CN105578210A - 一种实现消除pcr间隔异常的方法及装置 - Google Patents

一种实现消除pcr间隔异常的方法及装置 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种实现消除PCR间隔异常的方法，包括：对系统接收的TS流进行平滑处理；实时监控TS流的PCR数据包的间隔；根据设定的判决门限范围，判断PCR数据包的间隔是否异常；在判定PCR数据包的间隔为异常时，执行修正异常PCR数据包间隔的操作。本发明还提供了一种实现消除PCR间隔异常的装置，其基于可编程数字逻辑器件实现，包括：平滑处理单元，接收单元，计时器，控制单元和修正单元。本发明实施例提供的技术方案可以实时监控PCR间隔，在TS流中的PCR间隔出现异常时进行及时恢复。

Description

一种实现消除PCR间隔异常的方法及装置
技术领域
本发明涉及数字电视技术领域，尤其涉及一种实现消除PCR间隔异常的方法及装置。
背景技术
在数字电视系统中，节目时钟参考(ProgramClockReference，简称PCR)，是一个实时传输系统。为了保证收发端的正常工作，接收端和发射端的频率和相位一致，必须建立收发端的同步时钟，即PCR码。在发射端利用计数器对系统进行计数，形成PCR值后，每隔一段时间将PCR值随数据一起传送给接收端，接收端有一个正在工作的本地时钟，其额定功率与发射端时钟相同，同样也有一个计数器对它计数，形成一个本地时钟参考。这时，发射端会将PCR数据包从TS(TransportStream，传输码流)中提取出来，与音频帧、视频帧的编码信息插入PES(PacketizedElementaryStreams，打包的基本码流)包中，接收端将音频帧、视频帧中的PCR值放在缓存中，等待比较发射端的音视频中的值出现，然后用比较的结果控制压控振荡器，通过调整使收发端的频率锁相，从而实现收发端声音和图像的完全同步。
由于编码或传输网络可能导致TS流的PCR出现间隔异常，从而有可能导致接收设备在解码、再复用时做PCR校正出现异常。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是，提供一种实现消除PCR间隔异常的技术方案，实时监控PCR间隔，在TS流中的PCR间隔出现异常时进行及时恢复。
为解决以上技术问题，一方面，本发明实施例提供一种实现消除PCR间隔异常的方法，包括：
对系统接收的TS流进行平滑处理；
实时监控TS流的PCR数据包的间隔；
根据设定的判决门限范围，判断PCR数据包的间隔是否异常；
在判定PCR数据包的间隔为异常时，执行修正异常PCR数据包间隔的操作。
优选地，所述对系统接收的TS流进行平滑处理，包括：
将PCR数据包在TS流中所处的位置与PCR数据包中的PCR值进行匹配。
进一步地，所述实现消除PCR间隔异常的方法还包括：
根据系统接收的TS流中的自适应字段，判断当前接收的TS流是否包含PCR数据包；若当前接收的TS流中的数据包为PCR数据包，则提取出所述PCR数据包中的PCR字段，并产生一个使能信号；反之，则不作处理。
在一种可实现的方式中，所述根据设定的判决门限范围，判断PCR数据包的间隔是否异常，包括：在系统接收到第一个PCR数据包时，根据当前时刻的时钟基准，按照固定的时间间隔产生判决门限；系统每接收到一个PCR数据包，记录每一个使能信号的时钟基准；根据每一个使能信号的时钟基准和当前PCR数据包的判决门限的时钟基准，判断当前PCR数据包的到达时刻是否早于或晚于判决门限的时间节点。
优选地，所述在判定PCR数据包的间隔为异常时，执行修正异常PCR数据包间隔的操作，包括：在当前PCR数据包的到达时刻早于所述判决门限的时间节点时，将当前PCR数据包替换为一个空包；请求一个新的PCR值，用于生成一个新生成的PCR数据包；并且，在所述判决门限的范围内，将所述空包替换为所述新生成的PCR数据包。
优选地，所述在判定PCR数据包的间隔为异常时，执行修正异常PCR数据包间隔的操作，包括：在当前PCR数据包的到达时刻晚于所述判决门限的时间节点时，判断是否在超时时钟基准范围内接收到一个PCR数据包；若是，则请求一个新的PCR值，用于生成一个新生成的PCR数据包，并将当前的空包替换为所述新生成的PCR数据包；若否，则执行下一个PCR数据包异常间隔监听。
另一方面，本发明实施例还提供了一种实现消除PCR间隔异常的装置，所述装置基于可编程数字逻辑器件实现，包括：
平滑处理单元，用于对系统接收的TS流进行平滑处理；
接收单元，用于接收TS流中的PCR数据包；
计时器，用于实时监控TS流的PCR数据包的间隔；
控制单元，用于根据设定的判决门限范围，判断PCR数据包的间隔是否异常；
修正单元，用于在判定PCR数据包的间隔为异常时，执行修正异常PCR数据包间隔的操作。
进一步地，所述装置还包括FIFO单元；
所述接收单元，还用于根据系统接收的TS流中的自适应字段，判断当前接收的TS流是否包含PCR数据包；若当前接收的TS流中的数据包为PCR数据包，则提取出所述PCR数据包中的PCR字段，并产生一个使能信号发送给所述控制单元；反之，则对TS流中的数据包不作处理，并将所述TS流中的数据包发送至所述FIFO单元。
进一步地，所述计时器，还用于根据系统时钟计数产生一个时钟基准，记录接收每一个PCR数据包的时刻，以及，用于产生判决门限的时钟基准；
所述控制单元，还用于根据所述接收单元第一次发出的使能信号和当前时刻所述计时器所产生的用于产生产生判决门限的时钟基准，按照固定的时间间隔产生判决门限；并且，还用于根据每一个使能信号的时钟基准和当前PCR数据包的判决门限的时钟基准，判断当前PCR数据包的到达时刻是否早于或晚于判决门限的时间节点。
在一种可实现的方式中，所述修正单元包括：数据包替换单元和PCR计算单元；
所述PCR计算单元，用于产生新的PCR值，以生成新的PCR数据包中的自适应字段中的PCR字段；
所述数据包替换单元，用于根据所述控制单元的指令，执行无需作包替换的操作，或者，执行将当前PCR数据包替换为空包的操作，或者，执行将空包替换为新生成的PCR数据包的操作。
本发明实施例提供的实现消除PCR间隔异常的技术方案，通过实时监控TS流的PCR数据包，及时发现和校正间隔异常的PCR数据包，消除由于PCR间隔错误而导致下位机处理TS流异常。本发明实施例可以采样数字可编程逻辑器件为硬件载体，以逻辑电路方式实现对PCR数据包间隔异常的监控及恢复，功耗和成本低，结构简单，操作方便，可以有效提高PCR异常监测的准确性，有利于接收设备对TS流的正确解码或再复用。
附图说明
图1是本发明提供的实现消除PCR间隔异常的方法的一个实施例的步骤流程图。
图2是本发明提供的一种判断PCR数据包的间隔是否异常的实现方式的步骤流程图。
图3是本发明实施例提供的当前PCR数据包的到达时刻早于所述判决门限的时间节点的时刻示意图。
图4是本发明实施例提供的当前PCR数据包的到达时刻晚于所述判决门限的时间节点的时刻示意图。
图5是本发明提供的实现消除PCR间隔异常的装置的一个实施例的结构示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，均属于本发明保护的范围。
参看图1，是本发明提供的实现消除PCR间隔异常的方法的一个实施例的步骤流程图。
在本实施例中，所述的实现消除PCR间隔异常的方法，主要包括以下步骤S1～步骤S4：
步骤S1：对系统接收的TS流进行平滑处理。
具体实施时，所述实现消除PCR间隔异常的方法还包括：根据系统接收的TS流中的自适应字段，判断当前接收的TS流是否包含PCR数据包；若当前接收的TS流中的数据包为PCR数据包，则提取出所述PCR数据包中的PCR字段，并产生一个使能信号；反之，则不作处理。
在本实施例中，步骤S1包括：将PCR数据包在TS流中所处的位置与PCR数据包中的PCR值进行匹配。平滑处理是本发明实施例接收TS流的前提条件；系统在接收到一个PCR数据包之后，开始监控PCR数据包的间隔。
步骤S2：实时监控TS流的PCR数据包的间隔。
步骤S3：根据设定的判决门限范围，判断PCR数据包的间隔是否异常。
参看图2，是本发明提供的一种判断PCR数据包的间隔是否异常的实现方式的步骤流程图。
在一种可实现的方式中，所述步骤S3包括：
步骤S31：在系统接收到第一个PCR数据包时，根据当前时刻的时钟基准(简称“时基”)，按照固定的时间间隔产生判决门限；
步骤S32：系统每接收到一个PCR数据包，记录每一个使能信号的时钟基准；
步骤S33：根据每一个使能信号的时钟基准和当前PCR数据包的判决门限的时钟基准，判断当前PCR数据包的到达时刻是否早于或晚于判决门限的时间节点。
步骤S4：在判定PCR数据包的间隔为异常时，执行修正异常PCR数据包间隔的操作。
具体地，所述步骤S4包括以下三种情况：
首先，如果接收PCR数据包的时基是判决门限范围内的，则通知包替换无需作包替换的操作。
第二，在当前PCR数据包的到达时刻早于所述判决门限的时间节点时，将当前PCR数据包替换为一个空包；请求一个新的PCR值，用于生成一个新生成的PCR数据包；并且，在所述判决门限的范围内，将所述空包替换为所述新生成的PCR数据包。具体实施时，如果下一个PCR数据包提前到来，则将这个PCR包包从TS流中去除，在其相应的位置上替换成一个空包，然后在理应接收到下一个PCR数据包的时钟基准处自产生一个新的PCR数据包替换TS流中的相应的空包。
第三，在当前PCR数据包的到达时刻晚于所述判决门限的时间节点时，判断是否在超时时钟基准范围内接收到一个PCR数据包；若是，则请求一个新的PCR值，用于生成一个新生成的PCR数据包，并将当前的空包替换为所述新生成的PCR数据包；若否，则执行下一个PCR数据包异常间隔监听。具体实施时，如果在理应收到下一个PCR数据包的时钟基准处仍然没有收到PCR数据包，则产生一个新PCR数据包替换TS流中的一个空包，并将某些原因(如网络延迟等)下，导致延迟到来的下一个PCR数据包删除。
在本实施例中，为生成一个新的PCR数据包，需要首先产生一个新的PCR值，作为的新的PCR数据包中自适应字段中的PCR字段。
当接收到计算一个新的PCR值命令，则根据前一个PCR数据包的PCR值和计时器的时基，计算新的PCR值。
参看图3，是本发明实施例提供的当前PCR数据包的到达时刻早于所述判决门限的时间节点的时刻示意图。参看图4，是本发明实施例提供的当前PCR数据包的到达时刻晚于所述判决门限的时间节点的时刻示意图。
在一种可实现的方式中，PCR值的计算过程如下：
A)在当前PCR数据包的到达时刻早于所述判决门限的时间节点时，如图3所示，图3中的tPCR1和tPCR2为系统接收的两个相邻的PCR数据包，tPCR*2为空包的时钟基准，tTH-和tTH+为判决门限时基，tTH-和tTH+之间的时间为判决门限的范围。此时，新的PCR值可以采用以下方程计算：
a)当PCR2_next+(tPCR*2-tPCR2)％300<300时，
n e w _ P C R 2 _ b a s e = P C R 2 _ b a s e + t P C R * 2 - t P C R 2 300 - - - ( 1 )
new_PCR2_next＝PCR2_next+(tPCR*2-tPCR2)％300(2)
b)当PCR2_next+(tPCR*2-tPCR2)％300>300时，
n e w _ P C R 2 _ b a s e = P C R 2 _ b a s e + t P C R * 2 - t P C R 2 300 + 1 - - - ( 3 )
new_PCR2_next＝PCR2_next+(tPCR*2-tPCR2)％300-300(4)
上式(1)～(4)中，符号“％”为求余运算；PCR2_base为原PCR数据包的基础值；new_PCR2_base为新PCR数据包的基础值；PCR2_next为原下一时刻PCR数据包的PCR值；new_PCR2_next为新的下一时刻用于替换空包的PCR数据包的PCR值。
B)在当前PCR数据包的到达时刻晚于所述判决门限的时间节点时，如图4所示，图4中的tPCR1和tPCR2为系统接收的两个相邻的PCR数据包，tPCR*2为空包的时钟基准，tTH-和tTH+为判决门限时基，tTH-和tTH+之间的时间为判决门限的范围。本实施例中接收到的PCR数据包是在监听“迟到”PCR包超时的时间点(超时时钟基准范围)内。此时，新的PCR值可以采用以下方程计算：
c)当PCR2_ext+(tPCR*2-tPCR1)％300<300时，
n e w _ P C R 2 _ b a s e = P C R 2 _ b a s e + t P C R * 2 - t P C R 1 300 - - - ( 5 )
new_PCR2_next＝PCR2_next+(tPCR*2-tPCR1)％300(6)
d)当PCR2_next+(tPCR*2-tPCR1)％300>300时，
n e w _ P C R 2 _ b a s e = P C R 2 _ b a s e + t P C R * 2 - t P C R 1 300 + 1 - - - ( 7 )
new_PCR2_next＝PCR2_next+(tPCR*2-tPCR1)％300-300(8)
上式(5)～(8)中的符号定义与式子(1)～(4)相同。
与上述实施例提供的一种实现消除PCR间隔异常的方法相对应，本发明实施例还进一步提供了一种实现消除PCR间隔异常的装置。
参看图5，是本发明提供的实现消除PCR间隔异常的装置的一个实施例的结构示意图。
在本实施例中，所述的实现消除PCR间隔异常的装置基于可编程数字逻辑器件实现，主要包括：
平滑处理单元10，用于对系统接收的TS流进行平滑处理；
接收单元20，用于接收TS流中的PCR数据包；
计时器30，用于实时监控TS流的PCR数据包的间隔；
控制单元40，用于根据设定的判决门限范围，判断PCR数据包的间隔是否异常；
修正单元50，用于在判定PCR数据包的间隔为异常时，执行修正异常PCR数据包间隔的操作。
进一步地，本发明实施例提供的实现消除PCR间隔异常的装置还包括FIFO(FirstInFirstOut，先进先出)单元60。
具体实施时，所述接收单元20，还用于根据系统接收的TS流中的自适应字段，判断当前接收的TS流是否包含PCR数据包。
若当前接收的TS流中的数据包为PCR数据包，则提取出所述PCR数据包中的PCR字段，并产生一个使能信号发送给所述控制单元40；
反之(即为普通数据包)，则对TS流中的数据包不作处理，并将所述TS流中的数据包发送至所述FIFO单元60。
在本实施例中，所述计时器30，还用于根据系统时钟计数产生一个时钟基准(系统时基)，记录接收每一个PCR数据包的时刻，以及，用于产生判决门限的时钟基准(判决时基)；
所述控制单元40，还用于根据所述接收单元20第一次发出的使能信号和当前时刻所述计时器30所产生的用于产生产生判决门限的时钟基准，按照固定的时间间隔产生判决门限；
并且，所述控制单元40还用于根据每一个使能信号的时钟基准(系统时基)和当前PCR数据包的判决门限的时钟基准(判决时基)，判断当前PCR数据包的到达时刻是否早于或晚于判决门限的时间节点。
具体实施时，系统在收到第一个PCR数据包后，即控制单元40接收到第一次从接收单元20的使能信号，同时根据当前时刻的计时器30计算的时基，开始按固定的时间间隔产生判决门限；此后系统接收到的PCR数据包，即接收单元20产生的每一个使能信号，都记录每一个使能信号的时基；根据该时基和当前PCR数据包的判决门限的时基，判断PCR数据包是否早于或晚于判决门限两侧(上、下限)的时间节点。
在本实施例中，所述修正单元50包括：PCR计算单元51和数据包替换单元52。
所述PCR计算单元51，用于产生新的PCR值，以生成新的PCR数据包中的自适应字段中的PCR字段。当数据包替换单元52下发计算新的PCR值命令时，则根据从控制单元40得到的上一个PCR数据包的PCR值和计时器20的时基，计算新的PCR值。
所述数据包替换单元52，用于根据所述控制单元的指令，执行无需作包替换的操作，或者，执行将当前PCR数据包替换为空包的操作，或者，执行将空包替换为新生成的PCR数据包的操作。
具体实施时，数据包替换单元52主要执行将PCR数据包替换成空包，或者，将空包替换成PCR数据包的操作。其中，当执行将空包替换成PCR数据包的操作时，需向PCR计算单元51请求一个新的PCR值，用于生成具有新的PCR值的PCR数据包。
在本实施例中，在判定PCR数据包的间隔为异常时，执行修正异常PCR数据包间隔的操作与上述实施例提供的实现消除PCR间隔异常的方法的基本原理相同，可以利用方程(1)～(8)进行相应的运算，在此不再赘述。
本发明实施例提供的实现消除PCR间隔异常的技术方案，通过实时监控TS流的PCR数据包，及时发现和校正间隔异常的PCR数据包，消除由于PCR间隔错误而导致下位机处理TS流异常。本发明实施例可以采样数字可编程逻辑器件为硬件载体，以逻辑电路方式实现对PCR数据包间隔异常的监控及恢复，功耗和成本低，结构简单，操作方便，可以有效提高PCR异常监测的准确性，有利于接收设备对TS流的正确解码或再复用。
以上所述是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种实现消除PCR间隔异常的方法，其特征在于，包括：
对系统接收的TS流进行平滑处理；
实时监控TS流的PCR数据包的间隔；
根据设定的判决门限范围，判断PCR数据包的间隔是否异常；
在判定PCR数据包的间隔为异常时，执行修正异常PCR数据包间隔的操作。
2.如权利要求1所述实现消除PCR间隔异常的方法，其特征在于，所述对系统接收的TS流进行平滑处理，包括：
将PCR数据包在TS流中所处的位置与PCR数据包中的PCR值进行匹配。
3.如权利要求1所述实现消除PCR间隔异常的方法，其特征在于，所述方法还包括：
根据系统接收的TS流中的自适应字段，判断当前接收的TS流是否包含PCR数据包；
若当前接收的TS流中的数据包为PCR数据包，则提取出所述PCR数据包中的PCR字段，并产生一个使能信号；反之，则不作处理。
4.如权利要求3述实现消除PCR间隔异常的方法，其特征在于，所述根据设定的判决门限范围，判断PCR数据包的间隔是否异常，包括：
在系统接收到第一个PCR数据包时，根据当前时刻的时钟基准，按照固定的时间间隔产生判决门限；
系统每接收到一个PCR数据包，记录每一个使能信号的时钟基准；
根据每一个使能信号的时钟基准和当前PCR数据包的判决门限的时钟基准，判断当前PCR数据包的到达时刻是否早于或晚于判决门限的时间节点。
5.如权利要求4述实现消除PCR间隔异常的方法，其特征在于，所述在判定PCR数据包的间隔为异常时，执行修正异常PCR数据包间隔的操作，包括：
在当前PCR数据包的到达时刻早于所述判决门限的时间节点时，将当前PCR数据包替换为一个空包；
请求一个新的PCR值，用于生成一个新生成的PCR数据包；并且，
在所述判决门限的范围内，将所述空包替换为所述新生成的PCR数据包。
6.如权利要求4述实现消除PCR间隔异常的方法，其特征在于，所述在判定PCR数据包的间隔为异常时，执行修正异常PCR数据包间隔的操作，包括：
在当前PCR数据包的到达时刻晚于所述判决门限的时间节点时，判断是否在超时时钟基准范围内接收到一个PCR数据包；
若是，则请求一个新的PCR值，用于生成一个新生成的PCR数据包，并将当前的空包替换为所述新生成的PCR数据包；
若否，则执行下一个PCR数据包异常间隔监听。
7.一种实现消除PCR间隔异常的装置，其特征在于，所述装置基于可编程数字逻辑器件实现，包括：
平滑处理单元，用于对系统接收的TS流进行平滑处理；
接收单元，用于接收TS流中的PCR数据包；
计时器，用于实时监控TS流的PCR数据包的间隔；
控制单元，用于根据设定的判决门限范围，判断PCR数据包的间隔是否异常；
修正单元，用于在判定PCR数据包的间隔为异常时，执行修正异常PCR数据包间隔的操作。
8.如权利要求7所述实现消除PCR间隔异常的装置，其特征在于，所述装置还包括FIFO单元；
所述接收单元，还用于根据系统接收的TS流中的自适应字段，判断当前接收的TS流是否包含PCR数据包；若当前接收的TS流中的数据包为PCR数据包，则提取出所述PCR数据包中的PCR字段，并产生一个使能信号发送给所述控制单元；反之，则对TS流中的数据包不作处理，并将所述TS流中的数据包发送至所述FIFO单元。
9.如权利要求8所述实现消除PCR间隔异常的装置，其特征在于，
所述计时器，还用于根据系统时钟计数产生一个时钟基准，记录接收每一个PCR数据包的时刻，以及，用于产生判决门限的时钟基准；
所述控制单元，还用于根据所述接收单元第一次发出的使能信号和当前时刻所述计时器所产生的用于产生产生判决门限的时钟基准，按照固定的时间间隔产生判决门限；并且，还用于根据每一个使能信号的时钟基准和当前PCR数据包的判决门限的时钟基准，判断当前PCR数据包的到达时刻是否早于或晚于判决门限的时间节点。
10.如权利要求9所述实现消除PCR间隔异常的装置，其特征在于，所述修正单元包括：数据包替换单元和PCR计算单元；
所述PCR计算单元，用于产生新的PCR值，以生成新的PCR数据包中的自适应字段中的PCR字段；
所述数据包替换单元，用于根据所述控制单元的指令，执行无需作包替换的操作，或者，执行将当前PCR数据包替换为空包的操作，或者，执行将空包替换为新生成的PCR数据包的操作。
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