiesiogiai išsaugoti ar perduoti. Jis turi būti išsiųstas konkrečiam pakuotojui. Elementarus kodų srautas yra padalintas į pastraipas pagal tam tikrą formatą ir pridedami konkretūs identifikavimo ženklai, sudarantys vadinamąjį supakuotą elementarų kodų srautą (PES). PES paketai yra įvairaus ilgio garso ir vaizdo duomenų paketai. Tada garso ir vaizdo PES paketai bei pagalbiniai duomenys siunčiami į perdavimo posistemį, kurie padalijami į mažus duomenų paketus, kurių fiksuoto ilgio 188b ilgis, ir sutankina laiko padalijimu. Susidaro vienas TS srautas, o po perdavimo kanalu TS srautas pasiekia priėmimo galą.
Kaip visi žinome, sinchronizavimas yra būtina sąlyga norint teisingai rodyti televizorių. Skaitmeninei televizijai, kadangi buferis naudojamas signalui laikyti suspaudimo ir kodavimo proceso metu, keičiama signalo laiko ašis multiplekseryje, be to, skiriasi duomenų pertekliaus kiekis, taip pat skiriasi suspaudimo laipsnis, taigi laiko ašis Dideli pokyčiai, ypač kadrų grupės sluoksnio apdorojime, taip pat pasikeitė B kadrų ir P kadrų tvarka. Visa tai priverčia skaitmeninės televizijos signalų sinchronizavimą visiškai prarasti pradinės sekos koncepciją. Veiksmingas būdas pasiekti sinchronizavimą yra pridėti laiko žymą prie signalo kodo srauto kiekvieną kartą, kai praeina nurodytas intervalas. Naudojant šią žymą, dekodavimo proceso metu prieš rodant gali būti pertvarkyta priėmimo pabaiga pagal šią laiko žymą, rekonstruoti vaizdo tvarką prieš suspaudimą ir kodavimą bei laiko ir garso santykį tarp vaizdo ir taip užtikrinant vaizdo sinchronizavimą. garsas sinchronizuojamas su vaizdu.
Taip pat iš 4 paveikslo galima pamatyti, kad MPEG-27 koderyje yra vienas bendras sistemos laikrodis STC (2MHz). Šis laikrodis naudojamas sugeneruoti laiko žymą, nurodančią teisingą garso / vaizdo įrašo dekodavimą ir rodymo laiką. Tuo pačiu metu jis gali būti naudojamas atrenkant momentinę sistemos laikrodžio laiko momentinę vertę. Laikrodis yra užfiksuotas fazėje sinchronizuojant įvesties vaizdo įrašą. Kai įvestis yra SDI signalas, kodavimo sistemos laikrodis generuojamas iš laikrodžio, padalyto iš 10. Tai yra bendro sistemos laikrodžio atsiradimas kodavimo įrenginyje, taip pat laikrodžio regeneravimas dekoderyje ir teisingas laiko žymų naudojimas, kuris yra teisingo dekoderio operacijų sinchronizavimo pagrindas. Norint realizuoti kodeko laikrodžio sinchronizavimą, STC sistemos laikrodis suskaičiuojamas enkoderyje, o skaitiklio atrankos vertė perduodama imtuvui pasirinkto TS paketo adaptacijos antraštėje kas tam tikrą perdavimo laiką kaip dekodavimas Procesoriaus programos laikrodžio atskaitos signalas, kuris yra PGR. PCR galiojantis bitas yra 42b, tarp kurių didelis 33b yra PCR_Base, kuris yra skaičiavimo vertė 27MHz laikrodžio vienete ir laikrodis, padalytas iš 300, o žemas 9b yra PCR_Extension, kuris yra skaičiavimo vertė 27MHz laikrodyje kaip vienetas. Be PGR, taip pat labai svarbu yra dekodavimo laiko etiketė DTS ir rodymo laiko etiketė PTS. Jie yra panašūs į „PCR_Base“. Jie taip pat kuriami naudojant kodavimo sistemos 27MHz laikrodį, padalytą iš 300 kaip vieneto skaičiaus vertę. Tarp jų DTS naudojamas dekoderiui nurodyti, kada dekoduoti gautą vaizdo ir garso rėmelį, o PTS naudojamas pranešti, kada rodyti iššifruotą vaizdo rėmelį.
Naudojant dvipusį kodavimą, tam tikro vaizdo dekodavimas turi būti atliktas per tam tikrą laiką, kol jis bus rodomas, kad jį būtų galima naudoti kaip šaltinio duomenis dekoduojant B kadro vaizdą. Pvz., Vaizdų pateikimo tvarka yra IBBP, tačiau vaizdų perdavimo tvarka yra IPBB. MPEG etaloninis modelis mano, kad dekodavimas įvyksta akimirksniu, tai yra, dekodavimas ir rodymas atliekamas tuo pačiu metu. Garso rėmeliams ir vaizdo B kadrams dekodavimo laikas ir rodymo laikas yra vienodi, o PTS yra tas pats, kas DTS, todėl reikia perduoti tik PTS. Vaizdo I kadrams ir P kadrams dėl kadrų pertvarkymo dekodavimo laikas ir rodymo laikas yra skirtingi, o PTS ir DTS turi būti perduodami tuo pačiu metu. Kai dekoderis gauna IPBB vaizdo seką, jis turi dekoduoti I kadro ir P kadro vaizdus prieš dekoduodamas pirmąjį B kadro vaizdą. Dekoderis vienu metu gali iššifruoti tik vieną vaizdo kadrą, todėl pirmiausia jis iššifruoja ir išsaugo I kadro vaizdą. Kai dekoduojamas P kadro vaizdas, jis išleidžia ir parodo iššifruotą I kadro vaizdą, tada iššifruoja ir rodo B kadro vaizdą. 1, 2, 3 ir 4 lentelėse pateikiama kodavimo įvesties ir išvesties vaizdų seka, kiekvieno kadro PTS ir DTS reikšmės bei kiekvieno atvaizdo kadro dekodavimo ir rodymo seka dekoderio pagalba.
1 lentelėje 13 vaizdų kadrų sudaro vaizdų grupę, pirmajame I kadre naudojamas vidinis kadro kodavimas, antrasis ir trečiasis B kadrai gaunami dvikryptėmis prognozėmis iš pirmojo ir ketvirtojo kadrų, o ketvirtasis kadras P yra praėjo pirmas kadras. Išvestas iš prognozės į priekį. Užkodavęs pirmąjį kadrą, koduotojas pirmiausia buferiuoja antrąjį ir trečiąjį kadrus, koduoja ketvirtąjį kadrą, tada koduoja antrąjį ir trečiąjį kadrus ir t. T., O galutinė užkoduota išvesties seka parodyta 2 lentelėje.
Iš 3 ir 4 lentelių matyti, kad kai dekoderis gauna tam tikrą prieigos bloką, kuriame yra I kadro vaizdas, failo duomenų pakete turėtų būti DTS ir PTS, laikas tarp šių dviejų žymių reikšmių Intervalas yra vienas vaizdo laikotarpis. Po to, kai I kadro vaizdas yra P kadras, failo duomenų pakete taip pat turėtų būti DTS ir PTS, o laiko tarpas tarp dviejų žymių reikšmių yra trys vaizdo periodai. Tada yra du B rėmeliai, kurių failų duomenų paketuose yra tik PTS. Tai reiškia, kad I kadro vaizdas bus atkuriamas ir rodomas po vieno kadro vėlavimo po dekodavimo. Kai rodomas I kadras, ketvirtasis kadras P kadras yra dekoduojamas, tačiau jis nėra atkuriamas ir rodomas. Pirmiausia jis yra talpykloje, o po to, kai 1I kadras yra paleistas ir parodytas, nedelsdami dekoduokite ir rodykite 2B kadrus, tada 3B kadrus, tada parodykite buferinius 4P kadrus ir tuo pačiu metu iššifruokite ir buferiuokite 7P kadrus ir pan. Galima pastebėti, kad iššifruotų ir rodomų vaizdų seka atitinka 1 lentelėje pateiktų vaizdų įvedimo seką.
Dekoderio laiko nustatymo principas (priedėlis)
PTS ir DTS yra tik 33b vertės. Jei nėra nuorodos į laiko ašį, kurią vaizduoja PGR, ši vertė yra beprasmė. Norint išlaikyti teisingą dekodavimą, kodavimo įrenginio ir dekoderio (priedėlio dėžutė) sistemos laikrodžiai turi būti užrakinti, tai yra, jų dažniai išlieka tokie patys, o jų atitinkamų skaitiklių pradinės vertės yra vienodos.
Dekoderyje (priedėlyje) yra įtampos valdomas osciliatorius (VCO), kurio dažnis yra apie 27 MHz. Išvesties signalas siunčiamas į skaitiklį kaip sistemos laikrodis, kad būtų sukurta dabartinė STC mėginio vertė, kuri yra 42b, kaip ir PCR, vertė. Tarp jų didelis 33b yra skaičiavimo vertė 27MHz laikrodžio vienete po 300 rožinio dažnio, o žema 9b yra skaičiavimo vertė 27MHz laikrodžio vienete. Kai prie dekoderio (priedėlio) ateina nauja programa, dekoderis (priedėlis) gauna PCR vertę iš kodų srauto, palygina jos PCR_Extention reikšmę su apatiniais dabartinio STC 9b bitais ir gauna klaidą signalą, o tada eina per fazėje užrakintą kilpos grandinę. Sureguliuokite įtampos valdomą osciliatorių taip, kad dekoderio (priedėlio) sistemos laikrodžio dažnis atitiktų koderio sistemos laikrodžio dažnį. Iš kodo srauto paeiliui gaukite kiekvieno kadro PTS ir DTS reikšmes ir palyginkite jas su dideliais dabartinės STC vertės 33b bitais. Jei DTS vertė yra didesnė už STC vertę, kodų srautas yra buferinis ir STC vertės pokytis stebimas tuo pačiu metu. Kai STC vertė padidėja iki DTS vertės, kadro kodo srautas yra dekoduojamas. Kai STC vertė lygi PTS vertei, paleiskite kadrą. Jei dėl perdavimo tinklo buferinio delsos nervingumo, kai kodo srautas pasiekia dekoderį (priedėlį), jo PTS reikšmė jau yra mažesnė nei STC vertė, tada dekoderis (priedėlis) praleidžia šį kadrą ir atmeta kadro duomenis. Kadangi PTS ir DTS generuojami remiantis PGR verte, pirmoji gauta PGR reikšmė turi būti naudojama kaip pradinė vertė, norint nustatyti dekoderio ST-skaitiklį (priedėlį), kad jų vertės būtų vienodos, kitaip laiko bazė bus kitokia. , Taigi dekodavimo klaida. Garso ir vaizdo apdorojimas yra panašus, tačiau nėra laiko pertvarkymo problemų. 5 paveiksle parodyta dekoderio (priedėlio) PCR veikimo principo schema.
Nesinchronizuoto garso ir vaizdo įrašo priežastys
Praktiškai kai kurie kodavimo įrenginiai sukelia išvesties laikrodžio virpesius dėl nestabilios įvesties vaizdo signalo laiko bazės, o kadrų sinchronizavimo intervalas nėra 40 ms. Šiems koderiams, nustačius pradinę DTS vertę pagal PGR ir buferinį uždelsimą, kiekvieno kadro DTS vertė gaunama pridėjus fiksuotą vertę prie ankstesnio DTS (šią vertę galima apskaičiuoti taip: 27MHz padalijama iš 300 Tai yra 90 kHz, o PAL TV yra 25 kadrai per sekundę. Todėl vertė yra 90000/25 = 3600), o PTS vertė apskaičiuojama pagal kadro tipą ir GOP tipą. Tačiau PGR vertė per šį laikotarpį nepadidėjo 3600, todėl DTS ir PTS tapo didesni ar mažesni, palyginti su PGR. Kai kurie dekoderiai (priedėliai) nenaudoja įtampos valdomo osciliatoriaus, o jų sistemos laikrodis yra fiksuotas 27 MHz, tačiau naudoja gautą PGR reikšmę inicijuodamas vietinės sistemos laikrodžio skaitiklio vertę. Koderis ir dekoderis (priedėlis) negali išlaikyti griežto užrakto, dėl kurio dekoderis (priedėlis) gali išmesti rėmelius. Tačiau kai kurie dekoderiai (priedėliai) nebegriežtai dekoduoja ir rodo pagal DTS ir PTS po kadro praradimo, bet dekoduoja atsižvelgdami į buferio situaciją, nes vaizdo ir garso kodavimo vėlavimas skiriasi, tai gali sukelti garsą Paveikslas nesinchronizuotas.
Be to, perduodant procesą iš kodavimo įrenginio į dekoderį (priedėlį), dėl to, kad egzistuoja kintamos vėlavimo buferinės jungtys, tokios kaip multiplekseriai ir moduliatoriai, PGR paketų perdavimo vėlavimas gali būti ne pastovus, kintantis nuo didelio iki mažas. Jei PGR nebus ištaisytas, gali kilti ir minėtų problemų.
apibendrinti
Iš pirmiau pateiktos analizės matyti, kad tiek koduotojas, tiek dekoderis (priedėlis) gali sukelti garso ir vaizdo asinchronizavimą. Išbandžiusi įvairių markių koduotojus, mūsų stotis pasirinko geresnių bandymo indikatorių kodavimo įrenginį ir pakeitė originalų kodavimo įrenginį, o tai labai pagerino reiškinį, kad televizoriaus garsas ir vaizdas nesinchronizuojami. Kitame diegiant priedėlius, tinklo įmonės taip pat sustiprins atitinkamų rodiklių testavimą, kad pagerintų auditorijos įvertinimų kokybę. Žinoma, siekiant savo šalies radijo ir televizijos skaitmeninimo, mums vis dar reikia bendrų mūsų televizijos darbuotojų ir įrangos gamintojų pastangų, kad galiausiai pasiektume visišką sėkmę.v
Mūsų kitas produktas:
