在广播行业出现很久以前就有人造声音和图像之间的同步问题。最初的例子之一可能是音乐家尝试与无声电影保持时间一致。一个钢琴家为达到所要求的效果,乐节的渐强或渐弱时间会尽量吻合故事情节。虽然此例子与音像同步没有关系,但它与最终结果息息相关:使人脑确信其感知的东西是相关的。
在电视最初出现时,音像同步误差相当难以觉察。节目大部分是实况的,事情很简单。音像同步问题变得很棘手始于音频/视频记录的出现,尽管此延迟几乎无法感知。随着技术“进步”,音像同步问题开始明显起来且可察觉。电视领域最先引发此问题的是同步锁相定时线路,接着是帧同步机、DVE,以及最近的编码/解码技术。
容许水平
对于观众能感知的音频/视频定时差异,没有很准确的数字。不过,有关的数据很多。ITU编制了一个图表(如图),给出一个公认的指导方针。此图表被分成三个区域:无法察觉、可察觉和不可接受。此数据支持的事实是人类在注意到不同步状况之前对其有一定程度的容忍度。不过,一旦察觉且如果严重,此误差就不可容忍。当到了可察觉或令人不快的地步时,超前和滞后声音界限的特性是不相同的。此ITU数据支持的事实是人类可以对声音滞后视频图像的容忍度比对声音超前视频图像的容忍度要大得多。这可能是因为音频延迟的出现是本质上的,这意味着人类已经习惯了某种程度的音频延迟。
在现代电视中心,信号通路都不可避免地受到可能的延迟的影响。
“现代电视台内音像同步误差最大的原因之一是编码器/解码器,特别是高压缩机型。”数字电视监测工具提供商Pixelmetrix总裁兼CEO Dan Wilson表示。
测试测量公司Sencore设计服务经理Jeff Bryden指出,在同步锁相大部分MPEG-2播出设备时,PCR和同步锁相参考信号往往是冲突的,这可能使设备尝试服务两个主控设备,而导致音像同步误差。
虽然许多音像同步问题可能是由于专业领域内的缺陷而产生,但哈里斯公司数字产品经理Randy Conrod表示,延迟可能在最不可能的地方引入,甚至在家中。例如,LCD监视器对视频信号增加多达2帧的延迟很普遍,而某些环绕声卫星无线扬声器系统对音频部分另增加20ms。就是在家中都有大量易变化的因素。
为解决这些问题,SMPTE于2005年组建了一个研究委员会,随后SBE也建立了自己的委员会。
“对于在线测试和校正,开发了水印技术,”泰克公司视频测试产品经理John Pierce说:“不过,由于缺少广泛的行业支持,迄今为止还没有采纳任何标准。”
Bryden补充说像ATSC和SMPTE这样的工程组织正在研究此问题,在全面的范围内有许多挑战。
Conrod认为在音像同步问题上应有更多的行业间合作。“SMPTE和CEA需要合作,因为有许多可以消除大部分音像同步问题的工具。在消费电子制造领域,每台设备仅仅数美分就可以影响电视机上应该包含什么功能的决策,而主要由于生产规模的原因,在增加功能方面广播制造商有更多的灵活性。”
最高性能
寻求使电视中心处于最高性能的解决方案的电视台确实有选择。
“你的整个环节都应被测试,而离线测试当前是最佳做法,”泰克的Pierce表示,“我们的Flash-Pop测试信号基本上是现代的警钟锤,就像多年前发明的电影一样。当与我们的测量设备结合时,我们能评价通过你的信号通路的信号,并帮助校正不一致的地方。哈里斯的Conrod称目前尚无端到端解决方案,只有点到点。“某些消费者正在获得他们人工调整此问题所需的工具。大部分高端电视机现在配备一个内置的人工音像同步调整选件。”
用于制作的测试测量工具提供商K-Will提供一种音像同步问题在线解决方案。该公司美洲区总经理John Alexenko说:“通过我们的Video DNA技术,我们能够提供在运行中的点到点比较,以便检测音像同步误差。此外,我们的DNA技术能够向第三方设备提供数据,自动校正此误差。设备可以置于网络中心及经由Web,样本可由附属电视台同时提交,甚至于来自观众的客厅。接着能够计算误差并校正它。”
目前,某卫星网络提供商采用K-Will的技术。Alexenko补充说,所有类型的音频(包括嵌入、杜比或分离)都可以被测量。
与大多数这种量级的问题一样,若想找到整体的解决方案,所有有关的各个专业方可能都将需要以某种形式联合起来。对于那些正在与音像不同步作斗争的电视台,目前最好的做法看来是,在找到一种业界接受的解决方案之前,可能时把音频嵌入视频,避免过处理及贯穿广播中心控制音像同步问题。读者服务卡44号