[发明专利]传输流解码与编码定时同步的装置及方法

说明书

技术领域

本发明涉及多媒体数据的解码与编码定时同步的装置及方法，特别涉及传输流解码与编码定时同步的装置及方法。 

背景技术

随着多媒体技术的发展，一路节目的视频、音频及其他辅助数据经过数字化处理、压缩编码后，分别形成视频的基本流ES(Elementary Stream)、音频的基本流和其他辅助数据的基本流；将不同的基本流分别加包头打包为PES(Packetised ES)包，为了多路数据节目流的复用和有效的传输，又将PES包作为负载分割后插入传输流包(TS包)或节目流包(PS包)中，形成分别是基于可变长度打包的节目流PS(Program Steam)和基于固定长度打包的传输流(Transport Stream)。在ES层，和同步有关的主要是VBV-Delay域，表示解码器视频缓冲器在收到图像起始码的最后一个字节后，至当前解码帧解码开始所应等待的时间，用以防止解码器的缓冲器出现上溢或下溢。在PES层，和同步有关的主要是在PES包头信息中出现的PTS(显示时间标签)和DTS(解码时间标签)。在TS流中包含了编码时钟参考(该编码时钟参考的数值表示编码时钟输出的脉冲总数，这个脉冲总数从零开始计数)，用于解码时钟恢复。解码器端解码时，首先利用编码时钟参考重建和编码器同步的27MHz时钟(此时钟为标准协议中规定的时钟)，恢复27MHz时钟后，再利用PES流中的解码时间标签，显示时间标签进行音、视频的同步，同时利用VBV Delay在解码器中的缓冲器充盈到相应程度后启动初始解码。在解码器中，解码时钟的恢复是同步的关键。如果解码时钟和编码时钟严格匹配，那么视频和音频的解码和显示将自动和编码保持相同的速率。但在实际中，解码器均有自主的解码时钟，并不和编码时钟匹配，因而需要利用接收到的编码时钟参考来使解码器的解码时钟同步于编码器的编码时钟，所采用的典型方法是通过锁相环(PLL)装置来实现。 

在编码和解码的过程中，编码器根据编码时钟进行编码，并根据编码时钟在传输流中添加编码时钟参考，在传输流的包头中添加指示音频和视频解码时间的解码时间标签(DTS)、指示音频和视频显示时间的显示时间标签(PTS)等时间控制信息，其中，解码时间标签和显示时间标签以编码时钟参考为时间基准。如图1所示，在解码器端，CPU在接收到传输流后提取解码时间标签和显示时间标签存放在寄存器中，每当传输流开始传输新的一帧图像时，CPU将该帧图像的解码时间标签或显示时间标签写入到寄存器中，同时，解码器在解码图像时，从寄存器中读出相应的解码时间标签或显示时间标签，将解码时间标签或显示时间标签与锁 相环装置输出的解码时钟的计数值相比较，当两者相等时，CPU就控制解码器进行解码或控制缓冲器将数据传送给显示器进行显示。 

如图2所示，现有的方法采用锁相环(PLL)的方式恢复解码时钟，来使解码时钟同步于编码时钟。其恢复解码时钟的具体过程为：给压控晶振一个电压，压控晶振根据该电压产生解码时钟，并将该解码时钟输出给计数器，计数器具有两个输入端，一个输入端用于接收解码时钟输出的脉冲，另一个输入端用于接收清零信号(CPU每接收到一个编码时钟参考就产生一个清零信号，如图1所示)；计数器接收到清零信号后，开始统计其接收到的脉冲个数，当接收到下一个清零信号时，输出统计的脉冲个数给减法器的一个输入端，并清零；同时，将连续两个编码时钟参考的差值输入减法器的另一个输入端，减法器将其两个输入端收到的数值作差，如果作差结果不为零，则减法器输出数字结果信号，将减法器输出的数字结果信号转换为电压信号，调整该电压信号来改变压控晶振的输出频率，通过以上的反馈控制逐步使解码时钟和编码时钟同步，有了同步的解码时钟，按照解码时间标签进行解码，并按照显示时间标签进行显示就可以实现解码与编码的同步。如果减法器作差的结果为零，则可以判定压控晶振输出的时钟(解码时钟)和编码时钟是同步的，无需调整压控晶振的电压。由于在减法器输出得到的结果信号可能会带有毛刺，影响调整压控晶振的精度，因此在减法器和压控晶振之间设置一个低通滤波器，能够将结果信号中带有的毛刺滤除。 

采用上述锁相环的方式来恢复时钟，使解码时钟同步于编码时钟，能够很好的完成解码和编码的同步过程，但是，这种恢复时钟的方式需要使用压控晶振，压控晶振是通过复杂的电路来实现的，不但实现困难，并且实现的成本也比较高。 

发明内容

为了克服现有技术的缺陷和不足，本发明的目的在于提供一种传输流解码与编码定时同步的装置，能够低成本的实现解码时钟同步于编码时钟，并且降低实现的复杂度。