HD_SDI嵌入音频数据分析.docx

HD-SDI嵌入音频数据分析*文 / 中国传媒大学齐娜国家新闻出版广电总局广播科学研究院邹峰化的过程中，模拟信号中的行消隐时间和场消隐时间都被保留，并且转换高清隔行扫描系统的格式如图 1所 示。 一 帧 HD-SDI 总 行 数 为 1125。成为空白信息区间。在视频演播室中， 其中第 1124 行、1125 行和 l~20 行位通常把一些有用信息嵌入在行消隐和场消隐间的空白信息区间，这样既能 节省传输通道，减少干扰，又能保证 这些信息与视频信号的同步。于第一场数字场消隐区，共计 22 行 ；56l~583 行位于第二场数字消隐 区， 计 23 行。每帧场消隐区总共为 45 行。21~560 行为第一场有效视频区，计 540 行 ；584~1123 行为第二场有效视 频区，计 540 行。两场合计共 l080 行， 即为一帧的有效视频行数。图 2 显示了高清视频的行格 式。 每一个视频行作为视频信号中的标准单元，被分成了两个主要的部分，水 平消隐区和有效视频区。数字音频信号嵌入在分量数字视频格式有效行 2 HDTV 帧场定时关系我国高清电视标准规定，图像宽 高 比 为 16:9， 采 用 1125/50 扫 描 格 式，4:2:2 编码方式，亮度信号的抽样 频 率为 74.25MHz， 两 个色 差 信号 的 抽样频率为 37.125MHz，量化位数为10bit，数据传输比特率为 1.485Gb/s。DOI:10.16045/ki.rti.2014.12.0071 引言HD-SDI 的 全 称 是 高 清 串 行 数字接 口。由电影电视工程师协会 （SMPTE）制定，在当今的广播和视 频产品领域应用广泛，是视频广播中 心非压缩高清晰视频的主流接口。自 HD-SDI 的 出 现 以 来， 就 一 直伴随着其他类型的数据，包括嵌入 数字音频。HD-SDI 通过同轴电缆串 行传输视频和其他数字信号的距离为100m 或更远。在模拟视频信号数字 * 本论文主要研究内容由科技部 2012-2014 年支撑计划项目《新媒体与数字广播应用》（2012BAH15B00）支持. /责任编辑：李玉薇mailto:liyuwei@邮箱：liyuwei@图 1 可传输音频数据包的 Cr/Cb 并行数据流附属数据空间 (1125/50 系统 )摘 要 ：本 文 在 介 绍 HD-SDI 的规范标准、数据流复用格式以及数字音频嵌入协议的基础上， 依据有 关规范和协 议 , 利用 C# 编程实现了从 HD-SDI 数据流文 件中提取、分析数字音频数据包 和控制包的功能，同时完成了对 音频波形、电平等参数内容的显 示。实验结果表明，软件基本实 现了对嵌入数字音频的分析，可 以作为专业教学及自学的辅助软 件。关键词 ：解嵌 数字音频 数 据包 控制包 HD-SDITechnology Subject技术专题 第 i 个亮度有效取 样， 码都为 X，所有子帧 2 的前置码都用 Cbi、Cri 表 示 与 Yi 取样点位置相同的色差 Y 表示。嵌入的音频可以支持 16 路声音通道，每 2 个通道组成一个通道对，Cb 和 Cr 分量的取 样。 这样 16 路声音通道总共有 8 个通道对，由于色差信号取样频率是亮度信号取样频率的 一半，色差取样的序号 “i”仅取奇数值。如图3 所 示， 左 侧（a） 为 并行数据流 Y 和 Cb/ Cr 的码流结 构，右侧 （b）为复用后的并行数 据 流， 图 3 中 T 表 示取样周期。分为 4 个音频组，每个音频组包含 4路声音通道的音频数据，各个音频组 分 别 包 含 第 1~4 路、 第 5~8 路、 第9~12 路、 第 13~16 路 音 频 数 据。 数 据块结构如图 4 所示。4.2 音频数据包嵌入在行辅助数据空间的的音频包有两种 ：音频数据包和音频控制包。 音频数据包只在色差数据流（Cb/Cr） 的行附属数据空间传输。在源视频格式定义的切换点之后的一行所在的附 属数据空间内，是不插入音频数据包 的。可以复用到一个行附属数据空间 内的每个音频通道的样值数为 0、1 或2。当在一个行附属数据块中传输两个 以上的音频数据包时，这音频数据包 是彼此相连的。音频数据包的结构如图 5 所 示，4 数字音频嵌入格式4.1 音频子帧SMPTE299 标 准 规 定 了 如 何 将 AES/ EBU 音 频 数 据 打 包 的辅助数据区中。有效视频区的样点是真正显示在屏幕上的点，而消隐区 对应的样本点实际上是空白区。数字 视频流的行消隐区的开头和结尾各有 一个时序参考信号，分别为 EAV 和 SAV。在视频信号消隐区里还包含其 他信息，如行数信息 LN、冗余校验码 CRC、辅助数据 HANC 等信息。填充进