基于MPEG-2标准的音视频同步技术的实现
合集下载
相关主题
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
音视频无法同步 。
时间信息 ，接收端和发送端通过行场同步头进行 同步 ，同步相对简单 ，
其发送和接受是严格 同步的，帧与帧之间的延迟是固定的。而在数字电 视系统 中，对节 目 采用数字编码和传输技术 ， 不 同类型的图像编码 ，不 同复杂度 的图像 ，每一帧图像 的数据量是不 同的，码流中帧与帧之间的 延迟也是不 固定的 ， 数字码流 中也没有同步脉冲的概念 ，因此不能直接 在 图像数据的开始处获得定 时信息 。随着数字技术 、网络技术 、通信技
所收看到的电视节 目的声音 和图像就不是相互匹配 ， 逻辑关系十分混乱 ， 降低 了数字 电视传输质量，影 响了用户的视 听感受 ，使用户无法正确理
四、主要的音视频同步算法
音视频 同步是指音频 、视频在经过存储 、处理 、 传输 和播放等环节
仍能维持同一 的时间逻辑关 系。这一时间逻辑关系是在获取音视频数据 时同时确定的 ， 并目 要保持恒定 ，否则就
志 ，也是数字电视技术 和多媒体通信技术 中一个极为特殊和重要的关键 技术 。在传统的模拟电视系统 中，接收机从 图像的同步信号 中直接获得
输 ，否则 ，就会引起接收端信号的不 同步现象 。
（ 四 ）其 他
音视频信号在传输过程 中由于受到影响 ，或者是有线 电视网络传输 能力出现问题 ，都有可能造成信号丢失或者是时间逻辑关系混乱 ，导致
最终实现用普通模拟 电视来收看到高质量数字电视节 目的电视技术 。
、
有线 电视技术 中的音视频同步
同步 ，即将不同类 型载体所传输的信息按照一定的时间、空 间和逻 辑关 系组成一个有机的整体 ，再 以某种形式在 同一时间点展 现出来 。音 视频 同步 ，就是确保具有一定相关性的音视频信号能够在同一时间点上 进行播放 ，以达到电视节 目 完整呈现的 目的。音频和视频技术 的发展是 音视频 同步技术发展的前提 。如果不能保持音视频 同步 ，广大电视用户
以视频为主流媒体 ， 音频为从流媒体 ， 处理方法同上 。
（ 三 ）其 他
二、影响音视频 同步的相关因素
音视频数据 自身的特性及其所处的环境是造成音视频无法保持 同步
的重要原 因。在现代数字电视系统 中，发送端产生 的音视频数据需要通 过一定 的传输 网络才能为接 收端所接受。而在信号传输的过程中 ， 音视 频数据将会 因一些特定的原 因受到影响 ， 从 而导致音视频数据被接 收端 接收时不能保持 同步 。具体来说 ，主要有如下几个 因素。
会影响数字电视节 目的播放质量。 目 前， 在 Ｍ Ｐ Ｅ Ｇ － － ２标准下 ，以 Ｍ Ｐ Ｅ Ｇ － ２ 实时解码技术 为核心的音视频同步算法主要操作方法有 ：
（ 一 ）恢复 系统时钟
针对因发送端与接收端 时钟不一致而导致 的音视频不 同步现象 ，可 以利用码流 中的 Ｐ Ｃ Ｒ恢复系统时钟的 Ｓ Ｔ Ｃ ， 进而按照 Ｄ Ｔ Ｓ 和Ｆ Ｉ Ｓ所指示 的时间解码和播放音视频帧 ， 这样音视频就能保持同步。
三、ＭＰ Ｅ Ｇ一 ２压缩编 码技 术及 其在数字 电视 中的应用
Ｍ Ｐ Ｅ Ｇ － ２ 压缩编码技术是数字电视 系统中的关键技术。 Ｍ Ｐ Ｅ Ｇ ， 即活 动图像专家组英文表述的缩写 ， Ｍ ｏ ｖ ｉ ｎ ｇ Ｐ ｉ ｃ ｔ ｕ ｒ ｅ Ｅ ｘ ｐ ｅ ｒ ｔ Ｇ ｒ ｏ ｕ ｐ ， Ｍ Ｐ Ｅ Ｇ － ２ 是由 Ｉ Ｓ Ｏ ／ Ｉ Ｅ Ｃ信息技术联合技术委员会 １ ９ ８ ８年于制定 的一种通用的活动图像 、 伴音及其组合编码 的标准。
（ 二 ）音 视 频 跟 踪 技 术
接受 。音视频编解码技术是数字 电视技术的核心 ，图像和声音的数字化
处理与传输取得突破性进展也正是其得以普及 的重要原因。但在数字 电
视 系统 中，图像编码的类型不 同，图像的复杂程度 明显变化 ， 编码后也 很难形成 同步脉冲 ，帧与帧之 间的延迟恒定 性被打破 ，这就迫切需要新
解数字 电视所提供的电视节 目 信息 。在传统的模拟 电视系统中，发送端 在传输 图像与声音信号时会 同时发送 同步信号，接收端也就能够直接获
得时 间信息 ，发送端与接收端够保持同步 ， 用户所看到电视 音视频也就 保持 了统一 。当前 ，数字电视 已经逐步取代 了模拟 电视 ，被广大用户所
的技术来为音视频 同步服务 。
利用 Ｍ Ｐ Ｅ Ｇ － ２ 软件解码器进行解码时可以采用这一方法。其 中，音 频跟踪技术 主要是 以音频为主流媒体 ， 视频为从流媒体 ， 在保持音频的 播放速率不变的基础上 ， 利用基于相同时间基点的数据单元的时间标签 ， 通过调整视频的播放帧率来 实现音视频同步。而视频跟踪技术 中，就是
术和多媒体技术的进一步发展及数字电视 的广泛普及 ，广大电视用户对 音频与视频服务质量的要求越来越高 ， 如何确保音视频同步己经成为电
视技术研究领域 的重点问题 。
一
Biblioteka Baidu
这一标准支持较高范围内的图像分辨率。Ｍ Ｐ Ｅ Ｇ － ２压缩编码技术在数字 电视技术体 系中有重要地位 。数字电视 ， 是将原有的模拟信号转换为数 字信号，再经过 Ｍ Ｐ Ｅ Ｇ － － ２ 压缩编码形成数字信号源 ， 并在电视传输网络 上进行传输 ，用户接收端在模拟电视机上安装一个可以机顶盒 ， 再 经过 调谐 、Ｑ Ａ Ｍ解调 、解扰等一系列处理后 ，将数字信号还原为模拟信号 ，
基于 ＭＰ Ｅ Ｇ 一 ２ 标准的音视频同步技术的实现
程 卫
中国电子科技 集团公 司第五 十四研 究所
河北
石 家庄
０ ５ ０ ０ ８ １
【 摘 要 】本 文介 绍 了 有 线电视技 术中的音视频 同步，分析影响音视频信号 同步的相关 因素，并在 Ｍ Ｐ Ｅ Ｇ 一 ２标准下，提 出了可操作性较强的 、适用 于实时解码 的音视 频同步解 决策略 。 【 关键 词】电视技 术 音视 频同步 实现 中图分 类号 ：Ｔ Ｎ ９ １ ９文献标识码 ：Ｂ 文章编号 ：１ ０ ０ ９ － ４ ０ ６ ７ （ ２ ０ １ ３ ） １ ７ － ３ ５ — ０ １ 音视频 的数字化处 理与同步传输 是电视节 目 传输 高质量 的重 要标
时间信息 ，接收端和发送端通过行场同步头进行 同步 ，同步相对简单 ，
其发送和接受是严格 同步的，帧与帧之间的延迟是固定的。而在数字电 视系统 中，对节 目 采用数字编码和传输技术 ， 不 同类型的图像编码 ，不 同复杂度 的图像 ，每一帧图像 的数据量是不 同的，码流中帧与帧之间的 延迟也是不 固定的 ， 数字码流 中也没有同步脉冲的概念 ，因此不能直接 在 图像数据的开始处获得定 时信息 。随着数字技术 、网络技术 、通信技
所收看到的电视节 目的声音 和图像就不是相互匹配 ， 逻辑关系十分混乱 ， 降低 了数字 电视传输质量，影 响了用户的视 听感受 ，使用户无法正确理
四、主要的音视频同步算法
音视频 同步是指音频 、视频在经过存储 、处理 、 传输 和播放等环节
仍能维持同一 的时间逻辑关 系。这一时间逻辑关系是在获取音视频数据 时同时确定的 ， 并目 要保持恒定 ，否则就
志 ，也是数字电视技术 和多媒体通信技术 中一个极为特殊和重要的关键 技术 。在传统的模拟电视系统 中，接收机从 图像的同步信号 中直接获得
输 ，否则 ，就会引起接收端信号的不 同步现象 。
（ 四 ）其 他
音视频信号在传输过程 中由于受到影响 ，或者是有线 电视网络传输 能力出现问题 ，都有可能造成信号丢失或者是时间逻辑关系混乱 ，导致
最终实现用普通模拟 电视来收看到高质量数字电视节 目的电视技术 。
、
有线 电视技术 中的音视频同步
同步 ，即将不同类 型载体所传输的信息按照一定的时间、空 间和逻 辑关 系组成一个有机的整体 ，再 以某种形式在 同一时间点展 现出来 。音 视频 同步 ，就是确保具有一定相关性的音视频信号能够在同一时间点上 进行播放 ，以达到电视节 目 完整呈现的 目的。音频和视频技术 的发展是 音视频 同步技术发展的前提 。如果不能保持音视频 同步 ，广大电视用户
以视频为主流媒体 ， 音频为从流媒体 ， 处理方法同上 。
（ 三 ）其 他
二、影响音视频 同步的相关因素
音视频数据 自身的特性及其所处的环境是造成音视频无法保持 同步
的重要原 因。在现代数字电视系统 中，发送端产生 的音视频数据需要通 过一定 的传输 网络才能为接 收端所接受。而在信号传输的过程中 ， 音视 频数据将会 因一些特定的原 因受到影响 ， 从 而导致音视频数据被接 收端 接收时不能保持 同步 。具体来说 ，主要有如下几个 因素。
会影响数字电视节 目的播放质量。 目 前， 在 Ｍ Ｐ Ｅ Ｇ － － ２标准下 ，以 Ｍ Ｐ Ｅ Ｇ － ２ 实时解码技术 为核心的音视频同步算法主要操作方法有 ：
（ 一 ）恢复 系统时钟
针对因发送端与接收端 时钟不一致而导致 的音视频不 同步现象 ，可 以利用码流 中的 Ｐ Ｃ Ｒ恢复系统时钟的 Ｓ Ｔ Ｃ ， 进而按照 Ｄ Ｔ Ｓ 和Ｆ Ｉ Ｓ所指示 的时间解码和播放音视频帧 ， 这样音视频就能保持同步。
三、ＭＰ Ｅ Ｇ一 ２压缩编 码技 术及 其在数字 电视 中的应用
Ｍ Ｐ Ｅ Ｇ － ２ 压缩编码技术是数字电视 系统中的关键技术。 Ｍ Ｐ Ｅ Ｇ ， 即活 动图像专家组英文表述的缩写 ， Ｍ ｏ ｖ ｉ ｎ ｇ Ｐ ｉ ｃ ｔ ｕ ｒ ｅ Ｅ ｘ ｐ ｅ ｒ ｔ Ｇ ｒ ｏ ｕ ｐ ， Ｍ Ｐ Ｅ Ｇ － ２ 是由 Ｉ Ｓ Ｏ ／ Ｉ Ｅ Ｃ信息技术联合技术委员会 １ ９ ８ ８年于制定 的一种通用的活动图像 、 伴音及其组合编码 的标准。
（ 二 ）音 视 频 跟 踪 技 术
接受 。音视频编解码技术是数字 电视技术的核心 ，图像和声音的数字化
处理与传输取得突破性进展也正是其得以普及 的重要原因。但在数字 电
视 系统 中，图像编码的类型不 同，图像的复杂程度 明显变化 ， 编码后也 很难形成 同步脉冲 ，帧与帧之 间的延迟恒定 性被打破 ，这就迫切需要新
解数字 电视所提供的电视节 目 信息 。在传统的模拟 电视系统中，发送端 在传输 图像与声音信号时会 同时发送 同步信号，接收端也就能够直接获
得时 间信息 ，发送端与接收端够保持同步 ， 用户所看到电视 音视频也就 保持 了统一 。当前 ，数字电视 已经逐步取代 了模拟 电视 ，被广大用户所
的技术来为音视频 同步服务 。
利用 Ｍ Ｐ Ｅ Ｇ － ２ 软件解码器进行解码时可以采用这一方法。其 中，音 频跟踪技术 主要是 以音频为主流媒体 ， 视频为从流媒体 ， 在保持音频的 播放速率不变的基础上 ， 利用基于相同时间基点的数据单元的时间标签 ， 通过调整视频的播放帧率来 实现音视频同步。而视频跟踪技术 中，就是
术和多媒体技术的进一步发展及数字电视 的广泛普及 ，广大电视用户对 音频与视频服务质量的要求越来越高 ， 如何确保音视频同步己经成为电
视技术研究领域 的重点问题 。
一
Biblioteka Baidu
这一标准支持较高范围内的图像分辨率。Ｍ Ｐ Ｅ Ｇ － ２压缩编码技术在数字 电视技术体 系中有重要地位 。数字电视 ， 是将原有的模拟信号转换为数 字信号，再经过 Ｍ Ｐ Ｅ Ｇ － － ２ 压缩编码形成数字信号源 ， 并在电视传输网络 上进行传输 ，用户接收端在模拟电视机上安装一个可以机顶盒 ， 再 经过 调谐 、Ｑ Ａ Ｍ解调 、解扰等一系列处理后 ，将数字信号还原为模拟信号 ，
基于 ＭＰ Ｅ Ｇ 一 ２ 标准的音视频同步技术的实现
程 卫
中国电子科技 集团公 司第五 十四研 究所
河北
石 家庄
０ ５ ０ ０ ８ １
【 摘 要 】本 文介 绍 了 有 线电视技 术中的音视频 同步，分析影响音视频信号 同步的相关 因素，并在 Ｍ Ｐ Ｅ Ｇ 一 ２标准下，提 出了可操作性较强的 、适用 于实时解码 的音视 频同步解 决策略 。 【 关键 词】电视技 术 音视 频同步 实现 中图分 类号 ：Ｔ Ｎ ９ １ ９文献标识码 ：Ｂ 文章编号 ：１ ０ ０ ９ － ４ ０ ６ ７ （ ２ ０ １ ３ ） １ ７ － ３ ５ — ０ １ 音视频 的数字化处 理与同步传输 是电视节 目 传输 高质量 的重 要标