【精品PPT】6、演播室数字音频参数和数字音频信号接口(陈默).ppt

1,行业标准GY/T 156-2000、GY/T 158-2000、GY/T 161-2000宣贯参考材料,全国广播电视标准化技术委员会秘书处,演播室数字音频参数和数字音频信号接口,陈默中央电视台制作部 主任二零零四年六月,2,1、演播室数字音频参数 GY/T 156-20002、演播室数字音频信号接口 GY/T 158-2000 3、数字电视附属数据空间内数字音频及辅 助数据的传输规范 GY/T 161-2000,3,演播室数字音频参数,演播室数字音频节目制作、DVD、电影声音制作、HDTV的应用需要对数字音频参数作出规定。引用标准：ITU-R BR.1384 多路声音记录国际交换用参数和ITU-R BS.775 多路立体声系统。数字音频声道数：演播室应用中，采用无压缩音频，预留声音声道数为2路、4路或8路，各路声音的具体分配如下。,4,2路记录的声道分配 声轨1 左声道（L）声轨2 右声道（R）4路记录的声道分配 声轨1 左声道（L）声轨2 右声道（R）声轨3 中央声道（C）声轨4 单声环绕声道（MS）,演播室数字音频参数,5,8路声轨记录的声道分配,声轨1 左声道（L）声轨2 右声道（R）声轨3 中央声道（C）声轨4 低频增强声道（LFE）声轨5 左环绕声道（LS）声轨6 右环绕声道（RS）声轨7 自由使用（F）声轨8 自由使用（F）,演播室数字音频参数,H=1.2M,H1.2M,6,演播室数字音频参数,4.取样频率：优选48kHz，也可选32kHz或44.1kHz。低频增强声（LFE）的取样频率为主声道取样频率的96分之一。5.频率范围：LFE声道的频率范围为15Hz120Hz，其它声道的频率范围为20Hz20kHz(取样频率为48kHz时)。6.量化比特：采用PCM音频编码方式，优选20比特线性量化，此外也可以选用16、18及24比特线性量化。7.预加重网络：不采用预加重网络。8.校准电平：GY/T 192-2003数字音频设备的满度电平,7,演播室数字音频信号接口,编制说明 1、本标准规定了电视台演播室内部数字电视和数字高清晰度电视节目制作设备之间数字音频信号接口规范。这些设备包括数字录音机、数字调音台、数字录像机的音频系统、嵌入和解嵌器等。2、接口信号格式说明了采用周期性取样和线性量化的双通道串行数字传输的演播室数字音频信号接口的数据流编码格式，该格式中包含有节目音频取样信号、定时基准信号、通道状态数据、用户数据和其它辅助数据。还说明了相对于各种实际应用所对应的信号格式执行的级别。,8,演播室数字音频信号接口,3、参照国际电信联盟ITU-R BS.647-2号建议书广播演播室数字音频信号的接口（a digital audio interface for broadcast studios）。该标准的基础是AES/EBU数字音频格式，在数字广播和电视领域普遍采用。4、考虑到AES/EBU数字音频在不同的电视设备之间传输时，广泛采用两种物理接口类型，第一种是使用平衡双绞线的平衡方式信号传输，电缆连接头是XLR型（ITU-R BS647-2号建议）；第二种是使用同轴电缆的非平衡方式信号传输，电缆连接头是BNC型（SMPTE 276M建议）。所以本标准包容SMPTE 276M建议的有关规定。并推荐了两种接口之间相互电气连接时必须使用的匹配网络。,9,演播室数字音频信号接口,5、关于数字音频信号的抖动的规定，在ITU-R BS647-2号建议中表述为“在半电压点测量，数据跳变应在理想无抖动时钟的20ns以内”。但是实践中并非处于理想无抖动时钟条件，故本标准采用了IEC 60958-4中关于数字音频信号抖动的表述。6、本标准规定的数字音频的信号格式，可以按照GY/T 161数字电视的附属数据空间内数字音频和辅助数据的传输规范的规定多通道组合嵌入数字视频信号中，实现数字电视多声道的声音传输接口需要，因而是数字电视演播室节目制作和信号传输所必须的。,10,数字音频的帧格式（AES/EBU数字音频）,音频样值字：16-20（含辅助数据）或21-24比特子帧：32比特（含一个音频样值字）音频帧：两个子帧（含两个音频通道）音频数据块：192个帧前置码：X、Y、Z取样频率和码率：48KX32X2=3.072Mb/s,11,音频样值字：16-20（含辅助数据）或21-24比特辅助数据：AUX,数字音频的帧格式（AES/EBU数字音频）,前置码：X、Y、Z 有效标志：V 用户数据：U（用户数据块）奇偶校验：P 通道状态：C（通道状态块）,12,时钟（两倍比特率）,数据字 100110 的信道编码,源编码,通道编码（双相位标志）,1,1,0,0,1,0,1,0,0,1,数字音频信道编码,减少传输线上的直流分量，利于从数据流中恢复时钟，并使接口不易受连接极性的影响，时隙4到31采用双相位标志编码。被传输的每一比特用前后相继的两个二进制状态表示。每个比特的第一个状态总是不同于前一个比特的第二个状态。如果被传输的比特为“0”，比特的第二个状态与前一状态相同；如果比特为“1”，则不同。,13,前置码 X（11100010）,前置码用于子帧、帧和块的同步和识别。采用与双相位标志编码不同的规则，以便与数据字区别。在每个子帧的前4个时隙传输，前置码的第一个状态总是不同于前一个比特（奇偶校验比特）的第二个状态。0 或 1 前一比特的第二状态 前置码 X：11100010 或 00011101 子帧1 前置码 Y：11100100 或 00011011 子帧2 前置码 Z：11101000 或 00010111 块起始（帧0）的子帧1,前置码,14,通道状态块数据格式,D,15,平衡传输接口特性,驱动器：0.1MHz-6.0MHz频率上输出阻抗110欧姆，信号幅度峰-峰值应为2V-7V20%。平衡、上升和下降时间、抖动。接收器：阻抗110欧姆，允许最小输入信号幅度：50%T、200mV。均衡、共模抑制、抖动容限。连接器：“XLR”三芯卡侬头。有屏蔽层的平衡电缆，长度大于100米。,传输电路结构,16,非平衡传输采用特征阻抗75欧姆同轴电缆和“BNC”连接器，信号幅度峰-峰值应为1.0V10%。接收器最小输入信号幅度为100mV，传输距离可达400米。可使数字音频信号与模拟视频设备兼容，象通常传输视频信号一样使用非箝位的分配放大器、切换器、电缆和插接件。平衡传输的AES/EBU数字音频必须通过匹配网络转换，才能适合本节规定的同轴电缆接口，本标准给出了推荐使用的匹配网络。,非平衡传输接口特性,D,0,1,17,串行视频码流中的数字音频嵌入,数字音频嵌入规范：GY/T 160-2000 数字分量演播室接口中的附属数据信号格式GY/T 161-2000数字电视附属数据空间内数字音频及辅助数据的传输规范GY/T 162-2000高清晰度电视串行接口中作为附属数据信号的24比特数字音频格式,18,附属数据空间,在数字行消隐和场消隐期间除了传送定时基准信号、行序号、校验码，还存在可用于嵌入附属数据的附属数据空间。,19,附属数据空间和附属数据包,对应于亮度和色差通道的数据字，形成两个独立的附属数据空间在可供应用的行和场附属数据空间可插入一个或多个附属数据包附属数据包紧随在定时基准EAV、行序号LN0、LN1和校验码CRCC字之后色差通道行消隐区域传送音频数据时附属数据包之间必须互相邻接每个附属数据包必须保持完整附属数据包可被删除,在数字视频分量接口中,数字视频数据信号的数字消隐期内附属数据以包的格式传输。每个包都带有其自身的标识。,20,附属数据包,附属数据标志ADF：表示附属数据包的开始数据标识DID：表示用户数据字的性质数据块序号DBN：区分具有相同数据标识的相继数据包或补充数据标识SDID：增加数据标识数量数据计数DC：表示数据包中用户数据字的数量用户数据字UDW：要传送的附属数据，最多255个字校验和CS：确定DID至UDW的附属数据包的有效性,ADF,ADF,附属数据标志,（FFC）,数据计数,数据标识,数据块序号或补充数据标识,校验和,21,附属数据包插入协议,检测ADF,有ADF,无ADF,检测DID,88h开始标志,继续检测，直到出现ADF或到达附属数据空间的终点,可插在结束标志及其后续的附属数据空间中,84h结束标志,80h删除标志,标准数据包,可插在标有删除标志的数据包位置,用DC寻找数据包的结束位置，然后检测后续的空间,可插入。插入的数据包必须紧跟在EAV/SAV或CRCC之后,22,数字电视附属数据空间内数字音频和辅助数据的传输规范（GY/T 161-2000）,本标准所利用的附属数据空间可传输 216路音频通道。每个音频数据包传输2个完整的AES/EBU通道对（4路音频），构成一个音频组。16个音频通道需要4个音频数据包（音频组1-4）传输，这4种数据包用DID来区分。扩展数据包：用于运载一个或两个AES/EBU通道对的辅助数据。在亮度数据流(Y)中传输音频控制包，每场传输一次，控制包信息用于音频数据流的正确解码。在色差数据流(CB/CR)的行附属数据空间传输附属数据包之间必须互相邻接,23,音频数据、音频数据包和扩展数据包,音频数据包,扩展数据包,AES/EBU 1,AES/EBU 2,23bit音频数据,3个10bit 字,8bit辅助数据,1个10bit 字,音频组,24,音频数据包的结构,同一通道对内的两个音频通道应具有相同的取样频率，并具有相同的同步或异步状态；不同的通道对可采用不同的取样频率及同步/异步状态；同一音频数据包中，若两个通道对的取样频率不同，则传输的样点数也不同；,25,扩展数据包的结构,在特定的附属数据空间内，应将一个音频组的全部音频数据和辅助数据一起传输出去；扩展数据包应紧跟在相应的音频数据包之后传输；对于音频组14，DID分别为1FEh，2FCh，2FAh，1F8h。,26,音频控制包的结构,音频帧序列：同步运行方式中，整数个音频样值所需的视频帧的数目。例如，在音频取样频率为48kHz的情况下，当视频帧频为25Hz时，一个视频帧期间可得到1920个音频样值，因此，帧序列为1；当视频帧频为29.97Hz时，需要5个视频帧周期才能得到整数个音频样值（8008），此时，帧序列为5。音频帧号：音频帧序列中每一帧的序号。AF1-2：给定音频组中CH1和CH2的音频帧号；AF3-4：给定音频组中CH3和CH4的音频帧号。,延时指示：指出每一个音频通道相对于视频而言所累积的音频处理延时量。延时量用音频取样间隔表示。,27,高清晰度电视串行接口中作为附属数据信号的24比特数字音频格式（GY/T 162-2000）,每个音频数据包传输2个完整的AES/EBU通道对,28,高清晰度电视串行接口中作为附属数据信号的24比特数字音频格式（GY/T 162-2000）,音频帧号（AF）：50场系统总是为1取样频率字（RATE）：48kHz、44.1kHz还是32kHz有效通道字（ACT）：音频通道1-4的有效性延时字（DEL）：以音频样值间隔为单位的相对视频的延时量,音频控制包,29,取样时钟的恢复,音频时钟相位数据（CLK）：通过EAV的第一个字和数字音频取样瞬间之间的视频时钟数目表示,高清晰度电视串行接口中作为附属数据信号的24比特数字音频格式（GY/T 162-2000）,30,复习题：1、叙述演播室数字音频参数的主要内容。多声轨音频的声道分配和监听扬声器位置。2、叙述数字音频的帧格式结构和两种电气接口规范。3、数字音频接收器如何识别数字音频码流中音频样值字的字长？4、在串行视频数据流如何嵌入数字音频信号？,31,