CN102421035A - 数字电视音视频同步的实现方法及装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种数字电视音视频同步的实现方法及装置。所述实现方法包括下述步骤：提取当前音频数据帧的音频显示时间戳和当前视频数据帧的视频显示时间戳；将音频显示时间戳设置为系统参考时钟，当前音频数据帧根据音频显示时间戳直接播放，将视频显示时间戳向音频显示时间戳进行同步，并根据同步结果播放视频数据；或者，将视频显示时间戳设置为系统参考时钟，当前视频数据帧根据视频显示时间戳直接播放，音频显示时间戳向视频显示时间戳进行同步，并根据同步结果播放音频数据。应用本发明所述的方法及装置来，可以有效避免因节目参考时钟出错而导致的音视频不同步的问题。
Description
技术领域
本发明属于数字电视技术领域，具体说是涉及数据同步技术，更具体地说，是涉及数字电视音视频同步的实现方法及装置。
背景技术
按照有关标准规定，数字电视的音视频同步是通过数字电视设备的驱动软件将音视频数据帧的解码时间戳（DTS，Decoding Time Stamp）及显示时间戳（PTS，Presentation Time Stamp)向系统参考时钟（STC，System Clock Reference)进行同步。因此，STC的准确性在音视频同步处理过程中非常关键。而STC是通过加载在广电传输的传输流（TS ，Transport Stream）的包头、以一定的时间间隔周期性传递的节目参考时钟PCR(Programming Clock Reference)来进行校准，所以，为保证系统参考时钟的准确性，要求TS流中的PCR数据必须准确可靠。
但在实际的广播环境中，编码器、调制器都可以对PCR进行更新，其质量参差不齐。在一些小的广电网络环境中，经常会存在因设备原因或者人为因素造成PCR数据缺失或者异常变动，从而导致数字电视接收设备无法进行正确的音视频播放同步处理、出现声音与画面不同步的现象，影响了电视节目的正常收看。
对于因PCR数据错误造成音视频不同步的问题，现有技术一般采用两种解决方案，具体如下：
方案一，数字电视设备检测到PCR数据出错时，选择关闭音视频同步机制，使音频数据和视频数据独立播放。但缺点是长时间播放后，极容易再次出现音频和视频不同步的现象。
方案二，在方案一的基础上，定期强行同步，以期望在PCR数据恢复正常时，可以有机会恢复音视频播放的同步。随之带来的负面效果是，在强行同步时，若PCR数据仍不正常，则可能造成定期的画面或者声音的异常，如画面卡顿、声音停顿等现象，仍不能从根本上解决音视频不同步的问题。
发明内容
本发明的目的之一在于针对现有技术存在的音视频数据不同步的问题而提供一种数字电视音视频同步的实现方法，避免因节目参考时钟出错而导致的音视频不同步的问题。
为解决上述技术问题，本发明采用下述技术方案予以实现：
一种数字电视音视频同步的实现方法，包括下述步骤：
a1、提取当前音频数据帧的音频显示时间戳和当前视频数据帧的视频显示时间戳；
b1、将音频显示时间戳设置为系统参考时钟，当前音频数据帧根据音频显示时间戳直接播放，将视频显示时间戳向音频显示时间戳进行同步，并根据同步结果播放视频数据；
或者，将视频显示时间戳设置为系统参考时钟，当前视频数据帧根据视频显示时间戳直接播放，音频显示时间戳向视频显示时间戳进行同步，并根据同步结果播放音频数据。
上述方法在音视频同步时不依赖节目参考时钟，而是直接采用音频显示时间戳或视频显示时间戳作为系统参考时钟来进行音视频的同步，有效避免了因节目参考时钟丢失或异常而导致的音视频不同步的问题，提高了音视频同步的可靠性；而且，音频显示时间戳与视频显示时间戳中仅有一个需要进行同步处理，简化了同步处理过程。
如上所述的实现方法，将所述视频显示时间戳向所述音频显示时间戳进行同步、并根据同步结果播放视频数据的过程为：判断视频显示时间戳与音频显示时间戳的时间差是否大于设定的同步判决门限值，若不大于，直接播放当前视频数据帧；若大于，在视频显示时间戳大于音频显示时间戳时重复播放当前视频数据帧若干次，在视频显示时间戳小于音频显示时间戳时跳过若干帧视频数据帧后再播放视频数据；
同样的，将所述音频显示时间戳向所述视频显示时间戳进行同步、并根据同步结果播放音频数据的过程为：判断音频显示时间戳与视频显示时间戳的时间差是否大于设定的同步判决门限值，若不大于，直接播放当前音频数据帧；若大于，在音频显示时间戳大于视频显示时间戳时重复播放当前音频数据帧若干次，在音频显示时间戳小于视频显示时间戳时跳过若干帧音频数据帧后再播放音频数据。
如上所述的实现方法，重复播放当前视频数据帧的次数根据所述视频显示时间戳与所述音频显示时间戳的时间差及视频数据帧帧率的比值来确定；重复播放当前音频数据帧的次数根据所述音频显示时间戳与所述视频显示时间戳的时间差及音频数据帧帧率的比值来确定。
如上所述的实现方法，跳过的视频数据帧的帧数根据所述视频显示时间戳与所述音频显示时间戳的时间差及视频数据帧帧率的比值来确定；跳过的音频数据帧的帧数根据所述音频显示时间戳与所述视频显示时间戳的时间差及音频数据帧帧率的比值来确定。
如上所述的实现方法，在所述步骤b1中，优选采用将音频显示时间戳设置为系统参考时钟，当前音频数据帧根据音频显示时间戳直接播放，将视频显示时间戳向音频显示时间戳进行同步，并根据同步结果播放视频数据，以进一步提高音视频同步性能。
如上所述的实现方法，在音频数据帧播放时提取音频数据帧的音频显示时间戳作为当前音频数据帧的音频显示时间戳；在视频数据帧播放时提取视频数据帧的视频显示时间戳作为当前视频数据帧的视频显示时间戳。
本发明的目的之二在于提供一种数字电视音视频同步的实现装置，利用该装置可提高数字电视音视频同步的可靠性。
为实现上述技术目的，本发明采用下述技术方案来实现：
一种数字电视音视频同步的实现装置，所述装置包括：
音频显示时间戳提取单元，用于提取当前音频数据帧的音频显示时间戳；
视频显示时间戳提取单元，用于提取当前视频数据帧的视频显示时间戳；
同步单元，用于将视频显示时间戳向音频显示时间戳进行同步，或者将音频显示时间戳向视频显示时间戳进行同步；
而且，若视频显示时间戳向音频显示时间戳进行同步，则根据同步结果播放视频数据，而音频数据帧根据音频显示时间戳直接播放；
若音频显示时间戳向视频显示时间戳进行同步，则根据同步结果播放音频数据，而视频数据帧根据视频显示时间戳直接播放。
利用上述装置实现音视频同步时，以视频显示时间戳或音频显示时间戳作为系统参考时钟，有效避免了以节目参考时钟校准系统参考时钟的现有技术中因节目参考时钟丢失或异常而导致的音视频不同步的问题，提高了音视频同步的可靠性；而且，音频显示时间戳与视频显示时间戳中仅有一个需要进行同步处理，简化了同步处理过程。
如上所述的实现装置，所述同步单元具体包括：
时间差计算比较子单元，用于计算所述视频显示时间戳与所述音频显示时间戳的时间差，并比较时间差与设定的同步判决门限值，然后输出比较结果；
音频计算子单元，用于根据时间差比较子单元输出的比较结果计算重复播放当前音频数据帧的次数或跳过的音频数据帧的帧数；
视频计算子单元，用于根据时间差比较子单元输出的比较结果计算重复播放当前视频数据帧的次数或跳过的视频数据帧的帧数。
如上所述的实现装置，所述音频计算子单元根据时间差计算比较子单元输出的时间差及音频数据帧帧率的比值确定重复播放当前音频数据帧的次数或跳过的音频数据帧的帧数。
如上所述的实现装置，所述视频计算子单元根据时间差计算比较子单元输出的时间差及视频数据帧帧率的比值确定重复播放当前视频数据帧的次数或跳过的视频数据帧的帧数。
与现有技术相比，本发明的优点和积极效果是：应用本发明的方法及装置实现音视频同步时不依赖于节目参考时钟，而是直接采用音频显示时间戳或视频显示时间戳作为系统参考时钟来进行音视频的同步，有效避免了因节目参考时钟丢失或异常而导致的音视频不同步的问题，提高了音视频同步的可靠性；而且，音频显示时间戳与视频显示时间戳中仅有一个需要进行同步处理，简化了同步处理过程。
结合附图阅读本发明的具体实施方式后，本发明的其他特点和优点将变得更加清楚。
附图说明
图1是本发明数字电视音视频同步的实现装置一个实施例的结构框图；
图2是本发明数字电视音视频同步的实现方法一个实施例的流程图之一；
图3是图2实施例的流程图之二。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本发明的技术方案作进一步详细的说明。
请参考图1，该图示出了本发明数字电视音视频同步的实现装置一个实施例的结构框图。
如图1所述，该实施例的装置包括：
音频显示时间戳提取单元11，用于提取当前音频数据帧的音频显示时间戳；
视频显示时间戳提取单元12，用于提取当前视频数据帧的视频显示时间戳；以及
同步单元13，用于将视频显示时间戳向音频显示时间戳进行同步，或者将音频显示时间戳向视频显示时间戳进行同步。
具体来说，同步单元13包括有：
时间差计算比较子单元131，用于计算视频显示时间戳提取单元12所提取的视频显示时间戳与音频显示时间戳提取单元11所提取的音频显示时间戳两者的时间差，并将所计算的时间差与预先设定的同步判决门限值相比较，然后输出比较结果；
音频计算子单元132，用于根据时间差比较子单元131输出的比较结果计算重复播放当前音频数据帧的次数或跳过的音频数据帧的帧数，例如，可以根据时间差与音频数据帧帧率的比值确定重复播放当前音频数据帧的次数或跳过的音频数据帧的帧数；
以及视频计算子单元133，用于根据时间差比较子单元131输出的比较结果计算重复播放当前视频数据帧的次数或跳过的视频数据帧的帧数，例如，可以根据时间差与视频数据帧帧率的比值确定重复播放当前视频数据帧的次数或跳过的视频数据帧的帧数。
该实施例的实现装置的具体工作原理及工作过程可参考图2和图3所示的方法流程。
请参考图2和图3，其中，图2图示了本发明数字电视音视频同步的实现方法一个实施例的流程图之一，图3是图2实施例的流程图之二。
如图2及图3所示，该方法实施例的具体实现过程如下：
步骤S21：音频数据帧播放。
数字电视接收设备接收广电传输的音频数据流，以每帧音频数据为处理单元，对音频数据解码后播放。
步骤S22：将正在播放的音频数据帧作为当前音频数据帧，提取其音频PTS。数字电视接收设备在对音频数据帧进行解码时，可直接将其PTS提取出来。
步骤S23：将音频PTS设置为STC，也即系统参考时钟。
由于将音频PTS作为STC来使用，所以，音频数据帧的播放不需要进行同步操作，可以直接播放。
步骤S24：视频数据的播放向STC同步，也即向音频PTS进行同步。
视频数据向音频PTS进行同步并播放的过程请参考图3。
如图3所示，在将音频PTS设置为STC时，视频播放将向该STC进行同步，以实现音视频的同步播放，具体过程如下：
步骤S31：视频数据帧播放。
步骤S32：将正在播放的视频数据帧作为当前视频数据帧，提取其视频PTS。同样的，数字电视接收设备在对视频数据帧进行解码时，可直接将其PTS提取出来。
步骤S33：获取当前STC，也即音频PTS。
步骤S34：判断视频PTS与音频PTS的时间差是否大于同步判决门限值。若否，执行步骤S35；若是，执行步骤S36。
这里，时间差是视频PTS与音频PTS差的绝对值，也即只要两个PTS之间相差的时间值不大于同步判决门限值就执行步骤S35，若大于，则进一步判断是视频PTS大还是音频PTS大。同步判决门限值为根据音视频同步要求预先设定的一个时间差值，该值可根据实际的应用环境来确定，一般选择为20-200ms，如果取值过大，容易导致易察觉的声音与画面不同步的问题。
步骤S35：若视频PTS与音频PTS的时间差不大于同步判决门限值，说明视频和音频满足同步要求，则直接播放当前视频数据帧。
步骤S36：若视频PTS与音频PTS的时间差大于同步判决门限值，则判断视频PTS是否大于音频PTS。若是，执行步骤S37；否则，转至步骤S38。
步骤S37：若视频PTS大于音频PTS，说明视频帧超前，需要需要等待音频，此时，执行重复播放当前视频数据帧n次的等待处理操作。
当前视频数据帧重复播放的次数n可以根据视频PTS与音频PTS的时间差及视频数据帧帧率的比值来确定，即n=（视频PTS-音频PTS）/视频帧帧率。这里，视频帧帧率取决于片源，在中国一般是50场/秒。或者，也可采用场频等来确定次数n。
步骤S38：若视频PTS不大于音频PTS，说明音频PTS大于视频PTS，即视频帧滞后，此时，要求视频帧快速处理，执行跳过m帧视频数据帧后再播放视频数据的操作。
跳过的视频数据帧的帧数m根据视频PTS与音频PTS的时间差及视频数据帧帧率的比值来确定，即m=（音频PTS-视频PTS）/视频帧帧率。或者，也可采用场频等来确定次数n。
步骤S39：同步处理过程结束。
上述实施例在实现音视频同步时没有使用节目参考时钟，而是直接采用音频PTS作为系统参考时钟来进行音视频的同步，从而在节目时钟PCR数据异常、甚至不存在PCR数据时仍可保证音视频的同步播放，提高了音视频同步的可靠性；而且，由于是将音频PTS设置为系统参考时钟，故，音频数据帧不再需要执行同步处理即可直接播放，简化了音视频同步处理过程。
上述实施例是将音频PTS设置为系统参考时钟STC来使用，音频数据可以直接播放，而视频数据的播放需要向STC进行同步，也即向音频PTS进行同步。但并不局限于此，也可以采用将视频PTS设置为STC、视频数据直接播放，而将音频数据的播放向视频PTS进行同步的技术方案。相应的，只需要将图2及图3实施例中的音频PTS和视频PTS互换位置，即可实现以视频PTS为同步基准的音视频同步。在实际应用中，若用户对同步要求较高，优选采用将音频PTS作为STC来使用的实现方法，这是因为人类的听觉敏感度比视觉敏感度更高、视频数据帧的重复或跳跃表现在画面上不易被察觉。
以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其进行限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的普通技术人员来说，依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明所要求保护的技术方案的精神和范围。
Claims (10)
1.一种数字电视音视频同步的实现方法，其特征在于，所述方法包括下述步骤：
a1、提取当前音频数据帧的音频显示时间戳和当前视频数据帧的视频显示时间戳；
b1、将音频显示时间戳设置为系统参考时钟，当前音频数据帧根据音频显示时间戳直接播放，将视频显示时间戳向音频显示时间戳进行同步，并根据同步结果播放视频数据；
或者，将视频显示时间戳设置为系统参考时钟，当前视频数据帧根据视频显示时间戳直接播放，音频显示时间戳向视频显示时间戳进行同步，并根据同步结果播放音频数据。
2.根据权利要求1所述的实现方法，其特征在于，将所述视频显示时间戳向所述音频显示时间戳进行同步、并根据同步结果播放视频数据的过程为：判断视频显示时间戳与音频显示时间戳的时间差是否大于设定的同步判决门限值，若不大于，直接播放当前视频数据帧；若大于，在视频显示时间戳大于音频显示时间戳时重复播放当前视频数据帧若干次，在视频显示时间戳小于音频显示时间戳时跳过若干帧视频数据帧后再播放视频数据；
将所述音频显示时间戳向所述视频显示时间戳进行同步、并根据同步结果播放音频数据的过程为：判断音频显示时间戳与视频显示时间戳的时间差是否大于设定的同步判决门限值，若不大于，直接播放当前音频数据帧；若大于，在音频显示时间戳大于视频显示时间戳时重复播放当前音频数据帧若干次，在音频显示时间戳小于视频显示时间戳时跳过若干帧音频数据帧后再播放音频数据。
3.根据权利要求2所述的实现方法，其特征在于，重复播放当前视频数据帧的次数根据所述视频显示时间戳与所述音频显示时间戳的时间差及视频数据帧帧率的比值来确定；重复播放当前音频数据帧的次数根据所述音频显示时间戳与所述视频显示时间戳的时间差及音频数据帧帧率的比值来确定。
4.根据权利要求2所述的实现方法，其特征在于，跳过的视频数据帧的帧数根据所述视频显示时间戳与所述音频显示时间戳的时间差及视频数据帧帧率的比值来确定；跳过的音频数据帧的帧数根据所述音频显示时间戳与所述视频显示时间戳的时间差及音频数据帧帧率的比值来确定。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的实现方法，其特征在于，在所述步骤b1中，将音频显示时间戳设置为系统参考时钟，当前音频数据帧根据音频显示时间戳直接播放，将视频显示时间戳向音频显示时间戳进行同步，并根据同步结果播放视频数据。
6.根据权利要求1所述的实现方法，其特征在于，在音频数据帧播放时提取音频数据帧的音频显示时间戳作为当前音频数据帧的音频显示时间戳；在视频数据帧播放时提取视频数据帧的视频显示时间戳作为当前视频数据帧的视频显示时间戳。
7.一种数字电视音视频同步的实现装置，其特征在于，所述装置包括：
音频显示时间戳提取单元，用于提取当前音频数据帧的音频显示时间戳；
视频显示时间戳提取单元，用于提取当前视频数据帧的视频显示时间戳；
同步单元，用于将视频显示时间戳向音频显示时间戳进行同步，或者将音频显示时间戳向视频显示时间戳进行同步；
而且，若视频显示时间戳向音频显示时间戳进行同步，则根据同步结果播放视频数据，而音频数据帧根据音频显示时间戳直接播放；
若音频显示时间戳向视频显示时间戳进行同步，则根据同步结果播放音频数据，而视频数据帧根据视频显示时间戳直接播放。
8.根据权利要求7所述的实现装置，其特征在于，所述同步单元包括：
时间差计算比较子单元，用于计算所述视频显示时间戳与所述音频显示时间戳的时间差，并比较时间差与设定的同步判决门限值，然后输出比较结果；
音频计算子单元，用于根据时间差比较子单元输出的比较结果计算重复播放当前音频数据帧的次数或跳过的音频数据帧的帧数；
视频计算子单元，用于根据时间差比较子单元输出的比较结果计算重复播放当前视频数据帧的次数或跳过的视频数据帧的帧数。
9.根据权利要求8所述的实现装置，其特征在于，所述音频计算子单元根据时间差计算比较子单元输出的时间差及音频数据帧帧率的比值确定重复播放当前音频数据帧的次数或跳过的音频数据帧的帧数。
10.根据权利要求8所述的实现装置，其特征在于，所述视频计算子单元根据时间差计算比较子单元输出的时间差及视频数据帧帧率的比值确定重复播放当前视频数据帧的次数或跳过的视频数据帧的帧数。
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| PB01 | Publication | ||
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| C02 | Deemed withdrawal of patent application after publication (patent law 2001) | ||
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Application publication date: 20120418 |