[发明专利]一种不同媒体流间的同步方法及系统

说明书

技术领域

本发明涉及媒体流间数据流的同步技术，特别涉及不同媒体流间数据流的同步技术。

背景技术

现代通信中存在着各种不同的媒体流，其中比较具有代表性的是传输流与实时传输协议流。

一、传输流(TS，Transport Stream)的同步。

活动图像专家组(MPEG，Moving Picture Exports Group)于1988年成立。MPEG-2是其颁布的(活动图像及声音编码)国际标准之一，制定于1994年，是为高级工业标准的图像质量以及更高的传输率而设计。编码码率从每秒3兆比特～100兆比特，是广播级质量的图像压缩标准，并具有CD级的音质。它在常规电视的数字化、高清晰电视HDTV、视频点播VOD，交互式电视等各个领域中都是核心的技术之一。图1为MPEG-2的时序模型示意图，如图所示，MPEG-2中的同步不仅仅指同一节目的音频流和视频流间的同步，还包括编码器和解码器之间端到端的同步。

1、TS流中时间戳定义。

MPEG-2 TS流中的同步是通过时间戳来实现的，由编码器中单一的公用系统时钟(STC，System Time Clock)27MHz创建时间戳，TS流中时间戳有两类：

TS包头中指出系统时钟值的节目参考时钟(PCR，Program ClockReference)，每个节目当且仅有一个PCR；

分组基本流(PES，Packetised Elementary Stream)包头中指出音频和视频正确的解码时间戳(DTS，Decoding time-stamp)和展现时间戳(PTS，Presentationtime-stamp)，每个存储单元配有一对PTS+DTS或者一个PTS。

2、TS流中的同步机制。

解码器在解码时，首先利用PCR重建和编码器同步的27MHz系统时钟，恢复27MHz系统时钟后，再利用PES流中的DTS、PTS进行音频和视频间的同步。

具体算法如下：

图2为用PCR重建27MHz系统时钟的流程示意图，如图所示，解码器从输入码流的包头中解出时间信息PCR送入到系统时间时钟恢复电路；系统时间时钟恢复电路再接收到每一个新的PCR时，进行本地系统时间时钟恢复和锁相。当一个新节目的PCR到达解码器时就需要更新时间基点，STC要设置为PCR中的当前值。通常第一个从解复用器中解出的PCR被直接装入STC的计数器，PCR值作为锁相环的参考频率用来和STC的当前值比较，产生的差值经过脉宽调制后输入到低通滤波器并经放大，成为控制信号用来控制压控振荡器(VCO，Voltage Controlled Oscillator)的瞬时频率，VCO输出的频率是在27MHz左右的振荡信号，它作为解码器的系统时钟。

解复用器后，从PES包头解出展现时间戳PTS和解码时间戳DTS，并送入到解码器中。

分组基本流解码器在接收到新的PTS/DTS后，存入对应的先进先出(FIFO，First In First Out)存储器中进行管理，对于没有PTS/DTS的显示单元，通过差值计算的方法获得其对应的时间戳，并送入到FIFO中管理。

每一个显示单元开始解码前，用其对应的DTS与STC进行比较，当STC与DTS相等时开始解码。

每一个显示单元开始显示前，用其对应的PTS与STC进行比较，当STC与PTS相等时开始显示。

二、实时传输协议流(RTP，Realtime Transport Protocol)的同步。

RTP是针对Internet上多媒体数据流的一个传输协议，由Internet工程任务组(IETF，Internet Engineering Task Force)作为RFC1889发布。RTP被定义为在一对一或一对多的传输情况下工作，其目的是提供时间信息和实现流同步。RTP的典型应用建立在用户数据报协议(UDP，User Datagram Protocol)上，但也可以在传输控制协议(TCP，Transmission Control Protocol)或其他协议之上工作。RTP本身只保证实时数据的传输，并不能为按顺序传送数据包提供可靠的传送机制，也不提供流量控制或拥塞控制，它依靠实时传输控制协议(RTCP，Realtime Transport Control Protocol)提供这些服务。