SDI Coder¶

Обзор¶

SDI Coder — это модуль в составе mcaster, предназначенный для захвата видео и аудио через SDI платы. Модуль обеспечивает высококачественный прием профессионального видеосигнала и является одним из основных вариантов входов стрима в систему mcaster.

Поддерживаемые платы захвата¶

Dektec¶

Полная поддержка всех моделей Dektec
Автоматическое определение параметров сигнала
Поддержка всех стандартов SDI

Blackmagic Design¶

Совместимость с картами Blackmagic
Поддержка DeckLink серии
Интеграция с Blackmagic SDK

V4L совместимые карты¶

Streamlabs — карты для стриминга
Softlab — профессиональные карты захвата
Magewell — USB и PCI карты захвата
Любые другие карты с поддержкой V4L2

Поддерживаемые форматы¶

SDI-SD (Standard Definition)¶

Разрешение: 480i, 576i
Частота кадров: 25, 29.97, 30 fps
Особенности: Поддержка аналогового телетекста (zvbi)
Применение: Архивные материалы, SD вещание

SDI-HD (High Definition)¶

Разрешения: 720p, 1080i, 1080p
Частоты кадров: 23.976, 24, 25, 29.97, 30, 50, 59.94, 60 fps
Стандарты: HD-SDI, 3G-SDI

SDI-UHD (Ultra High Definition)¶

Разрешения: 4K (2160p), 8K
Стандарты: 6G-SDI, 12G-SDI
Применение: Современное UHD вещание

Входные сигналы¶

Видео¶

Основной видеосигнал SDI
Автоматическое определение параметров
Поддержка различных цветовых пространств

Мультиканальное аудио¶

Каналы: до 16 аудиоканалов
Форматы: PCM, AES/EBU
Частота дискретизации: 48 kHz (стандарт), 96 kHz (опционально)
Битность: 16, 20, 24 бит

Телетекст и субтитры¶

SDI-SD: Аналоговый телетекст (zvbi)
SDI-HD: Цифровые субтитры
Форматы: DVB, CEA-608, CEA-708
Кодировки: UTF-8, Latin-1

CEA-608/708 скрытые субтитры¶

Скрытые субтитры (англ. Closed captions) — текстовая репрезентация звуковой части ТВ-программы, фильма и т.п. Это своего рода транскрипция или перевод диалога, звуковых эффектов и некоторой ключевой информации, необходимой для понимания происходящего. Изначально они создавались для людей, имеющих ограничения по слуху.

Mcaster способен автоматически обнаруживать скрытые субтитры в SDI-потоке и осуществлять их чтение. Модуль читает субтитры CEA-608/708 из SDI-источника и упаковывает их в видеодорожку MPEG-TS в виде H.264 SEI NALU.

Note

Файл H.264 состоит из некоторого числа NAL Units (Network Abstraction Layer Units), т.е. единиц так называемого уровня сетевой абстракции, а SEI* (Supplemental Enhancement Information) — это дополнительная информация о расширении.

CEA-608 — это символьный формат скрытых субтитров, используемый в потоках, который предоставляет до 4-ёх каналов для передачи информации. Mcaster добавляет 4 текстовых дорожки с субтитрами для 4-ёх каналов CEA-608 (одна дорожка на один канал). В итоге, на выходе мы имеем видеодорожку со скрытыми субтитрами СEA-608/708 и 4 дорожки с текстовыми субтитрами. Модуль даёт возможность проиграть дорожку с субтитрами в виде WebVTT и TTML, сигнализируя об их наличии в HLS, DASH и MSS манифестах.

VBI телетекст (важно для устаревших систем вещания)¶

VBI телетекст — это критически важная функция для устаревших систем вещания, которые всё ещё передают телетекст и SD качество. VBI (Vertical Blanking Interval) — это перерыв в последовательности строк, который используется в аналоговом телевидении. Во время VBI информация об изображениях не передается, но эта область может содержать такую информацию, как телетекст или скрытые субтитры.

Mcaster позволяет читать EBU Телетекст и субтитры (EBU Teletext subtitle data) из VBI потоков, полученных с SDI-платы, и передавать их в видео, которое отправляется в MPTS или SPTS.

При получении видеопотока с SDI-платы Mcaster:

Декодирует полученные данные
Считывает из VBI информацию о телетексте
Сжимает данные для последующей передачи по Интернету
Упаковывает поток с телетекстом в MPEG-TS

Настройка VBI телетекста¶

Для включения чтения телетекста используйте параметр ttxt_descriptors:

stream example_stream {
    input v4l2:// audio_device=plughw:1,0 ttxt_descriptors=0x100:rus:initial,0x888:rus:subtitle vbi_debug=true vbi_device=/dev/vbi0 video_device=/dev/video0;
}

Для карт Decklink:

stream example_stream {
    input decklink://0 pixel=10 ttxt_descriptors=0x100:rus:initial,0x888:rus:subtitle;
}

Для карт Decklink с NVENC транскодированием:

stream example-stream {
  input decklink://2 pixel=10 ttxt_descriptors=0x100:rus:initial,0x888:rus:subtitle;
  transcoder deviceid=0 external=false hw=nvenc vb=5000k vcodec=h264 open_gop=false preset=veryfast size=3840x2160:fit:#000000 ab=128k split_channels=false;
}

Параметры телетекста¶

В настройке ttxt_descriptors укажите следующие параметры:

page — номер страницы телетекста в формате 0x[teletext_magazine_number][teletext_page_number]
lang — язык телетекста согласно стандарту ISO 639-2
type — тип страницы телетекста:
initial — начальная страница телетекста
subtitle — страница с субтитрами
impaired — страница с субтитрами для людей с нарушениями слуха

Пример: ttxt_descriptors=0x100:rus:initial,0x888:rus:subtitle

Note

Эта функция особенно важна для интеграции с устаревшими системами вещания, которые продолжают использовать аналоговый телетекст в SD качестве.

Подсистема коррекции таймстемпов¶

Автоматическое выравнивание¶

Дребезжание таймстемпов: Автоматическая стабилизация
Алгоритмы: Адаптивная фильтрация, медианная фильтрация
Точность: ±1 мкс

Коррекция потерянных кадров¶

Обнаружение: Автоматическое выявление пропущенных кадров
Восстановление: Дублирование предыдущего кадра или интерполяция
Логирование: Запись всех корректировок в лог

Настройки коррекции¶

timestamp_correction:
  enabled: true
  jitter_threshold: 1000  # микросекунды
  frame_drop_detection: true
  interpolation_method: "duplicate"  # duplicate, interpolate
  log_corrections: true

Конфигурация модуля¶

Базовые настройки¶

sdi_coder:
  device: "/dev/video0"
  input_format: "auto"  # auto, 1080i50, 720p60, etc.
  audio_channels: 8
  enable_teletext: true
  timestamp_correction: true

Параметры захвата¶

capture_settings:
  video_buffer_size: 10  # секунды
  audio_buffer_size: 5   # секунды
  drop_frames_on_overflow: true
  sync_mode: "hardware"  # hardware, software

Настройки вывода¶

output_settings:
  format: "mpegts"
  bitrate: "auto"  # auto или конкретное значение
  gop_size: 30
  audio_codec: "aac"
  video_codec: "h264"

Интеграция с mcaster¶

Как источник стрима¶

SDI Coder может быть настроен как источник для: - Прямой трансляции - Записи в DVR - Перекодирования - Распространения по сети

Пример конфигурации потока¶

streams:
  sdi_main:
    source: "sdi_coder:///dev/video0"
    output: "rtmp://server/live/stream"
    transcoder:
      video:
        codec: "h264"
        bitrate: "5000k"
        resolution: "1920x1080"
      audio:
        codec: "aac"
        bitrate: "128k"
        channels: 2

Мониторинг и диагностика¶

Статистика захвата¶

Частота кадров (текущая/средняя)
Битрейт видео и аудио
Количество корректировок таймстемпов
Статус синхронизации

Логирование¶

logging:
  level: "info"  # debug, info, warning, error
  log_timestamp_corrections: true
  log_frame_drops: true
  log_device_status: true

Метрики Prometheus¶

sdi_coder_fps — частота кадров
sdi_coder_bitrate — битрейт
sdi_coder_timestamp_corrections — количество корректировок
sdi_coder_frame_drops — потерянные кадры

Устранение неполадок¶

Частые проблемы¶

Отсутствие сигнала¶

Проверьте подключение SDI кабеля
Убедитесь в правильности выбора устройства
Проверьте формат входного сигнала

Проблемы с синхронизацией¶

Включите коррекцию таймстемпов
Проверьте качество SDI сигнала
Настройте параметры буферизации

Проблемы с аудио¶

Проверьте настройки аудиоканалов
Убедитесь в поддержке аудиоформата
Проверьте синхронизацию аудио/видео

Диагностические команды¶

# Проверка доступных устройств
v4l2-ctl --list-devices

# Информация о текущем сигнале
v4l2-ctl --device=/dev/video0 --all

# Тест захвата
ffmpeg -f v4l2 -i /dev/video0 -t 10 test.mp4

Требования к системе¶

Аппаратные требования¶

CPU: Минимум 4 ядра для HD, 8 ядер для UHD
RAM: 8 ГБ для HD, 16 ГБ для UHD
Сеть: Гигабитный Ethernet
Хранилище: SSD для буферизации

Программные требования¶

Linux kernel 4.19+
V4L2 поддержка
FFmpeg 4.0+
Подходящие драйверы для SDI карты

Заключение¶

SDI Coder предоставляет профессиональное решение для захвата SDI сигналов в системе mcaster. Модуль обеспечивает высокую надежность, автоматическую коррекцию таймстемпов и поддержку широкого спектра оборудования, что делает его идеальным выбором для профессионального вещания.