前言
隨著電視節目制作技術的發展和家庭電視接收環境的改善,我國電視行業已經進入了視頻由標清向高清發展、音頻由立體聲到環繞聲制作的階段。在這一大趨勢下,電視轉播車中音頻技術的進步和環繞聲制作需要更大、更良好的聽音環境和制作設備,所以大、中獨立音頻系統的設計和技術考慮也就隨之進入了普及階段。根據國外幾年的實踐經驗和實用經歷,結合國內電視臺的實際情況,以下其設計方案中主要需要注意的幾點作一下介紹。
在高清轉播車的音頻系統中,我們需要考慮到的問題主要有:
·如何選擇一款適合與視頻相配合進行環繞聲制作的調音臺,其中最關鍵的功能有:
a.輸入/輸出的接口數量和類型
b.音頻跟隨視頻功能
c.內置環繞聲處理功能
·關于音頻系統的備份應急手段;
·環繞聲編碼及處理流程;
·主輸出信號的播出及與視頻配合的制作功能(矩陣的應用);
·視頻延時造成的音頻延時處理(音畫同步);
·車體接口類型及如何與視頻協作、如何與演播室協作。
一. 音頻系統的核心設備:調音臺的選擇
隨著數字化進程的不斷加快,越來越多的用戶在大型轉播車中選擇使用數字調音臺,但是數字調音臺各有不同,我們又該如何選擇呢?如上所述,以下幾點應該成為我們選擇的基礎。
(1)現場調音完全不同于后期制作,操作人員會面臨許多無法預料的實際問題,并要求在很短時間內很好的加以解決,而調音臺是否具備人性化的設計便顯得尤為重要,因為良好的人機控制界面,便捷的操作方法,必將為調音師迅速解決問題提供了極大的方便。
(2)必須選用具有多聲道制作能力的調音臺,許多廉價的數字調音臺都聲稱具備環繞聲制作能力,但通常不提供獨立的多聲道監聽母線、不具備全景聲相控制器這兩大要素,完成環繞聲制作相當困難。
(3)系統必須具備便捷的可擴展性,以便日后發展之需。
(4)轉播車的工作環境與演播室存在著很大的差異,尤其是在北方地區,一年四季溫差很大,因此這要求系統對溫度有很強的適應能力。此外還要充分考慮震動對設備造成的影響,轉播車內音頻系統的核心是調音臺,如果調音臺出現故障,勢必導致整個系統的癱瘓,因此調音臺是否能夠滿足對溫度、振動等高標準的要求,將關系到我們是否能夠確保轉播任務安全、順利的完成的一個重要因素。
二. 關于音頻跟隨視頻
眾所周知,多聲道制作過程中勢必會涉及到聲音需要配合畫面進行切換和控制的問題,只有處理好這樣的聲、畫協調的問題,方可使電視觀眾獲得舒適的視覺及聽覺感受,而若想獲得這樣的效果,絕非人手可以操控的,因此調音臺是否具備音頻跟隨視頻的能力就顯得至關重要了。
由于視頻設備已大量采用了數字技術,音頻的數字化使得兩者的結合更加的密切與方便。比如同步和延遲的處理、以及電平監測等等。過去由于兩者之間的格式不同,往往需要加裝數字/模擬的轉換設備,多次的D/A,A/D轉換對信號質量的影響是顯而易見的。而在高檔數字調音臺功能設計中,使其受外部命令控制進行動作已經不再是很困難的事情了,它們通常都采用了GPI技術,使得該調音臺具備音頻跟隨視頻的控制能力。通過編程,可以從外部控制調音臺上的所有推子,及特定場景的調用。舉例來說,當啟用這項功能后,操作者可以自行決定“推子啟動/關閉”的值,以及推子淡入淡出的速度。不同的觸發將激活不同的淡入淡出方式。操作者可以靈活地在通道條窗口中調整所有必要的設置。舉一個最簡單的例子,對應一個近距離畫面的切入,在調音臺上可以反映為提升該攝像機隨機話筒的音量,也就使聲音和畫面的配合變得更加的緊密。
當然,這一功能并不僅僅是一個簡單的GPIO控制接口與推子位置相對應進行遙控,它還包括視頻矩陣或切換臺通過控制接口對調音臺中存儲的場景、快照進行調用、對調音臺的內部矩陣進行控制(重新分配調音臺上輸入/輸出接口以及與物理推子的對應關系),還要有相應方便的控制按鈕,可以讓音頻操作人員隨時將任何一部分跟隨視頻的功能獨立出來由音頻人員手動控制??傊?,音頻跟隨視頻功能的關鍵在于,可以在與視頻相配合的設置完成之后,由視頻系統對一些必須由視頻動作為主導、音頻配合的操作進行控制和自動化的處理,以減輕5.1環繞聲制作中錄音師的工作負擔,使他可以將更多精力投入到真正需要精細處理的音頻制作環節中去。
三. 如何解決音視頻同步問題
在高/標清同時存在的電視轉播車系統中,不可避免會有標清視頻信號上變換和高清信號下變換的情況。另外,同時兼容高/標清視頻信號的切換臺,以及視頻矩陣等設備也會引入相應的不同幀數的視頻延時(這里“幀”的單位指視頻幀)。這些延時的數量是由視頻所選用設備決定的。
我們知道,人對聲音和畫面的自然同步感是存在著忍受閾值的,如果音頻超前或落后視頻信號太多,人就會產生不自然的感覺。在ITU-R BT.1359-1 (1998)標準中,就給出了音畫同步的相關標準:對于任何一個視頻處理單元,不應造成音頻超前15ms或落后45ms以上的同步差(記為+15/-45),如果設備單元超出此標準,則要求保證整體系統輸出不可超過+30/-90ms的同步差。因此,對音頻系統來說,必須有相應的手段保證在與視頻進行SDI打包嵌入之前與之保持相應的幀同步狀態。
但是,由于視頻信號所經過的處理通路并不是固定的,例如錄像機信號有可能經過視頻矩陣切換,即送到高清SDI嵌入接口;而在不同應用場合下,又有可能通過矩陣后、再經過切換臺切換后送至SDI嵌入接口。這造成了視頻信號的輸出延時并不是一個固定值,而是在一個區間內變化。根據這種視頻信號流程和處理方式,在音頻系統流程中不同部分就應該加入相應的延時處理設備或手段。
四. 關于DOLBY設備的使用
在實際應用中,DOLBY E是目前實用性最強和應用范圍最廣的傳輸編碼技術。杜比E技術是為適應制播系統所要求多次編解碼操作而設計的一種新型的多聲道音頻數據率壓縮系統。杜比E的特性如下:
1.采用AES協議攜載多達八聲道的音頻信號和元數據:
它可對多至八個音頻聲道加上必要的元數據進行編碼并將該信息插入一個AES數字音頻對的"載荷空間"
2.支持現在的電視廣播系統設備:
由于杜比E編碼的音頻數據采用AES協議作為其傳輸方式,因此可以方便地記錄在數字錄像機、視音頻服務器中,也可以和PCM信號一樣通過切換矩陣等設備;
除了可以通過AES數字音頻接口傳輸,杜比E嵌入至SDI、HDSDI或者編碼為MPEG傳輸碼流進行傳輸
3.可以在編碼狀態下對杜比E和畫面信號同步進行編輯
杜比E的幀幅結構和視頻幀率完全匹配,且支持目前的所有視頻格式,因此可以直接在同一盤錄像帶上直接對畫面和杜比E碼流進行編輯;
4.可支持多代編解碼循環
杜比E的算法可以支持它進行十代以上的編解碼循環
5.支持元數據
元數據和音頻信號一起包含在杜比E的碼流中并可以隨杜比E一起傳遞。
由于以上的特性,使Dolby E成為音視頻合成傳輸中音頻的一個理想解決手段
五. 關于音頻矩陣的使用
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