Синхронизация нескольких входных каналов картами захвата Magewell

Синхронизация нескольких источников видео и аудиосигналов является важным моментом в рабочих процессах, начиная от телевещания и заканчивая Pro AV. Видеостены являются наглядным примером потенциальных проблем синхронизации, особенно при наличии нескольких экранов, на которых отображается одно большое изображение, скомпонованное из нескольких сигналов. Если исходные сигналы или потоки, поступающие на экраны, не синхронизированы, объединенное изображение будет иметь видимые артефакты или ошибки синхронизации, когда части видео не выровнены в пространстве или по времени.

Многие методики и технологии успешно используются для различных типов синхронизации в различных рабочих процессах. В телевещании технология genlock используется уже много лет, начиная с аналоговой эры, для синхронизации тактовых частот нескольких источников с выбранным опорным сигналом. Таймкод используется для синхронизации источников между несколькими кадрами, в то время как PTP (Precision Time Protocol) обеспечивает синхронизацию тактовой частоты в компьютерных сетях. Существует ли лучший способ синхронизации нескольких AV-каналов в контексте плат видеозахвата? Мы сосредоточимся на этой теме в данной статье.

Опорная частота

В компьютерной процедуре захвата видео карта захвата передает внешние видеосигналы в центральный процессор хост-системы в виде кадров или полей, а затем отправляет их в программные приложения для последующих действий. В этом процессе приложению необходимо реализовать синхронизацию на основе временной метки видеосигнала. Большинство разработчиков программного обеспечения знают, что операционная система может фиксировать информацию о времени в видеосигнале, но эти временные данные могут быть неточными. Если сама карта захвата может устанавливать временную метку видеосигнала, эту проблему можно преодолеть.

Карты захвата Magewell включают встроенный кварцевый генератор, который может обеспечивать независимую аппаратную синхронизацию для каждого канала захвата. Каждый захваченный видеокадр будет помечен временной меткой в единицах измерения 100 наносекунд (например, отметка 15 означает 1500ns). Временные метки кадров с нескольких входов затем могут быть использованы для синхронизации этих каналов.

Чтобы получить точные данные с меткой встроенного кварцевого генератора разработчикам программного обеспечения необходимо вызвать API-интерфейсы в MWCapture SDK Magewell. Поскольку тактовые частоты каждого канала захвата независимы, то сначала они должны быть установлены на одно и то же опорное значение для достижения многоканальной синхронизации.

Перед запуском захвата приложение должно сначала получить текущее значение тактовой частоты выбранного канала захвата, а затем установить его в качестве значения тактовой частоты для других каналов захвата. (Например, если имеется четыре канала захвата, программное обеспечение должно сначала получить значение тактовой частоты канала 1 через API, а затем установить значение тактовой частоты для каналов 2, 3 и 4 на одно и то же значение). После синхронизации аппаратных частот каждого канала захвата каждому каналу может быть присвоена временная метка на основе одних и тех же тактовых частот.

Программное обеспечение может использовать временную метку канала 1 в качестве эталона. Если разница между отметкой времени последнего кадра другого канала и эталоном находится в определенном диапазоне, то можно считать, что кадры (например, все четыре кадра, захваченные по четырем каналам в нашем предыдущем примере) синхронизированы и принадлежат одному и тому же изображению.

Этот же метод можно использовать для синхронизации захвата по всем входам одной многоканальной карты захвата Magewell (например,Pro Capture Quad SDI) или между несколькими картами захвата Magewell, установленных на хост-компьютере.