CN103731716A - 一种ts流播放中的音视频同步方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种TS流播放中的音视频同步方法，本发明对来自发送端的TS流时间戳进行处理，以媒体单元自身时间戳的前后相关性，以及媒体单元之间的时间戳相关性作为依据，正确识别出音频、视频时间戳的跳变情况，并将不连续的时间戳映射为连续的时间戳，以方便播放器更好的控制媒体同步，更准确地向用户提供播放进度信息。通过本发明，播放器在易错信道中播放媒体时仍然能够稳定地保持音视频同步。使用本发明，媒体发送端软件不需要做任何改造，本发明适用于现有市场上大多数数字电视、网路流媒体服务提供商的业务。
Description
技术领域
本发明涉及视频播放技术领域，具体涉及一种TS流播放中的音视频同步方法。
背景技术
基于“ISO/IEC13818-1”国际标准协议封装的媒体文件又叫TS（Transport Stream）流，是广播电视和宽带流媒体应用领域中最常见的媒体格式。该协议规定了一套时间戳技术用以控制播放时的音频、视频同步。在实际应用中，多个基于不同时基的TS流会被拼接在一起形成一个单一的TS流进行传输。因此播放器需要处理TS流中时间戳的跳变情况。但是在移动电视广播、宽带流媒体传输等易错信道传输TS流时，播放器很难正确区分是信道的突发错误还是TS流的拼接导致时间戳的不连续，因此不能正确根据时间戳控制音视频的播放以保持同步。已有的解决方案需要媒体发送端在传输协议中额外增加一些信息，以方便播放器正确控制音视频同步，这就需要媒体发送端对相关设备或软件进行改造，对传输协议也进行了限制，因此不具备通用性。
发明内容
本发明要解决的技术问题在于，针对现有技术的不足，提供一种TS流播放中的音视频同步方法，克服现有技术在TS流播放过程中，时间戳不连续时，播放器无法根据时间戳控制音视频同步的缺陷。
本发明为解决上述技术问题所采用的技术方案为：
一种TS流播放中的音视频同步方法，包括步骤：
A1、依次输入视频时间戳和音频时间戳；
A2、判断是否是第一帧视频或者第一帧音频，如果是则执行步骤A3，否则执行步骤A4；
A3、将第一帧视频时间戳设为视频时基，将第一帧音频时间戳设为音频时基，将所述视频时基和所述音频时基中的较小者设为共同时基；
A4、判断当前帧视频时间戳与前一帧视频时间戳的差值是否超过设定的时间跳变阈值，如果是，继续判断此前是否有连续两个音频时间戳的差值超过设定的时间跳变阈值的现象发生，如果是，则将所述视频时基的值设为所述共同时基，判断当前音视频时间戳与前一帧音频时间戳的差值是否超过设定的时间跳变阈值，如果是，继续判断此前是否有连续两个视频时间戳的差值超过设定的时间跳变阈值的现象发生，如果是，则将所述音频时基的值设为所述共同时基；
A5、判断当前帧视频时间戳与前一帧音频时间戳的差值是否超过设定的时间跳变阈值，如果是，更改所述共同时基并将所述视频时基的值设为所述共同时基，判断当前帧音频时间戳与前一帧视频时间戳的差值是否超过设定的时间跳变阈值，如果是，更改所述共同时基并将所述音频时基的值设为所述共同时基；
A6、用当前帧视频时间戳减去所述共同时基的值作为视频时间戳，用当前帧音频时间戳减去所述共同时基的值作为音频时间戳。
根据本发明的实施例，所述时间跳变阈值设为2000ms。
根据本发明的实施例，在所述步骤A5中按照如下公式更改所述共同时基：
新的共同时基值=当前输入时间戳的值－上一帧视频时间戳的值－视频帧间隔时间+原有共同时基值。
根据本发明的实施例，还包括步骤A7：检测所述音频时基和所述视频时基是否相等，如果不相等的次数超过判定阈值，则将所述共同时基赋值给所述音频时基和所述视频时基。
根据本发明的实施例，所述判定阈值设为10次。
实施本发明的技术方案，具有以下有益效果：本发明对来自发送端的TS流时间戳进行处理，以媒体单元自身时间戳的前后相关性，以及媒体单元之间的时间戳相关性作为依据，正确识别出音频、视频时间戳的跳变情况，并将不连续的时间戳映射为连续的时间戳，以方便播放器更好的控制媒体同步，更准确地向用户提供播放进度信息。通过本发明，播放器在易错信道中播放媒体时仍然能够稳定地保持音视频同步。使用本发明，媒体发送端软件不需要做任何改造，本发明适用于现有市场上大多数数字电视、网路流媒体服务提供商的业务。
附图说明
下面通过参考附图并结合实例具体地描述本发明，本发明的优点和实现方式将会更加明显，其中附图所示内容仅用于对本发明的解释说明，而不构成对本发明的任何意义上的限制，在附图中：
图1为本发明TS流播放中的音视频同步方法流程图。
具体实施方式
如图1所示，本发明TS流播放中的音视频同步方法，包括步骤：
A1、依次输入视频时间戳和音频时间戳；
A2、判断是否是第一帧视频或者第一帧音频，如果是则执行步骤A3，否则执行步骤A4；
A3、将第一帧视频时间戳设为视频时基，将第一帧音频时间戳设为音频时基，将所述视频时基和所述音频时基中的较小者设为共同时基；
A4、判断当前帧视频时间戳与前一帧视频时间戳的差值是否超过设定的时间跳变阈值，如果是，继续判断此前是否有连续两个音频时间戳的差值超过设定的时间跳变阈值的现象发生，如果是，则将所述视频时基的值设为所述共同时基，判断当前音视频时间戳与前一帧音频时间戳的差值是否超过设定的时间跳变阈值，如果是，继续判断此前是否有连续两个视频时间戳的差值超过设定的时间跳变阈值的现象发生，如果是，则将所述音频时基的值设为所述共同时基；
A5、判断当前帧视频时间戳与前一帧音频时间戳的差值是否超过设定的时间跳变阈值，如果是，更改所述共同时基并将所述视频时基的值设为所述共同时基，判断当前帧音频时间戳与前一帧视频时间戳的差值是否超过设定的时间跳变阈值，如果是，更改所述共同时基并将所述音频时基的值设为所述共同时基；
A6、用当前帧视频时间戳减去所述共同时基的值作为视频时间戳，用当前帧音频时间戳减去所述共同时基的值作为音频时间戳。
根据本发明的实施例，所述时间跳变阈值设为2000ms。在所述步骤A5中按照如下公式更改所述共同时基：
新的共同时基值=当前输入时间戳的值－上一帧视频时间戳的值－视频帧间隔时间+原有共同时基值。
还包括步骤A7：检测所述音频时基和所述视频时基是否相等，如果不相等的次数超过判定阈值，则将所述共同时基赋值给所述音频时基和所述视频时基。判定阈值设为10次。
实施例1：具有时间戳跳变情况的广播电视流
假设一段TS流的音频、视频时间戳数值如表1所列：
表1
这里我们假设连续两帧数据之间时间戳跳变（时间戳具有较大差值）的判定阈值（时间跳变阈值）为2000ms。
对照图1可以看出，当第一帧视频输入时，播放器检测到输入数据为第一帧视频数据，将时间戳5000毫秒保留为视频时基VIDEO_PTS_BASE。接着第一帧音频数据输入，播放器检测到输入数据为第一帧音频数据，将时间戳5040毫秒保留为音频时基AUDIO_PTS_BASE。此时播放器已经获取到第一帧视频时间戳和第一帧音频时间戳，VIDEO_PTS_BASE=5000ms，AUDIO_PTS_BASE=5040ms，取较小者VIDEO_PTS_BASE的数值5000ms作为共同时基COMMON_PTS_BASE。确定共同时基后，播放器输出第一帧视频数据和第一帧音频数据，并将输出时间戳设为输入时间戳与共同时基的差值。因此第一帧视频数据的输出时间戳为0ms，第一帧音频数据的时间戳为40ms。
接着第二帧视频数据输入，播放器检测到该笔数据不是第一帧视频，因此将其时间戳（5040ms）与上一帧视频时间戳PREVIOUS_VIDEO_PTS(此时为5000ms)比较，发现其差值为40ms，小于时间跳变阈值2000ms，因此用该时间戳减去共同时基COMMON_PTS_BASE（此时等于5000ms）作为此帧视频数据的输出时间戳，输出值为40ms。同时播放器更新PREVIOUS_VIDEO_PTS为5040ms。
接着第二帧音频数据输入，播放器检测到该笔数据不是第一帧音频，因此将其时间戳（5080ms）与上一帧音频时间戳PREVIOUS_AUDIO_PTS(此时为5040ms)比较，发现其差值为40ms，小于时间跳变阈值2000ms，因此用该时间戳减去共同时基COMMON_PTS_BASE（此时等于5000ms）作为此帧音频数据的输出时间戳，输出值为80ms。同时播放器更新PREVIOUS_AUDIO_PTS为5080ms。
当第三帧视频数据输入，播放器检测其不是第一帧视频，于是检测输入时间戳（9000ms）与上一帧视频输入时间戳（5040ms）的差值，发现差值（9000-5040=3960ms）大于跳变阈值2000ms。同时播放器此时没有发现音频输入时间戳有跳变的情况，于是播放器再次比较当前视频数据的时间戳（9000ms）与上一帧音频数据输入时间戳（5080ms）的差值，发现差值（9000-5080=3920ms）仍然大于跳变阈值。于是，为了使输出时间戳连续，播放器根据当前输入时间戳9000ms、上一帧视频时间戳5040ms和视频帧间隔（40ms）重新计算视频时基，更新视频时基和共同时基的值为：
VIDEO_PTS_BASE=当前输入时间戳－上一帧视频输入时间戳－视频帧间隔时间+共同时基；
=9000ms–5040ms-40ms+5000ms
=8920ms
COMMON_PTS_BASE=VIDEO_PTS_BASE=8920ms
而当前这笔视频数据的输出时间戳为9000ms-8920ms=80ms。
当第三帧音频数据输入，播放器检测其不是第一帧音频，于是检测输入时间戳（9040ms）与上一帧音频输入时间戳（5080ms）的差值，发现差值大于跳变阈值2000ms。同时播放器此时发现视频输入时间戳有跳变的情况，于是播放器将音频时基更新为共同时基：
AUDIO_PTS_BASE=COMMON_PTS_BASE=8920ms
而当前这笔音频数据的输出时间戳为9040ms-8920ms=120ms。
接着第四帧视频数据输入，播放器检测到该笔数据不是第一帧视频，因此将其时间戳（9040ms）与上一帧视频时间戳PREVIOUS_VIDEO_PTS(此时为9000ms)比较，发现其差值为40ms，小于时间跳变阈值2000ms，因此用该时间戳减去共同时基COMMON_PTS_BASE（此时等于8920ms）作为此帧视频数据的输出时间戳，输出值为160ms。同时播放器更新PREVIOUS_VIDEO_PTS为9040ms。
接着第四帧音频数据输入，播放器检测到该笔数据不是第一帧音频，因此将其时间戳（9080ms）与上一帧音频时间戳PREVIOUS_AUDIO_PTS(此时为9040ms)比较，发现其差值为40ms，小于时间跳变阈值2000ms，因此用该时间戳减去共同时基COMMON_PTS_BASE（此时等于8920ms）作为此帧音频数据的输出时间戳，输出值为160ms。同时播放器更新PREVIOUS_AUDIO_PTS为9080ms。
至此，播放器输出的视频时间戳和音频时间戳为连续均匀的时间序列，如表2所示：
表2
实施例2：具有丢包情况的网络流
假设一段TS流，由于视频数据有掉包的情况，其音频、视频时间戳数值如表3所列：
表3
这里我们假设连续两帧数据之间时间戳跳变（时间戳具有较大差值）的判定阈值（时间跳变阈值）为2000ms。
对照图1可以看出，当第一帧视频输入时，播放器检测到输入数据为第一帧视频数据，将时间戳5000毫秒保留为视频时基VIDEO_PTS_BASE。接着第一帧音频数据输入，播放器检测到输入数据为第一帧音频数据，将时间戳5400毫秒保留为音频时基AUDIO_PTS_BASE。此时播放器已经获取到第一帧视频时间戳和第一帧音频时间戳，VIDEO_PTS_BASE=5000ms，AUDIO_PTS_BASE=5400ms，取较小者VIDEO_PTS_BASE的数值5000ms作为共同时基COMMON_PTS_BASE。确定共同时基后，播放器输出第一帧视频数据和第一帧音频数据，并将输出时间戳设为输入时间戳与共同时基的差值。因此第一帧视频数据的输出时间戳为0ms，第一帧音频数据的时间戳为400ms。
接着第二帧音频数据输入，播放器检测到该笔数据不是第一帧音频，因此将其时间戳（5800ms）与上一帧音频时间戳PREVIOUS_AUDIO_PTS(此时为5400ms)比较，发现其差值为400ms，小于时间跳变阈值2000ms，因此用该时间戳减去共同时基COMMON_PTS_BASE（此时等于5000ms）作为此帧音频数据的输出时间戳，输出值为800ms。同时播放器更新PREVIOUS_AUDIO_PTS为5800ms。同样的处理流程用于处理第三、第四、第五和第六帧音频数据，对应输出音频时间戳为1200ms、1600ms、2000ms和2400ms。
当第二帧视频数据到达时，播放器检测其不是第一帧视频，于是检测输入时间戳（7400ms）与上一帧视频输入时间戳（5000ms）的差值，发现差值大于跳变阈值2000ms。同时播放器此时没有发现音频输入时间戳有跳变的情况，于是播放器再次比较当前这笔视频数据的时间戳与上一帧音频数据输入时间戳（7400ms）的差值，发现差值（7400-7400=0ms）小于跳变阈值。于是，播放器判定视频时间戳的不连续现象为网络信道丢包导致，不对视频时基做调整，输出该帧视频的时间戳为7400ms-5000ms=2400ms。
至此，播放器输出的视频时间戳和音频时间戳为连续均匀的时间序列，如表4所示：
表4
通过以上两个实施例可以看出，本发明的方法可以正确的处理正常的广播流时间戳跳变现象和网络丢包导致的时间戳跳变现象，使播放器输出的时间戳保持连续、递增，使视频和音频数据之间的同步关系保持正确。
另外，在实际应用过程中，广播信道或者网络信道有可能传输了多帧视频后才传输一帧音频，反之亦然。这会导致我们的处理流程中，视频时基和音频时基存在一定时间的不相等的情况。这种情况会使音频、视频之间输出时间戳的差值不等于它们输入时间戳的差值，导致音频、视频播放时不同步。为了克服这种问题，本处理流程在每次输出音频、视频数据时，都会检测音频时基和视频时基是否相等，如果超过一定帧数（判定阈值为10帧）不相等，则将共同时基赋值给音频时基和视频时基。
本领域技术人员不脱离本发明的实质和精神，可以有多种变形方案实现本发明，以上所述仅为本发明较佳可行的实施例而已，并非因此局限本发明的权利范围，凡运用本发明说明书及附图内容所作的等效结构变化，均包含于本发明的权利范围之内。
Claims (5)
1.一种TS流播放中的音视频同步方法，其特征在于，包括步骤：
A1、依次输入视频时间戳和音频时间戳；
A2、判断是否是第一帧视频或者第一帧音频，如果是则执行步骤A3，否则执行步骤A4；
A3、将第一帧视频时间戳设为视频时基，将第一帧音频时间戳设为音频时基，将所述视频时基和所述音频时基中的较小者设为共同时基；
A4、判断当前帧视频时间戳与前一帧视频时间戳的差值是否超过设定的时间跳变阈值，如果是，继续判断此前是否有连续两个音频时间戳的差值超过设定的时间跳变阈值的现象发生，如果是，则将所述视频时基的值设为所述共同时基，判断当前音视频时间戳与前一帧音频时间戳的差值是否超过设定的时间跳变阈值，如果是，继续判断此前是否有连续两个视频时间戳的差值超过设定的时间跳变阈值的现象发生，如果是，则将所述音频时基的值设为所述共同时基；
A5、判断当前帧视频时间戳与前一帧音频时间戳的差值是否超过设定的时间跳变阈值，如果是，更改所述共同时基并将所述视频时基的值设为所述共同时基，判断当前帧音频时间戳与前一帧视频时间戳的差值是否超过设定的时间跳变阈值，如果是，更改所述共同时基并将所述音频时基的值设为所述共同时基；
A6、用当前帧视频时间戳减去所述共同时基的值作为视频时间戳，用当前帧音频时间戳减去所述共同时基的值作为音频时间戳。
2.根据权利要求1所述的TS流播放中的音视频同步方法，其特征在于：所述时间跳变阈值设为2000ms。
3.根据权利要求2所述的TS流播放中的音视频同步方法，其特征在于：在所述步骤A5中按照如下公式更改所述共同时基：
新的共同时基值=当前输入时间戳的值－上一帧视频时间戳的值－视频帧间隔时间+原有共同时基值。
4.根据权利要求1所述的TS流播放中的音视频同步方法，其特征在于：还包括步骤A7：检测所述音频时基和所述视频时基是否相等，如果不相等的次数超过判定阈值，则将所述共同时基赋值给所述音频时基和所述视频时基。
5.根据权利要求4所述的TS流播放中的音视频同步方法，其特征在于：所述判定阈值设为10次。
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| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant |