Аудио синхронизатор
 | Эта статья нуждается в дополнительных цитатах для проверки . ( август 2018 г. ) |
Синхронизатор звука — это переменная задержка звука , используемая для коррекции или поддержания аудио-видео . синхронизации или синхронизации [1] также известная как ошибка синхронизации губ . См., например, спецификацию синхронизации звука и видео, приведенную в документе ATSC IS-191. [2] Современные телевизионные системы используют большие объемы обработки видеосигнала , такие как предварительная обработка MPEG , кодирование и декодирование, синхронизация видео и преобразование разрешения на пиксельных дисплеях. Такая обработка видео может вызвать задержки видеосигнала в диапазоне от нескольких микросекунд до десятков секунд. Если телевизионная программа отображается зрителю с такой задержкой видео, синхронизация аудио-видео неправильная, и видео появится перед зрителем после того, как будет услышан звук. Этот эффект обычно называют A/V-синхронизацией или ошибкой синхронизации губ , и он может вызвать серьезные проблемы, связанные с получением зрителем удовольствия от программы.
Исправление ошибок
[ редактировать ]Чтобы исправить проблемы синхронизации аудио-видео, схема обработки видео выводит сигнал DDO ( выход цифровой задержки ), который несет информацию о величине задержки, которую испытывает видеосигнал из-за обработки видео . Например, DDO может обеспечиваться оборудованием, соответствующим SMPTE. [3] Стандарт синхронизации аудио и видео . Синхронизатор звука принимает сигнал DDO и в ответ задерживает звук на эквивалентную величину, тем самым поддерживая правильную синхронизацию аудио-видео. Современные аудиосинхронизаторы работают путем оцифровки и записи аудиосигнала в кольцевую память, которая чаще всего представляет собой память на основе ОЗУ с независимой способностью чтения и записи. В соответствующее время задержки (как передается DDO) после записи аудиосэмпла (или группы семплов) в память, ранее сохраненный аудиосэмпл считывается из кольцевой памяти. Сохранение и чтение аудиосэмплов происходит непрерывно в зависимости от соответствующих адресов записи и чтения памяти, которые увеличиваются на 1 счетчик для каждой операции записи или чтения. Например, аудиосэмпл будет записан по адресу 1, другой сэмпл будет прочитан с (ранее записанного) адреса 5, еще один семпл будет записан по адресу 2, еще один прочитан по адресу 6, записан по адресу 3, прочитан по адресу 7 и так далее. Задержка между записью и чтением конкретного образца составляет 4 адреса, что, умноженное на время, необходимое для перехода от одного адреса к другому, дает общую сумму. задержка звука .
Отслеживание изменений
[ редактировать ]К сожалению, задержки видео часто приводят к быстрым и значительным изменениям, например, возможен скачок времени задержки с 2 секунд до 6 секунд. Чтобы поддерживать правильную синхронизацию аудио и видео, задержка звука должна отслеживать изменения задержки видео. Изменение задержки звука требует изменения разницы между адресом записи и адресом чтения. Это изменение может быть достигнуто путем перемещения адреса записи или чтения вперед или назад, однако этот переход приводит к повторению или потере некоторых аудиосэмплов, что приводит к нежелательным и раздражающим щелчкам, щелчкам, пробелам, искажениям и/или шуму в звуке. звуковой сигнал. Некоторые аудиосинхронизаторы работают, совершая повторяющиеся очень небольшие скачки, которые вызывают нежелательные (но менее раздражающие) искажения и шум в аудиосигнале, а не щелчки, перерывы и щелчки. Другие аудиосинхронизаторы изменяют задержку, изменяя скорость чтения звука из кольцевой памяти. Если аудиосэмплы считываются из памяти медленнее, чем записываются, задержка увеличивается. Если аудиосэмплы считываются быстрее, чем записываются, задержка уменьшается. Использование переменной скорости чтения предотвращает появление в звуке хлопков, щелчков, пробелов, искажений и шума, но создает нежелательные и раздражающие ошибки высоты тона. Например, чтение быстрее, чем письмо, приводит к увеличению высоты звука, а чтение медленнее, чем к написанию, приводит к уменьшению высоты звука.
Переменная скорость чтения
[ редактировать ]Аудиосинхронизаторы, использующие считывание с переменной скоростью, обычно предпочитаются в профессиональных приложениях. Управление задержкой звука обычно более точное и его легче осуществить. Ошибки высоты тона в устройствах с более низкой производительностью не компенсируются и сохраняются на уровне, обычно не воспринимаемом обычным зрителем, за счет ограничения степени изменения скорости чтения. Обычно предел изменения составляет порядка 0,2%. К сожалению, это ограничивает скорость изменения задержки, и когда происходят большие изменения задержки видео, низкая скорость отслеживания этих некомпенсированных синхронизаторов может привести к отключению синхронизации аудио-видео на несколько секунд или минут, пока задержка звука не сравняется с задержкой видео. Кроме того, слушатели с отличным восприятием высоты звука могут заметить и раздражаться даже такими небольшими ошибками в высоте звука.
Схема коррекции высоты тона
[ редактировать ]В аудиосинхронизаторах с более высокими характеристиками скорость изменения задержки может быть намного быстрее, обычно порядка 25%, а возникающая в результате ошибка высоты тона корректируется с помощью схемы коррекции высоты тона. Схема коррекции высоты тона часто представляет собой запатентованную конструкцию из-за сложности выполнения коррекции, поэтому ошибки незаметны для критически настроенных слушателей. Эти высокопроизводительные аудиосинхронизаторы позволяют задержке звука отслеживать даже большие и быстрые изменения задержки видео, не создавая каких-либо артефактов, которые заметны даже критически настроенным слушателям для большинства материалов аудиопрограмм.
Последние события
[ редактировать ]Недавние разработки в устройствах обработки видео позволяют этим устройствам определять, когда необходимо заранее внести большое изменение задержки видео, и позволяют передавать информацию об этом изменении в аудиосинхронизатор. «Предварительное уведомление» от устройства обработки видео позволяет аудиосинхронизатору предвидеть и использовать преимущества конкретного аудиоматериала (например, периоды относительной тишины или периоды без музыки), чтобы облегчить соответствующие большие изменения задержки звука, которые не рискуют генерировать заметный звук. артефакты. Дальнейшие разработки позволяют осуществлять квитирование между устройством обработки видео и синхронизатором звука для управления моментом изменения задержки видео, чтобы оптимизировать время отслеживания изменения задержки звука, тем самым еще больше снижая риск создания заметных звуковых артефактов и в то же время снижая риск. рассинхронизации из-за быстрого изменения задержки видео.
Ссылки
[ редактировать ]- ^ Альдо Кукнини (1 сентября 2007 г.). «Управление синхронизацией губ» . Радиовещательная инженерия . Архивировано из оригинала 27 июля 2011 г. Проверено 27 июля 2011 г.
{{cite journal}}: Для цитирования журнала требуется|journal=( помощь ) - ^ IS-191: Относительное время звука и изображения для операций вещания , ATSC , 26 июня 2003 г., заархивировано из оригинала 21 марта 2012 г.
- ^ IEEE ST2064
Внешние ссылки
[ редактировать ]- Примеры современных аудиосинхронизаторов можно найти по запросу «аудиосинхронизатор» или «аудио-видеосинхронизация» на веб-сайте Патентного ведомства США по адресу [1] .