TS科普25TS音视频同步及PCR相关计算

1、TS科普25TS音视频同步及PCR相关计算题记：时间戳将每一秒分成90000份，即将每一毫秒分成90份MPEG2系统用于视音频同步以及系统时钟恢复的时间标签分别在ES,PES和TS这3个层次中。在TS层,TS头信息包含了节目时钟参考PCR(ProgramClockReference),用于恢复出与编码端一致的系统时序时钟STC(SystemTimeClock)。在PES层，在PES头信息里包含有表示时间戳PTS(PresentationTimeStamp)和解码时间戳DTS(DecodingTimeStamp);在ES层，与同步有关的主要是视频缓冲验证VBV(VideoBufferVerifi

2、er),用以防止解码器的缓冲器出现上溢或者下溢；同步机制编码器系统时钟STC:编码器中有一个系统时钟(其频率是27MHz),此时钟用来产生指示音视频的正确显示和解码的时间戳，同时可用来指示在采样过程中系统时钟本身的瞬时值PCR(ProgramClockReference):指示系统时钟本身的瞬时值的时间标签称为节目参考时钟标签(PCR)。PCR的插入必须在PCR字段的最后离开复用器的那一时刻，同时把27MHz系统时钟的采样瞬时值作为PCR字段插入到相应的PCR域。它是放在TS包头的自适应区中传送.27MHz的系统时钟STC经波形整理后分成两路：PCR_ext(9bits),由27MHz脉冲直接

3、触发计数器生成扩展域.PCR_base(33bits),经300分频器分频成90kHz脉冲送入一个33位计数器生成90kHz基值,用于和PTS/DTS比较，产生解码和显示所需要的同步信号.这两部分被置入PCR域，共同组成42位的PCR.输入到T-STD解码器的第i个字节的PCR值：PCR(i)=PCR_base(i)*300+PCR_ext(i)i:包含program_clock_reference_base域的最后一个比特的字节号.PCR_base(i)=(system_clock_frequency*t(i)/300)%2人33PCR_ext(i)=(system_clock_freque

4、ncy*t(i)/1)%300t(i):字节i的编码时间.例如：时间03:02:29.012的PCR计算如下：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逆推一个：假设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：与PTS和DTS作比较，当二者相同时,相应的单元被显示或者解码.在解码器切换节目时，提供对解码器PCR计数器的初始值，以让该PCR值与PTS、DTS最大可能地达到相同的时间起点.PCR-ext的作用：通过解码器端的锁相环路修正解码器的系统时钟，使其达到和编码器一致的27MHz.PTS(Presenta

6、tionTimeStamp)：指示音视频显示时间的时间戳称为显示时间戳(PTS);PTS域为33bits,是对系统时钟的300分频的时钟的计数值.它被编码成为3个独立的字段：PTS32.3029.1514.0表示此分组中第一个访问单元在系统目标解码器中的预定显示时间.PTS值为：PTS(k)=(system_clock_frequency*TPn(k)/300)%2人33TPn(k):表示单元Pn(k)的表示时间.以上一个PCR：12:26:45.185622222222222222222222222为基准当前IDR帧(poc=0)的PTS为：4032475706time=PTS*300/27

7、000000=44805.285622222222222222222222222=12：26：45.285622222222222222222222222当期poc=1的PTS为：4032479306time1=PTS*300/27000000=44805.365622222222222222222222222=12：26：45.325622222222222222222222222222time1-time2=0.04即0.04s播放一帧一秒播放25帧我们可以看到两个PTS之间相差360040ms播放一帧则3600=40*90(90hz)=3600DTS(DecodingTimeStamp)

8、:指示音视频的解码时间戳称为解码时间戳(DTS),DTS域为33bits，编码成为3个独立的字段：DTS32.3029.1514.0表示此分组中第一个访问单元在系统目标解码器中的预定解码时间.DTS值为：DTS(j)=(system_clock_frequency*TDn(j)/300)%2人33TDn(j):第n个ES流的第j个存取单元An(j)的解码时间.DTS就视频来说，因为视频编码的时候用到了双向预测，个图像单元被解出，并非马上就被显示，可能在存储器中留一段时间，作为其余图像单元的解码参考,在被参考完毕后,才被显示.音频PTS:针对音频和视频的同步显示，MPEG提出了一个音频PTS.由

9、于声音没有用到双向预测，它的解码次序就是它的显示次序，故它只有PTS.VBV_delay:视频流延时值,在解码时利用视频流缓冲区把视频流缓存到相应的vbv_delay时间后,再启动解码器解码、显示、实现音视频的同步.VBV_delay存在于视频ES的头部，长度为16bit.解码器首先，解析PCR,重建和编码器同步的27MHz系统时钟，恢复27MHz系统时钟后；再，通过VBV_delay(视频流延时值)的数值来确定解码的开始；之后，利用PES流中解码时间戳(DTS)和显示时间戳(PTS)来确定解码和显示的次序.用PCR来对系统时钟进行修正.解码器同步算法总结如下:.解码器从输入码流的包头中解出时

10、间信息PCR送入到系统时间时钟恢复电路；系统时间时钟恢复电路在接收到每一个新的PCR时，进行本地系统时间时钟恢复和锁相。.解复用器后，从PES包头中解出显示时间标签PTS和解码时间标签DTS，并送入到基本流解码器中。.基本流解码器在接收到新的PTS/DTS后，存入对应的FIF0(先进先处存储器)中进行管理；对于没有PTS/DTS的显示单元，需要对其时间标签进行插值，并送入到FIF0中管理。.每一显示单元开始解码前，用其对应的DTS与STC进行比较，当STC与DTS相等时开始解码；.每一显示单元开始显示前，用其对应的PTS与STC进行比较，当STC与PTS相等时开始显示。三、失同步处理27MHz系统时钟经过300分频后，得到本地的33bitsPCR_Base,该时钟与寄存器中当前图像的PTS/DTS进行比较,系统软件根据比较结果做出相应的处理：.若当前的PTS/DTS比PCR计数器的值小于半帧以上，即PTS_Base-APTS/2,此时说明系统解码过慢，解码器处于失步状态，应根据该帧的结构做出相应