一种带解嵌音频功能的广播级监视器的制作方法

专利名称：一种带解嵌音频功能的广播级监视器的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种广播级监视器，更具体地说，是一种带解嵌音频功能的广播级监视
器o
背景技术：
广播级监视器是最高质量的监视器，其技术指标要求非常高，并且必需具备分量视频信
号的接入方式，才可以提供最高质量及最精确的视频显示。目前广播级监视器一般采用SDI 串行数字视频接口，包括标准清晰度的SD-SDI和高清晰度的HD-SDI，作为专业分量视频信 号接入方式。
SDI接口是"串行数字视频接口"。 SDI是数字化的Y、 U、 V在一根同轴电缆上串行传 输的方式，使用在高端的数字产品中，在数字广播器材中得到广泛使用。串行接口是把数据 字的各个比特以及相应的数据通过单一通道顺序传送的接口。由于串行数字信号的数据率很 高，在传送前必须经过处理。SDI接口对于4: 3格式的图像，能通过270Mb/s的串行数字分 量信号；对于16: 9格式图像，应能传送360Mb/s的信号。
SD—SDI接口，按照SMPTE 259M定义的标准清晰度格式，由国际电信联盟(ITU)所制 订，是目前标准电视放送的规格标准。作为标准电视广播放送用的SD—SDI接口，有如下指 标组成成分亮度(Y)、色差(Cb及Cr);取样频率13.5MHz(Y)和6.75MHz(Cb,Cr);取 样方法Y:Cb:Cr=4:2:2;位数标准8bit、扩充10bit;清晰度480P;
HD—SDI接口，按照SMPTE 259M定义的高清晰度格式，由ARIB规范，是高清电视 放送的规格标准。作为高清电视广播放送用的HD — SDI接口，有如下指标组成成分亮度 (Y)、色差(Pb及Pr);取样频率74.25MHz(Y)及37.125MHz(Pb，Pr);取样方式Y:Cb:Cr=4:2:2;; 位数8bit及10bit (S-002B规范)；清晰度720P。
广播级监视器和电视放送规格规定了视频接口标准，但在实际应用中，在广播电视里， 串行数字视频和音频相结合的应用已日益普遍。在许多情况下，视频和音频是作为共有的信 号源，视频只有和音频信号结合在一起，才能给人们提供一个完整的观看效果。人们希望它 们始终在一起并将它们作为一种数据流来处理，因此SDI接口信号往往是嵌入音频的，这样 做的优点在于能在数字域中始终保持这种共有信号，并能将它们一起切换。在接收端，已嵌 入的数字音频也许需要从视频信号中抽出以进行处理，这就要通过解嵌器从SDI信号中取出 音频信号。
也正因为解嵌器或者其它具有解嵌功能的板卡的使用，造成了安装十分麻烦且造价较高，
3不利于视频的监视和音频的监听，而且由于采用独立的音频解嵌设备，使得系统线路较为复
杂，容易出现问题，造价也相对较高。

实用新型内容
针对现有技术的不足，本实用新型提供了一种带解嵌音频功能的广播级监视器。 本实用新型通过以下技术方案予以实现。
一种带解嵌音频功能的广播级监视器，包括显示屏及其显示驱动电路，其特征在于还包
括
——均衡器，用于均衡补偿线损信号；
~~解嵌模块，用于将经均衡器处理后的嵌入音频的SDI信号进行解码并解嵌分离出视 频信号和音频信号;分离出来的视频信号输送给显示驱动电路，分离出来的音频信号，为AES3 一D标准定义；
——AES3转I2S模块，用于将分离出来的音频信号转换成PS音频信号； ——数模转换模块，用于将I2 S音频信号转换成模拟音频信号； ——功放电路，用于对模拟音频信号进行功率放大，实现音频的监听。 进一步的，所述解嵌模块依次包括
^CDR模块，用于将串行信号转换成并行信号，恢复数据和时钟； ——侦察发现模块，用于读取SAV、 ADF、时钟以及数据；所述SAV为有效视频起始； 所述ADF为辅助数据标志；
——音频信号分离模块，用于将嵌入的音频信号提取出来并重新生成音频数据； ——FIFO模块，用于暂存音频数据；
——音频AES3编码发送模块，用于将音频信号分离模块分离出的音频数据打包为符合 AES3标准的音频信号。
进一步的，所述音频信号分离模块包括 ——SAV侦察模块，用于寻找有效视频起始； ——ADF侦察模块，用于寻找辅助数据标志；
~~DID侦察模块，用于侦察数据类型，将有效数据包传送给DBN模块，将控制数据包 和辅助数据包传送给控制及辅助数据处理模块； ——DBN模块，用于数据块计数检测； ——DC检测模块，用于数据计数检测；
——AUD采样模块，对数据计数检测正确的数据进行采样，得到完整的音频采样数据； ——CS检测模块，用于检测完整的音频采样数据是否正确；——控制及辅助数据处理模块，用于处理控制数据包和辅助数据包，得到相应的控制数 据和辅助数据；
——音频数据合成模块，用于对正确的音频采样数据和经控制及辅助数据处理模块处理 后的控制及辅助数据合成音频数据。
本实用新型与现有技术相比的有益效果是-
1、 在监视器上实现了SDI接口音频的解嵌功能，在实现了对视频的监视的同时，又实现 了对音频的监听， 一步到位完善地解决了SDI接口音频监听的问题，避免了解嵌设备的使用。
2、 可采用FPGA可编程逻辑阵列实现音频解嵌，音视频同步处理，系统稳定可靠。
3、 本实用新型结构简单，成本较低，使用方便。

图1为现有的监视系统方框图； 图2为应用本实用新型的监视器的系统方框图； 图3为本实用新型的系统模块方框图； 图4为音频提取数据处理流程； 图5为音频信号分离模块的示意图； 图6为音频信号分离模块的示意图。
具体实施方式

以下结合附图对本实用新型作进一步说明。
如图1所示，传统的做法是在前期节目录像时，将音频信号嵌入到视频信号中，形成 嵌入了音频的SDI音视频信号。在接收端，需要先采用解嵌器，分离出视频信号和音频信号， 分别接监视器和音频监视设备。
如图2所示本实用新型带解嵌功能的监视器，避免了解嵌器的使用，更加简单，方便。
图3为本实用新型的系统模块方框图。如图3所示，包括均衡器，起均衡补偿线损信号的 作用。嵌入音频的SDI信号经均衡处理后，进入解嵌模块，解嵌模块可采用一片FPGA来实现 音频解嵌功能，通过对FPGA编程，实现SDI信号解码并解嵌分离音频信号，音视频实现分离。 分离出来的视频信号输送给显示驱动电路。分离出来的音频信号，为AES3—D标准定义，可 以在标准的同轴电缆上传输AES/EBU数字音频信号，由于AES3—D不能直接进行数模转换， 因此设置了AES3转fS模块。(Inter—IC Sound)总线是为数字音频设备之间的音频数据传 输而制定的一种总线标准。12S音频信号可以进行数模转换，经数字信号转模拟信号处理后， 输送给功放电路，实现音频的监听。
解嵌模块可以选用型号为ECP2M的FPGA，也可以选用其它型号的FPGA。 AES3转PS模块可以选用型号为DIR9001的芯片，也可以选用其它具有相同功能的芯片。数模转换模块将I 2S数字音频信号转换成模拟音频信号，可以选用型号为PCM1744的芯片，也可以选用其它芯 片。
图4为音频提取数据处理流程。如图4所示，经均衡补偿处理后的嵌入音频的SDI信号， 首先进入CDR模块，所述CDR模块实现串行信号转并行信号，恢复了数据、时钟。经CDR 模块恢复后，视频部分为656标准信号，连接显示驱动电路；通过侦察发现模块，分别读取 SAV、 ADF、时钟、数据；所述SAV为有效视频起始；所述ADF为辅助数据标志；然后进 入音频信号分离模块，将嵌入的音频信号提取并重新生成。提取后的音频信号由音频AES3 编码发送模块打包为符合AES3标准的音频信号。
如图5所示，为音频信号分离模块的示意图。信号首先进行SAV侦察，找到数据的有效视 频起始，如果能够侦察到SAV，即进行ADF侦察，所述ADF为辅助数据标志。如果侦察到ADF， 则进行DID侦察，所述DID为数据类型侦察。ADF有三个识别符，来区分各种类型的数据包。 数个不同的DID识别组成嵌入音频的各个数据包。三个识别符分别是有效数据包，控制数据 包、辅助数据包。当检测到有效数据包，进行DBN处理，所述DBN为数据块计数检测，然后 进行DC检测，所述DC为数据计数检测。如果DC检测错误，则返回ADF侦察模块，如正确， 则对数据进行采样。所述DBN为数据块号(DBN， 一个字)，是可选用的计数器，可给辅助 数据包提供顺序指令，从而确定数据是否丢失。在嵌入音频中，DBN序列可用来检测是否发 生了场消隐切换，对音频数据进行处理以除去瞬间的类似"卡嗒"声或"爆裂"声。所述DC 检测为数据计数检测，是数据包中表示数据量的数据计数字。DBN的数值总为200h(10进制512) 而DC数值总为10Bh (10进制267)，它们均为一个字。
由于音频有20位或者24位，而656标准视频只有10位，所以音频需要经过三至四次采样， 才能得到一个完整的音频数据，如图6所示。经过三次采样后，如果音频数据完整，则进入 CS检测模块，如果三次采样后音频数据仍不完整，则继续采样。
当音频数据完整，并经CS检测后，对采样数据和经处理后的控制、辅助数据合成，连接 至促IFO模块。
权利要求1、一种带解嵌音频功能的广播级监视器，包括显示屏及其显示驱动电路，其特征在于还包括——均衡器，用于均衡补偿线损信号；——解嵌模块，用于将经均衡器处理后的嵌入音频的SDI信号进行解码并解嵌分离出视频信号和音频信号；分离出来的视频信号输送给显示驱动电路，分离出来的音频信号，为AES3-D标准定义；——AES3转I2S模块，用于将分离出来的音频信号转换成I2S音频信号；——数模转换模块，用于将I2S音频信号转换成模拟音频信号；——功放电路，用于对模拟音频信号进行功率放大，实现音频的监听。
2、 根据权利要求1所述的带解嵌音频功能的广播级监视器，其特征在于所述解嵌模块依次包括~CDR模块，用于将串行信号转换成并行信号，恢复数据和时钟；——侦察发现模块，用于读取SAV、 ADF、时钟以及数据；所述SAV为有效视频起始；所述ADF为辅助数据标志；——音频信号分离模块，用于将嵌入的音频信号提取出来并重新生成音频数据；——FIFO模块，用于暂存音频数据；——音频AES3编码发送模块，用于将音频信号分离模块分离出的音频数据打包为符合AES3标准的音频信号。
3、 根据权利要求2所述的带解嵌音频功能的广播级监视器，其特征在于所述音频信号分离模块包括——SAV侦察模块，用于寻找有效视频起始；——ADF侦察模块，用于寻找辅助数据标志；——DID侦察模块，用于侦察数据类型，将有效数据包传送给DBN模块，将控制数据包和辅助数据包传送给控制及辅助数据处理模块；——DBN模块，用于数据块计数检测；——DC检测模块，用于数据计数检测；——AUD采样模块，对数据计数检测正确的数据进行采样，得到完整的音频采样数据；^CS检测模块，用于检测完整的音频采样数据是否正确；——控制及辅助数据处理模块，用于处理控制数据包和辅助数据包，得到相应的控制数据和辅助数据；——音频数据合成模块，用于对正确的音频采样数据和经控制及辅助数据处理模块处理后的控制及辅助数据合成音频数据。
专利摘要本实用新型公开了一种带解嵌音频功能的广播级监视器，包括显示屏及其显示驱动电路，其特征在于包括均衡器，用于均衡补偿线损信号；解嵌模块，用于将经均衡器处理后的嵌入音频的SDI信号进行解码并解嵌分离出视频信号和音频信号；分离出来的视频信号输送给显示驱动电路，分离出来的音频信号，为AES3-D标准定义；AES3转I²S模块，用于将分离出来的音频信号转换成I²S音频信号；数模转换模块，用于将I²S音频信号转换成模拟音频信号；功放电路，用于对模拟音频信号进行功率放大，实现音频的监听。本实用新型实现了对视频监视的同时，又实现了对音频的监听，一步到位完善地解决了SDI接口音频监听的问题。
文档编号G09G5/00GK201414201SQ20092005687
公开日2010年2月24日 申请日期2009年5月19日 优先权日2009年5月19日
发明者吴伟杰, 郑镇钦, 东 陈 申请人:广东响石数码科技有限公司