Lykilorð: Ósamstilltur hljóð og mynd MPEG-2 PCR DTS PTS kóðara afkóða
Með hraðri þróun stafræns sjónvarps í landi mínu og framþróun stafrænna umbreytinga þéttbýlisútvarps og sjónvarpsneta, eru fleiri og fleiri farnir að nota sjónvarpskassa til að horfa á stafræn sjónvarpsefni. En þegar verið er að horfa á sjónvarpsþætti í gegnum sjónvarpskassa komast áhorfendur stundum að því að hljóð og mynd er ekki samstillt. Þetta vakti líka athygli okkar.
Fyrirbæri og próf
Guiyang City lauk í grundvallaratriðum stafrænum umbreytingum á útvarps- og sjónvarpskerfi sínu í lok árs 2007 og dagskrár sjónvarpsstöðvarinnar í Guizhou eru einnig komnar í stafrænu netmiðlunina. Eftir að við komum inn í stafræna netið komumst við að því að nokkur dagskrá stöðvar okkar hafði fyrirbrigði að ekki væri samstillt hljóð og mynd á sumum svæðum, sérstaklega þegar fréttir voru sendar út á gervihnattamyndarásinni og fólksrásinni. Til þess að komast að því hvar vandamálið er, ákváðum við að gera lip sync próf á öllum flutningsleið áætlunarinnar. Búnaðurinn sem notaður er við prófunina er Tektronix WFM7120. Þegar hljóð / myndbandsmæling er gerð er einnig nauðsynlegt að búa til röð af stuttum litastikum í gegnum TG700 DVG7 og hljóðröðin er felld inn í þennan hóp myndbands með 5s millibili, sendu slíkt merki til kerfið sem verið er að prófa og að lokum sendu merkið til WFM7120 til að mæla tímamismun á hljóð og mynd.
Innra próf útvarpsstöðvarinnar
Eins og sést á mynd 1, í því skyni að mæla hvort það er hljóð / myndatöfunar munur á sjónvarpsstöðvakerfinu, notum við skoðunartímann til að taka upp prófmerkið sem myndast af TG700 inn á harða diskinn, spila það í gegnum harða diskinn, og sláðu inn prófmerkið til tafarans. Eftir ramma samstillingar mát er henni útvarpað á rás og síðan mælum við þessi þrjú merki áður en flutningsdeildin sendir merkinu til kóðara netfyrirtækisins. Mælingarniðurstöðurnar sýna að mismunur hljóðs / myndbands seinkunar þessara þriggja merkja fer ekki yfir 12 ms, það er, einn reitur er ekki nóg, sem gefur til kynna að merkið hafi ekki vandamál með samstillingu hljóðs og myndbands í stjórnstöðinni.
Prófun á mismunandi stilliboxum
Fyrir annan mælipunktinn völdum við framhlið tölvuherbergis netfyrirtækisins. Eins og sést á mynd 2, hér höfum við valið helstu vörumerki búnaðarkassa sem nú eru notaðir í Kína til prófana. Eftir að búið er að kóða TG700 prófmerkið í gegnum upprunalega kóðara sem við erum að nota skaltu setja það í rásina sem við erum að senda út núna. Notaðu síðan móttakara í tölvuherberginu að framan til að draga úr sjónvarpsmerkinu. Afkóðað hljóð- / myndmerki er síðan sent til WFM7120 til mælinga eftir A / D og fellt hliðstæða merkið í gegnum Panasonic D950 myndbandsupptökutæki. Mælingarniðurstöðurnar sýna að mismunur á hljóð- og myndatöfum á þessum tegundum búnaðarkassa er mismunandi, sumir eru á undan 150 milljón og aðrir eru 300 millibili. Þetta sýnir að mismunandi stöðvakassar hafa mismunandi getu til að viðhalda samstillingar sambandinu milli hljóð / myndmerkja eftir að hafa breytt og afkóðað sama stafræna sjónvarpsmerki.
Prófun á mismunandi kóðara
Eins og sést á mynd 3, notum við samt TG700 merkjaflugvélina til að prófa mismunandi kóðara og gera kóðara, mótara og móttakara kleift að byggja upp herma útsendingar / útsýnisumhverfi. Hér notum við nokkra kóðara af mismunandi tegundum. Eftir að búið er að kóða prófmerkið TG700 er það mótað af sama mótunaraðilanum og síðan er merkið afkóðað af sama búnaðartæki. Það er einnig unnið af D950 og sent til WFM7120 til mælinga. Lokaniðurstaðan í mælingunni er sú að sumir munir á hljóð- og myndatöfum þeirra eru 30ms og sumir ná 300ms, sem gefur til kynna að mismunandi kóðarar hafi meiri áhrif á hljóð- / myndsamstillingu á lokaáhorfi setstöðvakassans.
Orsök greiningar
Tímasetningarreglan í MPEG-2 kerfinu
Sem stendur, í stafrænu sjónvarpssendingarkerfi landa míns, er MPEG-2 staðall mikilvægur hljóð- og myndþjöppunarstaðall. Það þjappar saman, kóðar og margfeldir forritamerki við upprunaendann og demultiplexar og afkóðar merki í móttökuendanum. Hefur verið mikið notað. Stafræna flutningskerfið sem við erum að nota er byggt á MPEG-2 staðlinum. Lítum á kerfisgerð MPEG-2, eins og sést á mynd 4.
Það má sjá á mynd 4 að hljóð- og myndmerkin mynda grunnstraum eftir að óþarfa upplýsingar eru fjarlægðar með þjöppunarkóðanum. Ekki er hægt að geyma eða senda þennan grunnkóðastraum beint. Það verður að senda það til ákveðins pakkara. Grunnkóðastraumnum er skipt í málsgreinar eftir ákveðnu sniði og sérstökum auðkennisstöfum bætt við til að mynda svokallaðan pakkaðan grunnkóðastraum (PES). PES-pakkar eru hljóð- og myndgagnapakkar með breytilega lengd. Síðan eru hljóð- og mynd-PES-pakkar og viðbótargögn send til undirkerfisins fyrir sendingu sem er skipt í litla gagnapakka með fasta lengd 188b og margfaldað með margskiptingu tímaskiptingar. Einn TS straumur er myndaður og TS straumurinn nær móttökunni eftir sendingu um rásina.
Eins og við öll vitum er samstilling nauðsynleg skilyrði fyrir réttri sjónvarpsskjá. Þar sem biðminni er notaður til að geyma merki meðan á þjöppunar- og kóðunarferlinu stendur er stafrænu sjónvarpi breytt ásás merkisins í margfaldaranum auk þess sem gagnamagn er frábrugðið, þjöppunarhlutfallið er einnig mismunandi, þannig að tímaás Miklar breytingar, sérstaklega í vinnslu rammahópsins, röð B ramma og P ramma hefur einnig breyst. Öll þessi gera það að verkum að samstilling stafrænna sjónvarpsmerkja missir alveg hugmyndina um upprunalegu röðina. Árangursrík leið til að ná samstillingu er að bæta tímamerki við merkjakóðastrauminn í hvert skipti sem tiltekið bil líður. Með þessu merki er hægt að panta móttökuendann í samræmi við þetta tímamerki meðan á afkóðunarferlinu stendur áður en hann er sýndur, endurgera röð myndarinnar fyrir þjöppun og kóðun og tímasambandið milli hljóðs og myndar og ná þannig myndsamstillingu og hljóð er samstillt við myndina.
Það má einnig sjá á mynd 4 að það er ein algeng kerfisklukka STC (27MHz) í MPEG-2 kóðanum. Þessi klukka er notuð til að búa til tímastimpil sem gefur til kynna rétta afkóðun og birtingu tímasetningar hljóðs / myndbands. Á sama tíma er hægt að nota það til að gefa til kynna sýnatöku Augnabliks gildi klukkutíma kerfisklukkunnar. Klukkan er fasalás með línusamstillingu inntaksmyndbandsins. Þegar inntakið er SDI merki myndast kerfisklukka kóðunarinnar með klukkunni deilt með 10. Það er tilkoma sameiginlegs kerfisklukku í kóðanum, svo og endurnýjun klukkunnar í afkóðanum og rétt notkun tímamerkja, sem leggja grunninn að réttri samstillingu aðgerða í afruglaranum. Til þess að átta sig á klukkusamstillingu merkjamálsins er STC kerfisklukkan talin í kóðanum og sýnatökugildi teljarans er sent til móttakandans í aðlögunarhausnum á völdum TS pakkanum á hverjum ákveðnum sendingartíma, sem afkóðun Forritsklukkuviðmiðunarmerki örgjörvans, sem er PCR. PCR gildur biti er 42b, þar á meðal hár 33b er PCR_Base, sem er talgildið í einingu 27MHz klukkunnar og klukkunni deilt með 300, og lága 9b er PCR_Extension, sem er talgildið í 27MHz klukkunni sem einingin. Auk PCR eru afkóðunartímar DTS og skjátímamerkisins PTS einnig mjög mikilvægir. Þeir eru svipaðir PCR_Base. Þau eru einnig búin til með 27MHz kerfaklukki kóðara, deilt með 300 sem gildi eininga. Meðal þeirra er DTS notað til að leiðbeina afkóðanum hvenær á að afkóða móttekna mynd og hljóðramma og PTS er notað til að tilkynna hvenær á að sýna afkóðaða myndarammann.
Þegar tvíhliða kóðun er notuð þarf að afkóða ákveðna mynd innan tímabils áður en hún birtist, svo að hægt sé að nota hana sem heimildargögn til að afkóða B-rammamyndina. Til dæmis er skjáröð mynda IBBP en sendingaröð mynda er IPBB. MPEG tilvísunarlíkanið telur að afkóðun eigi sér stað samstundis, það er að segja að afkóðun og skjámynd sé framkvæmd á sama tíma. Fyrir hljóðramma og mynd B ramma er afkóðunartími og sýningartími sá sami og PTS er það sama og DTS og því þarf aðeins að senda PTS. Fyrir myndramma I og P ramma, vegna endurröðunar ramma, eru afkóðunartími og sýningartími mismunandi og PTS og DTS verður að senda á sama tíma. Þegar afkóðarinn fær IPBB myndaröðina verður hann að afkóða I-ramma og P-ramma myndirnar áður en fyrsta B-rammamyndin er afkóðuð. Afruglarinn getur aðeins afkóðað einn myndaramma í einu, þannig að hann afkóðar fyrst I rammamyndina og geymir hana. Þegar P rammamyndin er afkóðuð sendir hún út og sýnir afkóðaða I rammamyndina og afkóðar síðan og birtir B rammamyndina. Töflur 1, 2, 3 og 4 sýna röð inntaks og úttaks mynda umrita í dulmálinu, PTS og DTS gildi hvers ramma og afkóða og sýna röð hvers ramma myndarinnar með afruglaranum.
Í töflu 1, mynda 13 rammar af myndum hóp af myndum, fyrsti rammi I ramminn notar kóða innan ramma, annar og þriðji B ramminn er fenginn með tvíhliða spá frá fyrsta og fjórða ramma og fjórði rammi P ramminn er framhjá fyrsta rammanum. Afleidd af spá fram á við. Eftir kóðun fyrsta rammans, umbreytir kóðarinn fyrst annan og þriðja ramma, kóðar fjórða rammann og kóðar síðan annan og þriðja ramma og svo framvegis og síðasta kóðaða framleiðsluröðin er sýnd í töflu 2 sýnd.
Það sést á töflu 3 og töflu 4 að þegar afkóðarinn fær tiltekna aðgangseiningu sem inniheldur I rammamynd, þá ætti skráargagnapakkinn að innihalda DTS og PTS, tíminn á milli gildi þessara tveggja merkja. Tímabilið er eitt myndatímabil. Eftir að I-rammamyndin er P-ramminn, ættu einnig að vera DTS og PTS í skjalagagnapakkanum og tímabilið á milli gilda merkjanna tveggja er þrjú myndatímabil. Síðan eru tveir B-rammar, skrárgagnapakkarnir innihalda aðeins PTS. Það er að segja, ég rammamyndin verður spiluð og birt eftir töf á einum ramma eftir afkóðun. Þegar I ramminn birtist er fjórði rammi P ramminn afkóðaður, en hann er ekki spilaður og birtur. Það er vistað í skyndiminni og eftir að 1I ramminn hefur verið spilaður og birtur, afkóða og sýna 2B ramma strax, síðan 3B ramma, síðan sýna biðminni 4P ramma, og afkóða og biðja 7P ramma á sama tíma og svo framvegis. Það má sjá að röð afkóðaðra og sýndra mynda er í samræmi við röð myndinntaks í töflu 1.
Tímasetningarregla afruglara (set-top box)
PTS og DTS eru bara 33b gildi. Ef engin tilvísun er í tímaásinn með PCR er þetta gildi tilgangslaust. Til þess að viðhalda réttri afkóðun verður að halda kerfisklukkum kóðara og afkóða (stillibox) læstum, það er að segja að tíðni þeirra er sú sama og upphafsgildi viðkomandi teljara eru þau sömu.
Það er spennustýrður oscillator (VCO) með tíðninni um 27MHz í afruglaranum (set-top box). Útgangsmerkið er sent til teljarans sem klukka kerfisins til að búa til núverandi STC sýnishorn gildi, sem er gildi 42b eins og PCR. Meðal þeirra er hátt 33b talgildið í einingu 27MHz klukkunnar eftir 300 bleika tíðni, og lágt 9b er talgildið í einingunni 27MHz klukkunnar. Þegar nýtt forrit kemur að afkóðanum (set-top box), afkóðarinn (set-top box) fær PCR gildi úr kóðastraumnum, ber saman PCR_Extention gildi þess og neðri 9b bita núverandi STC og fær villuna merki, og fer síðan í gegnum fasalásaða hringrásina. Stilltu spennustýrða oscillatorinn þannig að klukkukerfi kerfisins í afruglaranum (set-top box) er í samræmi við klukkutíðni kerfisins í dulmálinu. Fáðu PTS og DTS gildi hvers ramma í röð frá kóðastraumnum og berðu þau saman við háu 33b bitana af núverandi STC gildi. Ef DTS gildi er hærra en STC gildi er kóðastraumurinn í biðminni og fylgst er með STC gildi breytingunni á sama tíma. Þegar STC gildi eykst til jafns við DTS gildi er rammakóðastraumurinn afkóðaður. Þegar STC gildi er jafnt PTS gildi, Spilaðu rammann. Ef vegna biðminni seinkunar jitter flutningsnetkerfisins, þegar kóðastraumurinn nær að afkóðanum (set-top box), er PTS gildi þess nú þegar minna en STC gildi, þá sleppir afruglarinn (set-top box) þessum ramma og fleygir rammagögnum. Þar sem PTS og DTS eru mynduð út frá PCR gildi, verður að nota fyrsta PCR gildi sem fæst sem upphafsgildi til að stilla STC teljara afruglara (set-top box) til að gera gildi þeirra eins, annars er tímamark verður öðruvísi. , Svona afkóðunarvilla. Vinnsla hljóðs og myndbands er svipuð en það er ekkert vandamál með endurröðun tímasetningar. Mynd 5 sýnir vinnureglu skýringarmynd afkóða (set-top box) PCR.
Ástæður fyrir ósamstilltu hljóði og myndbandi
Í hagnýtum forritum valda sumir kóðarar hræringum í framleiðsluklukkunni vegna óstöðugs tímabils inntaks myndbandsmerkisins og rammasamstillingarbilið er ekki 40ms. Eftir að upphafs DTS gildi hefur verið stillt í samræmi við PCR og biðtöf á biðminni, fæst DTS gildi hvers ramma með því að bæta föstu gildi við fyrri DTS (þetta gildi er hægt að reikna út á eftirfarandi hátt: 27MHz er deilt með 300 Það er 90kHz, og PAL sjónvarp er 25 rammar á sekúndu. Þess vegna er gildið 90000/25 = 3600) og PTS gildi er reiknað í samræmi við rammagerð og GOP gerð. PCR gildi hækkaði þó ekki um 3600 á þessu tímabili sem olli því að DTS og PTS urðu stærri eða minni miðað við PCR. Sumir afruglarar (stillikassar) nota ekki spennustýrðan sveiflujöfnun og kerfis klukka þeirra er fastur 27MHz, heldur notar móttekið PCR gildi til að frumstilla gildi staðbundna kerfis klukkuteljarans. Dulkóðarinn og afruglarinn (set-top box) geta ekki haldið strangri læsingu, sem getur valdið því að afkóðarinn (set-top box) falli niður ramma. Sumir afkóðarar (stillikassar) afkóða ekki lengur og sýna í samræmi við DTS og PTS eftir rammatap, heldur afkóða eftir aðstæðum biðminnis, vegna þess að seinkun á mynd- og hljóðkóðun er mismunandi, það getur valdið hljóði Málverkið er ekki samstillt.
Að auki, í flutningsferlinu frá kóðunartækinu til afkóðara (set-top box), vegna þess að til eru breytilegir töfarbuffertenglar eins og margfeldisstuðlar og mótorar, getur verið að sendingartöf PCR-pakka sé ekki stöðug, breytileg frá stórum til lítill. Ef PCR er ekki leiðrétt geta ofangreind vandamál einnig komið fram.
til að taka saman
Út frá ofangreindri greiningu má sjá að bæði umrita í dulmálinu og afruglaranum (set-top box) geta valdið ósamstillingu hljóðs og myndbands. Eftir að hafa prófað kóðara ýmissa tegunda, valdi stöðin okkar kóðara með betri prófunarvísum og skipti um upprunalega kóðara, sem stórbætti fyrirbæri þess að sjónvarpshljóð og mynd eru ekki samstillt. Í næsta skrefi með kynningu á búnaðarkerfum munu netfyrirtæki einnig styrkja prófanir á viðeigandi vísbendingum til að bæta gæði áhorfenda. Auðvitað þurfum við ennþá sameiginlega viðleitni sjónvarpsstarfsmanna okkar og framleiðenda búnaðar til að ná fram stafrænni útfærslu á útvarpi og sjónvarpi í landinu mínu. V
önnur varan okkar:
