Ejemplo de análisis de flujo binario AC-3

Transcripción

Ejemplo de análisis de flujo binario AC-3
Ing. J. Daniel Rodríguez Vega
Introducción
Se reportó un problema relacionado con el audio Dolby Digital de un canal de televisión digital terrestre.
El problema consiste en que, ocasionalmente, el sistema de compresión no puede procesar el flujo binario
AC-3. Dicho flujo es multiplexado en una señal de video en banda base, la cual se transporta por medio
de una línea de servicio hacia el departamento de compresión.
Una primera revisión del audio Dolby Digital no arrojó ningún resultado que indicase algún problema
grave y obvio. Por tal motivo, se decidió hacer un análisis mucho mas detallado del flujo binario, basándose
para ello en los estándares ATSC y SMPTE que definen la trama de sincronización AC-3, y su formato y
transporte en la interfaz AES3.
El flujo binario AC-3
El estándar ATSC A/52:2012 define el flujo binario AC-3 como una secuencia de tramas básicas llamadas
tramas de sincronización (figura 1).
Figura 1. Trama de sincronización AC-3 (syncframe).
Cada trama es de naturaleza auto contenida, es decir, incluye todos los elementos necesarios para realizar el
proceso de decodificación. La trama de sincronización es, por lo tanto, el componente más pequeño que
se puede resolver, y consiste de:
1) Un encabezado con información de sincronización (SI – Synchronization Information).
Contiene una palabra de sincronización, la especificación de la frecuencia de muestreo y el tamaño
de la trama. Todos estos elementos son necesarios para adquirir y mantener la sincronización del
flujo binario.
2) Un bloque de información que describe el flujo binario (BSI – Bit-Stream Information). Aquí se
incluyen, entre otros elementos, el número de canales codificados, el nivel de los diálogos y la
información del tipo de servicio.
[email protected]
http://danielr-be.jimdo.com/
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3) Seis bloques de datos de audio (ABn – Audio Block n). Cada bloque representa 256 muestras
PCM nuevas, por lo que cada trama AC-3 representa 1536 muestras. La información necesaria para
la decodificación puede ser compartida por varios bloques a la vez, y dicha información sólo se
codifica en el primer bloque que la utiliza. El decodificador usa nuevamente esta información para
decodificar apropiadamente los bloques posteriores. La información que se comparte dentro de
una misma trama siempre se incluye en el primer bloque, lo cual le permite al decodificador
empezar a trabajar de inmediato.
4) Un bloque de datos auxiliares opcionales (AUX). Estos datos se utilizan para incluir información
adicional que pudiese encontrarse a continuación del último bloque de audio.
5) Un elemento para revisión de redundancia (CRC). Contiene dos palabras para revisión de error.
Una para cubrir los primeros 5/8 de la trama, y la segunda para la revisión de la trama completa.
El estándar ATSC A/52:2012 especifica la sintaxis para un flujo binario AC-3 tal y como se muestra en la
tabla 1.
Tabla 1. Sintaxis para un flujo binario AC-3.
Sintaxis
Bits
AC-3_bitstream()
{
while(true)
{
syncframe();
}
} /* end of AC-3 bit stream */
© Advanced Television Systems Committee. 2012.
Y la sintaxis que define a la trama de sincronización se especifica tal y como se muestra en la tabla 2.
Tabla 2. Especificación de sintaxis para una trama de sincronización AC-3.
Sintaxis
Bits
syncframe()
{
syncinfo();
bsi();
for (blk = 0; blk < 6; blk++)
{
audblk();
}
auxdata();
errorcheck();
} /* end of syncframe */
[email protected]
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La figura 2 ilustra, a nivel lógico, el flujo binario AC-3, en conformidad con la sintaxis especificada en las
tablas 1 y 2.
Figura 2. Flujo binario AC-3.
En el flujo serial, el orden de recepción de la información es con el bit mas significativo (MSB) llegando
primero.
Estándares en los que se basa el presente análisis de flujo binario AC-3
El estándar ATSC A/52:2012 define el esquema de compresión de audio digital AC-3 (Dolby Digital).
El flujo AC-3 es transportado por medio de la interfaz de audio digital AES3 (estándar AES3-2-2009,
r2014), siguiendo para ello los lineamientos del estándar SMPTE ST 337.
La señal de video en banda base, que incluye el flujo binario de interés, se transporta por medio de la
interfaz SMPTE ST 292, la cual deriva el flujo AC-3 a partir de la interfaz AES3, y le da formato en
conformidad con los lineamientos del estándar SMPTE ST 299.
El formato de los paquetes de audio que se analizaron esta definido en el estándar SMPTE ST 291.
Los requerimientos específicos para el transporte de un flujo binario AC-3 en la interfaz AES3, están
descritos en los estándares SMPTE ST 338, SMPTE ST 339 y SMPTE ST 340.
Los estándares mencionados constituyen la base del análisis incluido en el presente documento.
Procedimiento de análisis
1) Se toma una muestra aleatoria de la señal de video en banda base. La muestra consiste en la captura
de toda la información numérica correspondiente a un único cuadro de video.
2) A partir de los datos numéricos de la muestra, se aísla el flujo Cb/Cr de la señal de video, para así
poder identificar los paquetes SMPTE ST 291 que se encuentran en el área de datos auxiliares de
cada línea digital 1080i 59.94 (muestra 1924 a la muestra 2195 – ver figura 3).
[email protected]
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Figura 3. La línea digital 1080i 59.94, compuesta por 2200 muestras.
3) Se identifican y se extraen algunos paquetes SMPTE ST 291 (figura 4) que transportan el flujo
binario de interés. Se extraen en particular aquellos paquetes que contienen los preámbulos
SMPTE ST 337 y los campos SI y BSI de la trama de sincronización AC-3.
Figura 4. Paquete de datos SMPTE ST 291, con información de audio
en formato definido por el estándar SMPTE ST 299.
4) Se decodifican los paquetes SMPTE ST 291 para identificar el comienzo de las tramas de
sincronización, y para revisar, a nivel básico, las características e integridad del flujo AC-3.
Descripción y análisis del flujo AC-3
El flujo binario tiene las siguientes características elementales:
Formato Dolby:
Modo de canal:
Tasa de transmisión de datos:
Frecuencia de muestreo:
32-bit
3/2L
384 kbps
48 kHz
En el cuadro de video capturado SE DETECTARON DOS RÁFAGAS SMPTE ST 337. En el presente
documento, se hace referencia a dichas ráfagas mediante los nombres “ráfaga #1” y “ráfaga #2”. Se
identificó correctamente el comienzo de la trama de sincronización AC-3.
Análisis de la ráfaga #1
Las palabras del preámbulo tienen los valores siguientes:
Pa = 0xF872
Pb = 0x4E1F
Pc = 0xE002
Pd = 0x0060
[email protected]
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La figura 5 ilustra, en su totalidad, la ráfaga #1, decodificada a partir de los paquetes SMPTE ST 291. En
color azul se resalta el preámbulo (burst_preamble), el cual muestra un formato en modo de cuadro (frame
mode). En color rosa se resalta la carga útil de la ráfaga (burst_payload). Las palabras de datos están
numeradas (0–8).
Figura 5. Ráfaga #1, transportada por la interfaz AES3.
Las palabras de sincronización Pa y Pb indican un modo de operación de 16 bits.
La decodificación de la palabra Pc (burst_info) arroja la descripción de elementos que se muestra en la
tabla 3.
Tabla 3. Decodificación de la palabra Pc (burst_info)
Campo
data_stream_number
data_type_dependent
error_flag
data_mode
data_type
Valor decodificado
7
00000
data may be valid
16-bit mode
time stamp data
Los campos data_stream_number y data_type indican que la ráfaga #1 contiene una estampa de tiempo
con un formato especificado por el estándar SMPTE ST 339.
La decodificación de la palabra Pd (length_code) indicó una longitud de carga útil igual a 96 bits, o sea, 6
palabras de 16 bits. Sin embargo, se observó que la carga útil real de la ráfaga #1 es de 9 palabras de 16 bits
(figura 5). Esto no representa en sí una falta de apego al estándar SMPTE ST 339, pero sí representa una
clara discrepancia entre el valor de la palabra Pd y la longitud real de la carga útil.
La longitud total de la ráfaga #1 es de 13 palabras de 16 bits, que se transportan en 7 tramas AES.
La tabla 4 muestra el formato de la carga útil, en conformidad con las definiciones del estándar SMPTE
ST 339.
[email protected]
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0
1
2
3
4
5
6
7
8
Tabla 4. Formato de la carga útil de la ráfaga #1
MSB
número de bit
Palabra de estampa de tiempo
15 14 13 12 11 10 9 8 7 6
Usr8, Usr7, flags, hours
0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
Usr6, Usr5, flag, minutes
0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
Usr4, Usr3, flag, seconds
0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
Usr2, Usr1, cf, df, frames
0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
Sample number
0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
Reserved, flags
0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
User private (optional)
0 0 0 0 0 0 0 1 0 0
User private (optional)
0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
Delay (optional)
1 0 0 0 0 0 0 0 0 0
5
0
0
0
0
0
0
0
0
0
4
0
0
0
0
0
0
1
0
0
3
0
0
0
0
0
0
0
0
0
2
0
0
0
0
0
0
0
1
0
1
0
0
0
0
0
1
0
1
0
LSB
0
0
0
0
0
0
1
0
1
0
Observaciones
El bit de bandera f2 en la palabra 5 (bit 6), indica la presencia de información de código de tiempo
(bit ajustado a un valor de “0”).
El valor “1” en el bit de bandera f1 de la palabra 5 (bit 1), indica que los campos en las palabras 0
a 3 han sido copiados de un código de tiempo SMPTE ST 12. Sin embargo, se observa que todos
los campos tienen valores nulos.
La tasa de transmisión de cuadros no esta indicada (bits 5-2 de la palabra 5).
El bit 0 de la palabra 5 contiene la bandera drop-frame del código de tiempo SMPTE ST 12, la cual
tiene aquí un valor de “1”. Dicho valor esta indicando entonces la aplicación del esquema de conteo
drop-frame.
El estándar SMPTE ST 339 establece que, si la bandera f1 se ajusta a un valor de “1”, entonces el
bit 6 de la palabra 3 también deberá contener la bandera drop-frame. En la ráfaga analizada, dicha
bandera (ajustada a un valor de “1”), no está siendo indicada en la palabra 3. Por lo tanto, en este
punto, el formato de la ráfaga #1 no está cumpliendo con los lineamientos del estándar SMPTE ST 339.
La palabra 4 tiene un valor nulo, lo que indicaría que la estampa de tiempo es seguida por una
ráfaga que no contiene audio codificado con baja tasa de transmisión. Sin embargo, éste no es el
caso, pues la ráfaga #1 esta, de hecho, seguida por una ráfaga que contiene audio AC-3. Esto
constituye una clara discrepancia entre lo que establece el estándar SMPTE ST 339 y el formato de la ráfaga
#1.
Las palabras 6 y 7, que son opcionales, no tienen valores nulos, pero se desconoce el significado de
la información que contienen.
La palabra 8 tiene el valor 0x8000, lo cual indica que no hay información de retraso, aún cuando la
palabra está presente en la ráfaga. Esta opción es válida y esta contemplada dentro del estándar
SMPTE ST 339.
[email protected]
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Análisis de la ráfaga #2
Las palabras del preámbulo tienen los valores siguientes:
Pa = 0xF872
Pb = 0x4E1F
Pc = 0x0001
Pd = 0x3000
La figura 6 ilustra un fragmento de la ráfaga #2, decodificada a partir de los paquetes SMPTE ST 291. En
color azul se resalta el preámbulo (burst_preamble), el cual muestra un formato en modo de cuadro (frame
mode). En color rosa se resalta el comienzo de la carga útil de la ráfaga (burst_payload), la cual contiene
una trama de sincronización AC-3. No se ilustra la totalidad de la carga útil. Solo se muestran aquellas
palabras que contienen los campos SI y BSI de la trama de sincronización AC-3.
Figura 6. Fragmento de la ráfaga #2, transportada por la interfaz AES3.
Las palabras de sincronización Pa y Pb indican un modo de operación de 16 bits.
La decodificación de la palabra Pc (burst_info) arroja la descripción de elementos que se muestra en la
tabla 5.
Tabla 5. Decodificación de la palabra Pc (burst_info)
Campo
Valor decodificado
0
data_stream_number
00000
data_type_dependent
data may be valid
error_flag
16-bit mode
data_mode
ATSC A/52 (AC-3)
data_type
El campo data_type indica que la ráfaga #2 contiene una trama de sincronización AC-3. Los campos de la
palabra Pc contienen valores que se apegan a los lineamientos del estándar SMPTE ST 340.
[email protected]
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La decodificación de la palabra Pd (length_code) indicó una longitud de la carga útil igual a 12,288 bits,
lo cual equivale a 768 palabras de 16 bits, que se transportan en 384 tramas AES.
La longitud total de la ráfaga #2 es, por lo tanto, igual a 772 palabras de 16 bits, las cuales se transportan
en 386 tramas AES.
Con fines de verificación, se analizaron y se decodificaron las seis palabras que corresponden a los campos
SI y BSI de la trama de sincronización (figura 6).
Los valores de las palabras son los siguientes:
Palabra #1:
Palabra #2:
Palabra #3:
Palabra #4:
Palabra #5:
Palabra #6:
0x0B77
0x38C6
0x1C30
0xE1FC
0x04E4
0x9200
La decodificación requiere el conocimiento de la sintaxis para los campos SI y BSI. Dicha sintaxis se
especifica en las tablas 6, 7 y 8 (estándar ATSC A/52:2012).
Tabla 6. Especificación de sintaxis para el campo SI.
Sintaxis
syncinfo()
{
syncword
crc1
fscod
frmsizecod
} /* end of syncinfo */
Bits
16
16
2
6
[email protected]
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Tabla 7. Especificación de sintaxis para el campo BSI.
Sintaxis
bsi()
{
bsid
bsmod
acmod
if((acmod & 0x1)&&(acmod != 0x1))/*if 3 front channels*/{cmixlev}
if(acmod & 0x4) /* if a surround channel exists */{surmixlev}
if(acmod == 0x2) /* if in 2/0 mode */{dsurmod}
lfeon
dialnorm
compre
if(compre) {compr}
langcode
if(langcode) {langcod}
audprodie
if(audprodie)
{
mixlevel
roomtyp
}
if(acmod == 0)/* if 1+1 mode (dual mono, so some items need a second value)*/
{
dialnorm2
compr2e
if(compr2e) {compr2}
langcod2e
if(langcod2e) {langcod2}
audprodi2e
if(audprodi2e)
{
mixlevel2
roomtyp2
}
{
copyrightb
origbs
timecod1e
if(timecod1e) {timecod1}
timecod2e
if(timecod2e) {timecod2}
addbsie
if(addbsie)
{
addbsil
addbsi (addbsil+1)
}
} /* end of bsi */
Bits
5
3
3
2
2
2
1
5
1
8
1
8
1
5
2
5
1
8
1
8
1
5
2
1
1
1
14
1
14
1
6
8
[email protected]
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Tabla 8. Sintaxis alternativa para el campo BSI.
Sintaxis
bsi()
{
bsid
bsmod
acmod
if((acmod & 0x1)&&(acmod != 0x1))/*if 3 front channels*/{cmixlev}
if(acmod & 0x4) /* if a surround channel exists */{surmixlev}
if(acmod == 0x2) /* if in 2/0 mode */{dsurmod}
lfeon
dialnorm
compre
if(compre) {compr}
langcode
if(langcode) {langcod}
audprodie
if(audprodie)
{
mixlevel
roomtyp
}
if(acmod == 0)/* if 1+1 mode (dual mono, so some items need a second value)*/
{
dialnorm2
compr2e
if(compr2e) {compr2}
langcod2e
if(langcod2e) {langcod2}
audprodi2e
if(audprodi2e)
{
mixlevel2
roomtyp2
}
}
copyrightb
origbs
xbsi1e
if(xbsi1e)
{
dmixmod
ltrtcmixlev
ltrtsurmixlev
lorocmixlev
lorosurmixlev
}
xbsi2e
if(xbsi2e)
{
dsurexmod
dheadphonmod
adconvtyp
xbsi2
encinfo
}
addbsie
if(addbsie)
{
addbsil
addbsi (addbsil+1)x8
}
} /* end of bsi */
[email protected]
Bits
5
3
3
2
2
2
1
5
1
8
1
8
1
5
2
5
1
8
1
8
1
5
2
1
1
1
2
3
3
3
3
1
2
2
1
8
1
1
6
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La tabla 9 muestra la decodificación de los campos SI y BSI. La columna izquierda indica el número de
paquete SMPTE ST 291 (DBN – Data Block Number) que incluye la correspondiente palabra de la trama
de sincronización. Los bits se agrupan para definir los distintos elementos, en conformidad con la sintaxis
establecida en el estándar ATSC A/52:2012.
Tabla 9. Decodificación de los campos SI y BSI de la trama de sincronización AC-3.
DBN 63
CH1
Palabra #1
0
0
0
B
0
0
1
0
7
1
1
0
1
1
1
0
0
1
1
1
1
7
1
1
0
1
0
0
0
1
1
bsid
1
0
0
1
1
dialnorm
1
1
1
1
1
0
syncword
DBN 63
CH2
Palabra #2
3
0
0
8
1
1
1
0
C
0
0
6
crc1
DBN 64
CH1
Palabra #3
1
0
0
fscod
DBN 64
CH2
C
0
1
1
frmsizecod
1
3
0
0
0
0
0
bsmod
Palabra #4
E
1
1
0
0
cmixlev
F
0
0
surmixlev
1
C
lfeon
DBN 65
CH1
0
0
compr
compre
1
1
acmod
Palabra #5
0
0
0
4
0
0
1
E
0
4
1
0
copyrightb
0
1
0
0
dmixmod
0
0
ltrtcmixlev
xbsi1e
origbs
langcode
DBN 65
CH2
0
audprodie
0
compr
Palabra #6
9
0
lorocmixlev
0
0
1
0
lorosurmixlev
0
0
0
0
addbsie
[email protected]
1
xbsi2e
1
0
0
ltrtsurmixlev
2
0
0
0
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La tabla 10 presenta un resumen de todos los elementos correspondientes a los campos SI y BSI de la trama
de sincronización analizada. La interpretación de cada código esta hecha en conformidad con el estándar
ATSC A/52:2012.
Tabla 10. Interpretación de los elementos en los campos SI y BSI de la trama de sincronización AC-3.
Elemento
syncword
crc1
fscod
frmsizecod
bsid
bsmod
acmod
cmixlev
surmixlev
lfeon
dialnorm
compre
compr
langcode
audprodie
copyrightb
origbs
xbsi1e
dmixmod
ltrtcmixlev
ltrtsurmixlev
lorocmixlev
lorosurmixlev
xbsi2e
addbsie
Código
0000 1011 0111 0111
0011 1000 1100 0110
00
011100
00110
000
111
00
00
1
11111
1
0000 0001
0
0
1
1
1
00
100
100
100
100
0
0
Interpretación
Palabra de sincronización para la trama AC-3
—
Frecuencia de muestreo: 48 kHz
Tasa binaria nominal: 384 kbps; número de palabras de 16 bits antes de la siguiente syncword: 768
6; valor que indica el uso de la sintaxis alternativa para el flujo binario
Servicio principal de audio: complete main (CM)
Modo de codificación de audio: 3/2; L, C, R, SL, SR; nfchans = 5
Nivel de mezcla para el canal central: 0.707 (-3.0 dB)
Nivel de mezcla para los canales envolventes: 0.707 (-3.0 dB)
El canal de efectos de baja frecuencia (LFE) esta activo
Normalización de diálogos: -31 dB
Está presente una palabra de ganancia de compresión
Palabra de ganancia de compresión
No existe código de idioma
No existe información de producción de audio
La información en el flujo binario esta protegida por derechos de autor
El flujo binario es original
Existe la información extra #1 del flujo binario
No se indica el tipo preferido de mezcla a estéreo (stereo downmix)
Nivel de mezcla Lt/Rt para el canal central: 0.707 (-3.0 dB)
Nivel de mezcla Lt/Rt para los canales envolventes: 0.707 (-3.0 dB)
Nivel de mezcla Lo/Ro para el canal central: 0.707 (-3.0 dB)
Nivel de mezcla Lo/Ro para los canales envolventes: 0.707 (-3.0 dB)
No existe la información extra #2 del flujo binario
No existe información adicional para el flujo binario
Observaciones
No se detectó ninguna irregularidad en los campos SI y BSI de la trama de sincronización AC-3.
Verificación de la tasa de repetición de las ráfagas de datos AC-3
Dado que se observó que las tramas de sincronización AC-3 están precedidas por una estampa de tiempo,
se pensó que la presencia de dicha estampa estaba probablemente alterando de manera adversa la tasa de
repetición de ráfagas AC-3 dentro del flujo.
El documento SMPTE ST 340 define una tasa estándar de repetición igual a 1536 tramas AES. A una
frecuencia de muestreo de 48 kHz, dicha tasa equivale a transmitir una ráfaga de datos AC-3 cada 32
milisegundos. Este concepto se ilustra en la figura 7.
[email protected]
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Figura 7. Tasa estándar de repetición de ráfagas AC-3.
Se considera que las ráfagas de datos para un flujo AC-3 ocurren a una tasa estándar de repetición, si los
puntos de referencia para ráfagas consecutivas están espaciados por 1536 tramas AES. El estándar SMPTE
ST 340 define el punto de referencia AC-3 como el bit 0 de la carga útil de la ráfaga SMPTE ST 337
(burst_payload). Este concepto se ilustra en la figura 8.
Figura 8. Punto de referencia AC-3.
Para verificar que la tasa de repetición AC-3 cumpliera con el estándar SMPTE ST 340, se procedió a hacer
un análisis de los datos auxiliares transportados en los canales 1 y 2 del grupo de audio número 1 (SMPTE
ST 299, DID = 0x2E7), que es el que transporta el flujo binario AC-3.
Se buscó capturar una muestra que permitiese ubicar los puntos de referencia de por lo menos dos ráfagas
SMPTE ST 337 que transportasen datos AC-3. Después de no pocos intentos, se logró capturar un cuadro
de video que incluye los puntos de referencia buscados. La muestra analizada incluye una secuencia
completa de las ráfagas #1 y #2, y la fracción de una secuencia previa contigua.
La figura 9 ilustra la correspondencia de los datos auxiliares que transportan el flujo AC-3 con el cuadro
de video capturado.
[email protected]
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Figura 9. Cuadro de video capturado y los correspondientes datos auxiliares de interés.
Para medir la tasa de repetición de ráfagas se realizó un conteo de paquetes SMPTE ST 291. Esto equivale
a contar las tramas AES que transportan los datos de audio AC-3. Se obtuvieron los siguientes resultados:
Número de paquetes correspondientes a la fracción de la secuencia de ráfagas SMPTE ST 337:
 53 paquetes
Número de paquetes nulos (relleno):
 1143 paquetes
Número de paquetes correspondientes a las dos ráfagas completas SMPTE ST 337:
 393 paquetes (7 paquetes correspondientes a la ráfaga #1, más 386 paquetes
correspondientes a la ráfaga #2)
Número de paquetes nulos restantes:
 12 paquetes
Por lo tanto, la ráfaga completa de datos AC-3 tiene una longitud igual a:
393 tramas AES + 1143 tramas AES = 1536 tramas AES
Este resultado se ilustra en la figura 10.
[email protected]
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Figura 10. Conteo de paquetes de datos SMPTE ST 291.
La tasa de repetición AC-3 cumple con el estándar SMPTE ST 340.
Revisión del bloque de estatus de canal para el flujo binario AC-3
El uso estándar de las 32 ranuras de tiempo de una subtrama AES (documento AES3-2-2009), se modifica
cuando se transporta información que no es audio PCM. Cuando tal es el caso, los bytes 0, 1, 2 y 23, en el
bloque de estatus de canal, tienen especificaciones obligatorias que se definen en el estándar SMPTE ST
337.
Se presenta aquí un resumen de las mencionadas especificaciones, haciendo para ello referencia a la figura
11.
Figura 11. Bytes relevantes del bloque de estatus de canal para el transporte de datos no PCM.
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byte 0, b0. Debe ajustarse a un valor de “1”, indicándose así el uso profesional del bloque de estatus
de canal.
byte 0, b1. Debe ajustarse a un valor de “1”, indicándose así que la palabra que representa la muestra
de audio no contiene información PCM (other).
byte 0, b4b3b2. Deben ajustarse a un valor de “000” (énfasis no indicado).
byte 0, b5. Debe indicar el estatus de sincronización de las tramas AES con respecto a la frecuencia
de muestreo de la fuente de audio digital original.
byte 0, b7b6. Deben indicar la frecuencia de transmisión de las tramas AES (frecuencia de
muestreo).
byte 1, b3b2b1b0. Deben ajustarse a un valor de “0000” (modo de canales no indicado).
byte 1, b7b6b5b4. Se ajustan en conformidad con el estándar AES3-2-2009 (sin valor específico
obligatorio para el transporte de audio no PCM).
byte 2, b2b1b0. Se ajustan en conformidad con el estándar AES3-2-2009. En el contexto del
transporte de audio no PCM, estos bits indican la longitud de la palabra de datos, la cual esta
definida por el parámetro data_mode (tabla 5).
byte 2, b5b4b3. Se ajustan en conformidad con el estándar AES3-2-2009, debiendo indicar la
longitud de la palabra de datos no PCM. Dicha longitud esta definida por el parámetro data_mode
(tabla 5).
byte 2, b7b6. Deben ajustarse al valor reservado “00” (nivel de referencia no indicado).
byte 23, carácter de revisión de redundancia cíclica. Se ajusta en conformidad con el estándar
AES3-2-2009, indicando un valor CRC válido (diferente de “00000000”) para el bloque de estatus
de canal.
Los valores de los bytes 3 a 22 no están definidos para el transporte de datos no PCM. El estándar SMPTE
ST 337 recomienda que dichos bytes se ajusten a un valor de “00000000”.
Con base en las características conocidas del flujo AC-3 bajo consideración, se pueden predecir los valores
que cumplan con el estándar SMPTE ST 337 para los bytes 0, 1 y 2 del bloque de estatus de canal. Tales
valores se especifican en la figura 12.
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Figura 12. Bloque esperado de estatus de canal para el flujo AC-3 bajo consideración.
La figura 13 muestra el bloque real de estatus de canal para la señal de interés.
Figura 13. Bloque real de estatus de canal para el flujo AC-3 bajo consideración.
Observaciones
Los valores de los bytes 0 y 1 están ajustados en conformidad con el estándar SMPTE ST 337.
Los bits 7 y 6 del byte 2 están ajustados en conformidad con el estándar SMPTE ST 337.
Los valores de los bits 5, 4 y 3 del byte 2 indican una longitud de palabra igual a 24 bits, lo cual no
corresponde con el valor indicado por el parámetro data_mode. Estrictamente hablando, esto
representa una falta de apego al estándar SMPTE ST 337.
Los valores de los bits 2, 1 y 0 del byte 2 indican una longitud máxima de palabra igual a 24 bits,
con los bits auxiliares empleados para representar datos. Esto no corresponde con el valor indicado
por el parámetro data_mode, y de nuevo, estrictamente hablando, esto representa una falta de apego
al estándar SMPTE ST 337.
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La figura 14 permite comparar, contra otras señales de televisión, el bloque de estatus de canal para la señal
bajo consideración. Las casillas sombreadas muestran valores binarios obligatorios que están claramente
definidos por el estándar SMPTE ST 337. En color rojo se muestran aquellos bits que difieren en valor a
lo que se espera, o a lo que se indica en el estándar SMPTE ST 337.
Figura 14. Comparación de bloques de estatus de canal para varias señales de televisión HD.
Revisión del estado del bit de validez en las subtramas AES
El estándar AES3-2-2009 establece que el bit de validez debe tener un valor igual a “1” cuando la
información en el área de la muestra no es adecuada para su conversión digital a analógico (D/A). Tal es el
caso para cuando se transporta un flujo binario AC-3.
Se verificó el estado del bit de validez en varias subtramas AES.
En todos los casos, se observó que el bit esta ajustado correctamente, conforme a lo establecido por el
estándar AES3-2-2009.
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Conclusiones
El flujo AC-3 correspondiente al canal de televisión bajo consideración ES DISTINTO al de los
flujos correspondientes a otros canales. La diferencia radica en el hecho de que el flujo del canal
de interés contiene la provisión para la inclusión de una estampa de tiempo.
Aún cuando la provisión para la inclusión de la estampa de tiempo esta presente, no se esta
haciendo uso de ella, es decir, finalmente NINGÚN EQUIPO ESTA GENERANDO
INFORMACIÓN DE CÓDIGO DE TIEMPO QUE SE ASOCIE AL FLUJO AC-3 DEL CANAL
BAJO CONSIDERACIÓN.
El hardware del equipo que genera el flujo AC-3 brinda, por default, la provisión de la estampa de
tiempo; pero el usuario no tiene acceso a la gestión de la misma. Por lo tanto, la inclusión de la
estampa de tiempo no es opcional, ya que el equipo que genera el flujo binario no brinda control
alguno que permita activar o desactivar dicha estampa.
El análisis de la ráfaga #1 demuestra que el formato de la estampa de tiempo NO CUMPLE con
algunos de los lineamientos del estándar SMPTE ST 339; y en otro rubro está EN CLARA
DISCREPANCIA con el estándar SMPTE ST 337.
La inclusión de la estampa de tiempo no esta afectando negativamente la tasa de repetición de las
ráfagas AC-3. El espaciado de la palabra de sincronización Pa es igual a 1536 muestras. Por lo tanto,
la tasa de repetición CUMPLE con el estándar SMPTE ST 340.
El análisis del bloque de estatus de canal demuestra que, en algunos rubros, el formato de dicho
bloque NO ESTA CUMPLIENDO con los lineamientos del estándar SMPTE ST 337. LA
LONGITUD DE LAS PALABRAS DE DATOS NO ESTA SIENDO CORRECTAMENTE
ESPECIFICADA.
En comparación con los bloques de estatus de canal correspondientes a otras señales de televisión,
el estatus de canal para la señal analizada ES DISTINTO, al estar siendo erróneamente especificada
la longitud de las palabras de datos. Esto es algo que no esta ni contemplado ni permitido por el
estándar SMPTE ST 337.
Por otro lado, dicho estándar sí permite (aunque no recomienda) la no indicación de la longitud de
las palabras de datos (valor “000” para los bits b5b4b3 del byte 2). Este es precisamente el caso que
se tiene para los flujos de los otros canales de televisión, en donde no se esta indicando la longitud
de las palabras (figura 14).
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Ejemplo de análisis de flujo binario AC-3

Transcripción

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