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音像同步:過去、現在和未來

2008-12-16 本刊編輯部 依馬獅廣電資訊網


    在廣播行業出現很久以前就有人造聲音和圖像之間的同步問題。最初的例子之一可能是音樂家嘗試與無聲電影保持時間一致。一個鋼琴家為達到所要求的效果,樂節的漸強或漸弱時間會盡量吻合故事情節。雖然此例子與音像同步沒有關系,但它與最終結果息息相關:使人腦確信其感知的東西是相關的。
    在電視最初出現時,音像同步誤差相當難以覺察。節目大部分是實況的,事情很簡單。音像同步問題變得很棘手始于音頻/視頻記錄的出現,盡管此延遲幾乎無法感知。隨著技術“進步”,音像同步問題開始明顯起來且可察覺。電視領域最先引發此問題的是同步鎖相定時線路,接著是幀同步機、DVE,以及最近的編碼/解碼技術。

容許水平
    對于觀眾能感知的音頻/視頻定時差異,沒有很準確的數字。不過,有關的數據很多。ITU編制了一個圖表(如圖),給出一個公認的指導方針。此圖表被分成三個區域:無法察覺、可察覺和不可接受。此數據支持的事實是人類在注意到不同步狀況之前對其有一定程度的容忍度。不過,一旦察覺且如果嚴重,此誤差就不可容忍。當到了可察覺或令人不快的地步時,超前和滯后聲音界限的特性是不相同的。此ITU數據支持的事實是人類可以對聲音滯后視頻圖像的容忍度比對聲音超前視頻圖像的容忍度要大得多。這可能是因為音頻延遲的出現是本質上的,這意味著人類已經習慣了某種程度的音頻延遲。
    在現代電視中心,信號通路都不可避免地受到可能的延遲的影響。
    “現代電視臺內音像同步誤差最大的原因之一是編碼器/解碼器,特別是高壓縮機型。”數字電視監測工具提供商Pixelmetrix總裁兼CEO Dan Wilson表示。
    測試測量公司Sencore設計服務經理Jeff Bryden指出,在同步鎖相大部分MPEG-2播出設備時,PCR和同步鎖相參考信號往往是沖突的,這可能使設備嘗試服務兩個主控設備,而導致音像同步誤差。
    雖然許多音像同步問題可能是由于專業領域內的缺陷而產生,但哈里斯公司數字產品經理Randy Conrod表示,延遲可能在最不可能的地方引入,甚至在家中。例如,LCD監視器對視頻信號增加多達2幀的延遲很普遍,而某些環繞聲衛星無線揚聲器系統對音頻部分另增加20ms。就是在家中都有大量易變化的因素。
    為解決這些問題,SMPTE于2005年組建了一個研究委員會,隨后SBE也建立了自己的委員會。
    “對于在線測試和校正,開發了水印技術,”泰克公司視頻測試產品經理John Pierce說:“不過,由于缺少廣泛的行業支持,迄今為止還沒有采納任何標準。”
    Bryden補充說像ATSC和SMPTE這樣的工程組織正在研究此問題,在全面的范圍內有許多挑戰。

音像同步:過去、現在和未來

    Conrod認為在音像同步問題上應有更多的行業間合作。“SMPTE和CEA需要合作,因為有許多可以消除大部分音像同步問題的工具。在消費電子制造領域,每臺設備僅僅數美分就可以影響電視機上應該包含什么功能的決策,而主要由于生產規模的原因,在增加功能方面廣播制造商有更多的靈活性。”

最高性能
    尋求使電視中心處于最高性能的解決方案的電視臺確實有選擇。
    “你的整個環節都應被測試,而離線測試當前是最佳做法,”泰克的Pierce表示,“我們的Flash-Pop測試信號基本上是現代的警鐘錘,就像多年前發明的電影一樣。當與我們的測量設備結合時,我們能評價通過你的信號通路的信號,并幫助校正不一致的地方。哈里斯的Conrod稱目前尚無端到端解決方案,只有點到點。“某些消費者正在獲得他們人工調整此問題所需的工具。大部分高端電視機現在配備一個內置的人工音像同步調整選件。”
    用于制作的測試測量工具提供商K-Will提供一種音像同步問題在線解決方案。該公司美洲區總經理John Alexenko說:“通過我們的Video DNA技術,我們能夠提供在運行中的點到點比較,以便檢測音像同步誤差。此外,我們的DNA技術能夠向第三方設備提供數據,自動校正此誤差。設備可以置于網絡中心及經由Web,樣本可由附屬電視臺同時提交,甚至于來自觀眾的客廳。接著能夠計算誤差并校正它。”
    目前,某衛星網絡提供商采用K-Will的技術。Alexenko補充說,所有類型的音頻(包括嵌入、杜比或分離)都可以被測量。
    與大多數這種量級的問題一樣,若想找到整體的解決方案,所有有關的各個專業方可能都將需要以某種形式聯合起來。對于那些正在與音像不同步作斗爭的電視臺,目前最好的做法看來是,在找到一種業界接受的解決方案之前,可能時把音頻嵌入視頻,避免過處理及貫穿廣播中心控制音像同步問題。讀者服務卡44號

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