【赛迪网讯】
■ADI高级应用工程师Ke Ning、Gabby Yi
DTV、DVD、直播卫星(DBS)和数字有线等技术采用压缩方法来为消费者提供品质极高的节目。随着音频视频内容传送方面先进的视音频压缩标准的引入，人们对音频和视频间的时序关系的关注程度也在不断提高。
音视频信号要同步
数字广播系统的基本目标之一，就是向观众提供实现合理同步的视频和音频数据内容。提出这样一个目标的原因，是从制作到收看的整个传播链条中的每种数字音频和视频部件，都会给通过该部件的信号带来一定的延迟。音频和视频信号上出现的延迟一般是不相等的。每个元件都很有可能造成其输出信号出现音视频同步方面的错误。
音频和视频流的解码必须按照一定的先后顺序完成，这样才能确保“对上口形”。音频和视频解码器可以通过相互独立的处理器来实现，或者，如果有相应的处理能力的话，也可以将它们集成到单个处理器上。无论何种情况，为了保证音视频信号的同步，必须采取某种形式的A/V同步技术。若音频和视频解码后的数据流无法保证同步，则听到的音效将超前于或滞后于原本对应的视频帧。这当然是观众不可接受的。
媒体数据通道和延迟
典型的基于媒体的数字系统是由一组编码器和解码器构成的。系统的编码器部分执行压缩功能，而系统解码器功能则执行解压缩功能，以供观众观看。
媒体数据(Meda)在编码器系统和解码器系统间传送，该数据同时包含了音频和视频分量。因为音频和视频分量本身的特性并不相同，两个子系统的同步化方法也不同。
一般来说，由于音频流通过系统时出现的延迟极低，因此无需添加音频延迟补偿措施。另一方面，视频的处理所需的时间和计算能力都大大超过音频。
与音频信号类似，视频信号一旦被数字化并被缓冲后，对该信号的处理操作所花费的时间将长于在模拟域进行的相同操作。因为大多数视频效果无法在模拟域实现，就必须采用数字处理，于是，必然出现一定的“系统”延迟。
关注一下如下问题将很有意义：音频和视频的信号处理是如何影响到系统的总延迟的？视频处理的时间之所以要长于音频处理的，是因为待处理的数据量更大，而且对处理的要求也更高。视频处理所需的工作量高于音频信号处理的工作量的特点，又使得视频信号相对于音频信号会出现延迟。于是，视频和音频分量从编码过程开始就“脱离了同步”。
业界标准在不断推进
对于任何延迟超过几个ms的视频装置，补偿都是必不可少的，否则观众就会觉察到延迟的存在，视频内容的收看质量就会受到影响。为了保证这一现象不至于发生，音频通道必须出现同样长度的延迟。ITU则进一步推荐了可以采取的技术，该技术作为ITU-R BT.1377的一部分推出。具体来说，该技术是对音频和视频的帧进行标记，以指示处理过程带来的延迟。
人类的感官对于听觉滞后于视觉的现象的容忍度要更高一些，因为这一滞后现象是我们每天都司空见惯的。国际电信联盟(ITU)于1998年发布了ITU-R BT.1359。它基于如下研究结果：当非同步误差处在音频超前视频45ms和滞后视频125ms这样的范围内时，A/V同步误差能够被可靠地检测出来。这仅仅是检测方面的标准，而可接受的范围和推荐的最大值则要宽得多。总而言之，ITU的推荐认为，从观众或听众捕捉节目内容的角度来看，可容忍的范围应该分别不大于90ms(音频超前于视频)和185ms(音频滞后于视频)。在现实中，这一范围对于真正可接受的性能来说也许太宽了，所以一般遵循更小的公差。
随着数字媒体广播的增长，人们认为对ITU R BT.1359-1的市场要求对于DTV广播的音频和视频同步来说已经不合适了。先进电视系统委员会(Advanced Television System Committee，ATSC)是一个关于数字电视标准的产业性组织。其“实施方案”分委员会经过调查，提交了一份“实施方案分委员会”发现报告，IS/191 ATSC实施方案分委员会发现报告：广播操作中的声音和视觉的相对时序”。该分委员会发现，在所有的工作条件下，在DTV编码装置的输入点，声音节目都应该与视频节目严格保持同步。基于该发现，他们推荐声音节目超前于视频节目的时间绝对不能超过15ms，而且滞后于视频节目的时间也不能长于45ms。
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