Кључне речи: Асинхрони аудио и видео МПЕГ-2 ПЦР ДТС ПТС енкодер декодер
Са брзим развојем дигиталне телевизије у мојој земљи и напретком дигиталне трансформације урбаних радио и телевизијских мрежа, све је више људи почело да користи сет-топ боксеве за гледање програма дигиталне телевизије. Али у процесу гледања ТВ програма кроз сет-топ бок, гледаоци понекад открију да неки аудио и видео подаци нису синхронизовани. Ово је такође привукло нашу пажњу.
Феномен и тест
Град Гуиианг је у основи завршио дигиталну трансформацију своје радио и телевизијске мреже крајем 2007. године, а програми ТВ станице Гуизхоу такође су ушли у пренос дигиталне мреже. По уласку у дигиталну мрежу открили смо да је неколико програма наше станице имало феномен несинхронизације звука и слике у неким областима, посебно када су вести емитоване на сателитском видео каналу и на каналу људи. Да бисмо сазнали где је проблем, одлучили смо да спроведемо тест синхронизације усана на целој путањи преноса нашег програма. Опрема која се користи за тест је Тектроник ВФМ7120. Када вршите мерење аудио / видео кашњења, такође је потребно генерисати низ кратких видео сигнала у боји кроз ТГ700 ДВГ7, а аудио секвенца је уграђена у ову групу видео сигнала у интервалу од 5с, пошаљите такав сигнал на систем који се тестира и на крају пошаљите сигнал на ВФМ7120 да измери временску разлику између звука и видеа.
Интерни тест центра за емитовање програма
Као што је приказано на слици 1, да бисмо измерили да ли постоји разлика у кашњењу аудио / видео записа у систему ТВ станице, користимо време инспекције да снимимо тест сигнал генерисан од стране ТГ700 на емитовани чврсти диск, репродукујемо га кроз чврсти диск и унесите тест сигнал кашњењу. Након модула за синхронизацију оквира, он се емитује на каналу, а затим меримо ова три сигнала пре него што одељење за пренос пренесе сигнал кодеру мрежног предузећа. Резултати мерења показују да разлика у аудио / видео кашњењу ова три сигнала не прелази 12 мс, односно једно поље није довољно, што указује да сигнал нема проблем са аудио и видео синхронизацијом у контролном центру емитовања.
Тестирање различитих сет-топ боксова
За другу тачку мерења изабрали смо предњу рачунарску собу мрежне компаније. Као што је приказано на слици 2, овде смо одабрали главне марке сет-топ боксова који се тренутно користе у Кини за тестирање. Након кодирања пробног сигнала ТГ700 кроз оригинални кодер који користимо, убаците га у канал који тренутно емитујемо. Затим користите сет-топ бок у предњој рачунарској соби за демодулацију ТВ сигнала. Декодирани аудио / видео сигнал се затим шаље на ВФМ7120 ради мерења након А / Д и уградње аналогног сигнала кроз Панасониц Д950 видео рекордер. Резултати мерења показују да је разлика у кашњењу аудио / видео код ових врста сет-топ бок уређаја различита, неке су испред 150 мс, а неке заостају за 300 мс. То показује да различити сет-топ бок уређаји имају различите могућности одржавања односа синхронизације између аудио / видео сигнала након демодулације и декодирања истог дигиталног ТВ сигнала.
Тестирање различитих енкодера
Као што је приказано на слици 3, и даље користимо ТГ700 генератор сигнала за тестирање различитих енкодера и омогућавамо енкодеру, модулатору и сет-топ боку да направе симулирано окружење за емитовање / гледање. Овде користимо неколико енкодера различитих марки. Након кодирања тестног сигнала ТГ700, модулира га исти модулатор, а затим сигнал декодира исти сет-топ бок. Такође га обрађује Д950 и шаље на мерење ВФМ7120. Коначни резултат мерења је да су неке од њихових разлика у аудио / видео кашњењу 30 мс, а неке и 300 мс, што указује да различити кодери имају већи утицај на аудио / видео синхронизацију коначног сигнала за гледање сет-топ бок-а.
Анализа узрока
Принцип времена МПЕГ-2 система
Тренутно је у систему преноса дигиталне ТВ у мојој земљи стандард МПЕГ-2 важан стандард компресије звука и слике. Компримује, кодира и мултиплексира програмске сигнале на крају извора, а демултиплексира и декодира сигнале на пријемном крају. Широко се користи. Дигитални систем преноса који користимо заснован је на МПЕГ-2 стандарду. Погледајмо структуру система МПЕГ-2, као што је приказано на слици 4.
Са слике 4 се види да аудио и видео сигнали чине основни ток након што сувишни податак уклони кодер компресије. Овај основни ток кода не може се директно сачувати или пренети. Мора се послати одређеном пакеру. Елементарни ток кода подељен је на пасусе у складу са одређеним форматом, а додају се специфични идентификациони знакови како би се формирао такозвани упаковани елементарни код (ПЕС). ПЕС пакети су аудио и видео пакети података променљиве дужине. Затим се аудио и видео ПЕС пакети и помоћни подаци шаљу преносном подсистему који су подељени у мале пакете података фиксне дужине 188б и мултиплексирани временским мултиплексирањем. Формира се један ТС ток, а ТС ток достиже крај пријема након преноса кроз канал.
Као што сви знамо, синхронизација је неопходан услов за исправан ТВ приказ. За дигиталну ТВ, будући да се бафер користи за складиштење сигнала током процеса компресије и кодирања, временска ос сигнала у мултиплексеру се мења, плус је количина редундансе података различита, однос компресије је такође различит, тако да временска ос Велике промене, посебно у обради слоја групе оквира, промењен је и редослед Б оквира и П оквира. Све ово чини да синхронизација дигиталних ТВ сигнала потпуно губи концепт оригиналне секвенце. Ефикасан начин постизања синхронизације је додавање временске ознаке у ток сигналног кода сваки пут када прође одређени интервал. Помоћу ове ознаке крај пријема може се преуредити према тој временској ознаци током процеса декодирања пре приказа, реконструисати редослед слике пре компресије и кодирања и временски однос између звука и слике, чиме се постиже синхронизација слике и звук се синхронизује са сликом.
Са слике 4 се такође може видети да у МПЕГ-27 кодеру постоји један заједнички системски такт СТЦ (2МХз). Овај сат се користи за генерисање временске ознаке која указује на тачно декодирање и приказ времена аудио / видео записа. Истовремено, може се користити за означавање узорковања Тренутна вредност тренутног системског времена. Сат је фазно закључан линијском синхронизацијом улазног видео записа. Када је улаз СДИ сигнал, системски сат кодера генерише сат подељен са 10. То је појава заједничког системског сата у кодеру, као и регенерација такта у декодеру и тачан употреба временских жигова који пружају основу за исправну синхронизацију операција у декодеру. Да би се остварила синхронизација такта кодека, сат СТЦ система се броји у кодеру, а вредност узорковања бројача се преноси на пријемник у заглављу адаптације изабраног ТС пакета сваког одређеног времена преноса, као декодирање Референтни сигнал програмског сата процесора, а то је ПЦР. Важећи ПЦР бит је 42б, међу којима је високих 33б ПЦР_Басе, што је вредност бројања у јединици сата 27МХз и такта подељеног са 300, а ниска вредност 9б је ПЦР_Ектенсион, што је вредност бројања у такту 27МХз као јединица. Поред ПЦР-а, веома су важне и ознака времена декодирања ДТС и ознака времена приказа ПТС. Они су слични ПЦР_Басе. Такође се креирају помоћу системског такта кодера од 27 МХз, подељеног са 300 као вредност броја јединица. Међу њима, ДТС се користи за упућивање декодера када треба декодирати примљену слику и аудио оквир, а ПТС се користи за обавештавање када треба приказати декодирани оквир слике.
Када се користи двосмерно кодирање, декодирање одређене слике мора се извршити у одређеном временском периоду пре него што се прикаже, како би се могла користити као изворни подаци за декодирање слике Б-оквира. На пример, редослед приказивања слика је ИББП, али редослед преноса слика је ИПББ. МПЕГ референтни модел верује да се декодирање одвија тренутно, односно декодирање и приказ се обављају истовремено. За аудио оквире и слике Б оквира, време декодирања и време приказа су исти, а ПТС је исти као ДТС, па треба преносити само ПТС. За видео И и П оквире, због преуређивања оквира, време декодирања и време приказа се разликују, а ПТС и ДТС морају да се преносе истовремено. Када декодер прими секвенцу слике ИПББ, мора декодирати И-фраме и П-фраме слике пре декодирања прве Б-фраме слике. Декодер истовремено може декодирати само један оквир слике, тако да прво декодира слику И кадра и чува је. Када се слика П оквира декодира, она избацује и приказује декодирану слику И кадра, а затим декодира и приказује слику Б оквира. Табеле 1, 2, 3 и 4 приказују секвенцу улазних и излазних слика кодера, ПТС и ДТС вредности сваког оквира и декодирање и декодирање секвенце декодирања и приказивања сваког оквира слике.
У Табели 1, 13 оквира слика чине групу слика, први кадар И оквир користи кодирање унутар оквира, други и трећи Б кадар добијају се двосмерним предвиђањем из првог и четвртог оквира, а четврти кадар П оквира је прошао поред првог кадра. Изведено из предвиђања унапред. Након кодирања првог оквира, кодер прво баферује други и трећи кадар, кодира четврти кадар, а затим кодира други и трећи кадар, и тако даље, а коначни кодирани излазни низ је приказан у приказаној табели 2.
Из табеле 3 и табеле 4 може се видети да када декодер прими одређену приступну јединицу која садржи слику у оквиру И, пакет података датотеке треба да садржи ДТС и ПТС, време између вредности ове две ознаке Интервал је један период слике. Након што је слика И оквира П оквир, у пакету података датотеке такође треба да постоје ДТС и ПТС, а временски интервал између вредности две ознаке је три периода слике. Затим постоје два Б-оквира, чији фајл пакети података садрже само ПТС. То ће рећи, слика И кадра ће се репродуковати и приказати након одлагања од једног кадра након декодирања. Када се прикаже И оквир, четврти кадар П декодира се, али се не репродукује и приказује. Прво се кешира, а након што се репродукује и приказује 1И кадар, одмах декодирајте и прикажите 2Б оквире, затим 3Б оквире, затим прикажите баферисане 4П оквире, истовремено декодирајте и баферирајте 7П оквире и тако даље. Може се видети да је редослед декодираних и приказаних слика у складу са редоследом уноса слика у табели 1.
Принцип времена декодера (сет-топ бок)
ПТС и ДТС су само 33б вредности. Ако нема референце на временску осу представљену ПЦР-ом, ова вредност је бесмислена. Да би се одржало исправно декодирање, системски сатови кодера и декодера (сет-топ бок) морају бити закључани, односно њихове фреквенције су исте, а почетне вредности њихових бројача су исте.
У декодеру се налази осцилатор под напоном (ВЦО) фреквенције око 27 МХз. Излазни сигнал се шаље бројачу као системски такт да би се генерисала тренутна вредност узорка СТЦ, која је вредност од 42б попут ПЦР-а. Међу њима, високих 33б је вредност броја у јединици такта од 27МХз након 300 розе фреквенције, а ниских 9б је вредност броја у јединици од 27МХз сата. Када нови програм стигне на декодер (сет-топ бок), декодер (сет-топ бок) добија ПЦР вредност из тока кода, упоређује своју вредност ПЦР_Ектентион са доњих 9б битова тренутног СТЦ-а и добија грешку сигнал, а затим пролази кроз фазно закључан круг петље. Подесите осцилатор управљан напоном тако да системска фреквенција такта декодера (сет-топ бок) буде у складу са системском тактом фреквенције кодера. Добијте ПТС и ДТС вредности сваког оквира секвенцијално из тока кода и упоредите их са високих 33б битова тренутне СТЦ вредности. Ако је вредност ДТС већа од вредности СТЦ, ток кода се баферује и истовремено се прати промена вредности СТЦ. Када се СТЦ вредност повећа на једнаку ДТС вредност, ток кодног оквира се декодира. Када је СТЦ вредност једнака ПТС вредности, репродукујте кадар. Ако је због треперења кашњења бафера преносне мреже, када ток кода достигне декодер (сет-топ бок), његова ПТС вредност већ мања од вредности СТЦ, тада декодер (сет-топ бок) прескаче овај оквир и одбацује податке о кадру. Будући да се ПТС и ДТС генеришу на основу ПЦР вредности, прва добијена ПЦР вредност мора се користити као почетна вредност за постављање СТЦ бројача декодера (сет-топ бок) како би њихове вредности биле исте, иначе, временска база ће бити другачија. , Дакле, грешка у декодирању. Обрада звука и слике је слична, али нема проблема са временским преуређивањем. Слика 5 приказује дијаграм принципа рада декодера (сет-топ бок) ПЦР-а.
Разлози за несинхронизацију звука и слике
У практичној примени, неки енкодери изазивају подрхтавање у свом излазном такту због нестабилне временске базе улазног видео сигнала, а интервал синхронизације оквира није 40 мс. За ове енкодере, након подешавања почетне ДТС вредности према ПЦР-у и одлагања међуспремника, ДТС вредност сваког оквира добија се додавањем фиксне вредности претходном ДТС-у (ова вредност се може израчунати на следећи начин: 27МХз је подељено са 300 90кХз, а ПАЛ ТВ је 25 кадрова у секунди, па је вредност 90000/25 = 3600), а вредност ПТС израчунава се према типу кадра и ГОП типу. Међутим, вредност ПЦР-а није порасла за 3600 током овог периода, што је проузроковало да ДТС и ПТС постану већи или мањи у односу на ПЦР. Неки декодери (сет-топ бок-ови) не користе осцилатор контролисан напоном, а њихов системски такт је фиксних 27МХз, али користи примљену ПЦР вредност за иницијализацију вредности локалног системског бројача часовника. Кодер и декодер (сет-топ бок) не могу одржавати строгу блокаду, што може довести до тога да декодер (сет-топ бок) испушта оквире. Међутим, неки декодери (сет-топ боксови) више не стриктно декодирају и приказују према ДТС и ПТС након губитка кадра, већ декодирају према ситуацији бафера, јер је кашњење видео и аудио кодирања различито, може проузроковати аудио Слика није синхронизована.
Поред тога, у процесу преноса од кодера до декодера (сет-топ бок), због постојања веза међуспремника са променљивим кашњењем као што су мултиплексери и модулатори, кашњење преноса ПЦР пакета можда неће бити константно, варирајући од великих до мали. Ако се ПЦР не исправи, могу се појавити и горе наведени проблеми.
да сумирам
Из горње анализе се види да и кодер и декодер (сет-топ бок) могу проузроковати појаву асинхронизације звука и слике. Након тестирања кодера различитих марки, наша станица је одабрала енкодер са бољим тест индикаторима и заменила оригинални енкодер, што је у великој мери побољшало појаву да ТВ звук и слика нису синхронизовани. У следећем кораку увођења сет-топ бок-ова, мрежне компаније ће такође појачати тестирање релевантних индикатора како би побољшале квалитет оцена публике. Наравно, у процесу унапређења дигитализације радија и телевизије моје земље, још увек су нам потребни заједнички напори наших телевизијских радника и произвођача опреме како бисмо коначно постигли потпуни успех.в
Наша друга производ:
