CN114203191A - Dra同步音频编码的传输方法 - Google Patents

Abstract

本公开的实施例提供了DRA同步音频编码的传输方法。所述方法包括DRA/DRA+同步编码器将第一时间标记信息嵌入到PCM数据中；将嵌入第一时间标记信息的PCM数据进行DRA/DRA+编码，输出DRA ES流；并将第二时间标记信息嵌入到所述DRA ES流中；传输复用适配处理器对DRA/DRA+同步编码器编码完成的DRA ES流进行筛选，选择所需的节目进行输出并适配成为符合相应链路的MPEG‑TS流进行传输；不同链路对应的DRA/DRA+同步解码器根据所述第一时间标记信息、第二时间标记信息对通过不同链路传输的MPEG‑TS流进行同步解码，输出完全同步的音频信号。以此方式，通过PCM音频流与DRA ES流双重标记策略，解决了TS到音频的双向处理过程，将同步精度提高到1/3us，对比现有同步传输技术最高达到1us精度，同步精度提高67％。

Description

DRA同步音频编码的传输方法

技术领域

本公开涉及音频编码领域，尤其涉及DRA同步音频编码的传输技术领域。

背景技术

目前，国内主要的音频信号采用的编码方式为MPEG-1LII及AAC等国外编码标准。随着我国数字编码技术的发展，我国自主知识产权的音频编码国家标准——《多声道数字音频编解码技术规范》(简称DRA)被批准成为中国电子行业标准(标准号SJ/T11368-2006)。DRA+是以DRA为核心，并利用带宽扩展和参数立体声增强工具而实现的低码率音频源编码技术。

而音频信号的编码同步传输是基于GPS同步时钟在编解码两端进行准确的时钟校时，进而实现处于不同物理位置的多台解码设备能够同步解码，输出完全同步的音频信号。

在目前的市场上，针对音频编码的同步传输技术主要是针对MPEG-1LII或AAC编码方式的同步传输技术，尚不存在基于DRA+/DRA编码方式的同步编码解决方案。

采用MPEG-1LII及AAC编码方式的同步传输技术存在的缺点：

1、相同效果下所需的编码带宽较大。

与DRA+./DRA编码方式对比，MPEG-1LII与AAC编码方式如果需要达到相同的音频效果，所需的编码码率较大，进而传输过程中所需要的带宽资源就更多。

2、现有同步传输技术对链路传输要求苛刻。

现有同步传输技术多是利用SFN同步适配器将GPS时间戳插入到TS流中与PAT、PMT等表格信息一同复用发送，因此对传输链路上的相关设备要求支持SFN传输的相关功能，对不支持SFN功能的相关设备既无法实现同步传输的功能。对市面上现有系统的升级会造成非常大的资源浪费。

此外，由于GPS时间戳插入的位置在TS流层，因此传输过程中会有GPS时间戳信息的受损的风险，并且同步精度一般只能达到1us。

因此为了实现效果更好的同步传输，也为了更灵活、更经济的同步传输需求，现有的同步传输技术已经无法满足当下的市场应用需求。需要有更先进、更科学的同步传输技术进行替代。

3，国家大力推广国标编码方式。

因为DRA标准是我国自主知识产权的音频编码标准，因此国家也为DRA标准的推广提供了非常良好的环境。未来中国数字音频广播系统(CDR)其音频编码方式也将完全采用DRA编码标准。因此DRA对未来的兼容性，扩展性均优于其他音频编码方式。

发明内容

本公开提供了一种DRA同步音频编码的传输方法、设备以及存储介质。

根据本公开的第一方面，提供了一种DRA同步音频编码的传输方法。该方法包括DRA/DRA+同步编码器将第一时间标记信息嵌入到PCM数据中；

DRA/DRA+同步编码器将嵌入第一时间标记信息的PCM数据进行DRA/DRA+编码，输出DRA ES流；并将第二时间标记信息嵌入到所述DRA ES流中；传输复用适配处理器对DRA/DRA+同步编码器编码完成的DRA ES流进行筛选，选择所需的节目进行输出并适配成为符合相应链路的MPEG-TS流进行传输；不同链路对应的DRA/DRA+同步解码器根据所述第一时间标记信息、第二时间标记信息对通过不同链路传输的MPEG-TS流进行同步解码，输出完全同步的音频信号。

根据本公开的第二方面，提供了一种电子设备。该电子设备包括：存储器和处理器，所述存储器上存储有计算机程序，所述处理器执行所述程序时实现如以上所述的方法。

根据本公开的第三方面，提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述程序被处理器执行时实现如根据本公开的第一方面的方法。

应当理解，发明内容部分中所描述的内容并非旨在限定本公开的实施例的关键或重要特征，亦非用于限制本公开的范围。本公开的其它特征将通过以下的描述变得容易理解。

附图说明

结合附图并参考以下详细说明，本公开各实施例的上述和其他特征、优点及方面将变得更加明显。附图用于更好地理解本方案，不构成对本公开的限定在附图中，相同或相似的附图标记表示相同或相似的元素，其中：

图1示出了根据本公开的实施例的DRA同步音频编码的传输方法的流程图；

图2示出了根据本公开的实施例的DRA基本帧的结构示意图；

图3示出了根据本公开的实施例的DRA辅助数据的结构示意图；

图4示出了能够实施本公开的实施例的示例性电子设备的方框图。

具体实施方式

为使本公开实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本公开实施例中的附图，对本公开实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本公开一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本公开中的实施例，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全部其他实施例，都属于本公开保护的范围。

另外，本文中术语“和/或”，仅仅是一种描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，A和/或B，可以表示：单独存在A，同时存在A和B，单独存在B这三种情况。另外，本文中字符“/”，一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。

图1示出了根据本公开的实施例的DRA同步音频编码的传输方法的流程图；

在框102，DRA/DRA+同步编码器将第一时间标记信息嵌入到PCM数据中；

在一些实施例中，DRA/DRA+同步编码器在对输入的AES音频信号进行量化压缩编码时，将AES音频信号经接口芯片速率匹配和信号转换，转换为PCM数据。

在一些实施例中，由于DRA/DRA+同步编码器进行量化压缩编码会造成一定的传输时延，因此，在对输入的AES音频信号进行量化压缩编码时，首先用一个PCM音频样本进行传输时延计算，用PPS信号标记一个PCM音频样本，测量所述PCM音频样本从进入DRA/DRA+同步编码器到离开DRA/DRA+同步解码器所用的时间，得到音频编码传输延迟。对于不同的AES音频信号，可以为其分别设置对应的音频编码传输延迟，以提高其同步精度。

在一些实施例中，将输入的AES音频信号经接口芯片速率匹配和信号转换为PCM数据；将所述音频编码传输延迟，作为第一时间标记信息插入所述PCM数据进行标记。

在一些实施例中，对所述音频编码传输延迟进行数字码转换，并进行误码校验，以保证所述音频编码传输延迟能够准确无误的传送至接收端。

在框104，DRA/DRA+同步编码器将嵌入第一时间标记信息的PCM数据进行DRA/DRA+编码，输出DRA ES流；并将第二时间标记信息嵌入到所述DRA ES流中；

在一些实施例中，将嵌入第一时间标记信息的PCM数据输入DSP进行DRA/DRA+编码，输出DRA ES流；将获取的时钟信号，即PPS信号，作为第二时间标记信息插入所述DRA ES流中。

在一些实施例中，编码器获取北斗/GPS基准时钟，将获取的北斗/GPS基准时钟信号作为第二时间标记信息。

在一些实施例中，对所述时钟信号进行数字码转换，并且对该时钟信号进行误码校验，以保证该时钟信号能够准确无误的传送至接收端。

在一些实施例中，所述第二时间标记信息为16bit(2字节)时间标记信息。

在一些实施例中，DRA的基本帧结构如图2所示，其中在帧头信息中有1比特指明是否存在辅助数据的指示，“1”表明有，“0”表明没有。将所述帧头信息设定为1，进一步将所述第二时间标记信息插入至编码输出的DRA ES流的码流辅助数据中。

辅助数据扩展的结构示意图如图3所示。其中每个数据块下面小括号内的数字表示其占用的长度，单位为比特，X₁……X_n分别为第1个……第n个辅助类型的数据长度，单位为字节。

在一些实施例中，DRA_S、DRA_L和DRA_SL编码的基本帧结构都是通过上述辅助数据扩展格式为基础定义的。

在框106，传输复用适配处理器对DRA/DRA+同步编码器编码完成的DRA ES流进行筛选，选择所需的节目进行输出并适配成为符合相应链路的MPEG-TS流进行传输。

在一些实施例中，相应链路例如，SDH、微波或IP。

在一些实施例中，传输复用适配处理器将第三时间标记信息插入所述MPEG-TS流中；

在一些实施例中，传输复用适配处理器获取北斗/GPS基准时钟，将获取的北斗/GPS基准时钟信号作为第三时间标记信息，以时间信息帧的形式插入所述MPEG-TS流中，重构PSI表格，同所述MPEG-TS流中的音频数据一通重新复用输出MPEG-TS流。例如，将所述时间信息帧与PAT、PMT、SDT、音频节目码流复用输出MPEG-TS流。

在一些实施例中，前端编码复用器通过输复用适配处理器进行传输、复用以及适配后的MPEG-TS流分为两路，一路通过无线发射至发射点的DRA/DRA+同步解码器，另一路通过云端与发射点的DRA/DRA+同步解码器连接。

在框108，不同链路对应的DRA/DRA+同步解码器对通过不同链路传输的MPEG-TS流进行同步解码，输出完全同步的音频信号。

在一些实施例中，DRA/DRA+同步解码器获取北斗/GPS基准时钟，根据实时时钟信号与TS流中的第三时间标记信息，即时间信息帧的时间差，计算出传输链路延时。

在一些实施例中，DRA/DRA+同步解码器经码流选择后根据PID从所述MPEG-TS流中提取出所需的DRA ES流；获取DRA ES流中嵌入的第二时间标记信息，与实时时钟信号比较，计算出从编码器到解码器包括传输链路的整体延时值。

在一些实施例中，DRA/DRA+同步解码器从PCM数据中提取出所述第一时间标记信息，即所述音频编码传输延迟。

通过所述从编码器到解码器包括传输链路的整体延时值以及所述音频编码传输延迟，即可得到输入的AES音频信号到解码器的整体延时值。即使是DRA/DRA+同步编码器对不同AES音频信号进行处理，仍可得到各不同AES音频信号到解码器的整体延时值。

在一些实施例中，DRA/DRA+同步解码器获取北斗/GPS基准时钟，根据接收到的时钟信号与DRA ES流中的第二时间标记信息帧的时间差，计算出传输链路延时，作为粗同步。根据接收到的时钟信号与PCM数据中的第一时间标记的时间差，计算出总体延时，作为细同步。通过PCM音频流与DRA ES流双重标记策略，解决了TS到音频的双向处理过程，将同步精度提高到1/3us，对比现有同步传输技术最高达到1us精度，同步精度提高67％。

在一些实施例中，实时时钟信号的时间减去DRA ES流辅助数据字节中插入的时钟信号的时间，再加上音频编码传输时延，即可计算出从编码器到解码器包括传输链路的整体延时值。

在一些实施例中，DRA/DRA+同步解码器通过音频延迟器将音频信号的传输时间自动调整到一个预先设定的值，最终实现DRA音频同步输出。即，用DRA/DRA+解码器预设的目标延时值与测量的实际延时值的差值来控制延时补偿器，从而使PCM达到预设的延时值输出；延时调整后的PCM去除时间标记，通过接口芯片输出AES音频信号。

在一些实施例中，DRA/DRA+解码器预设的目标延时值大于测量的实际延时值。

在一些实施例中，不同链路对应的DRA同步解码器在计算得到所接收到的DRA ES流延迟时间后，即可在解码器内部的延迟补偿算法进行延迟调整，即可实现不同链路对应的DRA同步解码器的同步解码。

在一些实施例中，DRA/DRA+同步解码器对MPEG-TS流复用后分为三路，一路送到FM同步发射系统，一路传输至CDR数模同播系统，另一路通过CDR复用器分别传输至CDR数模同播系统和CDR数字发射系统。

在一些实施例中，将进行解码，调整输出延时后完全同步的音频信号送入FM同步发射系统，进行FM同频覆盖。例如，将所述完全同步的音频信号通过多路音频切换设备进行主备份切换后，分别送入对应的FM同步发射系统，对对应的覆盖区域进行FM同频覆盖。

根据本公开的实施例，整个过程未在TS流层面增加任何时间帧信息，DRA同步编码器输出的同步信号也完全不依赖TS码流的整体结构，无论经过任何复用处理，任意传输链路也不会影响同步传输的效果。即使直接传输DRA音频的ES流，仍然可以完成音频同步。整个同步传输的过程可以将DRA同步编码器与DRA同步解码器之间的传输链路看成一个黑盒，黑盒内可任意改变传输链路的介质和设备，只要保证同步编码器的完整ES流送达同步解码器，即可实现整体的同步传输功能。

DRA同步编码器输出的TS流在经过了传输链路(任意链路)的长距离传输送至DRA同步解码器后，解码器根据接收到TS流，通过解析ES流中插入的时间标记与实时北斗/GPS基准时钟便可计算出从编码器到解码器包括传输链路的整体延时值，解码器通过音频延迟器将音频信号的传输时间自动调整到一个预先设定的值，最终实现了DRA音频同步输出。

需要说明的是，对于前述的各方法实施例，为了简单描述，故将其都表述为一系列的动作组合，但是本领域技术人员应该知悉，本公开并不受所描述的动作顺序的限制，因为依据本公开，某些步骤可以采用其他顺序或者同时进行。其次，本领域技术人员也应该知悉，说明书中所描述的实施例均属于可选实施例，所涉及的动作和模块并不一定是本公开所必须的。

根据本公开的实施例，本公开还提供了一种电子设备、一种可读存储介质和一种计算机程序产品。

图4示出了可以用来实施本公开的实施例的电子设备400的示意性框图。电子设备旨在表示各种形式的数字计算机，诸如，膝上型计算机、台式计算机、工作台、个人数字助理、服务器、刀片式服务器、大型计算机、和其它适合的计算机。电子设备还可以表示各种形式的移动装置，诸如，个人数字处理、蜂窝电话、智能电话、可穿戴设备和其它类似的计算装置。本文所示的部件、它们的连接和关系、以及它们的功能仅仅作为示例，并且不意在限制本文中描述的和/或者要求的本公开的实现。

设备400包括计算单元401，其可以根据存储在只读存储器(ROM)402中的计算机程序或者从存储单元408加载到随机访问存储器(RAM)403中的计算机程序，来执行各种适当的动作和处理。在RAM 403中，还可存储设备400操作所需的各种程序和数据。计算单元401、ROM 402以及RAM 403通过总线404彼此相连。输入/输出(I/O)接口405也连接至总线404。

设备400中的多个部件连接至I/O接口405，包括：输入单元406，例如键盘、鼠标等；输出单元407，例如各种类型的显示器、扬声器等；存储单元408，例如磁盘、光盘等；以及通信单元409，例如网卡、调制解调器、无线通信收发机等。通信单元409允许设备400通过诸如因特网的计算机网络和/或各种电信网络与其他设备交换信息/数据。

计算单元401可以是各种具有处理和计算能力的通用和/或专用处理组件。计算单元401的一些示例包括但不限于中央处理单元(CPU)、图形处理单元(GPU)、各种专用的人工智能(AI)计算芯片、各种运行机器学习模型算法的计算单元、数字信号处理器(DSP)、以及任何适当的处理器、控制器、微控制器等。计算单元401执行上文所描述的各个方法和处理，例如方法XXX。例如，在一些实施例中，方法XXX可被实现为计算机软件程序，其被有形地包含于机器可读介质，例如存储单元408。在一些实施例中，计算机程序的部分或者全部可以经由ROM 402和/或通信单元409而被载入和/或安装到设备400上。当计算机程序加载到RAM403并由计算单元401执行时，可以执行上文描述的方法XXX的一个或多个步骤。备选地，在其他实施例中，计算单元401可以通过其他任何适当的方式(例如，借助于固件)而被配置为执行方法XXX。

本文中以上描述的系统和技术的各种实施方式可以在数字电子电路系统、集成电路系统、场可编程门阵列(FPGA)、专用集成电路(ASIC)、专用标准产品(ASSP)、芯片上系统的系统(SOC)、负载可编程逻辑设备(CPLD)、计算机硬件、固件、软件、和/或它们的组合中实现。这些各种实施方式可以包括：实施在一个或者多个计算机程序中，该一个或者多个计算机程序可在包括至少一个可编程处理器的可编程系统上执行和/或解释，该可编程处理器可以是专用或者通用可编程处理器，可以从存储系统、至少一个输入装置、和至少一个输出装置接收数据和指令，并且将数据和指令传输至该存储系统、该至少一个输入装置、和该至少一个输出装置。

用于实施本公开的方法的程序代码可以采用一个或多个编程语言的任何组合来编写。这些程序代码可以提供给通用计算机、专用计算机或其他可编程数据处理装置的处理器或控制器，使得程序代码当由处理器或控制器执行时使流程图和/或框图中所规定的功能/操作被实施。程序代码可以完全在机器上执行、部分地在机器上执行，作为独立软件包部分地在机器上执行且部分地在远程机器上执行或完全在远程机器或服务器上执行。

在本公开的上下文中，机器可读介质可以是有形的介质，其可以包含或存储以供指令执行系统、装置或设备使用或与指令执行系统、装置或设备结合地使用的程序。机器可读介质可以是机器可读信号介质或机器可读储存介质。机器可读介质可以包括但不限于电子的、磁性的、光学的、电磁的、红外的、或半导体系统、装置或设备，或者上述内容的任何合适组合。机器可读存储介质的更具体示例会包括基于一个或多个线的电气连接、便携式计算机盘、硬盘、随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、可擦除可编程只读存储器(EPROM或快闪存储器)、光纤、便捷式紧凑盘只读存储器(CD-ROM)、光学储存设备、磁储存设备、或上述内容的任何合适组合。

为了提供与用户的交互，可以在计算机上实施此处描述的系统和技术，该计算机具有：用于向用户显示信息的显示装置(例如，CRT(阴极射线管)或者LCD(液晶显示器)监视器)；以及键盘和指向装置(例如，鼠标或者轨迹球)，用户可以通过该键盘和该指向装置来将输入提供给计算机。其它种类的装置还可以用于提供与用户的交互；例如，提供给用户的反馈可以是任何形式的传感反馈(例如，视觉反馈、听觉反馈、或者触觉反馈)；并且可以用任何形式(包括声输入、语音输入或者、触觉输入)来接收来自用户的输入。

可以将此处描述的系统和技术实施在包括后台部件的计算系统(例如，作为数据服务器)、或者包括中间件部件的计算系统(例如，应用服务器)、或者包括前端部件的计算系统(例如，具有图形用户界面或者网络浏览器的用户计算机，用户可以通过该图形用户界面或者该网络浏览器来与此处描述的系统和技术的实施方式交互)、或者包括这种后台部件、中间件部件、或者前端部件的任何组合的计算系统中。可以通过任何形式或者介质的数字数据通信(例如，通信网络)来将系统的部件相互连接。通信网络的示例包括：局域网(LAN)、广域网(WAN)和互联网。

计算机系统可以包括客户端和服务器。客户端和服务器一般远离彼此并且通常通过通信网络进行交互。通过在相应的计算机上运行并且彼此具有客户端-服务器关系的计算机程序来产生客户端和服务器的关系。服务器可以是云服务器，也可以为分布式系统的服务器，或者是结合了区块链的服务器。

应该理解，可以使用上面所示的各种形式的流程，重新排序、增加或删除步骤。例如，本发公开中记载的各步骤可以并行地执行也可以顺序地执行也可以不同的次序执行，只要能够实现本公开公开的技术方案所期望的结果，本文在此不进行限制。

上述具体实施方式，并不构成对本公开保护范围的限制。本领域技术人员应该明白的是，根据设计要求和其他因素，可以进行各种修改、组合、子组合和替代。任何在本公开的精神和原则之内所作的修改、等同替换和改进等，均应包含在本公开保护范围之内。

Claims (10)

1.一种DRA同步音频编码的传输方法，包括：

DRA/DRA+同步编码器将第一时间标记信息嵌入到PCM数据中；

DRA/DRA+同步编码器将嵌入第一时间标记信息的PCM数据进行DRA/DRA+编码，输出DRAES流；并将第二时间标记信息嵌入到所述DRA ES流中；

传输复用适配处理器对DRA/DRA+同步编码器编码完成的DRA ES流进行筛选，选择所需的节目进行输出并适配成为符合相应链路的MPEG-TS流进行传输；

不同链路对应的DRA/DRA+同步解码器根据所述第一时间标记信息、第二时间标记信息对通过不同链路传输的MPEG-TS流进行同步解码，输出完全同步的音频信号。

2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述第一时间标记信息为音频编码传输延迟。

3.根据权利要求2所述的方法，其中，所述第二时间标记信息为编码器获取的北斗/GPS基准时钟。

4.根据权利要求3所述的方法，其中，所述将第二时间标记信息嵌入到所述DRA ES流中包括：

将所述第二时间标记信息插入至编码输出的DRA ES流的码流辅助数据中。

5.根据权利要求3所述的方法，其中，不同链路对应的DRA/DRA+同步解码器根据所述第一时间标记信息、第二时间标记信息对通过不同链路传输的MPEG-TS流进行同步解码包括：

DRA/DRA+同步解码器经码流选择后根据PID从所述MPEG-TS流中提取出所需的DRA ES流；获取DRA ES流中嵌入的第二时间标记信息，与实时时钟信号比较，计算出从编码器到解码器包括传输链路的整体延时值；

从PCM数据中提取出所述第一时间标记信息，即所述音频编码传输延迟；

将从编码器到解码器包括传输链路的整体延时值加上所述音频编码传输延迟，作为AES音频信号到解码器的整体延时值。

6.根据权利要求5所述的方法，其中，所述方法还包括：

传输复用适配处理器将获取的北斗/GPS基准时钟信号作为第三时间标记信息，以时间信息帧的形式插入所述MPEG-TS流中；

DRA/DRA+同步解码器获取MPEG-TS流中嵌入的第三时间标记信息，与实时时钟信号比较，计算出从编码器到解码器包括传输链路的整体延时值。

7.根据权利要求1所述的方法，其中，所述方法还包括：

DRA/DRA+解码器预设的目标延时值与AES音频信号到解码器的整体延时值的差值来控制延时补偿器，从而使PCM达到预设的延时值输出；延时调整后的PCM去除时间标记，通过接口芯片输出AES音频信号。

8.根据权利要求7所述的方法，其中，所述方法还包括：

将所述AES音频信号分别送入对应的FM同步发射系统，对对应的覆盖区域进行FM同频覆盖。

9.一种电子设备，包括：

至少一个处理器；以及

与所述至少一个处理器通信连接的存储器；其中，

所述存储器存储有可被所述至少一个处理器执行的指令，所述指令被所述至少一个处理器执行，以使所述至少一个处理器能够执行权利要求1-7中任一项所述的方法。

10.一种存储有计算机指令的非瞬时计算机可读存储介质，其中，所述计算机指令用于使所述计算机执行根据权利要求1-7中任一项所述的方法。

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