Преодоление рассинхронизации при захвате с Pinnacle Studio AV/DV v9

Введение

При оцифровке аналоговых видеозаписей любителям нелинейного видеомонтажа иногда приходится сталкиваться с таким понятием, как рассинхронизация звука относительно видео в захваченном материале. Самой главной причиной этого эффекта является сбой сигнала синхронизации, который записан на магнитной ленте. Это может быть вызвано частичным размагничиванием кассеты, осыпанием магнитного слоя, механическими повреждениями магнитной ленты и другими факторами. Если при оцифровке такого видеоматериала не были применены методы, которые компенсируют эту потерю синхросигналов, то в захваченном материале звук не будет совпадать с видеоизображением. Причем, с увеличением длительности захвата это несовпадение начнет прогрессировать в зависимости от частоты потери синхроимпульсов. Чаще всего эталонной дорожкой при оцифровке видеоматериала, считается звук. Он оцифровывается с момента начала до момента остановки оцифровки с постоянной частотой. Видеоизображение же оцифровывается, исходя из наличия в видеосигнале кадровых и строчных синхроимпульсов. И в случае, когда кадровый синхроимпульс отсутствует, — звук оцифровывается, а соответствующий этому моменту кадр изображения теряется. С накоплением таких потерянных кадров чаще всего звук отстает от изображения, то есть появляется чуть позже изображения, которое ему соответствует.
Естественно, такое оцифрованное видео будет тяжело впоследствии монтировать. Так как смещение звука относительно видео происходит не по линейному закону, значит придется на разных промежутках захваченного видеоряда по-разному осуществлять вручную обратные смещения. Причем, не всегда такие смещения удастся корректно осуществить. Возможно, придется вырезать либо «лишние» области звука, либо изменять скорость воспроизведения отдельных участков звука или видеорядов.
Однако на практике, более оптимальными являются автоматизированные способы решения этой проблемы при оцифровке видеоматериалов. Условно, их можно поделить на 3 группы:

1) аппаратные методы;
2) программные методы;
3) комбинация аппаратных и программных методов.

К аппаратным относятся устройства, которые сами вырабатывают отсутствующие синхроимпульсы. То есть, как только с магнитной ленты не поступает синхроимпульс, который должен быть в этот момент времени, устройство его вырабатывает само. Сокращенно такие устройства называются TBC (time base corrector, временной корректор синхроимпульсов). Данные устройства могут быть как отдельного исполнения (включаются между источником видео и платой захвата), так и могут входить в состав некоторых видеомагнитофонов (чаще всего профессиональных).
Программные методы зависят от применяемых в них алгоритмов. Самый простой алгоритм будет заключаться в следующем: если отсутствует кадровый синхроимпульс в момент времени, когда он должен быть, то в оцифрованный видеоряд добавляется копия предыдущего видеокадра. Таким образом, в захваченном материале друг за другом будет 2 (или более) одинаковых кадра. На практике, чаще этот алгоритм расширяется разными способами. То есть, чтобы, например, не было последовательно нескольких абсолютно одинаковых кадров, промежуточные кадры вычисляются теоретически: из последнего, захваченного до потери синхросигнала кадра, и из первого захваченного после восстановления синхросигнала кадра. Алгоритмов может быть великое множество. Но во всех заложен анализ изменений между кадрами. Иногда в алгоритме закладывается условие, по которому при длительном отсутствии синхросигналов прекращает оцифровываться и звук.
В платах оцифровки видео Pinnacle Systems Studio AV/DV, Studio AV/DV Deluxe, DC10 (Plus) отсутствуют встроенные аппаратные методы восстановления утерянного синхросигнала. Данные платы комплектуются очень популярной программой Pinnacle Studio, в которой применены программные методы синхронизации аудио и видео при оцифровке.
Так получилось, что автор статьи работал с девятой версией программы Pinnacle Studio, начиная от v9.1.0 и заканчивая последним на данный момент апдейтом 9.4.3. Видео оцифровывалось с очень простого видеоплеера без TBC платой оцифровки AV/DV Deluxe. Автор произвел много оцифровок видео на версиях 9.1.0 и 9.1.2. Видеокассеты-исходники при этом были разного качества. Но ни при одной из этих оцифровок не было замечено рассинхронизации звука и видео.
После выхода версии программы v9.3.0 автор иногда стал подмечать едва заметное расхождение звука и видео на некоторых оцифрованных видеоматериалах. Подозрение пало на прямую зависимость этого момента от версии программы Pinnacle Studio. Проведя исследования и тестирование всех версий программы Pinnacle Studio 9, автор убедился, что, начиная с v9.3.0, алгоритм обработки отсутствующих синхроимпульсов претерпел изменения, вследствие чего не всегда корректно справлялся с данной проблемой. Этот измененный алгоритм применяется вплоть до финальной версии программы 9.4.3. Таким образом, производя оцифровку видео в программе Pinnacle Studio, начиная с v9.3.0 и заканчивая v9.4.3, можно столкнуться с рассинхронизацией аудио и видео в оцифрованном материале. Конечно, речь идет о случаях, когда оцифровка осуществляется с видеотехники без применения аппаратных устройств типа TBC. Как правило, к такой технике относятся самые простые аналоговые видеокамеры, аналоговые видеомагнитофоны, видеоплееры и другая техника класса «Home Video».

Технология тестирования

Для чистоты тестов, на компьютере на новый чистый жесткий диск были установлены только операционная система Windows XP и все драйверы для оборудования. Никаких дополнительных программ не устанавливалось, чтобы не повлиять на результаты тестов.
Было принято решение имитировать потерю синхросигналов с видеомагнитофона. На видеокассету был записан видеоряд, где в каждом первом кадре каждой секунды в двоичном коде звуковыми метками записывался порядковый номер этой секунды (1, 2, 3, 4… и так далее до 59). В каждом кадре также содержались видимые данные о номере кадра, то есть временной код кадра (рис. 1). Это необходимо для последующего анализа видеоряда после оцифровки данного видеоматериала, чтобы было наглядно видно, сдвинуты ли относительно друг друга звук и видео.

Рис. 1

Для наглядности анализ оцифрованного видео проводился в программе «Sony Vegas v5 trial». Отрезок такого видеоряда представлен на рис. 2.

Рис. 2

Длительность тестового видео составляла примерно 5 минут. Чтобы сымитировать сбой синхроимпульсов на магнитной ленте, магнитом были затерты несколько участков (рис. 3) на ленте видеокассеты с данным тестовым видео. Затертые участки были примерно на метках «00:00:30.00», «00:01:30.00», «00:02:30.00», «00:03:30.00» и «00:04:30.00» (то есть через каждую минуту, начиная с первых 30 секунд).

Рис. 3

Оцифровка тестового видеоматериала в версиях программы 9.1.0 и 9.1.2 показала, что программные алгоритмы в этих версиях программы Pinnacle Studio серии v9 очень хорошо отрабатывают проблему потери синхросигналов. То есть звуковые и визуальные метки не расходятся относительно друг друга в пределах одного кадра (рис. 4). Звуковая метка в оцифрованном видео находится между первым и вторым кадром секунды (записана изначально была в первом кадре). Это можно считать идеальным случаем, так как человек способен не замечать расхождения звука относительно изображения, если оно не превышает 0,2 секунды, что составляет около 4-5 кадров.

Рис. 4

Намного хуже оказались результаты оцифровки тестового материала в версии программы 9.3.0 (рис. 5). Звуковая метка на 3-й минуте сместилась на 7 кадров. То есть мы вначале наблюдаем картинку с номером кадра, и только через 7 кадров слышим соответствующий ей звук. К сожалению, 7 кадров — это уже для человеческого слуха и зрения будет заметно. Примерная картина по смещению оказалась и при оцифровке версиями программы 9.3.5 и 9.4.3.

Рис. 5

Решение проблемы

Бесспорно, версии программы 9.3.0 и выше имеют гораздо более широкие возможности по монтажу, чем версии 9.1.х. Но с другой стороны, далеко не у каждого видеолюбителя есть аппаратура с TBC или другими аппаратными средствами восстановления видеосигнала. Монтировать же материал, где звук не привязан к изображению, — не имеет смысла. Напрашивается выход - в версии 9.1.2 производить оцифровку аналогового видео, а в версии 9.4.3 осуществлять монтаж. Но, установить так просто две разные версии программы Pinnacle Studio на одну операционную систему, к сожалению, невозможно.
Автор предполагал, что удастся заменить часть файлов от v9.1 в версии 9.3 (9.4), отвечающих за синхронизацию при оцифровке, и это решит проблему. Однако более подробный анализ показал, что общая структура программы Pinnacle Studio 9.3.0 (и выше) сильно изменена по отношению к v9.1.х. И поэтому просто заменить часть файлов не представляется возможным.
Дальнейший анализ показал, что если часть файлов из старой версии внести в новую, то все-таки можно обеспечить работу версии 9.1.2 по части захвата аналогового видео в составе структуры файлов версии 9.3.0 (или выше). Внесенные файлы от более низкой версии именно добавляются, не затирая и не изменяя ни одного файла финальной версии программы. То есть при необходимости эти добавленные файлы так же просто и удаляются.
Проще говоря, выглядит это так. Когда нужно захватить аналоговое видео, кликается пиктограмма Pinnacle Studio 9.1.2. Когда захват закончен и начинается стадия монтажа, запускается Pinnacle Studio 9.3.0 (или новее). Запускать сразу обе программы, естественно, не стоит — они одновременно работать не будут.
Поскольку файлы от версии v9.1.2 имеют частично те же названия, что и от более высокой версии, их пришлось несколько модифицировать. Они были переименованы, что потребовало отразить это в их внутренней структуре.
Дальнейшее описание внедрения дополнительных файлов будет рассмотрено для программы Pinnacle Studio v9.4.3 (оно одинаково и для v9.3.х), установленной по умолчанию на диск «C» в папку «C:\Program Files\Pinnacle». Если у вас программа установлена на другой диск или в другую папку, то делайте для себя в данном описании соответствующие поправки на все пути к файлам (в том числе и в записях реестра).

! Внимание ! Описываемая процедура была разработана для личного использования и успешно апробирована на ограниченном количестве конфигураций. Автор и редакция сайта не несут ответственности за возможные сбои в работе, потерю информации и прочий возможный ущерб, включая косвенный, в результате следования рекомендациям в данной статье.

1) Вам нужно скачать архив 1024.zip (13 МБ)
Для тех, кто работает на мониторе с разрешением 1280×…, есть 1280.zip (15,5 МБ)

2) Распаковав архив, вы получите такие файлы (их должно быть 10):
2cdMaker.dll
2esCom1024.dll или 2esCom1280.dll
2esComBmp.dll
2esComUS.dll
2iscMaker.dll
2tudio.exe
2vdMaker.dll
PCLEVideo12.ax
reg.reg
server.exe

3) Скопируйте 2 файла
PCLEVideo12.ax
server.exe
в папку «C:\Pinnacle\Shared Files\Filter»

Если вы апгрейдили студию с версии 9.1.2 до более высокой, то эта библиотека у вас уже есть и при копировании появится надпись «Заменить?». Выберите «заменить». Дело в том, что файл «PCLEVideo12.ax» использовался только в ранних версиях программы. Начиная с версии 9.3.0, его больше не существует изначально. Данная же копия этого файла (в этом описании) является его самой последней версией. Если же вы ставили программу сразу с лицензионного диска 9.3.6(5), то надписи «Заменить?» не будет, так как этой библиотеки у вас нет.

4) Копируйте 9 файлов (заметьте, это не ошибка, что те два файла копируются второй раз)
2cdMaker.dll
2esCom1024.dll или 2esCom1280.dll
2esComBmp.dll
2esComUS.dll
2iscMaker.dll
2tudio.exe
2vdMaker.dll
PCLEVideo12.ax
server.exe
в паку «C:\Pinnacle\Studio 9\Programs»

То, что писалось выше про файл «PCLEVideo12.ax» применительно и в данном случае. То есть, если появляется запрос «Заменить?» — выбираем «Да».

5) Файл «2tudio.exe» — так было решено назвать внедренную v9.1.2. Создайте на рабочем столе ярлык на этот файл и назовите, например, «Для захвата» (чтобы вы не путались потом).

6) Теперь воспользуйтесь файлом «reg.reg» из архива. Запустите его, система спросит «Добавить информацию в реестр?». Отвечайте «Да». Без этого добавленную библиотеку внедренная программа v9.1.2 не увидит, будет возможен захват только с цифровой видеокамеры, а аналоговый источник выбрать будет невозможно.

7) Для верности перегрузите компьютер.

Теперь, запустив с рабочего стола ярлык «Для захвата», вы попадаете во внедренную Pinnacle Studio v9.1.2. Осуществляете в ней захват, и какой бы плохой исходник у вас ни был — рассинхронизации вы не получите! Не рекомендуется в этой внедренной v9.1.2 делать что-то кроме захвата, потому что по другим параметрам неизвестно, как она будет работать. Как только захват видео закончен, закрывайте эту программу.
Запускайте обычный ярлык «Studio» и у вас загрузится v9.4.3. Причем, тут же вы увидите и только что захваченные файлы, которые захватили внедренной v9.1.2. В этой версии вы работаете, монтируете, выводите. Как только нужно что-то еще захватить, закрывайте программу v9.4.3, открывайте «Для захвата» и т. д.
Когда вы первый раз запустите внедренную версию 9.1.2, то зайдите в настройки захвата этой программы и проверьте, чтобы в выборе захвата звука стоял нужный вам источник. В противном случае вы можете обнаружить, что видео захватилось, а звук — нет. В последующие запуски в принципе эту настройку можно уже не проверять.
Если по какой-то причине вы захотите удалить внедренную версию, то просто удалите с диска все добавленные файлы. Затем создайте текстовый файл, написанный ниже (без строчек с черточками):

-------------------------------------------------------------------------------------

Windows Registry Editor Version 5.00

[-HKEY_CLASSES_ROOT\CLSID\{7AA13923-FC82-11D2-A9CA-00AA00C7EF04}]

[HKEY_LOCAL_MACHINE\SOFTWARE\Microsoft\Windows\CurrentVersion\SharedDlls]

«C:\\Program Files\\Pinnacle\\Shared Files\\Filter\\server.exe»=-

«C:\\Program Files\\Pinnacle\\Shared Files\\Filter\\PCLEVideo12.ax»=-

[-HKEY_CLASSES_ROOT\CLSID\{6872DA05-71F2-46AA-8041-28A8C9D5BE63}]

-------------------------------------------------------------------------------------

Сохраните файл, например, под именем «unreg.reg» и запустите. На вопрос «Добавить информацию в реестр?» — отвечайте «Да». После этого добавленные записи для внедренной версии будут удалены из реестра.