CN101742357A - 数字电视设备音视频同步误差的测量方法 - Google Patents
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Abstract
一种数字电视设备音视频同步误差的测量方法，包括步骤：用信号发生器生成音视频同步性测试信号；数字电视音视频同步性测试信号输入待测设备；对待测设备输出的音频信号进行变换得到方波信号，取音频信号从无到有的第一个上升沿作为计时开始标志；通过电压比较器与待测设备输出的视频信号进行比较获得视频信号由黑到白时刻的跳变脉冲，将视频信号由黑到白的跳变时刻脉冲作为计时结束标志；计时开始和计时结束的时间差为t，200-t即为音视频同步的误差。本发明数字电视设备音视频同步误差的测量方法，全部测量过程都可以用电路实现，无需人工读数，因此测量过程简单快速，结果准确可靠，还可避免由仪器和人为所产生的误差。
Description
技术领域
本发明涉及一种测量方法，特别涉及一种数字电视设备音视频同步误差的测量方法。
背景技术
在数字电视系统中，音视频信号在信源编码单元和信源解码单元是分开进行处理的，由于数字音视频信号的复杂程度大不相同，使得这两个单元中，音频与视频处理的时间有很大出入。为了确保音视频信号的同步性，在信源编码和解码单元都会引入一定的补偿机制，对于补偿程度的测量，就是音视频同步性的测量。
专利号为200710064284.0的专利公开了一种数字电视视音频同步性测试信号及相应测试方法。该音视频测试信号由视频信号和音频信号构成，视频信号为亮暗交替的黑白信号，视频信号为带有刻度的且与视频信号周期相同的间歇性信号，利用双踪存储示波器分别存储音频和视频信号波形，并根据音频信号的刻度读取音视频的时间差，或采用专业毫秒计进行测量。采用这种方法测量，需要使用价格昂贵的双踪存储示波器或专业毫秒计，测量精度也受仪器精度和人为引入的误差所影响。
发明内容
为解决上述问题，本发明提供一种测量过程简单快速，结果准确可靠，还可避免由仪器和人为所产生的误差的数字电视设备音视频同步误差的测量方法。
本发明数字电视设备音视频同步误差的测量方法，其中，包括步骤：
A.用信号发生器生成音视频同步性测试信号，所述音视频同步性测试信号由视频信号和音频信号构成，视频信号为50Hz全亮全暗相互跳变的循环信号，其中全亮和全暗各为12帧，视频信号周期为960ms；音频信号为间歇出现的1KHz单频信号，其周期与视频信号亮暗跳变周期相同，音频信号持续时间为400ms；音频信号中心处与视频信号全暗到全亮跳变处对齐；
B.数字电视音视频同步性测试信号输入待测设备；
C.对待测设备输出的音频信号进行AGC变换，使待测设备输出的音频信号幅度变换后为固定幅度；
D.将待测设备输出的经过AGC变换后的音频信号进行取绝对值变换；
E.通过电压比较器与上述经过取绝对值变换后的音频信号进行电压比较得到方波信号，取音频信号从无到有的第一个上升沿作为计时开始标志；
F.通过电压比较器与待测设备输出的视频信号进行比较获得视频信号由黑到白时刻的跳变脉冲，将视频信号由黑到白的跳变时刻脉冲作为计时结束标志；
G.计时开始和计时结束的时间差为t，200-t即为音视频同步的误差。
本发明数字电视设备音视频同步误差的测量方法，其中：对待测设备输出的音频信号进行AGC变换使用的装置为运放芯片LF412。
本发明数字电视设备音视频同步误差的测量方法，其中：将待测设备输出的经过AGC变换后的音频信号进行取绝对值变换使用的装置为运放芯片LM358。
本发明数字电视设备音视频同步误差的测量方法，其中：步骤E中使用的电压比较器为LM311。
本发明数字电视设备音视频同步误差的测量方法，其中：步骤F中使用的电压比较器为LM311。
本发明数字电视设备音视频同步误差的测量方法，全部测量过程都可以用电路实现，无需人工读数，因此测量过程简单快速，结果准确可靠，还可避免由仪器和人为所产生的误差。
附图说明
图1是本发明使用的数字电视接收机的音视频同步性测试信号示意图；
图2为视频信号由黑到白跳变附近时刻，视频和音频关系的放大示意图；
图3是整理待测设备输出的音频信号示意图；
图4是整理待测设备输出的视频信号示意图。
具体实施方式
下面结合说明书附图对本发明数字电视设备音视频同步误差的测量方法作进一步说明。
根据数字电视接收机的规格要求，音视频同步的误差要小于±20ms。本发明使用的数字电视接收机的音视频同步性测试信号，如图1所示，由视频信号和音频信号构成，视频信号为50Hz全亮全暗相互跳变的循环信号，其中全亮和全暗各为12帧，所以视频信号周期为960ms，约为1秒；音频信号为间歇出现的单频信号，其周期与视频信号亮暗跳变周期相同，也是50Hz，为了方便计时，使用1KHz的音频信号，其周期为1ms，音频信号持续时间为400ms。音频信号中心处与视频信号全暗到全亮跳变处对齐，即同步的音视频信号。该音视频同步测量信号可由MDW1872、MDW1889等信号发生器产生。
图2为视频信号由黑到白跳变附近时刻，视频和音频关系的放大示意图。根据音视频同步性测试信号的特点，音频信号中心处与视频信号上升跳变处对齐则为同步的音视频信号，音频信号持续时间为400ms，所以对于同步的音视频信号，音频信号在视频信号跳变前后各占200ms，即t为200ms。由图可知，t为音频信号出现到视频信号由黑到白跳变之间的时间。所以得到时间t，就可以算出音视频同步特征参数T(即音视频同步误差)的值。定义：
T＝200-t 公式1
则T就是被测设备音视频同步特征参数值，当视频跳变信号超前(落后)于音频信号中心处，则结果为正(负)，单位为毫秒(ms)。
采用本发明的数字电视音视频信号测量方法具体如下：首先将数字电视音视频同步性测试信号输入待测设备，然后采集整理待测设备输出的音频、视频信号，然后再进行音视频同步特征参数的计算。采集整理音视频信号包括以下步骤：
由于各厂家生产的待测设备的音频接口输出的幅度不同，需要对接收到的音频信号进行AGC变换(自动增益变换)，使用运放(集成运算放大器)芯片LF412实现AGC电路，使输入的音频信号幅度在一定范围的情况下，经过AGC变换后为固定幅度的Uagc(如图3中的第一个坐标系所示)；由于音频信号是正负跳变的正弦信号，音频信号开始时刻可能由负半周开始，所以首先要将音频信号进行取绝对值变换，通过运放LM358实现的绝对值变换电路，使音频信号全部处于正电平(如图3中的第二个坐标系所示)；再取某一固定电压Uref作为基准，通过专用电压比较器LM311与经过变换后的音频信号进行电压比较，若低于此电压，则输出为0，高于此电压，则输出为正，即得到方波信号，取音频信号从无到有的第一个上升沿作为计时开始标志，如图3中的第三个坐标系所示。
视频信号由黑到白的跳变时刻如图4所示，取一固定电压Uref，通过专用电压比较器LM311与视频信号进行比较，若低于此电压，则输出为0，高于此电压，则输出为正，即获得视频由黑到白时刻的跳变脉冲，将视频信号由黑到白的跳变时刻脉冲作为计时结束标志，如图4所示。
通过采集整理音视频信号得到的计时开始和结束时间，对音频信号出现到视频信号由黑到白跳变之间的时间t进行计时；最后利用公式1计算出音视频同步特征参数的值。
以上的实施例仅仅是对本发明的优选实施方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通工程技术人员对本发明的技术方案作出的各种变形和改进，均应落入本发明的权利要求书确定的保护范围内。
Claims (5)
1.一种数字电视设备音视频同步误差的测量方法，其特征在于，包括步骤：
A.用信号发生器生成音视频同步性测试信号，所述音视频同步性测试信号由视频信号和音频信号构成，视频信号为50Hz全亮全暗相互跳变的循环信号，其中全亮和全暗各为12帧，视频信号周期为960ms；音频信号为间歇出现的1KHz单频信号，其周期与视频信号亮暗跳变周期相同，音频信号持续时间为400ms；音频信号中心处与视频信号全暗到全亮跳变处对齐；
B.数字电视音视频同步性测试信号输入待测设备；
C.对待测设备输出的音频信号进行AGC变换，使待测设备输出的音频信号幅度变换后为固定幅度；
D.将待测设备输出的经过AGC变换后的音频信号进行取绝对值变换；
E.通过电压比较器与上述经过取绝对值变换后的音频信号进行电压比较得到方波信号，取音频信号从无到有的第一个上升沿作为计时开始标志；
F.通过电压比较器与待测设备输出的视频信号进行比较获得视频信号由黑到白时刻的跳变脉冲，将视频信号由黑到白的跳变时刻脉冲作为计时结束标志；
G.计时开始和计时结束的时间差为t，200-t即为音视频同步的误差。
2.根据权利要求1所述的数字电视设备音视频同步误差的测量方法，其特征在于：对待测设备输出的音频信号进行AGC变换使用的装置为运放芯片LF412。
3.根据权利要求2所述的数字电视设备音视频同步误差的测量方法，其特征在于：将待测设备输出的经过AGC变换后的音频信号进行取绝对值变换使用的装置为运放芯片LM358。
4.根据权利要求3所述的数字电视设备音视频同步误差的测量方法，其特征在于：步骤E中使用的电压比较器为LM311。
5.根据权利要求4所述的数字电视设备音视频同步误差的测量方法，其特征在于：步骤F中使用的电压比较器为LM311。
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