MPEG-2+TS中基于信道速率的时钟恢复方法.pdfVIP

MPEG．2 TS中基于信道速率的时钟恢复方法 王静远1 陶品2 2(清华大学计算机科学技术系，北京100084) 摘要：根据信道传榆速率测量值与系统时钟的关系，本文提出了一种新的MPEG．2TS流时钟 恢复与音视频同步方法，该方法利用编码端本地时钟对信道传榆速率测量值将编码端系统时钟 的频率进行了封装，解码端可以利用编码端对信道传输速率的测量值来恢复编码端的系统时 钟，从而实现时钟同步．论文还给出了该方法的应用系统设计及与MPEG．2相兼容的语法设计， 并通过实验进行了验证． 关键词：音视频同步：时钟同步；MPEG．2 1．引言 数字电视是未来广播电视技术的发展主流。由于数字电视在原理上与模拟电视有着根 本性的不同，因此数字电视系统的同步机制与传统的模拟电视也完全／fi同。对于模拟电视 而言，图像信息以同步方式传输，冈而接收机可以从图像同步信u．巾直接获得时钟信号， 其每一帧端到端的传输延时是固定的，同步相对简单。然而在数字压缩系统巾。每一种图 像所占的数据量是不同的，其依赖于图像的编码方式和图像的复杂度，而一般无线广播的 传输信道码率是固定的，冈而对于每一帧而言，其传输延时是可变的，从而不能从图像数 据的歼始处获得定时信息，输入和显示之间没有自然的同步概念，因此在解码端就无法恢 复编码端的系统时钟，从而实现编解码端的时钟同步。为了解决数字电视系统中编解码端 的同步问题，本义提出了一种可应用于MPEG一2标准的基于信道速率的时钟恢复与音视频 同步方法。 2．基于信道速率的编解码端时钟同步原理 在MPEG．2系统当中，对于编码端和解码端不同的系统时钟，将拥有不同系统时钟频 率正和厶，对于任意时刻t，信道在t之前传输的数据量C(，)可以用卜．面的方程表达： (1) c(t)=R(f)×STC+0 式中尺E(f)为在时刻t使用编码端时钟测龟到的信道传输速率，S形为解码端的系统时钟 计数的理想值。由于式(1)可知，解码端系统时钟STC的理想值可以表达为信道传输数 资助项目：国家自然科学基仓重点项目No助 联系作者：十静远，E—mail：wangj_y@126．com陶品．taopin@tsinghua．edu．crl 87 第一部分第十四届令国多媒体技术学术会议 据皇c(f)和编码端信道速率测量值的函数： (2) STC=吼-c(f)+尼 1 9 ． 其中吼2丽和忍2而。 由式(2)可以看出，只需要获得编码端时钟对信道传输速率的测量值和信道的累积 传输数据量，就可以实现编码端与解码端的时钟同步。 如果在MPEG-2标准中采用该方法进行编码器与解码器之间的时钟同步，与现有的 MPEG-2的时钟恢复方法相比，上述时钟恢复体制中没有PCR(系统参考时钟)的概念，因此 以PCR的绝对时间为时间轴的PTS(展示时间戳)和DTS(解码时间戳)将无法工作。为 展现单元的第一个字节到展现这个展现单元所等待的时间。DTD用来指出系统目标解码器 从接收到一个访问单元的第一个字节到开始对这个访问单元进行解码所等待的时间。使用 PTD和DTD分别来指定展示时间与解码时间的相对值，从而摆脱音视频同步信息对PCR绝 对时间的依赖，只需要将编码器与解码器两个不同的系统时钟调整到共同的时钟频率即可。 3．基于信道速率的时钟同步应用系统设计 如图1所示，本文提出了使用信道传输速率测量值进行时钟同步方法的一个可应用 I控制系统lJ爿系统时钟I 编码端 {多 ℃ 习 ． 计数嚣