TS科普25TS音視頻同步及PCR相關(guān)計(jì)算

1、TS科普25TS音視頻同步及PCR相關(guān)計(jì)算題記：時(shí)間戳將每一秒分成90000份，即將每一毫秒分成90份MPEG2系統(tǒng)用于視音頻同步以及系統(tǒng)時(shí)鐘恢復(fù)的時(shí)間標(biāo)簽分別在ES,PES和TS這3個(gè)層次中。在TS層,TS頭信息包含了節(jié)目時(shí)鐘參考PCR(ProgramClockReference),用于恢復(fù)出與編碼端一致的系統(tǒng)時(shí)序時(shí)鐘STC(SystemTimeClock)。在PES層，在PES頭信息里包含有表示時(shí)間戳PTS(PresentationTimeStamp)和解碼時(shí)間戳DTS(DecodingTimeStamp);在ES層，與同步有關(guān)的主要是視頻緩沖驗(yàn)證VBV(VideoBufferVerifi

2、er),用以防止解碼器的緩沖器出現(xiàn)上溢或者下溢；同步機(jī)制編碼器系統(tǒng)時(shí)鐘STC:編碼器中有一個(gè)系統(tǒng)時(shí)鐘(其頻率是27MHz),此時(shí)鐘用來產(chǎn)生指示音視頻的正確顯示和解碼的時(shí)間戳，同時(shí)可用來指示在采樣過程中系統(tǒng)時(shí)鐘本身的瞬時(shí)值PCR(ProgramClockReference):指示系統(tǒng)時(shí)鐘本身的瞬時(shí)值的時(shí)間標(biāo)簽稱為節(jié)目參考時(shí)鐘標(biāo)簽(PCR)。PCR的插入必須在PCR字段的最后離開復(fù)用器的那一時(shí)刻，同時(shí)把27MHz系統(tǒng)時(shí)鐘的采樣瞬時(shí)值作為PCR字段插入到相應(yīng)的PCR域。它是放在TS包頭的自適應(yīng)區(qū)中傳送.27MHz的系統(tǒng)時(shí)鐘STC經(jīng)波形整理后分成兩路：PCR_ext(9bits),由27MHz脈沖直接

3、觸發(fā)計(jì)數(shù)器生成擴(kuò)展域.PCR_base(33bits),經(jīng)300分頻器分頻成90kHz脈沖送入一個(gè)33位計(jì)數(shù)器生成90kHz基值,用于和PTS/DTS比較，產(chǎn)生解碼和顯示所需要的同步信號.這兩部分被置入PCR域，共同組成42位的PCR.輸入到T-STD解碼器的第i個(gè)字節(jié)的PCR值：PCR(i)=PCR_base(i)*300+PCR_ext(i)i:包含program_clock_reference_base域的最后一個(gè)比特的字節(jié)號.PCR_base(i)=(system_clock_frequency*t(i)/300)%2人33PCR_ext(i)=(system_clock_freque

4、ncy*t(i)/1)%300t(i):字節(jié)i的編碼時(shí)間.例如：時(shí)間03:02:29.012的PCR計(jì)算如下：03:02:29.012=(3*60)+2)*60+29.012=10949.012sPCR_base=(27000000*10949.012)/300)%2人33=98541080PCR_ext=(27000000*10949.012)/1)%300=0PCR=98541080*300+0=295623324000逆推一個(gè)：假設(shè)PCR=1209740011800PCRbase=1209740011800/300=4032466706PCR-ext=1209740011800%300=

5、0t=PCRbase*300/27000000=44805.185622222222222222222222222time:t/3600:(t-(t/3600)/60:t-(t-(t/3600)/60=12:26:45.185622222222222222222222222PCR-base的作用：與PTS和DTS作比較，當(dāng)二者相同時(shí),相應(yīng)的單元被顯示或者解碼.在解碼器切換節(jié)目時(shí)，提供對解碼器PCR計(jì)數(shù)器的初始值，以讓該P(yáng)CR值與PTS、DTS最大可能地達(dá)到相同的時(shí)間起點(diǎn).PCR-ext的作用：通過解碼器端的鎖相環(huán)路修正解碼器的系統(tǒng)時(shí)鐘，使其達(dá)到和編碼器一致的27MHz.PTS(Presenta

6、tionTimeStamp)：指示音視頻顯示時(shí)間的時(shí)間戳稱為顯示時(shí)間戳(PTS);PTS域?yàn)?3bits,是對系統(tǒng)時(shí)鐘的300分頻的時(shí)鐘的計(jì)數(shù)值.它被編碼成為3個(gè)獨(dú)立的字段：PTS32.3029.1514.0表示此分組中第一個(gè)訪問單元在系統(tǒng)目標(biāo)解碼器中的預(yù)定顯示時(shí)間.PTS值為：PTS(k)=(system_clock_frequency*TPn(k)/300)%2人33TPn(k):表示單元Pn(k)的表示時(shí)間.以上一個(gè)PCR：12:26:45.185622222222222222222222222為基準(zhǔn)當(dāng)前IDR幀(poc=0)的PTS為：4032475706time=PTS*300/27

7、000000=44805.285622222222222222222222222=12：26：45.285622222222222222222222222當(dāng)期poc=1的PTS為：4032479306time1=PTS*300/27000000=44805.365622222222222222222222222=12：26：45.325622222222222222222222222222time1-time2=0.04即0.04s播放一幀一秒播放25幀我們可以看到兩個(gè)PTS之間相差360040ms播放一幀則3600=40*90(90hz)=3600DTS(DecodingTimeStamp)

8、:指示音視頻的解碼時(shí)間戳稱為解碼時(shí)間戳(DTS),DTS域?yàn)?3bits，編碼成為3個(gè)獨(dú)立的字段：DTS32.3029.1514.0表示此分組中第一個(gè)訪問單元在系統(tǒng)目標(biāo)解碼器中的預(yù)定解碼時(shí)間.DTS值為：DTS(j)=(system_clock_frequency*TDn(j)/300)%2人33TDn(j):第n個(gè)ES流的第j個(gè)存取單元An(j)的解碼時(shí)間.DTS就視頻來說，因?yàn)橐曨l編碼的時(shí)候用到了雙向預(yù)測，個(gè)圖像單元被解出，并非馬上就被顯示，可能在存儲器中留一段時(shí)間，作為其余圖像單元的解碼參考,在被參考完畢后,才被顯示.音頻PTS:針對音頻和視頻的同步顯示，MPEG提出了一個(gè)音頻PTS.由

9、于聲音沒有用到雙向預(yù)測，它的解碼次序就是它的顯示次序，故它只有PTS.VBV_delay:視頻流延時(shí)值,在解碼時(shí)利用視頻流緩沖區(qū)把視頻流緩存到相應(yīng)的vbv_delay時(shí)間后,再啟動解碼器解碼、顯示、實(shí)現(xiàn)音視頻的同步.VBV_delay存在于視頻ES的頭部，長度為16bit.解碼器首先，解析PCR,重建和編碼器同步的27MHz系統(tǒng)時(shí)鐘，恢復(fù)27MHz系統(tǒng)時(shí)鐘后；再，通過VBV_delay(視頻流延時(shí)值)的數(shù)值來確定解碼的開始；之后，利用PES流中解碼時(shí)間戳(DTS)和顯示時(shí)間戳(PTS)來確定解碼和顯示的次序.用PCR來對系統(tǒng)時(shí)鐘進(jìn)行修正.解碼器同步算法總結(jié)如下:.解碼器從輸入碼流的包頭中解出時(shí)

10、間信息PCR送入到系統(tǒng)時(shí)間時(shí)鐘恢復(fù)電路；系統(tǒng)時(shí)間時(shí)鐘恢復(fù)電路在接收到每一個(gè)新的PCR時(shí)，進(jìn)行本地系統(tǒng)時(shí)間時(shí)鐘恢復(fù)和鎖相。.解復(fù)用器后，從PES包頭中解出顯示時(shí)間標(biāo)簽PTS和解碼時(shí)間標(biāo)簽DTS，并送入到基本流解碼器中。.基本流解碼器在接收到新的PTS/DTS后，存入對應(yīng)的FIF0(先進(jìn)先處存儲器)中進(jìn)行管理；對于沒有PTS/DTS的顯示單元，需要對其時(shí)間標(biāo)簽進(jìn)行插值，并送入到FIF0中管理。.每一顯示單元開始解碼前，用其對應(yīng)的DTS與STC進(jìn)行比較，當(dāng)STC與DTS相等時(shí)開始解碼；.每一顯示單元開始顯示前，用其對應(yīng)的PTS與STC進(jìn)行比較，當(dāng)STC與PTS相等時(shí)開始顯示。三、失同步處理27MHz系統(tǒng)時(shí)鐘經(jīng)過300分頻后，得到本地的33bitsPCR_Base,該時(shí)鐘與寄存器中當(dāng)前圖像的PTS/DTS進(jìn)行比較,系統(tǒng)軟件根據(jù)比較結(jié)果做出相應(yīng)的處理：.若當(dāng)前的PTS/DTS比PCR計(jì)數(shù)器的值小于半幀以上，即PTS_Base-APTS/2,此時(shí)說明系統(tǒng)解碼過慢，解碼器處于失步狀態(tài)，應(yīng)根據(jù)該幀的結(jié)構(gòu)做出相應(yīng)