Синхронизация

В эпоху аналоговых сигналов только телевизионный сигнал отличался наличием сигналов синхронизации, в цифровых системах, при передаче любого первичного сигнала необходима синхронизация. Цель синхронизации – восстановление тактовой частоты, восстановления частоты пакетов данных, а в системах компрессии – и определение времени воспроизведения принимаемых данных.

Отсутствие на приемном конце информации о тактовой частоте приведет к невозможности работы приемного устройства. Именно поэтому при передаче цифровых сигналов без модуляции, используется коды, в спектре которых присутствует тактовая частота. Зная период следования пакетов данных на приемном конце можно восстановить, а в худшем случае замаскировать ошибки.

Кадры на вход системы MPEG-2 поступают с постоянной частотой и так же, с постоянной частотой они должны воспроизводиться на приемной стороне системы. Поэтому общая задержка системы (рисунок 13.6) должна быть одинаковой для всех кадров.

Рис. 13.6 Укрупненная схема системы MPEG-2

Скорость данных на выходе кодера компрессии зависит от передаваемого изображения, а скорость данных, передаваемых по каналу связи, должна быть постоянной. Этот вопрос решается за счет использования буфера кодера (см. главу Видеокомпрессия). На приемный конец компрессированные изображения поступают с переменной частотой (изображения I, P и B имеют разные объемы данных), а должны воспроизводится с постоянной частотой. Этот вопрос решается за счет буфера декодера.

Правильное время задержки обеспечивают метки времени, которые ставятся в соответствие блокам доступа (передаваемым изображениям). Метки времени несут информацию о том, когда блок доступа должен быть извлечен из буфера и декодирован.

Для правильной интерпретации меток времени в декодере, в нем должно быть собственное системное время, причем необходимо обеспечить подстройку «часов» декодера с «часами» кодера. Для этого системное время кодера регулярно передается на приемный конец. Системное время программы отсчитывается в периодах частоты 27МГц. Эта информация передается в программном потоке в заголовке блока программного пакета, а в транспортном потоке в поле адаптации транспортного пакета с соответствующим идентификатором PID. Отсчеты системного времени в программном потоке называются SCR (System Clock Reference), они должны появляться не реже, чем через 0, 7 секунды, отсчеты программного времени в транспортном потоке называются PCR (Program Clock Reference), они должны появляться не реже, чем через 0, 1 секунды. Транспортный поток несет информацию о нескольких программах, с разными временными базами, поэтому для каждой программы передается свое системное время. Идентификатор пакета, в котором передаются отсчеты программного времени, обычно такой же, как у пакетов видео этой программы.

Итак, в системе MPEG-2 передаются два вида отсчетов системного времени SCR и PCR, назначение у них одно - подстройка «часов» декодера.

Вернемся к меткам времени, сопровождающим блоки доступа. Существует два вида этих меток. PTS – метки времени представления и DTS – метки времени декодирования. Каждый блок доступа может сопровождаться этими метками, и значения их будут различными. Это объясняется тем, что для декодирования В изображения в декодере должно уже находится последующее Р изображение. Метки PTS определяют момент времени, в который декодированное изображение должно быть подано на выход декодера, а метки DPS – момент времени, в который блок доступа извлекается из буфера декодера и декодируется.