智能电视声音系统研究

智能电视声音系统研究

郑晓丽

四川长虹电器股份有限公司

摘要：通过对智能电视声音部分进行进行系统清理检查，提出解决电视整机音画不同步等声音方面的问题和缺陷的思路，规范电视声音设计测试方法和要求，应对各种源下声音输出、音量一致性以及控制设置，提升智能电视的声音系统性能。

关键词：智能电视  声音系统   音画同步  信号源

一、概述

随着智能电视的网络化、智能化，市场反馈的电视机声音方面的问题逐渐增多，包括音画同步、音质、声音的操控性等。针对这种情况，有必要对智能电视声音部分进行进行系统清理检查；解决整机音画不同步等声音方面的问题和缺陷；规范电视声音设计测试方法和要求，应对各种源下声音输出、音量一致性以及控制设置。

二、研究音画不同步等声音方面问题的思路

1、对电视声音进行系统检查

   1）整理完成USB媒体文件库，涵盖了目前主要的媒体格式。

   2）对不同的电视机型进行USB媒体播放的摸底测试，包括音画同步检查。存在个别格式打不开、有图无声等问题。见表1。

表1  USB媒体文件摸底测试汇总

   3）对测试结果进行分析，分析结论是：测试文件AVI（pX）、WMV编码格式芯片不支持，测试结果基本正常。

2、解决电视声音方面的问题

   1）DTV音画不同步。反应较多为DTV声音提前。经过分析，原因是视频经过主芯片处理流程较长导致图像滞后。修改底层驱动，对DTV源声音解码和视频解码时间差调整约200ms。

2）机顶盒音画不同步。录制用户家机顶盒DVB-C音画不同步码流，在大部分部分TV机型上测试检查，无音画不同步现象，判断为机顶盒问题。

3）网络视频音画不同步(音悦台播的时候，miracast音画不同步)。现象为IPAD访问网络推送到电视，有音画不同步现象。经过分析和验证，应用RTSP中同步机制（SR、RR）存在缺陷，修改底层解码解决。

   4）产品商场模式声音过大。通过调整控制线性和最大音量设置解决。

三、音画同步测试方法研究

  1、测试方法研究、调研

1）根据GB/T26273-2010，研究音画同步测试方法

2）主要有两种音画同步测试方法

（a）使用特制码流，用高速摄像机+声音感应器，用示波器进行测试

（b）使用特殊码流，用一个光电设备测试

码流部分：测试USB源的码流格式为.mov和.MP4 ；测试DTV源的码流格式为.ts；码流为闪烁图像，闪烁同时，发出滴答声。

测试设备：美国syncheck3。声感+光感的仪表，可以感应图像的闪烁和滴答声，并直接读出音/视频时间差。

  2、测试方法

1）对测试方法、设备进行评估，选择采用特殊码流+光电设备的测试方法。优点是：测试简单，数据准确，投入较低。

2）对音画同步测试方法进行验证和确认

3）对多个机型进行了音画同步测试摸底测试。包括USB、DTMB、DVB-C通道以及外接音箱的情况。各机型测试数据有差异，内置扬声器在-183ms~128ms之间，外接音箱在-145ms~136ms 以内。（Audio提前为正，Video提前为负）。见表2。

表2  多种TV机型音画同步测试数据

    测试方法的确认，为电视整机设计满足数字信号音画同步性技术要求提供了基础，确保音视频信号的时间差控制在GB/T26273-2010标准要求的-160ms~65ms以内。

四、 各种源下声音输出、音量一致性以及控制设置

1、标准信号源的选择

   1）以ATV广播信号1KHz单音频信号，音频调制度：100%（50k频偏）作为基准；

   2）制作1KHZ的测试文件（MPG），以ATV广播信号1KHz单音频信号作为标准的对比信号，将TV/USB源下的增益设置为一样（软件），在音量一样情况下，使用该测试信号在USB源下的声音功率与TV白场下基本一致。

3）上述自制1KHZ的测试文件作为USB源下的标准测试信号。

4）将自制1KHZ的测试文件放到8278中，作为AV，YPBPR，HDMI源的标准测试信号。

5）将自制1KHZ的测试文件放到56.com上，作为网络源的标准测试信号。

6）DTV源，以DTMB格式下数字彩条测试信号（频点766Mhz）1KHZ信号为标准测试信号（音量设置相同时功率与ATV广播信号相当）。

2、标准测试信号明确

   1）电视机芯对用1KHZ信号在各种源下的测试结果进行检查，以ATV为基准，对声音功率差异较大的通道进行调整，将不同源的声音功率调到基本一致。

2）在上述基础上对各种源普通声音信号对比

（a）基准信号：以ATV广播信号、CCTV-新闻、CCTV-电影为基准信号

（b）DTV，用CCTV-新闻、CCTV-电影对比，确定主观测评基本一致时声音设置。   

（c）USB源，选择有代表性的媒体文件；网络媒体，选择网站上的媒体文件；AV/分量、HDMI，使用播放器上合适的片源。以上分别于基准信号进行主观测评。

（d）上述主观测评辅助以噪声测试仪采集音量分贝数的对比。

以上部分测试数据见表3。

表3  音量一致性实验，部分测试数据

注：TV使用ATV广播信号，AV/HDMI使用8278输出，互联网使用56.com播放， AV/HDMI/USB/互联网均使用同一1Khz测试文件，整机使用6Ω扬声器，音量100

3）根据上述测试结果明确各种源下的标准测试信号如表4。

表4  各种型号源标准声音测试信号

3、规范AV音频输出

在测试验证的基础上， AV输出要求，音量100时，调制度30%，幅度不小于0.2V(有效值)，调制度100%，幅度为0.7V-0.8V；负载为47K。

摸底测试数据见表5。

表5  AV音频输出摸底测试

测试结果符合国标要求（GB12281，在调制度为30%时大于0.2V,调制度为100%时小于2V);

4、同轴音频输出测试

1)接收AV音频输出测试相同的测试信号，将该同轴输出的音频信号送到专用功放，将AV输出的音频信号也接入该功放，两者在功放增益一定的情况下，扬声器输出的功率一致。

2）同样规范同轴输出的波形幅度为1.0Vp-p±0.2；

五、总结

电视声音系统是电视机的重要组成部分，直接关系到电视整机的性能。随着智能电视功能的增多，信号源的种类也更加复杂，只有注重研究解决数字信号可能出现的整机音画不同步等声音方面的问题和缺陷，保持各种信号源下声音输出、音量一致性，才能发挥智能电视的优越功能，给用户带来更好的使用体验。

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