Allion Labs / Abel Hsu
蓝牙™（Bluetooth®）是一种现今相当普及的无线传输标准，是透过短波超高频（UHF）无线技术，以2.4GHz的频道进行无线通信，透过这个无线技术标准连接装置。其中，声音传递在蓝牙通讯中是相当重要的一部分，蓝牙经过不同版本的发展，除了支持无线通话并透过A2DP等技术来来传递声音外，也发展出许多应用装置，例如蓝牙耳机或喇叭等相关无线设备。
近年来平板与智慧手机的发展快速，人人都可以透过手持装置来观看各种不同的影音平台，也越来越多人会使用无线耳机来摆脱传统耳机的有线束缚，让使用者有更舒适的影片观赏体验。然而，在操作体验中，影音不同步，是较为明显的且常见的问题；原因除了可能是受到影音译码效能的影响外，最为常见的，即是无线传输不良所造成。
避免影音延迟 从影音同步测试着手
影音延迟是最容易直接影响使用者感受的问题，如果影音两者之间的延迟太过明显，则会立即反映在使用者感受之上，甚至会比画质与音质的感受更为强烈。
影音同步测试的概念，是要验证影片中声音轨与影像轨之间的相对时间。简单来说，例如影片第5秒会出现一个击鼓的动作，而第5秒相对应就应该同步出现鼓声的声音；如果第5秒击鼓时的声音延迟到5.1秒才发出，这就代表出现了100ms的延迟。或许有人会疑惑：影音延迟到多长的时间会感受到影响？以一般使用者来说，超过500ms（0.5s）就是一个相当大的延迟；正常状况来说200ms（0.2s）的延迟误差是不容易发现的。优良的延迟必须控制在100ms（0.1s）内，而找出声音和影片的延迟就是「影音同步测试A/V Sync（Lip Sync） Test」的主要概念。
影响无线传输的干扰
蓝牙™无线技术主要透过2.4GHz~2.485GHz来进行与设备之间的通讯，由于2.4G无线同时也运用在IEEE 802.11 Wi-Fi无线技术当中，因此带宽相近就会有互相干扰的可能。而Wi-Fi 2.4G又存在不同带宽模式「HT（High Throughput）」，「壅塞度（Congestion Rate）」也会影响无线传输。综合以上变量可以了解，无线传输干扰也有着不少潜在风险。若让无线传输和有线传输相比，无线传输会存在较大的延迟误差，而新的无线传输技术也下了许多功夫来克服延迟；然而不讳言，这些可能的无线延迟，仍是影响影音同步的常见因素之一。
影音同步量测解决方案
量测影音同步「A/V Sync（Lip Sync）」有几种方式，第一种是传统的人力监测，透过人的感官去体验是否有出现明显的影音延迟，不过这个方式可靠度相对较低，因为透过人的感受本身就存在一定程度上的误差。另外一个是透过高影格（帧数）录像影片分析，来计算影音之间的误差。这个方式具有一定的准确度与可信度，可透过解析影格来找出延迟误差，但相对来说，也是相当耗时。
另外也有一种较为可靠的方式，即为透过透过光传感器（Light sensor）和声音传感器（Sound sensor）来实时侦测影音延迟误差，这也是本文后续所采用的影音分析技术与设备。
透过影格侦测设备，光传感器和声音传感器可以侦测特定的影格同步影片，来计算出影音之间的误差。百佳泰更透过技术优化减少人工设定所产生的架设误差可能，并让量测时间更加弹性，可针对不同需求，因应不同长度、影片素材和编码来分析，使这套标准量测设备更加弹性和合乎需求。
实际蓝牙™音讯测试设计
因应使用者行为改变，越来越多人使用在线串流平台观看影片，因此我们设计了一个以串流平台为主要拨放软件的应用测试，选定播放平台并规划拨放设备和环境。
<Streaming Service>
影响无线传输的成因有很多类型，此次设计我们采用几组无线干扰来对比。第一组是无干扰环境，设备架设在屏蔽室（Shielding Room）里面来排除无线干扰，虽然真实世界中不会有无干扰的情况，不过这样的测试数据可做为对比基准值。
再来就是无线干扰的设计对照组，目前主流的Wi-Fi频道为2.4G和5G，为考虑到符合实际状态，我们也采用了基于这样的频道设定来规划。第一种是2.4GHz搭配带宽模式HT（High Throughput）20，第二种是5GHz搭配带宽模式HT（High Throughput）40。另外，针对网络使用量升高时的壅塞度 CR（Congestion Rate），我们选定了50%这样的范围来，验证实际网络壅塞时的干扰程度。这样的测试条件，主要目的就是希望能达到使用者真实体验的无线网络干扰环境。
<Wi-Fi mode & Congestion Rate>
这次的影音同步测试，我们针对不同OS平台各挑选两只主流手机，共四只手机来测试。接下来就是选择蓝牙™装置，第一种选择为蓝牙耳机（Bluetooth® Headsets），第二种是蓝牙喇叭（Bluetooth® Speaker），第三种则是支援蓝牙的家庭剧院（Bluetooth Audio/video receiver，AVR），这三种已经涵盖到一般使用者主要会使用到的蓝牙音讯设备。
<Phone and OS>
<Bluetooth® Device Type>
蓝牙™音讯测试结果分析
从下面数据可以发现，各种不同类型的串流平台，即便是使用相同的测试影片，透过不同的手机组合和蓝牙设备的搭配，影音延迟表现也不尽相同。以无干扰环境下来看，此次测试表现来说，蓝牙5.0规范为主的蓝牙耳机和手机之间的平均延迟表现，多半能控制在200ms当中；以一般使用来说，这是一种不容易察觉延迟的性能表现，对于高效能的低延迟要求，建议以达到100ms的低延迟做为标准。蓝牙喇叭的测试结果显示，延迟都可以控制在200ms当中，符合期待。最后是蓝牙Audio/video receiver（AVR），在没有无线干扰的环境下，也是可以控制在平均200ms延迟当中。
当我们加入干扰后，可以看出来无线环境干扰的确会对无线连接的设备产生一些相对应的影响，大部分的设备都能控制在200ms以内，也代表这些产品设计上都有程度上的抗干扰能力。不过，我们可以从数据中看到有一些设备平均延迟会大于200ms，这样的延迟就相对容易被某一部分的使用者察觉，如果延迟超过500ms，使用者就会明显感受到延迟，造成会不良的使用表现。
<Normal>单位: ms（millisecond）
<2.4G / CR 50%>单位: ms（millisecond）
<5G / CR 50%>单位：ms（millisecond）
从蓝牙™应用装置的影音同步测试结果，可以发现，真实世界的无线干扰环境是有可能会影响产品表现的关键因素。这次的干扰选择设定在固定的带宽模式HT（High Throughput）和壅塞程度（Congestion Rate），如果能透过更多样的带宽模式或是不同程度的网络壅塞率，则可以找出更多可能影响无线沟通连接的关键因素。百佳泰透过多年测试认证经验，可以为客户设计完善的网络测试环境，提供完整的测试服务和数据分析，让合作的客户能得到有效和满意的测试结果，进而帮助产品开发和效能提升。