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2013年12月16日 (月)

動画の音声は映像と同期しているのか?

以前ほよほよさんが

  「28日未明の星食(60Cnc) 動画追記

の記事を書かれたときサダルテミスさんから

  ふと思ったんですけど、NEXの動画撮影時の
  音声と動画の同期はどんなものなのかと。。。


というコメントがありました。

昔(?)のVHSとかβの時代だったら映像と音声が同期していないなんてことはなさそうですが、デジタルの時代になって映像と音声は別に処理されてファイル(コンテナ)に入っているわけですから映像と音声が同期しているという保証はどこにもないです。

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今日は6.0等星と6.7等星の掩蔽がありカメラの動画で撮影しました。どちらも1PPSの音声信号を録音しまた1PPS信号で点灯するLEDで視野を照らすということをやっていました。そこでこれを使って映像と動画が同期しているかどうか確認してみました。

6.7等星の方の動画から00時45分00秒の1PPS信号に相当するところを調べてみます。

まず音声です。


Aが1PPS信号の立ち上がり、Bが信号の終わりを意味しています。
音声から見ると1PPS信号は録画(録音)開始から10.90秒~11.00秒に出ていることがわかります。

次に映像です。
00時45分00秒の1PPSに相当するフレームを探してみました。323、324、325の三つのフレームの背景がほのかに赤く色づいていました。

0.1秒発光だったら「動画の撮影時刻を考える(2)」の理論から言ったら赤くなっているフレームはふつう五つあるはず、と言われそうですが、あのときは完全に白飛びするだけの強い光をセンサーにあてています。一方こちらは光があたったのがかろうじてわかる程度の弱い光をあてています。ですから上の三つのフレームには露出している間ほとんど光が当たっていたと考えればいいと思います(30fps、1/30秒の露出です)

323番めのフレームです。


露出開始が10.78秒です。「動画の撮影時刻を考える(2)」に書いたようにこのフレーム(の上端)はこの0.027秒くらい前から撮影が始まっているはずですが一つ前のフレームには光がほとんどあたっていないように見えることと背景が明るくなっているのは三つのフレームだけでそれらの背景の明るさがほぼ均等でしたので光が当たり始めたのは10.78秒よりちょっと前くらいからと考えればよさそうです(ざっと調べたところ4フレーム露光しているところもあり詰めて行けばもっと正確な時刻を知ることはできると思います)

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長々と書いてしまいましたがどうやら

  音声は録画より0.1秒強遅れていた

と考えた方がよさそうです。

動画に録音されているタイムコードの音声データから映像にある掩蔽の時刻を割り出すのは危険みたいです。

動画で掩蔽を観測する場合は何らかの形でタイムコードを映像にも入れておく必要があると思われます。映像と音声が完全に同期しているとしても、もし音声から潜入・出現の時刻を求めるのであれば映像と音声が同期していることを証明できるだけの証跡を残す必要がありそうです。

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