孫劍峰

內(nèi)蒙古廣播電視臺　內(nèi)蒙古　呼和浩特市　010050

高清電視節(jié)目制作系統(tǒng)音頻延時設(shè)計及聲畫同步調(diào)整

孫劍峰

內(nèi)蒙古廣播電視臺內(nèi)蒙古呼和浩特市010050

在高清電視節(jié)目制作中，為了保證聲畫同步，需要進(jìn)行聲畫同步調(diào)整。本文首先分析了聲畫不同步產(chǎn)生的原因，介紹了音頻系統(tǒng)的延時設(shè)計，并探討了延時量的測量方法，最后通過視音頻延時調(diào)整給出了聲畫不同步問題的解決辦法。

高清電視節(jié)目制作聲畫同步延時調(diào)整

高清電視節(jié)目的制作已經(jīng)普及，但在進(jìn)行高清電視節(jié)目制作時，經(jīng)常會遇到畫面和聲音對不上的現(xiàn)象，即聲畫不同步問題。當(dāng)聲音超前20ms或滯后80ms的范圍內(nèi)，也就是聲音超前于畫面半幀或滯后于畫面2幀以內(nèi)，人們感覺不到存在聲畫不同步的問題。當(dāng)聲音超前40ms或滯后120ms的范圍內(nèi)，也就是聲音超前于畫面1幀或滯后于畫面3幀以內(nèi)，少數(shù)專業(yè)人士能夠感覺到，但是大部分人還是很難感覺到。當(dāng)聲音超前90ms或滯后180ms的范圍內(nèi)，也就是聲音超前于畫面2.25幀或滯后于畫面4.5幀以內(nèi)，人們就會明顯的感覺的聲畫不同步了。從以上數(shù)據(jù)可以看出，人們對于聲音的超前遠(yuǎn)遠(yuǎn)敏感與聲音的滯后，這是人們的感知經(jīng)驗造成的，光的傳播速度大大高于聲音的傳播速度，我們在自然界中總是先看到然后才聽到，例如閃電和雷聲，因此我們能接受聲音滯后，可是聲音超前卻是很難接受。在高清電視制作系統(tǒng)中，聲畫不同步的問題正好違背了人類的感知經(jīng)驗——聲音總是超前于畫面，做為專業(yè)電視工作者，我們要避免聲畫不同步現(xiàn)象的出現(xiàn)。

1　聲畫不同步問題產(chǎn)生的原因

在高清電視制作中產(chǎn)生聲畫不同步現(xiàn)象，主要是因為視頻和音頻各自經(jīng)過不同通道分別處理，形成的延遲量不同。在高清制作的環(huán)境下，視頻信號通過視頻系統(tǒng)的延遲量要比音頻信號通過該系統(tǒng)的音頻系統(tǒng)的延遲量大的多，這就是形成的聲畫不同步的主要原因。在具體高清電視節(jié)目制作中，會造成較大視音頻延遲的情況主要有：視頻信號上下變換；視頻信號經(jīng)過幀同步；視頻信號經(jīng)過切換臺處理增加數(shù)字特技效果；信號傳輸時，視音頻分離傳輸；音頻信號經(jīng)過杜比編解碼。

在高清節(jié)目制作過程中，只要對視音頻信號進(jìn)行分別處理，就有可能產(chǎn)生聲畫不同步的問題。那么怎樣來解決這個問題呢？首先，我們在建設(shè)音頻系統(tǒng)時要有延時設(shè)計，能夠準(zhǔn)確的測量出整個制作系統(tǒng)的視音頻延時量，然后根據(jù)這個延時量進(jìn)行聲畫同步調(diào)整。

2　音頻系統(tǒng)延時設(shè)計

為了避免聲畫不同步的出現(xiàn)，在音頻系統(tǒng)中要有延時設(shè)計，使用數(shù)字調(diào)音臺內(nèi)置延時器或外置獨(dú)立延時器對音頻信號進(jìn)行延時。在音頻系統(tǒng)中按照信號流程，將延時調(diào)整后信號送至末級輸出（如圖1）。

圖1　音頻延時流程

3　視音頻同步延時量的測量方法

我們采用泰克公司的Flash Fop序列（如圖2所示）作為聲畫同步的校正用測試信號，泰克公司的7120示波器增加視音頻延時測量插件做為測試設(shè)備。

圖2　Flash　Fop序列

FlashFop序列是一組視音頻信號，內(nèi)容是兩秒彩條信號中有四秒黑場信號，彩條信號同時產(chǎn)生一秒音頻信號，黑場時無音頻信號。根據(jù)電視系統(tǒng)的實際情況，如果檢測到相應(yīng)的音頻信號在相應(yīng)的第四秒的黑場信號之前出現(xiàn)，那么就能判斷音頻信號超前，如果檢測到相應(yīng)的音頻信號在相應(yīng)第一秒黑場之后出現(xiàn)，那么就能判斷音頻信號延遲。這種測試信號也有它的缺陷所在，就是如果音頻信號超前或者滯后了兩秒以上，那這種測試方法就失效了。針對這一缺陷，我們可以先用主持人口播等主觀判斷視音頻同步比較容易的畫面先對系統(tǒng)進(jìn)行校正，這樣可以把視音頻同步誤差縮小到兩秒以內(nèi)，然后再用這個辦法進(jìn)行準(zhǔn)確測量。

圖3　視音頻同步測量流程

在進(jìn)行測量時，首先將信號發(fā)生器發(fā)出的Flash Fop序列信號解嵌，將視頻信號送入系統(tǒng)視頻信號處理入口，同樣音頻信號進(jìn)入音頻信號處理入口，然后使用泰克具有檢測視音頻延時插件的7120示波器，在需要檢測聲畫同步的信號出口對信號進(jìn)行測試，如圖3所示。

在實際工作中，我們并不是在每一個高清制作系統(tǒng)中都配備了信號發(fā)生器和信號監(jiān)測設(shè)備，如果沒有信號發(fā)生器和信號監(jiān)測設(shè)備，怎樣進(jìn)行視音頻同步延時量的測量呢？首先，我們還是要利用我們的主觀判斷，在信號入口用錄像機(jī)等播放設(shè)備播放主持人口播畫面，主觀進(jìn)行視音頻同步判斷和調(diào)整，將延時量縮小到主觀能夠接受的范圍。這時，系統(tǒng)的視音頻同步延時量應(yīng)該在120ms至1s之間。為了能夠準(zhǔn)確確定延時量，我們提前需要制作一個視音頻測試信號，測試信號的內(nèi)容為視頻彩條信號和音頻1KHZ信號。在非線編輯系統(tǒng)上，要將視頻彩條信號和音頻1KHZ信號在第一幀嚴(yán)格對齊。進(jìn)行測量時，用錄像機(jī)播放測試信號，在系統(tǒng)末端用錄像機(jī)錄制處理后的視音頻信號，錄制以后逐幀查看錄制信號，并記錄視頻彩條信號和音頻1KHZ信號的起始時碼，記錄的時碼差就是延時量。當(dāng)然，這種辦法只能精確到幀，也就是40ms，但是在不具備信號監(jiān)測設(shè)備的情況下，已經(jīng)能夠滿足高清節(jié)目制作需求了。

4　視音頻同步延時量的調(diào)整

在進(jìn)行高清電視節(jié)目實際制作中，我們遇到的大部分情況都是視頻滯后于音頻，這是因為視頻的數(shù)據(jù)量要遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于音頻的數(shù)據(jù)量，所以進(jìn)行視頻處理所需要的時間也要明顯長于音頻處理需要的時間，這就造成了處理之后的視頻滯后于音頻。在經(jīng)過視音頻延時量測量以后，我們一般使用數(shù)字調(diào)音臺內(nèi)置的延時功能對音頻進(jìn)行延時，將延時量設(shè)置成測量出的數(shù)值。但是有時內(nèi)置的延時器的延時量不能夠滿足要求，在一些大型音頻系統(tǒng)中還配備了外置音頻延時器，例如lectronicsD22，外置延時器與內(nèi)置延時器協(xié)同工作就能夠解決問題。

偶爾也會遇到視頻滯后于音頻的現(xiàn)象，這種情況是因為音頻信號進(jìn)行了類似杜比編解碼這樣的處理過程，復(fù)雜的編解碼過程會增加音頻的處理時間。在這種情況下首先要對編解碼器進(jìn)行調(diào)整，縮短編解碼時間，如果還解決不了問題，就要使用視頻延時器進(jìn)行視頻延時調(diào)整。

總之，在高清節(jié)目制作中產(chǎn)生的視音頻不同步現(xiàn)象對電視觀眾的收看體驗會產(chǎn)生很大影響，準(zhǔn)確的測量延時量，調(diào)整并解決問題是我們電視工作者義不容辭的責(zé)任。

審稿人：杜中內(nèi)蒙古廣播電視臺正高級工程師

責(zé)任編輯：王學(xué)敏

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2096-0751（2016）06-0023-03

孫劍峰內(nèi)蒙古廣播電視臺高級工程師