高清电视节目制作系统音频延时设计及声画同步调整

孙剑峰

内蒙古广播电视台　内蒙古　呼和浩特市　010050

高清电视节目制作系统音频延时设计及声画同步调整

孙剑峰

内蒙古广播电视台内蒙古呼和浩特市010050

在高清电视节目制作中，为了保证声画同步，需要进行声画同步调整。本文首先分析了声画不同步产生的原因，介绍了音频系统的延时设计，并探讨了延时量的测量方法，最后通过视音频延时调整给出了声画不同步问题的解决办法。

高清电视节目制作声画同步延时调整

高清电视节目的制作已经普及，但在进行高清电视节目制作时，经常会遇到画面和声音对不上的现象，即声画不同步问题。当声音超前20ms或滞后80ms的范围内，也就是声音超前于画面半帧或滞后于画面2帧以内，人们感觉不到存在声画不同步的问题。当声音超前40ms或滞后120ms的范围内，也就是声音超前于画面1帧或滞后于画面3帧以内，少数专业人士能够感觉到，但是大部分人还是很难感觉到。当声音超前90ms或滞后180ms的范围内，也就是声音超前于画面2.25帧或滞后于画面4.5帧以内，人们就会明显的感觉的声画不同步了。从以上数据可以看出，人们对于声音的超前远远敏感与声音的滞后，这是人们的感知经验造成的，光的传播速度大大高于声音的传播速度，我们在自然界中总是先看到然后才听到，例如闪电和雷声，因此我们能接受声音滞后，可是声音超前却是很难接受。在高清电视制作系统中，声画不同步的问题正好违背了人类的感知经验——声音总是超前于画面，做为专业电视工作者，我们要避免声画不同步现象的出现。

1　声画不同步问题产生的原因

在高清电视制作中产生声画不同步现象，主要是因为视频和音频各自经过不同通道分别处理，形成的延迟量不同。在高清制作的环境下，视频信号通过视频系统的延迟量要比音频信号通过该系统的音频系统的延迟量大的多，这就是形成的声画不同步的主要原因。在具体高清电视节目制作中，会造成较大视音频延迟的情况主要有：视频信号上下变换；视频信号经过帧同步；视频信号经过切换台处理增加数字特技效果；信号传输时，视音频分离传输；音频信号经过杜比编解码。

在高清节目制作过程中，只要对视音频信号进行分别处理，就有可能产生声画不同步的问题。那么怎样来解决这个问题呢？首先，我们在建设音频系统时要有延时设计，能够准确的测量出整个制作系统的视音频延时量，然后根据这个延时量进行声画同步调整。

2　音频系统延时设计

为了避免声画不同步的出现，在音频系统中要有延时设计，使用数字调音台内置延时器或外置独立延时器对音频信号进行延时。在音频系统中按照信号流程，将延时调整后信号送至末级输出（如图1）。

图1　音频延时流程

3　视音频同步延时量的测量方法

我们采用泰克公司的Flash Fop序列（如图2所示）作为声画同步的校正用测试信号，泰克公司的7120示波器增加视音频延时测量插件做为测试设备。

图2　Flash　Fop序列

FlashFop序列是一组视音频信号，内容是两秒彩条信号中有四秒黑场信号，彩条信号同时产生一秒音频信号，黑场时无音频信号。根据电视系统的实际情况，如果检测到相应的音频信号在相应的第四秒的黑场信号之前出现，那么就能判断音频信号超前，如果检测到相应的音频信号在相应第一秒黑场之后出现，那么就能判断音频信号延迟。这种测试信号也有它的缺陷所在，就是如果音频信号超前或者滞后了两秒以上，那这种测试方法就失效了。针对这一缺陷，我们可以先用主持人口播等主观判断视音频同步比较容易的画面先对系统进行校正，这样可以把视音频同步误差缩小到两秒以内，然后再用这个办法进行准确测量。

图3　视音频同步测量流程

在进行测量时，首先将信号发生器发出的Flash Fop序列信号解嵌，将视频信号送入系统视频信号处理入口，同样音频信号进入音频信号处理入口，然后使用泰克具有检测视音频延时插件的7120示波器，在需要检测声画同步的信号出口对信号进行测试，如图3所示。

在实际工作中，我们并不是在每一个高清制作系统中都配备了信号发生器和信号监测设备，如果没有信号发生器和信号监测设备，怎样进行视音频同步延时量的测量呢？首先，我们还是要利用我们的主观判断，在信号入口用录像机等播放设备播放主持人口播画面，主观进行视音频同步判断和调整，将延时量缩小到主观能够接受的范围。这时，系统的视音频同步延时量应该在120ms至1s之间。为了能够准确确定延时量，我们提前需要制作一个视音频测试信号，测试信号的内容为视频彩条信号和音频1KHZ信号。在非线编辑系统上，要将视频彩条信号和音频1KHZ信号在第一帧严格对齐。进行测量时，用录像机播放测试信号，在系统末端用录像机录制处理后的视音频信号，录制以后逐帧查看录制信号，并记录视频彩条信号和音频1KHZ信号的起始时码，记录的时码差就是延时量。当然，这种办法只能精确到帧，也就是40ms，但是在不具备信号监测设备的情况下，已经能够满足高清节目制作需求了。

4　视音频同步延时量的调整

在进行高清电视节目实际制作中，我们遇到的大部分情况都是视频滞后于音频，这是因为视频的数据量要远远大于音频的数据量，所以进行视频处理所需要的时间也要明显长于音频处理需要的时间，这就造成了处理之后的视频滞后于音频。在经过视音频延时量测量以后，我们一般使用数字调音台内置的延时功能对音频进行延时，将延时量设置成测量出的数值。但是有时内置的延时器的延时量不能够满足要求，在一些大型音频系统中还配备了外置音频延时器，例如lectronicsD22，外置延时器与内置延时器协同工作就能够解决问题。

偶尔也会遇到视频滞后于音频的现象，这种情况是因为音频信号进行了类似杜比编解码这样的处理过程，复杂的编解码过程会增加音频的处理时间。在这种情况下首先要对编解码器进行调整，缩短编解码时间，如果还解决不了问题，就要使用视频延时器进行视频延时调整。

总之，在高清节目制作中产生的视音频不同步现象对电视观众的收看体验会产生很大影响，准确的测量延时量，调整并解决问题是我们电视工作者义不容辞的责任。

审稿人：杜中内蒙古广播电视台正高级工程师

责任编辑：王学敏

G222.3

A

2096-0751（2016）06-0023-03

孙剑峰内蒙古广播电视台高级工程师