L: Cường độ sáng nhỏ nhất,
5. Đồng bộ hóa audio và video trong MPEG
Trong Video MPEG một dòng video thường đồng hành với một hoặc nhiều dòng audio mối quan hệ thời gian của chúng phải được đặc tả và duy trì. Trong phần này chúng ta xem xét sự mô tả về đồng bộ hóa MPEG và làm thế nào để đạt được sự đồng bộ hóa.
Các hệ thống MPEG cung cấp sự đồng bộ hóa từ đầu này đến đầu kia (end-to-end) của quá trình mã hóa và giải mã. Điều này đạt được bằng cách sử dụng các con dấu thời
gian (time stamps) bao gồm tham khảo đồng hồ hệ thống (SCR: System Clock
Reference), con dấu thời gian trình bày (PTS: Presentation Time Stamp), con dấu thời
gian giải mã (DTS: Decoding Time Stamp).
Trong bộ mã hóa MPEG có một đồng hồ thời gian hệ thống (STC: Single System
Time Clock) được sử dụng chung cho cả bộ mã hóa video và bộ mã hóa audio.
Các mẫu audio đi vào bộ mã hóa audio và được tổ chức trong các đơn vị biểu diễn audio (PU: Presentation Unit). Một số PU audio có các giá trị PTS kết hợp với nó, đó là các mẫu của STC tại thời điểm mẫu đầu tiên của PU đi vào bộ mã hóa. Một cách tương tự, giá trị STC tại thời điểm khi một ảnh video đi vào bộ mã hóa được dùng tại PTS của ảnh.
Với B-Picture và các audio PUs, DTS bằng với PTS, tại lúc đó nó được tiêu thụ
ngay khi sự giải mã hoàn thành.
Với P-Picture và I-Picture, các giá trị DTS bằng với các giá trị PTS trừ cho thời gian chờ sắp xếp lại ảnh (I-Picture và P-Picture được trình bày sau khi các ảnh B-Picture trước nó được giải mã và trình bày theo đúng thứ tự).
SCR, PTS và DTS được đặc tả một cách đều đặn trong dòng MPEG hệ thống.
– Tại bộ giải mã giá trị STR đầu tiên được lấy ra và sử dụng để khởi động STC trong bộ giải mã.
– STC của bộ giải mã duy trì thời gian chính xác bằng cách bảo đảm STC bằng với các giá trị của SCR đến sau tại lúc các giá trị SCR được tiếp nhận.
– STC còn có thể được giữ bằng cách cập nhật STC với giá trị của các SCR hoặc bằng vòng lập đồng hồ pha với các giá trị tham khảo ở các ngã vào.
– Các đơn vị biểu diễn (PU) của audio và video được giải mã tại các DTS tương ứng và được trình bày tại các PTS tương ứng.
Bằng cách sử dụng các con dấu thời gian, cả hai sự đồng bộ hóa nội dòng và liên dòng có thể được duy trì.
– Đồng bộ hóa nội dòng được duy trì bằng cách đảm bào các đồng hồ thời gian hệ thống (STC) chạy trong bộ mã hóa và bộ giải mã ở cùng tốc độ.
– Đồng bộ hóa liên dòng được duy trì bởi sự biểu diễn các đơn vị trình bày (PU) ở
các con dấu thời gian trình bày (PTS) có liên quan trong đồng hồ thời gian hệ
thống (STC).
– Xa hơn tại mỗi đơn vị trình bày (PU) được thực hiện tại các thời gian được đặc tả của nó để giữ mối liên hệ thời gian liên dòng.
Ở trên là một cách tổng quát để làm thế nào hệ thống MPEG đặc tả và giữ mối liên hệ về thời gian giữa audio và video. Nguyên tắc cơ bản trên cũng được sử dung trong MPEG-1 và MPEG-2.