專利名稱：自動測試音頻/視頻同步的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及數(shù)字信號處理的領(lǐng)域，更具體而言，本發(fā)明涉及在接收機(jī)硬件、軟件、硬件/軟件結(jié)合物中測試音頻/視頻同步(AV同步)的方法并且本發(fā)明更容易擴(kuò)展到測試數(shù)字信號本身。
運(yùn)動圖象專家組(MPEG)標(biāo)準(zhǔn)是一個(gè)數(shù)字音頻/視頻(A/V)壓縮標(biāo)準(zhǔn)，該標(biāo)準(zhǔn)被應(yīng)用于多種A/V分布系統(tǒng)中，例如包括，數(shù)字衛(wèi)星系統(tǒng)(DSS)廣播、數(shù)字電纜廣播和數(shù)字陸地廣播。在接收端，被壓縮的A/V數(shù)字流必須被解壓縮和解碼。MPEG標(biāo)準(zhǔn)提供字段，例如(MPEG編碼器的)節(jié)目時(shí)鐘基準(zhǔn)(PCR)、表示時(shí)間戳(PTS)、解碼時(shí)間戳(DTS)和系統(tǒng)時(shí)間時(shí)鐘(STC)。在產(chǎn)生廣播流的MPEG編碼器中，PCR和STC具有一個(gè)嚴(yán)格的關(guān)系，因此在解碼器的末端可以用來復(fù)制編碼器的時(shí)間時(shí)鐘。解碼器使用DTS確定一個(gè)音頻單元或視頻幀何時(shí)被解碼，解碼器使用PTS確定被解碼的音頻單元或視頻幀何時(shí)被表示。關(guān)鍵的是在適當(dāng)?shù)腁V同步中音頻和視頻數(shù)據(jù)都被解碼和被表示。
當(dāng)設(shè)計(jì)一個(gè)接收機(jī)系統(tǒng)(硬件、軟件或軟硬件)時(shí)，必須測試接收機(jī)系統(tǒng)以確保系統(tǒng)的AV同步性能遵守MPEG標(biāo)準(zhǔn)。目前，測試需要人觀察一個(gè)視頻剪輯，聽伴隨的音頻并且做出可接收AV同步的主觀的決定。這是十分密集性的勞動，不十分精確也不十分準(zhǔn)確。
一個(gè)比較準(zhǔn)確的測試是增加閃光到視頻，增加嘟嘟聲到音頻并且使用示波器測量AV同步。這仍需要人類觀察者也需要一個(gè)特殊的測試信號，精確性和準(zhǔn)確性依賴于示波器操作者的技能和示波器的校準(zhǔn)。另外，長時(shí)間的測試需要周期性的人為干預(yù)用于示波器的調(diào)整。
這兩種測試方法是密集性的勞動，因而花費(fèi)比較昂貴。并且不能提供所必需的精確性或反復(fù)性，精確性和反復(fù)性對于AV同步問題的快速排除錯(cuò)誤是必須的。因而，重復(fù)性測試通常是必需的。
因此，需要一種AV同步測試的非主觀、高精度、高重復(fù)性的方法，這種方法在延長的測試時(shí)間上是便宜的和平穩(wěn)的。
本發(fā)明的第一個(gè)方面是測試解碼器設(shè)備的音頻/視頻同步的一種方法，解碼器設(shè)備用來接收數(shù)字流，數(shù)字流包含系統(tǒng)時(shí)間時(shí)鐘字段、節(jié)目時(shí)鐘基準(zhǔn)字段、音頻解碼時(shí)間戳字段、音頻表示時(shí)間戳字段、視頻解碼時(shí)間戳字段和視頻表示時(shí)間戳字段，該方法包含
從節(jié)目時(shí)鐘基準(zhǔn)字段恢復(fù)至少兩個(gè)連續(xù)節(jié)目時(shí)鐘基準(zhǔn)；計(jì)算設(shè)備的頻率，使用該設(shè)備的頻率來基于連續(xù)節(jié)目時(shí)鐘基準(zhǔn)和當(dāng)所述的連續(xù)節(jié)目時(shí)鐘基準(zhǔn)被恢復(fù)時(shí)的解碼器時(shí)間戳編碼數(shù)字流；從數(shù)字流產(chǎn)生音頻基本流和視頻基本流；從音頻基本流恢復(fù)至少一個(gè)音頻解碼時(shí)間戳，該音頻解碼時(shí)間戳來自音頻解碼時(shí)間戳字段，并且計(jì)算在音頻解碼時(shí)間戳和當(dāng)相應(yīng)于音頻解碼時(shí)間戳的音頻單元被解碼時(shí)的第一解碼器時(shí)間戳之間的第一時(shí)間差值；從音頻基本流恢復(fù)至少一個(gè)音頻表示時(shí)間戳，該音頻表示時(shí)間戳來自音頻表示時(shí)間戳字段，并且計(jì)算在音頻表示時(shí)間戳和當(dāng)相應(yīng)于音頻表示時(shí)間戳的音頻單元被顯示時(shí)的第二解碼器時(shí)間戳之間的第二時(shí)間差值；從視頻基本流恢復(fù)至少一個(gè)視頻解碼時(shí)間戳，該視頻解碼時(shí)間戳來自視頻解碼時(shí)間戳字段，并且計(jì)算在視頻解碼時(shí)間戳和當(dāng)相應(yīng)于視頻解碼時(shí)間戳的視頻幀被解碼時(shí)的第三解碼器時(shí)間戳之間的第三時(shí)間差值；和從視頻基本流恢復(fù)至少一個(gè)視頻表示時(shí)間戳，該視頻表示時(shí)間戳來自視頻表示時(shí)間戳字段，并且計(jì)算在視頻表示時(shí)間戳和當(dāng)相應(yīng)于視頻表示時(shí)間戳的視頻幀被顯示時(shí)的第四解碼器時(shí)間戳之間的第四時(shí)間差值。
本發(fā)明的第二個(gè)方面是測試一個(gè)被測解碼器設(shè)備的音頻/視頻同步的一種方法，解碼器設(shè)備接收數(shù)字流，數(shù)字流包含系統(tǒng)時(shí)間時(shí)鐘字段、節(jié)目時(shí)鐘基準(zhǔn)字段、音頻解碼時(shí)間戳字段、音頻表示時(shí)間戳字段、視頻解碼時(shí)間戳字段、視頻表示時(shí)間戳字段，該方法包含在解碼器設(shè)備的多路信號分離器中提供頻率提取器模塊，所述頻率提取器模塊適用于從節(jié)目時(shí)鐘基準(zhǔn)字段恢復(fù)至少兩個(gè)連續(xù)的節(jié)目時(shí)鐘基準(zhǔn)；計(jì)算設(shè)備的頻率，使用該設(shè)備的頻率來基于連續(xù)節(jié)目時(shí)鐘基準(zhǔn)和當(dāng)所述的連續(xù)節(jié)目時(shí)鐘基準(zhǔn)被恢復(fù)時(shí)的解碼器時(shí)間戳編碼數(shù)字流；從數(shù)字流產(chǎn)生音頻基本流和視頻基本流；在音頻解碼器中提供音頻delta計(jì)算器模塊，音頻delta計(jì)算器模塊適用于從音頻基本流恢復(fù)至少一個(gè)音頻解碼時(shí)間戳，該音頻解碼時(shí)間戳來自音頻解碼時(shí)間戳字段，和適用于計(jì)算在音頻解碼時(shí)間戳和當(dāng)相應(yīng)于音頻解碼時(shí)間戳的音頻單元被解碼時(shí)的第一解碼器時(shí)間戳之間的第一時(shí)間差值，和適用于從音頻基本流恢復(fù)至少一個(gè)音頻表示時(shí)間戳，該音頻表示時(shí)間戳來自音頻表示時(shí)間戳字段，和適用于計(jì)算在音頻表示時(shí)間戳和當(dāng)相應(yīng)于音頻表示時(shí)間戳的音頻單元被表示時(shí)的第二解碼器時(shí)間戳之間的第二時(shí)間差值；和提供視頻delta計(jì)算器模塊，視頻delta計(jì)算器模塊適用于從視頻基本流恢復(fù)至少一個(gè)視頻解碼時(shí)間戳，該視頻解碼時(shí)間戳來自視頻解碼時(shí)間戳字段，和適用于計(jì)算在視頻解碼時(shí)間戳和當(dāng)相應(yīng)于視頻解碼時(shí)間戳的視頻幀被解碼時(shí)的第三解碼器時(shí)間戳之間的第三時(shí)間差值，和適用于從視頻基本流恢復(fù)至少一個(gè)視頻表示時(shí)間戳，該視頻表示時(shí)間戳來自視頻表示時(shí)間戳字段，和適用于計(jì)算在視頻表示時(shí)間戳和當(dāng)相應(yīng)于音頻表示時(shí)間戳的視頻幀被表示時(shí)的第四解碼器時(shí)間戳之間的第四時(shí)間差值。
本發(fā)明的第三個(gè)方面是測試數(shù)字流中的音頻/視頻同步的一種方法，數(shù)字流包含系統(tǒng)時(shí)間時(shí)鐘字段、節(jié)目時(shí)鐘基準(zhǔn)字段、音頻解碼時(shí)間戳字段、音頻表示時(shí)間戳字段、視頻解碼時(shí)間戳字段和視頻表示時(shí)間戳字段，該方法包含在解碼器設(shè)備中接收數(shù)字流，數(shù)字流有已知程度的音頻/視頻同步；從節(jié)目時(shí)鐘基準(zhǔn)字段恢復(fù)至少兩個(gè)連續(xù)節(jié)目時(shí)鐘基準(zhǔn)；計(jì)算設(shè)備的頻率，使用該設(shè)備的頻率來基于連續(xù)節(jié)目時(shí)鐘基準(zhǔn)和當(dāng)所述的連續(xù)節(jié)目時(shí)鐘基準(zhǔn)被恢復(fù)時(shí)的解碼器時(shí)間戳編碼數(shù)字流；從數(shù)字流產(chǎn)生音頻基本流和視頻基本流；從音頻基本流恢復(fù)至少一個(gè)音頻解碼時(shí)間戳，該音頻解碼時(shí)間戳來自音頻解碼時(shí)間戳字段，并且計(jì)算在音頻解碼時(shí)間戳和當(dāng)相應(yīng)于音頻解碼時(shí)間戳的音頻單元被解碼時(shí)的第一解碼器時(shí)間戳之間的第一時(shí)間差值；從音頻基本流恢復(fù)至少一個(gè)音頻表示時(shí)間戳，該音頻表示時(shí)間戳來自音頻表示時(shí)間戳字段，并且計(jì)算在音頻表示時(shí)間戳和當(dāng)相應(yīng)于音頻表示時(shí)間戳的音頻單元被顯示時(shí)的第二解碼器時(shí)間戳之間的第二時(shí)間差值；從視頻基本流恢復(fù)至少一個(gè)視頻解碼時(shí)間戳，該視頻解碼時(shí)間戳來自視頻解碼時(shí)間戳字段，并且計(jì)算在視頻解碼時(shí)間戳和當(dāng)相應(yīng)于視頻解碼時(shí)間戳的視頻幀被解碼時(shí)的第三解碼器時(shí)間戳之間的第三時(shí)間差值；和從視頻基本流恢復(fù)至少一個(gè)視頻表示時(shí)間戳，該視頻表示時(shí)間戳來自視頻表示時(shí)間戳字段，并且計(jì)算在視頻表示時(shí)間戳和當(dāng)相應(yīng)于音頻表示時(shí)間戳的視頻幀被顯示時(shí)的第四解碼器時(shí)間戳之間的第四時(shí)間差值。
在所附的權(quán)利要求中闡明了本發(fā)明的特點(diǎn)。然而，參考說明性實(shí)施方案下面詳細(xì)的描述，同時(shí)結(jié)合附圖閱讀時(shí)將最好地理解發(fā)明本身

圖1是MPEG傳輸流數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的一個(gè)示意圖；圖2是MPEG節(jié)目流數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的一個(gè)示意圖；圖3是MPEG打包的基本流數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的一個(gè)示意圖；圖4是按照本發(fā)明的實(shí)例系統(tǒng)的一個(gè)示意方塊圖；圖5是本發(fā)明第一個(gè)實(shí)施方案的一個(gè)流程圖；和圖6是本發(fā)明第二個(gè)實(shí)施方案的一個(gè)流程圖。
在描述本發(fā)明時(shí)使用了MPEG的術(shù)語和數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。應(yīng)該理解的是，術(shù)語MPEG可以被MPEG-1、MPEG-2、MPEG-4、MPEG-7、數(shù)字衛(wèi)星系統(tǒng)(DSS)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)或其他的標(biāo)準(zhǔn)所代替，它們共享共同的數(shù)字流結(jié)構(gòu)或者被建立在MPEG標(biāo)準(zhǔn)上。另外，術(shù)語MPEG是用來覆蓋所有的這些上述的標(biāo)準(zhǔn)。本發(fā)明對于利用以上數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)或標(biāo)準(zhǔn)的任何產(chǎn)品是可適用的，產(chǎn)品包括，但并不局限于，數(shù)字和混合式電視、數(shù)字視頻磁盤播放器、MPEG播放器和機(jī)頂盒。
然而，本發(fā)明將描述一個(gè)MPEG接收機(jī)，用于接收一個(gè)MPEG被編碼信號。
提供圖1-圖3來輔助理解本發(fā)明并僅僅圖解MPEG標(biāo)準(zhǔn)的數(shù)字流結(jié)構(gòu)。
圖1是MPEG傳輸流數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的一個(gè)示意圖。傳輸流攜帶多個(gè)節(jié)目。傳輸流由多個(gè)188字節(jié)的單元組成，每個(gè)單元包含頭和有效負(fù)載。頭被劃分為以下字段同步字節(jié)字段、傳輸誤差指示符字段、有效負(fù)載單元起始指示符字段、傳輸優(yōu)先級字段、包標(biāo)識符(PID)字段、傳輸雜亂性控制字段、自適應(yīng)字段控制字段，連續(xù)計(jì)數(shù)器字段和自適應(yīng)字段。本發(fā)明對包標(biāo)識符(PID)字段特別關(guān)注。
自適應(yīng)字段進(jìn)一步被劃分以下字段自適應(yīng)字段長度字段、非連續(xù)計(jì)數(shù)器字段、隨機(jī)存取指示符字段、基本流優(yōu)先級指示符(priorityindicator)字段、指向可選擇區(qū)域字段的5個(gè)標(biāo)記的字段和填充字節(jié)字段。
可選擇區(qū)域字段進(jìn)一步被劃分為節(jié)目時(shí)鐘基準(zhǔn)(PCR)字段、原始節(jié)目(old program)時(shí)鐘基準(zhǔn)(OPCR)字段、接頭計(jì)數(shù)器字段、傳輸專用數(shù)據(jù)長度的字段、傳輸專用數(shù)據(jù)的字段、自適應(yīng)字段擴(kuò)展長度字段和指向可選擇區(qū)域字段的3個(gè)標(biāo)記字段。本發(fā)明對PCR字段特別關(guān)注。
選擇區(qū)域字段進(jìn)一步被劃分為如圖1所圖解的字段。
每個(gè)有效負(fù)載通常包含以打包的基本流(PES)的片斷形式的數(shù)據(jù)。然而，以其他數(shù)據(jù)格式的數(shù)據(jù)也可以被打包到一個(gè)有效負(fù)載中。視頻、音頻、權(quán)利管理消息和權(quán)利控制消息總是以PES格式被打包。在圖3中圖解了MPEG PES流的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)并在下文對MPEG PES流的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)進(jìn)行了描述。
圖2是MPEG節(jié)目流數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的一個(gè)示意圖。節(jié)目流是由多個(gè)包組成的可變長度的結(jié)構(gòu)。每個(gè)包被劃分為包頭和一個(gè)或者多個(gè)PES包。一個(gè)節(jié)目流攜帶僅僅一個(gè)節(jié)目。在圖3中圖解MPEG PES流的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)并在下文對MPEG PES流的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)進(jìn)行了描述。包頭被劃分為以下字段包起始碼字段、“01”字段、系統(tǒng)時(shí)鐘基準(zhǔn)(SCR)字段、節(jié)目MUX速率字段、包填充長度字段、包填充字節(jié)字段和系統(tǒng)頭字段。系統(tǒng)頭字段進(jìn)一步劃分為系統(tǒng)頭起始碼字段、頭長度字段、速率界限字段、音頻界限字段、固定標(biāo)記字段、約束系統(tǒng)參考數(shù)據(jù)流(CSPS)標(biāo)記、視頻界限字段和N環(huán)字段。
N環(huán)字段進(jìn)一步劃分為流標(biāo)識符(ID)字段、“11”字段、打包系統(tǒng)目標(biāo)解碼器(P-std)緩沖界限刻度字段、打P-std緩沖大小界限字段和其他字段。
圖3是MPEG打包基本流(PES)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的一個(gè)示意圖。PES流是可變長度的結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)由包起始碼前綴字段、流ID字段、PES包長度字段、可選擇PES頭字段和用于實(shí)際的PES包數(shù)據(jù)的字段。可選擇的PES頭字段被劃分和再次被劃分，正如在圖3中所圖解的。本發(fā)明對可選擇的PES頭字段的可選擇字段的PTS/DTS字段特別關(guān)注。
圖4是按照本發(fā)明的一個(gè)實(shí)例系統(tǒng)的一個(gè)示意方塊圖。在圖4中，接收機(jī)100包含接收機(jī)控制器105，該接收機(jī)控制器包含條件存取子系統(tǒng)110和用于接收被調(diào)制的MPEG流120(一個(gè)數(shù)字流)并將加密的MPEG流125傳送到MPEG流多路信號分離器和解密器130中的調(diào)諧器和解調(diào)器115。條件存取子系統(tǒng)110包含用于向MPEG流多路信號分離器和解密器130提供解密支持的功能。條件存取子系統(tǒng)110是可選擇的并且僅僅當(dāng)被調(diào)制的MPEG流120被加密時(shí)才需要條件存取子系統(tǒng)110。類似地，僅當(dāng)被調(diào)制的MPEG流120被加密時(shí)，MPEG流多路信號分離器和解密器130需要有解密能力。MPEG多路信號分離器和解密器130轉(zhuǎn)換傳輸流125為音頻基本流(ES)140和視頻基本流(ES)145。音頻解碼器150接收音頻基本流140并轉(zhuǎn)換音頻ES為可播放的音頻輸出155。視頻解碼器160接收視頻ES流145并轉(zhuǎn)換音頻ES為可播放的視頻輸出165。音頻輸出155和視頻輸出165都適用于標(biāo)準(zhǔn)的電視、音頻和/或計(jì)算機(jī)設(shè)備。通過接收機(jī)控制器105(或者是條件存取子系統(tǒng)110)發(fā)送各種控制信號170到MPEG多路信號分離器和解密器130、音頻解碼器150、視頻解碼器160，以控制和調(diào)整MPEG的多路信號分離器和解密器、音頻解碼器和視頻解碼器的操作。
接收機(jī)100進(jìn)一步包括本地系統(tǒng)時(shí)間時(shí)鐘(STC)175和存儲子系統(tǒng)180。存儲子系統(tǒng)180可以包含存儲介質(zhì)，例如硬盤、可重寫CD驅(qū)動器、可重寫DVD驅(qū)動器、半導(dǎo)體存儲器或甚至磁帶。本地STC175接收來自MPEG流多路信號分離器和解密器130的被恢復(fù)的PCR信號185并且產(chǎn)生一個(gè)本地時(shí)間信號(LTS)190。提供LTS190給音頻解碼器155和視頻解碼器160。PCR信號185是從MPEG傳輸流中的PCR字段恢復(fù)的PCR的流，正如在圖1中所圖解的。
有5種音頻視頻同步的度量(measures)。第一種度量是解碼器STC175的頻率。在一個(gè)例子中，編碼器STC的頻率(在產(chǎn)生被調(diào)制的MPEG流120單元中的STC)一般以標(biāo)準(zhǔn)的FREQENCODER＝27MHz+/-810周(cycles)運(yùn)行。解碼器STC175的頻率通過公式計(jì)算FREQENCODER＝((PCRT-1)-(PCRT))/((TT-1-TT)，其中PCRT是在本地時(shí)間TT上恢復(fù)的PCR，PCRT-1是在本地時(shí)間TT-1上恢復(fù)的PCR。如果FREQENCODER不同于所規(guī)定的27MHz+/-810周，那么接收機(jī)100固有地處于非音頻視頻同步狀態(tài)，因?yàn)閳?zhí)行對解碼的所有操作的時(shí)鐘同步，音頻單元和視頻幀的表示的時(shí)間關(guān)系不同于編碼音頻視頻時(shí)使用的時(shí)間關(guān)系。為此，MPEG流的多路信號分離器和解密器130配備了一個(gè)頻率提取器模塊195，該模塊195發(fā)送時(shí)間戳的頻率數(shù)據(jù)200給存儲子系統(tǒng)180。
音頻視頻同步的第二種度量是在被恢復(fù)的音頻DTS和實(shí)際的音頻解碼時(shí)間(LTSAD)之間的差值(_dta)，該差值可被表示為_dta＝DTS-LTSAD。音頻視頻同步的第三種度量是在被恢復(fù)的音頻PTS和實(shí)際的音頻表示時(shí)間(LTSAP)之間的差值(_pta)，該差值可被表示為_dpa＝PTS-LTSAP。從在圖3中所圖解的MPEG PES中的PTS/DTS字段恢復(fù)DTS和PTS。對于完美的音頻視頻同步，_dta和_pta等于0。如果_dta不等于0，那么執(zhí)行音頻單元的解碼與在編碼器中執(zhí)行那些音頻單元的編碼不在相同定時(shí)關(guān)系上。如果_pta不等于0，那么執(zhí)行在接收機(jī)100中的音頻單元的表示與在編碼器中為編碼而表示音頻單元時(shí)不在相同的定時(shí)關(guān)系上。為此，音頻解碼器150配備了一個(gè)音頻delta計(jì)算器模塊205，該模塊發(fā)送時(shí)間戳_dta和_pta(信號210)給存儲子系統(tǒng)180。
音頻視頻同步的第四種度量是在被恢復(fù)的視頻DTS和實(shí)際的視頻解碼時(shí)間(LTSVD)之間的差值(_dtv)，該差值可被表示為_dtv＝DTS-LTSvD。
音頻視頻同步的第五種度量是在被恢復(fù)的視頻PTS和實(shí)際的視頻表示時(shí)間(LTSVP)之間的差值(_ptv)，該差值可被表示為_dpva＝PTS-LTSVP。從在圖3中所圖解的MPEG PES中的PTS/DTS字段恢復(fù)DTS和PTS。對于完美的音頻視頻同步，_dtv和_ptv等于0。如果_dtv不等于0，那么執(zhí)行視頻單元(通常是幀)的解碼與在編碼器中執(zhí)行那些視頻單元的編碼不在相同的定時(shí)關(guān)系上。如果_ptv不等于0，那么在接收機(jī)100中執(zhí)行的視頻單元的表示與在編碼器中為編碼而表示視頻單元時(shí)不在相同的定時(shí)關(guān)系上。為此，視頻解碼器160配備了一個(gè)視頻delta計(jì)算器模塊215，該模塊發(fā)送時(shí)間戳_dtv和_ptv(信號210)給存儲子系統(tǒng)180。
在存儲子系統(tǒng)180內(nèi)，F(xiàn)REQDECODER、_dta、_pta、_dtv和_ptv連同LTS時(shí)間戳被收集在表225中。在操作中，在接收機(jī)100測試期間，已知的好的MPEG流被表示給接收機(jī)，并且周期性地采樣FREQDECODER、_dta、_pta、_dtv和_ptv并且將它們添加到表225中。在沒有任何操作者干擾地情況下，執(zhí)行上述操作，并且可以在如所期望短的一段時(shí)間或長的一段時(shí)間上執(zhí)行上述操作，并且使用許多的不同MPEG流進(jìn)行執(zhí)行是所期望的。在測試結(jié)束后，下載表225到計(jì)算機(jī)230并且執(zhí)行LTS、FREQDECODER、_dta、_pta、_dtv和_ptv的分析。
在一個(gè)可替換的實(shí)施方案中，存儲子系統(tǒng)180駐留在計(jì)算機(jī)230內(nèi)而不是在接收機(jī)系統(tǒng)100內(nèi)。
測試接收機(jī)100的硬件和軟件。在硬件或軟件中的被探測到的任何錯(cuò)誤能被修復(fù)并且執(zhí)行額外的測試直到得到期望的測試結(jié)果。通常以軟件實(shí)現(xiàn)頻率提取器195、音頻delta計(jì)算器模塊205和視頻delta計(jì)算器模塊215，并且接著僅以軟件測試版本加載頻率提取器195、音頻delta計(jì)算器模塊205和視頻delta計(jì)算器模塊215到接收機(jī)100上。頻率提取器195、音頻delta計(jì)算器模塊205和視頻delta計(jì)算器模塊215通常不存在于隨產(chǎn)品硬件裝配的軟件中。因?yàn)闆]有人為的干擾，盡管測試很多，但在這里獲得的結(jié)果比傳統(tǒng)測試手段獲得的結(jié)果更加準(zhǔn)確和更加精確。
圖5是本發(fā)明第一個(gè)實(shí)施方案的一個(gè)流程圖。在步驟250中，接收一個(gè)已知的好的MPEG流。一個(gè)已知的好的MPEG流，在一個(gè)水平上流是遵守MPEG的流，在另一水平上是已知的流，用于在一個(gè)測試系統(tǒng)上產(chǎn)生FREQDECODER＝27MHZ+/-810周、_dta＝0、_pta＝0、_dtv＝0和_ptv＝0，正如在圖4中所闡明和在上文所描述的。FREQDECODER不必正好等于27MHZ+/-810周，但足夠地接近該值，以便沒有失去同步的觀察者可以察覺到所表示的音頻和視頻信號。同樣，_dta、_pta、_dtv和_ptv不必正好等于0，但要足夠接近0，以便沒有失去同步的觀察者可以察覺到所表示的音頻和視頻信號。
在步驟225中，MPEG流是被多路信號分離并且可選擇地被解密。在步驟260中，來自MPEG傳輸流的PCR被恢復(fù)并且編碼器頻率FREQDECODER正如上文所描述那樣計(jì)算。在步驟265中，被計(jì)算的頻率，連同本地時(shí)間(接收機(jī)時(shí)間)被存儲。每次探測到一個(gè)新的PCR時(shí)，步驟255、260和265連續(xù)地重復(fù)。
在步驟270中，在音頻單元情況下，正如參考圖4上文所描述的那樣計(jì)算_dta和_pta的值。在步驟265中，_dta和_pta的值，連同本地時(shí)間(接收機(jī)的時(shí)間)被存儲。在視頻單元情況下，正如參考圖4上文所描述的那樣計(jì)算_dtv和_ptv的值。在步驟265中，_dtv和_ptv的值，連同本地時(shí)間(接收機(jī)的時(shí)間)被存儲。在下一個(gè)音頻或者視頻單元被探測之前步驟275產(chǎn)生一個(gè)延遲，然后方法循環(huán)回步驟270。通過在圖3中圖解的MPEG PES中的PTS/DTS字段的檢測完成了音頻/視頻單元的探測?；谠趫D1中圖解的傳輸流的PID字段確定音頻單元或視頻單元。
在步驟280中，實(shí)時(shí)地、測試期間的任何時(shí)間或者測試完成之后，檢查被存儲的和被蓋上時(shí)間戳的FREQDECODER、_dta、_pta、_dtv和_ptv的值。時(shí)間戳允許FREQDECODER、_dta、_pta、和_dtv的特定值或時(shí)間范圍涉及特定時(shí)域(temporal)音頻和視頻單元，這很有助于軟件和硬件中的排錯(cuò)問題，尤其是內(nèi)容相關(guān)的排錯(cuò)問題。
圖6是本發(fā)明第二個(gè)實(shí)施方案的一個(gè)流程圖。在圖4中所闡明的和上文所描述的接收機(jī)可根據(jù)音頻視頻同步被用來測試MPEG流對MPEG標(biāo)準(zhǔn)的一致性。所有所需要的是硬件/軟件的組合，已知道這種組合能夠達(dá)到高程度的音頻視頻同步。因此，圖6的步驟305、310、315、320和325與正如上文所描述的在圖5的分別步驟250、255、260、265、270、和275等同。重大的差別是在步驟300中，接收的是一個(gè)未知音頻視頻同步品質(zhì)的MPEG流。在步驟330中，在實(shí)時(shí)地、在測試期間的任何時(shí)間或者測試完成之后，檢查存儲和蓋上時(shí)間戳的FREQDECODER、_dta、_pta、_dtv和_ptv的值。時(shí)間戳允許FREQDECODER、_dta、_pta和_dtv的特定值或時(shí)間范圍涉及特定的時(shí)域音頻和視頻單元，很大地有助于確定對音頻視頻同步問題負(fù)責(zé)的MPEG流的特定部分或者音頻或視頻單元。
為了理解本發(fā)明，上面給出了本發(fā)明實(shí)施方案的描述。應(yīng)該理解的是，本發(fā)明并不局限于在這里所描述的特定的實(shí)施方案，而是能夠有各種各樣的修改、重新安排和替換，在不違背本發(fā)明范圍的情況下，對于本領(lǐng)域的那些技術(shù)人員，各種各樣的修改、重新安排和替換現(xiàn)在將變得很顯然。因此，意指的是下面權(quán)利要求在本發(fā)明的真正精神和范圍內(nèi)能覆蓋所有這樣的修改和變化。
權(quán)利要求
1.一種測試用于接收數(shù)字流的解碼器設(shè)備的音頻/視頻同步的方法，所述的數(shù)字流包含系統(tǒng)時(shí)間時(shí)鐘字段、節(jié)目時(shí)鐘基準(zhǔn)字段、音頻解碼時(shí)間戳字段、音頻表示時(shí)間戳字段、視頻解碼時(shí)間戳字段和視頻表示時(shí)間戳字段，包含從所述的節(jié)目時(shí)鐘基準(zhǔn)字段恢復(fù)至少兩個(gè)連續(xù)節(jié)目時(shí)鐘基準(zhǔn)；計(jì)算設(shè)備的頻率，使用該設(shè)備的頻率來基于所述連續(xù)節(jié)目時(shí)鐘基準(zhǔn)和當(dāng)所述的連續(xù)節(jié)目時(shí)鐘基準(zhǔn)被恢復(fù)時(shí)的解碼器時(shí)間戳編碼所述數(shù)字流；從所述的數(shù)字流產(chǎn)生音頻基本流和視頻基本流；從所述音頻基本流恢復(fù)至少一個(gè)音頻解碼時(shí)間戳，該音頻解碼時(shí)間戳來自所述音頻解碼時(shí)間戳字段，并且計(jì)算在所述音頻解碼時(shí)間戳和當(dāng)相應(yīng)于所述音頻解碼時(shí)間戳的音頻單元被解碼時(shí)的第一解碼器時(shí)間戳之間的第一時(shí)間差值；從所述音頻基本流恢復(fù)至少一個(gè)音頻表示時(shí)間戳，該音頻表示時(shí)間戳來自所述音頻表示時(shí)間戳字段，并且計(jì)算在所述音頻表示時(shí)間戳和當(dāng)相應(yīng)于所述的音頻表示時(shí)間戳的音頻單元被表示時(shí)的第二解碼器時(shí)間戳之間的第二時(shí)間差值；從所述視頻基本流恢復(fù)至少一個(gè)視頻解碼時(shí)間戳，該視頻解碼時(shí)間戳來自所述視頻解碼時(shí)間戳字段，并且計(jì)算在所述視頻解碼時(shí)間戳和當(dāng)相應(yīng)于所述視頻解碼時(shí)間戳的視頻幀被解碼時(shí)的第三解碼器時(shí)間戳之間的第三時(shí)間差值；和從所述視頻基本流恢復(fù)至少一個(gè)視頻表示時(shí)間戳，該視頻表示時(shí)間戳來自所述視頻表示時(shí)間戳字段，并且計(jì)算在所述視頻表示時(shí)間戳和當(dāng)相應(yīng)于所述視頻表示時(shí)間戳的視頻幀被顯示時(shí)的第四解碼器時(shí)間戳之間的第四時(shí)間差值。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，進(jìn)一步包含存儲所述被計(jì)算的頻率、所述第一時(shí)間差值、所述第二時(shí)間差值、所述第三時(shí)間差值和所述第四時(shí)間差值。
3.如權(quán)利要求2所述的方法，進(jìn)一步包含存儲當(dāng)所述被計(jì)算的頻率被計(jì)算時(shí)的解碼器時(shí)間戳、所述第一解碼器時(shí)間戳、所述第二解碼器時(shí)間戳、所述第三解碼器時(shí)間戳和所述第四解碼器時(shí)間戳。
4.如權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于所述對所述的被計(jì)算的頻率、所述第一時(shí)間差值、所述第二時(shí)間差值、所述第三時(shí)間差值和所述第四時(shí)間差值的存儲，以及所述對當(dāng)所述被計(jì)算的頻率被計(jì)算時(shí)的解碼器時(shí)間戳、所述的第一解碼器時(shí)間戳、所述的第二解碼器時(shí)間戳、所述的第三解碼器時(shí)間戳、所述的第四解碼器時(shí)間戳的存儲，被存儲在所述的解碼器設(shè)備內(nèi)部的存儲介質(zhì)上。
5.如權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于所述對所述的被計(jì)算的頻率、所述第一時(shí)間差值、所述第二時(shí)間差值、所述第三時(shí)間差值、所述第四時(shí)間差的存儲，以及所述對當(dāng)所述被計(jì)算的頻率被計(jì)算時(shí)的解碼器時(shí)間戳、所述的第一解碼器時(shí)間戳、所述的第二解碼器時(shí)間戳、所述的第三解碼器時(shí)間戳、所述的第四解碼器時(shí)間戳的存儲，被存儲在所述的解碼器設(shè)備外部的存儲介質(zhì)上。
6.如權(quán)利要求1所述的方法，進(jìn)一步包含基于節(jié)目時(shí)鐘基準(zhǔn)產(chǎn)生所述的第一、第二、第三和第四解碼器時(shí)間戳，節(jié)目時(shí)鐘基準(zhǔn)是從所述數(shù)字流的所述節(jié)目時(shí)鐘基準(zhǔn)字段恢復(fù)的。
7.如權(quán)利要求1所述的方法，進(jìn)一步包含基于所述設(shè)備的所述頻率產(chǎn)生所述第一、第二、第三和第四解碼器時(shí)間戳，使用所述設(shè)備的所述頻率來編碼所述數(shù)字流。
8.如權(quán)利要求1所述的方法，進(jìn)一步包含比較所述被計(jì)算的頻率與所述編碼器頻率的一個(gè)已知值；和比較所述第一時(shí)間差值與0、所述第二時(shí)間差值與0、所述第三時(shí)間差值與0以及所述第四時(shí)間差值與0。
9.一種測試一個(gè)被測解碼器設(shè)備的音頻/視頻同步的方法，所述解碼器設(shè)備接收數(shù)字流，所述數(shù)字流包含系統(tǒng)時(shí)間時(shí)鐘字段、節(jié)目時(shí)鐘基準(zhǔn)字段、音頻解碼時(shí)間戳字段、音頻表示時(shí)間戳字段、視頻解碼時(shí)間戳字段和視頻表示時(shí)間戳字段，包含在所述解碼器設(shè)備的多路信號分離器中提供頻率提取器模塊，所述頻率提取器模塊適用于從所述節(jié)目時(shí)鐘基準(zhǔn)字段恢復(fù)至少兩個(gè)連續(xù)的節(jié)目時(shí)鐘基準(zhǔn)；計(jì)算設(shè)備的頻率，使用該設(shè)備的頻率來基于所述連續(xù)節(jié)目時(shí)鐘基準(zhǔn)和當(dāng)所述的連續(xù)節(jié)目時(shí)鐘基準(zhǔn)被恢復(fù)時(shí)的解碼器時(shí)間戳編碼所述數(shù)字流；從所述數(shù)字流產(chǎn)生音頻基本流和視頻基本流；在音頻解碼器中提供音頻delta計(jì)算器模塊，所述音頻delta計(jì)算器模塊適用于從所述音頻基本流恢復(fù)至少一個(gè)音頻解碼時(shí)間戳，該音頻解碼時(shí)間戳來自所述音頻解碼時(shí)間戳字段，和適用于計(jì)算在所述音頻解碼時(shí)間戳和當(dāng)相應(yīng)于所述音頻解碼時(shí)間戳的音頻單元被解碼時(shí)的第一解碼器時(shí)間戳之間的第一時(shí)間差值，和適用于從所述音頻基本流恢復(fù)至少一個(gè)音頻表示時(shí)間戳，該音頻表示時(shí)間戳來自所述音頻表示時(shí)間戳字段，和適用于計(jì)算在所述音頻表示時(shí)間戳和當(dāng)相應(yīng)于所述音頻表示時(shí)間戳的音頻單元被表示時(shí)的第二解碼器時(shí)間戳之間的第二時(shí)間差值；和提供視頻delta計(jì)算器模塊，所述視頻delta計(jì)算器模塊適用于從所述視頻基本流恢復(fù)至少一個(gè)視頻解碼時(shí)間戳，該視頻解碼時(shí)間戳來自所述視頻解碼時(shí)間戳字段，和適用于計(jì)算在所述視頻解碼時(shí)間戳和當(dāng)相應(yīng)于所述視頻解碼時(shí)間戳的視頻幀被解碼時(shí)的第三解碼器時(shí)間戳之間的第三時(shí)間差值，和適用于從所述視頻基本流恢復(fù)至少一個(gè)視頻表示時(shí)間戳，該視頻表示時(shí)間戳來自所述視頻表示時(shí)間戳字段，和適用于計(jì)算在所述視頻表示時(shí)間戳和當(dāng)相應(yīng)于所述音頻表示時(shí)間戳的視頻幀被表示時(shí)的第四解碼器時(shí)間戳之間的第四時(shí)間差值。
10.如權(quán)利要求9所述的方法，進(jìn)一步包含存儲所述被計(jì)算的頻率、所述第一時(shí)間差值、所述第二時(shí)間差值、所述第三時(shí)間差值和所述第四時(shí)間差值；以及存儲當(dāng)所述被計(jì)算的頻率被計(jì)算時(shí)的解碼器時(shí)間戳、所述的第一解碼器時(shí)間戳、所述的第二解碼器時(shí)間戳所述的第三解碼器時(shí)間戳和所述的第四解碼器時(shí)間戳。
11.如權(quán)利要求9所述的方法，進(jìn)一步包含比較所述被計(jì)算的頻率與所述編碼器頻率的一個(gè)已知的值；和比較所述的第一時(shí)間差值與第一預(yù)定值、所述的第二時(shí)間差值與第二預(yù)定值、所述的第三時(shí)間差值與第三預(yù)定值以及所述的第四時(shí)間差值與第四預(yù)定值。
12.如權(quán)利要求11所述的方法，進(jìn)一步包含響應(yīng)與所述編碼器頻率的已知值不同的所述被計(jì)算的頻率，以一個(gè)預(yù)定量修改所述解碼器設(shè)備；和響應(yīng)與各自的所述第一、第二、第三、第四預(yù)定值不同的所述第一時(shí)間差值、所述第二時(shí)間差值、所述第三時(shí)間差值或所述第四時(shí)間差值，以各自預(yù)定的第一、第二、第三和第四量修改所述解碼器。
13.如權(quán)利要求9所述的方法，進(jìn)一步包含測試完成后，從所述解碼器設(shè)備中移去所述頻率提取器模塊、所述音頻delta計(jì)算器模塊和所述視頻delta計(jì)算器模塊。
14.如權(quán)利要求9所述的方法，進(jìn)一步包含基于節(jié)目時(shí)鐘基準(zhǔn)產(chǎn)生所述的第一、第二、第三和第四解碼器時(shí)間戳，節(jié)目時(shí)鐘基準(zhǔn)是從所述的數(shù)字流的所述的節(jié)目時(shí)鐘基準(zhǔn)字段恢復(fù)的。
15.如權(quán)利要求9所述的方法，進(jìn)一步包含基于所述設(shè)備的所述頻率產(chǎn)生所述第一、第二、第三和第四解碼器時(shí)間戳，使用所述的設(shè)備的頻率來編碼所述的數(shù)字流。
16.一種測試數(shù)字流中的音頻/視頻同步的方法，所述數(shù)字流包含系統(tǒng)時(shí)間時(shí)鐘字段、節(jié)目時(shí)鐘基準(zhǔn)字段、音頻解碼時(shí)間戳字段、音頻表示時(shí)間戳字段、視頻解碼時(shí)間戳字段和視頻表示時(shí)間戳字段，包含在解碼器設(shè)備中接收所述數(shù)字流，所述數(shù)字流有已知程度的音頻/視頻同步；從所述節(jié)目時(shí)鐘基準(zhǔn)字段恢復(fù)至少兩個(gè)連續(xù)節(jié)目時(shí)鐘基準(zhǔn)；計(jì)算設(shè)備的頻率，使用該設(shè)備的頻率來基于所述連續(xù)節(jié)目時(shí)鐘基準(zhǔn)和當(dāng)所述的連續(xù)節(jié)目時(shí)鐘基準(zhǔn)被恢復(fù)時(shí)的解碼器時(shí)間戳編碼所述數(shù)字流；從所述數(shù)字流產(chǎn)生音頻基本流和視頻基本流；從所述音頻基本流恢復(fù)至少一個(gè)音頻解碼時(shí)間戳，該音頻解碼時(shí)間戳來自所述音頻解碼時(shí)間戳字段，并且計(jì)算在所述音頻解碼時(shí)間戳和當(dāng)相應(yīng)于所述音頻解碼時(shí)間戳的音頻單元被解碼時(shí)的第一解碼器時(shí)間戳之間的第一時(shí)間差值；從所述音頻基本流恢復(fù)至少一個(gè)音頻表示時(shí)間戳，該音頻表示時(shí)間戳來自所述音頻表示時(shí)間戳字段，并且計(jì)算在所述音頻表示時(shí)間戳和當(dāng)相應(yīng)于所述音頻表示時(shí)間戳的音頻單元被顯示時(shí)的第二解碼器時(shí)間戳之間的第二時(shí)間差值；從所述視頻基本流恢復(fù)至少一個(gè)視頻解碼時(shí)間戳，該視頻解碼時(shí)間戳來自所述視頻解碼時(shí)間戳字段，并且計(jì)算在所述視頻解碼時(shí)間戳和當(dāng)相應(yīng)于所述視頻解碼時(shí)間戳的視頻幀被解碼時(shí)的第三解碼器時(shí)間戳之間的第三時(shí)間差值；和從所述視頻基本流恢復(fù)至少一個(gè)視頻表示時(shí)間戳，該視頻表示時(shí)間戳來自所述視頻表示時(shí)間戳字段，并且計(jì)算在所述視頻表示時(shí)間戳和當(dāng)相應(yīng)于所述音頻表示時(shí)間戳的所述視頻幀被顯示時(shí)的第四解碼器時(shí)間戳之間的第四時(shí)間差值。
17.如權(quán)利要求16所述的方法，其特征在于所述解碼器設(shè)備包含一個(gè)頻率提取器模塊，適用于產(chǎn)生所述設(shè)備的所述頻率，使用所述設(shè)備的所述頻率來編碼所述數(shù)字流；音頻delta計(jì)算器模塊，適用于產(chǎn)生所述第一和第二時(shí)間差值；和視頻delta計(jì)算器模塊，適用于產(chǎn)生所述第三和第四時(shí)間差值。
18.如權(quán)利要求16所述的方法，進(jìn)一步包含存儲所述被計(jì)算的頻率、所述第一時(shí)間差值、所述第二時(shí)間差值、所述第三時(shí)間差值和所述第四時(shí)間差值；存儲當(dāng)所述被計(jì)算的頻率被計(jì)算時(shí)的解碼器時(shí)間戳、所述的第一解碼器時(shí)間戳、所述的第二解碼器時(shí)間戳、所述的第三解碼器時(shí)間戳和所述的第四解碼器時(shí)間戳。
19.如權(quán)利要求16所述的方法，進(jìn)一步包含基于節(jié)目時(shí)鐘基準(zhǔn)產(chǎn)生所述的第一、第二、第三和第四解碼器時(shí)間戳，節(jié)目時(shí)鐘基準(zhǔn)是從所述的數(shù)字流的所述的節(jié)目時(shí)鐘基準(zhǔn)字段恢復(fù)的?；谒鲈O(shè)備的所述頻率產(chǎn)生所述第一、第二、第三和第四解碼器時(shí)間戳，使用所述的設(shè)備的所述頻率編碼所述的數(shù)字流。
20.如權(quán)利要求16所述的方法，進(jìn)一步包含比較所述被計(jì)算的頻率與預(yù)定的頻率；和比較所述的第一時(shí)間差值與第一預(yù)定值、所述的第二時(shí)間差值與第二預(yù)定值、所述的第三時(shí)間差值與第三預(yù)定值、以及所述的第四時(shí)間差值與第四預(yù)定值。
全文摘要
測試音頻/視頻同步的方法包含計(jì)算設(shè)備的頻率，使用這個(gè)設(shè)備的頻率來基于節(jié)目時(shí)鐘基準(zhǔn)編碼數(shù)字流；計(jì)算在音頻解碼時(shí)間戳和實(shí)際音頻解碼時(shí)間之間的第一時(shí)間差值；計(jì)算在音頻表示時(shí)間戳和實(shí)際音頻表示時(shí)間之間的第二時(shí)間差值；計(jì)算在視頻解碼時(shí)間戳和實(shí)際視頻解碼時(shí)間之間的第三時(shí)間差值；計(jì)算在視頻表示時(shí)間戳和實(shí)際視頻表示時(shí)間之間的第四時(shí)間差值。
文檔編號H04N7/52GK1720749SQ200380105045
公開日2006年1月11日 申請日期2003年11月26日 優(yōu)先權(quán)日2002年12月4日
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