畢業(yè)設(shè)計(jì)論文----高清晰度數(shù)字視頻測(cè)量方法研究

1、<p><b>　　畢 業(yè) 論 文</b></p><p><b>　　摘 要</b></p><p>　　高清電視（以下簡(jiǎn)稱“高清”）是廣播電視技術(shù)進(jìn)步的必然趨勢(shì)，是數(shù)字電視的重</p><p>　　要組成部分，是發(fā)展先進(jìn)文化滿足人民群眾精神文化需求的內(nèi)在要求。從整個(gè)行業(yè)的角</p><p

2、>　　度來(lái)看，標(biāo)清電視（以下簡(jiǎn)稱“標(biāo)清”）向高清的轉(zhuǎn)換必將是一個(gè)循序漸進(jìn)的過(guò)程。高清電視用英語(yǔ)可以表示為HDTV.HDTV英文全稱為High-Definition TV，意思是高清晰度電視。HDTV名稱里本身沒(méi)有Digital的意思，但它確實(shí)是DTV（Digital TV，即數(shù)字電視）的一種格式。數(shù)字電視是一個(gè)數(shù)字碼流，數(shù)字視頻，無(wú)論是標(biāo)準(zhǔn)清晰度還是最近出現(xiàn)的高清晰度演播室格式數(shù)字視頻信號(hào)，與其模擬前輩相比都非常相似。這種模擬傳輸

3、機(jī)制，通常是通過(guò)導(dǎo)線,或者光纖路徑來(lái)傳送數(shù)據(jù)至目的端。通過(guò)監(jiān)視這些數(shù)據(jù)，我們可以像處理視頻一樣來(lái)抽取和監(jiān)視這種數(shù)據(jù)信息。這些相關(guān)問(wèn)題是一項(xiàng)值得深入研究的課題。</p><p>　　本文通過(guò)查閱大量的相關(guān)資料，研究電視行業(yè)標(biāo)清數(shù)字視頻測(cè)量的基本原理，在此基礎(chǔ)上仔細(xì)研究高清視頻在標(biāo)清視頻上的改進(jìn)。首先，介紹了我們將要使用到數(shù)字波形監(jiān)視器如泰克公司的WFM700系列。并介紹了數(shù)字視頻的一些概念。其次，在調(diào)查研究整個(gè)高清

4、數(shù)字電視信號(hào)系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，系統(tǒng)介紹了數(shù)字切換矩陣對(duì)于高清數(shù)字視頻測(cè)量的意義。高清晰度視頻要應(yīng)用在廣播電視系統(tǒng)中，高清視頻矩陣不可缺少，由此對(duì)高清視頻矩陣接口的指標(biāo)測(cè)試就需要研究出有效地測(cè)試系統(tǒng)，這也是高清晰度數(shù)字視頻測(cè)量的的具體化。由此，我們?cè)O(shè)計(jì)出測(cè)試框圖來(lái)測(cè)量視頻指標(biāo)。在以上基礎(chǔ)上，我們擬定了測(cè)量流程，來(lái)達(dá)到我們測(cè)量高清數(shù)字視頻各項(xiàng)指標(biāo)的目的。</p><p>　　關(guān)鍵詞：高清數(shù)字視頻；WFM700；數(shù)字切換矩

5、陣；</p><p><b>　　ABSTRACT</b></p><p>　　The develop of High-Definition television (hereafter refers to as “HD”) is inevitable trend of the broadcast television technology .HD is the imp

6、ortant part of Digital television, is the intrinsic request of both the development advanced culture and need of people culture . From the whole television industry, the process that the Standard Definition television (h

7、ereafter refers to as “SD”) turn to the high definition transformation will certainly to be a long way. The High-Definition television </p><p>　　Through consulting a large number of relevant information and

8、studying the basic principle of standard definition video measurements, this paper research the HD video which is based on SD video carefully. At first, we introduce the digital waveform monitor made by Tektronix Compa

9、ny which we will use to monitor the video. And then we introduce some digital video concepts. In the second, we investigate and study the HD digital TV signal system, and then introduce the important meaning of digital&l

10、t;/p><p>　　Key words：High-Definition Television; WFM700; Digital switching matrix;</p><p><b>　　目 錄</b></p><p>　　第一章 概述- 1 -</p><p>　　1.1數(shù)字高清視頻的發(fā)展現(xiàn)狀- 1 -

11、</p><p>　　1.1.1數(shù)字高清電視的定義- 1 -</p><p>　　1.1.2數(shù)字高清電視與數(shù)字標(biāo)清電視的區(qū)別- 2 -</p><p>　　1.2數(shù)字電視系統(tǒng)簡(jiǎn)介- 3 -</p><p>　　1.3課題研究意義及論文結(jié)構(gòu)安排- 5 -</p><p>　　第二章 數(shù)字波形監(jiān)視器及常用視頻指

12、標(biāo)介紹- 8 -</p><p>　　2.1波形監(jiān)視器WFM700- 8 -</p><p>　　2.1.1 WFM700特點(diǎn)及應(yīng)用- 8 -</p><p>　　2.1.2 WFM700優(yōu)點(diǎn)及功能簡(jiǎn)介- 9 -</p><p>　　2.2視頻特性- 13 -</p><p>　　2.2.1視頻信號(hào)劣化的評(píng)估

13、的意義- 13 -</p><p>　　2.2.2 常用視頻信號(hào)特性- 13 -</p><p>　　2.3本章小結(jié)- 16 -</p><p>　　第三章 數(shù)字切換矩陣及其接口要求- 18 -</p><p>　　3.1數(shù)字切換矩陣- 18 -</p><p>　　3.2高清數(shù)字矩陣接口指標(biāo)- 19 -&

14、lt;/p><p>　　3.3本章小結(jié)- 20 -</p><p>　　第四章高清數(shù)字視頻的測(cè)量- 21 -</p><p>　　4.1擬選用的測(cè)試框圖及測(cè)量綜述- 21 -</p><p>　　4.1.1模擬測(cè)量與數(shù)字系統(tǒng)測(cè)量對(duì)比- 21 -</p><p>　　4.1.2擬選用的測(cè)試框圖- 21 -<

15、/p><p>　　4.2 測(cè)試過(guò)程- 23 -</p><p>　　4.3 數(shù)據(jù)采集及結(jié)論- 24 -</p><p>　　4.3.1 由數(shù)字電纜從采集點(diǎn)輸出數(shù)字信號(hào)至相關(guān)測(cè)試儀器得到數(shù)據(jù)- 24 -</p><p>　　4.3.2 由設(shè)備中的選件可自動(dòng)傳輸實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)至設(shè)備存儲(chǔ)器，通過(guò)其他方式讀取數(shù)據(jù)得到結(jié)果。- 24 -</p>

16、;<p>　　4.3.3對(duì)比標(biāo)準(zhǔn)得出結(jié)論- 24 -</p><p>　　4.4 本章小結(jié)- 24 -</p><p>　　結(jié)束語(yǔ)- 26 -</p><p><b>　　致 謝27</b></p><p><b>　　參考文獻(xiàn)28</b></p><p

17、><b>　　第一章 概述</b></p><p>　　1.1數(shù)字高清視頻的發(fā)展現(xiàn)狀</p><p>　　當(dāng)今的廣播電視媒體，面對(duì)的是全新的數(shù)字化環(huán)境，在這樣的環(huán)境中，廣播電視媒體的經(jīng)營(yíng)與開(kāi)發(fā)實(shí)際上是圍繞著兩大領(lǐng)域在進(jìn)行探索：一是在傳統(tǒng)的業(yè)務(wù)領(lǐng)域；二是在超傳統(tǒng)的業(yè)務(wù)領(lǐng)域。在傳統(tǒng)的業(yè)務(wù)領(lǐng)域，根本是圍繞傳統(tǒng)概念上的“看電視節(jié)目”在做文章。而在超傳統(tǒng)的業(yè)務(wù)領(lǐng)域，則

18、是在“看電視節(jié)目”以外做文章，是想使廣播電視的節(jié)目傳輸系統(tǒng)，不僅能播出節(jié)目讓受眾看，還同時(shí)能為用戶提供一些別的服務(wù)，比如說(shuō)，更清晰流暢的畫面、更生動(dòng)震撼的聲音效果以及更真實(shí)舒適的享受等等。這一部分就是數(shù)字化的新媒體業(yè)務(wù)</p><p>　　1.1.1數(shù)字高清電視的定義</p><p>　　國(guó)家數(shù)字電視接收設(shè)備和性能標(biāo)準(zhǔn)制定工作組是這樣定義高清數(shù)字電視的：能接收地面接收標(biāo)準(zhǔn)的射頻、垂直分辨率

19、不小于720電視線、國(guó)家格式為1920×1080i、寬高比為16：9、向下兼容標(biāo)清電視等。常說(shuō)的高清電視就是 HDTV 。 其拍攝、編輯、制作、播出、傳輸、接收等一系列電視信號(hào)的播出和接收全過(guò)程都使用數(shù)字技術(shù)。數(shù)字高清電視是數(shù)字電視 (DTV)標(biāo)準(zhǔn)中最高級(jí)的一種，簡(jiǎn)稱為HDTV。它是水平掃描行數(shù)至少為720行的高解析度的電視，寬屏模式為16：9，并且采用多通道傳送。 HDTV的掃描格式共有3種，即1280×720p、

20、1920×1080i和1920×1080p，我國(guó)采用的是1920×1080i/50Hz。 數(shù)字高清電視與其他類型數(shù)字電視的區(qū)別 </p><p>　　數(shù)字電視是一個(gè)群體，按照?qǐng)D像清晰度分類從高到低可包括：數(shù)字高清晰度電視(HDTV即：電影級(jí)圖像)、數(shù)字增強(qiáng)清晰度電視(EDTV即：比DVD略高的圖像)、數(shù)字標(biāo)準(zhǔn)清晰度電視(SDTV即：DVD級(jí)圖像)以及數(shù)字普及型電視（即：VCD級(jí)圖像

21、）等四種。數(shù)字增強(qiáng)清晰度電視簡(jiǎn)稱EDTV，其水平掃描行數(shù)為500線-700線，主要是對(duì)應(yīng)現(xiàn)有電視的分辨率量級(jí)，其圖象質(zhì)量為演播室水平； 數(shù)字標(biāo)準(zhǔn)清晰度電視簡(jiǎn)稱SDTV，其圖像水平清晰度為200-300線，主要是對(duì)應(yīng)現(xiàn)有VCD的分辨率量級(jí)。</p><p>　　高清電視用英語(yǔ)可以表示為HDTV.HDTV英文全稱為High-Definition TV，意思是高清晰度電視。HDTV名稱里本身沒(méi)有Digital的意思，但

22、它確實(shí)是DTV（Digital TV，即數(shù)字電視）的一種格式。 </p><p>　　數(shù)字電視系統(tǒng)（DTV）就是拍攝、編輯、制作、傳輸、接收等全過(guò)程都使用數(shù)字技術(shù)（也就是信號(hào)全用0和1表示）的電視系統(tǒng)。數(shù)字電視按照清晰度分為四檔：高清晰度（HDTV）、增強(qiáng)清晰度（EDTV）、標(biāo)準(zhǔn)清晰度（SDTV）和普通清晰度（PDTV）。不同清晰度級(jí)別的數(shù)字電視之間具有向下兼容性，高端產(chǎn)品可以兼容低端產(chǎn)品?？梢?jiàn)HD

23、TV是DTV里音畫質(zhì)量最好的一種格式，HDTV在國(guó)外被定義為分辨率至少能達(dá)到1920×1080i或1280× 720p，且畫面長(zhǎng)寬比為16:9的DTV。 </p><p>　　具備高清的電視簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)就是物理分辨率高于720P,也就是1280*720的電視,目前大尺寸的液晶電視基本都已經(jīng)達(dá)到這個(gè)規(guī)格.等離子電視也有部分可以達(dá)到.但是在高清概念中我們知道還有1080P一說(shuō),也就是平常我們所說(shuō)的FU

24、LL HD,此分辨率高達(dá)1920*1080,目前主流消費(fèi)市場(chǎng)已經(jīng)有這類液晶電視上市,國(guó)產(chǎn)占多數(shù),而且價(jià)格也并不十分高,值得選購(gòu).這也是未來(lái)平板電視發(fā)展的趨勢(shì),只有這類產(chǎn)品可以說(shuō)是完美支持所有高清視頻的回放.</p><p>　　美國(guó)消費(fèi)電子協(xié)會(huì)將數(shù)字電視分為高清晰度電視(HDTV)、增強(qiáng)清晰度電視(EDTV)和標(biāo)準(zhǔn)清晰度電視(SDTV)三大類。其高清晰度電視的標(biāo)準(zhǔn)，與我國(guó)正在公示數(shù)字電視平面顯示標(biāo)準(zhǔn)要求基本一致，

25、合格的高清晰度數(shù)字電視接收機(jī)必須同時(shí)滿足至少以下六個(gè)條件：能接收、解調(diào)由高清晰度信號(hào)調(diào)制的射頻信號(hào)；圖像清晰度上，必須在水平和垂直方向上均大于等于720電視線；能解碼、顯示1920×1080i／50Hz或更高圖像格式的視頻信號(hào)；圖像顯示的寬高比為16：9；能輸入、處理和顯示其他圖像格式如720×576等；能解碼、輸出數(shù)字電視聲音。如果按照這一標(biāo)準(zhǔn)，目前市場(chǎng)上諸多號(hào)稱高清等離子電視都只能算是標(biāo)清電視。</p>

26、;<p>　　數(shù)字高清電視與數(shù)字標(biāo)清電視的區(qū)別</p><p>　?。?）從技術(shù)上來(lái)說(shuō)。按技術(shù)劃分，電視可分為模擬電視和數(shù)字電視。數(shù)字電視又可分為高清電視（HDTV）和標(biāo)清電視(SDTV)等。傳統(tǒng)(模擬)電視有三大電視制式：NTSC制、PAL制和SECAM制。高清電視也有很多種格式，逐行掃描的有1080／24p／25p／30p，隔行掃描的1080／50i／60i等。 </p><

27、p>　　我國(guó)目前行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)GY／T 155－2000中采用的高清電視格式全稱是1125／50／2：1，可以簡(jiǎn)稱為1080／50i。有效像素1920×1080，隔行掃描，掃描頻率為50場(chǎng)。 </p><p>　　高清是相對(duì)于標(biāo)清而言的，兩者技術(shù)上均是數(shù)字化的。 </p><p>　　高清的有效像素（信息量）是標(biāo)清的五倍。也就是說(shuō)，在收看效果相同的情況下，高清電視接收機(jī)的屏幕面積

28、是標(biāo)清的5倍，因此，高清更適合用大屏幕來(lái)觀看。 </p><p>　　（2）從節(jié)目制作上來(lái)說(shuō)。未來(lái)我國(guó)數(shù)字電視節(jié)目將分為高清和標(biāo)清兩種圖像格式，高清和標(biāo)清同樣重要，以滿足不同消費(fèi)群體的需要。在制作成本方面，高清節(jié)目較標(biāo)清節(jié)目成本要高，因此節(jié)目源將是高清電視一個(gè)較大的瓶頸，可收看的節(jié)目?jī)?nèi)容有限。但在色彩還原方面，高清電視節(jié)目要比標(biāo)清電視節(jié)目好，能夠表現(xiàn)的細(xì)節(jié)更加豐富。在高清電視節(jié)目前期拍攝時(shí)，要求照明燈光增加；化妝

29、、服裝更要特別細(xì)致；拍攝時(shí)還要注意構(gòu)圖、焦點(diǎn)和推拉搖移的穩(wěn)定性，任何一點(diǎn)不小心就會(huì)在鏡頭中看得十分清楚，致使高清電視節(jié)目出現(xiàn)缺憾。此外，在后期制作過(guò)程中，除了與標(biāo)清節(jié)目一樣的制作環(huán)節(jié)外，畫面調(diào)色是高清節(jié)目不可或缺的一個(gè)步驟。經(jīng)過(guò)調(diào)色處理，才能使高清節(jié)目的表現(xiàn)力更加逼近電影。 </p><p>　?。?）從兩者之間的變換來(lái)說(shuō)。高清與標(biāo)清要相互共存許多年，二者之間必然存在兼容和相互變換的問(wèn)題。從上面的表格中我們可以看

30、到，我們行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)中采用的高清與標(biāo)清二者之間均是隔行掃描，場(chǎng)頻均為50場(chǎng)，因此，在進(jìn)行相互變換時(shí)電路、算法上就相對(duì)非常的簡(jiǎn)單。 </p><p>　　標(biāo)清變換為高清稱為上變換，高清變換為標(biāo)清稱之為下變換。 </p><p>　　上變換方式：加邊模式、切邊模式、拉伸模式。 　　下變換方式：信箱模式、切邊模式、擠壓模式。 </p><p>　　目前，我國(guó)通常將大型電視劇

31、拍成高清節(jié)目，然后下變換成標(biāo)清播出，這樣，即兼顧了現(xiàn)在，又為未來(lái)的高清播出積累了資料。 </p><p>　?。?）從兩者機(jī)頂盒的使用來(lái)說(shuō)。高清機(jī)頂盒與標(biāo)清機(jī)頂盒主要的區(qū)別在于解碼部分的不同，標(biāo)清機(jī)頂盒可以完全兼容標(biāo)清和高清數(shù)字電視信號(hào)，可做上下變化，輸出標(biāo)清和高清信號(hào)。 </p><p>　　高清電視機(jī)頂盒（High Definition Television Set Top Box）用

32、于接收高清數(shù)字電視信號(hào)，并將高質(zhì)量的視、音頻信號(hào)輸出給高清電視機(jī)進(jìn)行顯示，能夠解碼、輸出1920×1080i/50Hz或更高圖像格式的視頻信號(hào)；同時(shí)兼容標(biāo)準(zhǔn)清晰度數(shù)字電視信號(hào)，并能解碼，輸出多聲道聲音信號(hào)。</p><p>　　1.2數(shù)字電視系統(tǒng)簡(jiǎn)介</p><p>　　數(shù)字電視是相對(duì)于模擬電視(模擬信號(hào)在時(shí)間和幅度是連讀的)而言。指電視信號(hào)的產(chǎn)生、處理、記錄、傳送及接收等環(huán)節(jié)均

33、使用數(shù)字信號(hào)(在時(shí)間和幅度是離散的)。相應(yīng)的設(shè)備稱為數(shù)字電視設(shè)備</p><p>　　數(shù)字電視是一個(gè)復(fù)雜的系統(tǒng)，主要包括演播室里完成信號(hào)的抽樣、量化、壓縮編碼的信源壓縮部分，發(fā)射機(jī)房中的為傳輸穩(wěn)定和可靠進(jìn)行的信道傳輸部分，以及千家萬(wàn)戶使用的接收和顯示部分等。信源部分的國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)主要是MPEG（活動(dòng)圖像專家組）提出的MPEG-1 、MPEG-2 、MPEG-4等視音頻標(biāo)準(zhǔn)。信道部分的標(biāo)準(zhǔn)比較多，根據(jù)傳輸媒介的不同分為

34、衛(wèi)星、有線、地面三種，其中衛(wèi)星的標(biāo)準(zhǔn)有歐洲D(zhuǎn)VB 組織提出的DVB-S ，有線主要有DVB-C 。</p><p><b>　　MPEG壓縮</b></p><p>　　MPEG壓縮是對(duì)數(shù)字存儲(chǔ)媒質(zhì)(VCD DVD)、電視廣播、通信等方面的運(yùn)動(dòng)圖像和伴音給出的一種通用編碼方法。它又分為MPEG-1和MPEG-2標(biāo)準(zhǔn)。它們屬于壓縮編碼。其中MPEG-2標(biāo)準(zhǔn)的應(yīng)用很廣泛

35、，覆蓋從電視電話到HDTV。</p><p>　　MPEG-2是聲音和圖像信號(hào)數(shù)字化的基礎(chǔ)標(biāo)準(zhǔn)。廣泛應(yīng)用于數(shù)字電視STV(標(biāo)準(zhǔn)電視)包括HDTV，數(shù)字聲音廣播及數(shù)字圖像與伴音信號(hào)的傳輸。</p><p>　　劃分為類(Profile)和級(jí)(Level)。它們?cè)诖a率、分辨力、圖像質(zhì)量和服務(wù)方面是不相同的。</p><p><b>　　類：</b>

36、</p><p>　　a. 主類(Main Profile MP)：圖像質(zhì)量滿足－般要求，允許有一定損傷</p><p>　　b. 簡(jiǎn)化類(Simple Profile SP)：與主類相同，只是不用B幀，這是為了節(jié)約RAM</p><p>　　c. 信噪比可選類(SNR Scalable Profile SNRSP：比主類改進(jìn)之處在于信噪比可分級(jí)</p&g

37、t;<p>　　d. 空間尺寸可選類(Spstially Scalable Profile SSP)：空間分辨率方面也可分級(jí)。</p><p>　　e. 高質(zhì)量類(High Profile HP)：支持并可全面可分級(jí)。</p><p><b>　　級(jí)：</b></p><p>　　a.低級(jí)(Low Level LL)類擬H.2

38、61的CIF格式。象素352×240×30 /352×288×25。碼率4Mbps</p><p>　　b.主級(jí)(Main Level ML)相當(dāng)于普通電視。象素720×480×30/720×576×25。碼率15Mbps、20Mbps (HP@ML)</p><p>　　c. 高1440級(jí)(High1440

39、Level M1440L)相當(dāng)于每行采樣1440的HDTV。象素每行1440 。除HP碼率60Mbps 、HP為80Mbps</p><p>　　d. 高級(jí)((High Level HL)相當(dāng)于每行采樣1920的HDTV。象素每行1920 。除HP碼率60Mbps、HP為80Mbps</p><p>　　故用類、級(jí)共同表示。如：主類和主級(jí)MP@ML。用于普通數(shù)字電視、衛(wèi)星、電纜、地面廣播的

40、DVB傳輸標(biāo)準(zhǔn)。</p><p><b>　　（2）同步</b></p><p>　　“同步”原義是發(fā)送與接收兩地對(duì)于傳送的信號(hào)在時(shí)間要一致。在數(shù)字電視系統(tǒng)，引出了眾多同步。有上述之義，又?jǐn)U展成為信息的標(biāo)識(shí)符。</p><p><b>　　a. 兩地時(shí)鐘同步</b></p><p>　　b. 組成T

41、S傳輸小包(188字節(jié))的同步字，用于解碼器檢出傳輸包的開(kāi)頭所設(shè)的數(shù)據(jù)。</p><p><b>　　c. 音頻同步</b></p><p>　　數(shù)字音頻信號(hào)由離散樣值組成，來(lái)自不同音頻源的數(shù)字音頻信號(hào)進(jìn)行混合、插入或組合，需將各樣值與一個(gè)基準(zhǔn)源在相位和頻率上同步。即所有設(shè)備都鎖定于主基準(zhǔn)發(fā)生器。不同的數(shù)字音頻源的同步需要考慮：取樣時(shí)鐘(取樣脈沖頻率源)的時(shí)間校準(zhǔn)或頻

42、率同步，音頻信號(hào)的幀校堆，即相位同步。</p><p>　　d. 數(shù)字音頻和視頻信號(hào)間同步</p><p>　　在數(shù)字電視系統(tǒng)，數(shù)字音頻基準(zhǔn)信號(hào)必須與視頻基準(zhǔn)信號(hào)鎖定，以使音視頻信號(hào)同步。才可以進(jìn)行無(wú)縫的音頻和視頻切換。</p><p>　　625/25系統(tǒng)，對(duì)應(yīng)數(shù)字音頻取樣頻率48kHz，一視頻幀有1920個(gè)音頻樣點(diǎn)，音頻和視頻相位關(guān)系很容易保持。AES3音頻可通

43、過(guò)從625行基準(zhǔn)視頻信號(hào)27MHz分離出的48kHz基準(zhǔn)信號(hào)進(jìn)行鑒相實(shí)現(xiàn)與視頻信號(hào)的鎖定。525/60系統(tǒng)由于不為整數(shù)，要復(fù)雜些。</p><p>　　e. 聲音與圖像同步</p><p>　　由于在模擬信號(hào)情況下，行場(chǎng)同步來(lái)保證圖像正確顯示，在時(shí)間軸是固定的。所以加上聲音和圖像同時(shí)傳送，不但能保證圖像的精確再現(xiàn)，而且又能使聲音和圖像在時(shí)間上的同步。但在數(shù)字電視，由于時(shí)分復(fù)用器時(shí)間軸是變動(dòng)

44、的，加之圖像信號(hào)和聲音信號(hào)經(jīng)過(guò)各自的壓縮編碼，尤其是幀組層處理中，B幀和P幀的順序發(fā)生變化，這些會(huì)使圖像和聲音的時(shí)延不同。</p><p>　　實(shí)現(xiàn)同步方法是給聲音加有可變時(shí)延，并在處理之前在信號(hào)碼流中每經(jīng)過(guò)一個(gè)規(guī)定的間隔插入—個(gè)時(shí)間標(biāo)記(時(shí)間標(biāo)簽)。</p><p>　　1.3課題研究意義及論文結(jié)構(gòu)安排</p><p>　　人們往往認(rèn)為數(shù)字電視深?yuàn)W而又復(fù)雜，但當(dāng)觀

45、看到最后結(jié)果時(shí)，卻發(fā)現(xiàn)有些東西十分熟悉；電視工程師從一開(kāi)始就在尋找一種好上加好的體驗(yàn)，即尋求高質(zhì)量的視頻和音頻傳輸手段，以將藝術(shù)家的表演呈現(xiàn)給觀眾。在數(shù)字電視中，唯一的新鮮之處就在于它的信息傳送方式。信息究竟是怎樣傳播的呢？藝術(shù)家和觀眾（在許多地區(qū)和國(guó)家還有廣告客戶）也許并不關(guān)心信號(hào)傳送的路徑。他們可以從改進(jìn)后的數(shù)字電視中受益而不必了解其細(xì)節(jié)。這正是科學(xué)的樂(lè)趣所在。但這些卻為我們中凡與電視技術(shù)有關(guān)的人所關(guān)注，我們受益于過(guò)去60年來(lái)電視技

46、術(shù)所取得的顯著進(jìn)步，特別是過(guò)去20 年來(lái)由數(shù)字電視帶來(lái)的進(jìn)步。視頻節(jié)目、數(shù)字音頻及其相關(guān)的輔助數(shù)據(jù)信號(hào)共同構(gòu)成了數(shù)字電視信號(hào)。在模擬電視中，視頻和音頻信號(hào)可以通過(guò)完全分離的路徑從信號(hào)源進(jìn)入家庭電視接收機(jī)。而數(shù)字電視的組成卻具有大得多的自由度，它可以由視頻、音頻和其它信號(hào)一起構(gòu)成數(shù)據(jù)碼流?，F(xiàn)在，我們需要了解的是這些數(shù)據(jù)是如何組成的以及如何從中選擇我們所需要的信號(hào)。</p><p><b>　?。?）傳統(tǒng)電

47、視</b></p><p>　　我們將模擬視頻和模擬音頻稱之為傳統(tǒng)電視的基礎(chǔ)。重要的是我們?nèi)匀粚⒛M作為試圖實(shí)現(xiàn)的目標(biāo)??也許更多。數(shù)字電視以模擬為基礎(chǔ)，我們對(duì)數(shù)字電視的了解建立在我們對(duì)模擬電視的了解之上。景物進(jìn)入攝像機(jī)，聲音進(jìn)入話筒，這些標(biāo)準(zhǔn)清晰度和高清晰度數(shù)字視頻測(cè)量指南初級(jí)都是模擬的。所顯示的景物和您耳朵所聽(tīng)到的聲音同樣是一種模擬現(xiàn)象。我們已經(jīng)道，模擬視頻是景物光數(shù)值的“樣值”。亮度的數(shù)值是以電

48、壓來(lái)表示的。樣值的色彩提供的是附加信息。樣值同步地通過(guò)傳送系統(tǒng)，以在顯示器上再現(xiàn)原始景物的影象。模擬視頻的傳送式是電壓數(shù)值的連續(xù)“串行”流，它包含了構(gòu)成圖像所有必須的“數(shù)據(jù)”，接收者利用這些信息就可獲知它們表示什么內(nèi)容。您可以看到，在數(shù)字電視中，替換幾個(gè)字，作少許改動(dòng)，就可利用過(guò)去五十多年我們已了解的特點(diǎn)，我們將明白，數(shù)字視頻其實(shí)與模擬視頻大不相同。既然我們是以采集的模擬景象作為開(kāi)始，又以顯示的模擬景象作為結(jié)束，那么為什么還要使用數(shù)字視

49、頻？在許多情況下，攝像機(jī)感光器件仍然產(chǎn)生的是模擬視頻信號(hào)，但是它通常幾乎同時(shí)將表示視頻信號(hào)瞬時(shí)值的模擬電壓轉(zhuǎn)換為數(shù)字而進(jìn)行處理，并且基本上無(wú)劣化產(chǎn)生。某些情況下，例如由計(jì)算機(jī)產(chǎn)生的視頻信號(hào)</p><p>　　(2) “新”數(shù)字電視</p><p>　　多少年以來(lái)，數(shù)字信號(hào)一直是電視的一部分，最初，它只是隱藏在設(shè)備內(nèi)部，例如在測(cè)試信號(hào)和字符發(fā)生器中；隨后，它貫穿了整個(gè)系統(tǒng)。在這本小冊(cè)子中，

50、我們將首先簡(jiǎn)要地討論電視信號(hào)的視頻部分。音頻也是數(shù)字的，它作為數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)碼流而后在電視接收機(jī)中予以恢復(fù)。數(shù)字音頻將在隨后的幾章加以討論。數(shù)字視頻是模擬視頻的簡(jiǎn)單延伸。一旦我們掌握了模擬視頻，就不難了解數(shù)字視頻的產(chǎn)生和處理過(guò)程以及它與模擬之間的轉(zhuǎn)換。模擬視頻和數(shù)字頻有著很多相同的規(guī)則，在數(shù)字域可能出現(xiàn)的許多問(wèn)題，將會(huì)導(dǎo)致模擬視頻源的不正確。因此，重要的是要制定標(biāo)準(zhǔn)以用于模擬和數(shù)字視頻器件的設(shè)計(jì)和運(yùn)行。</p><p>

51、;　　(3) 模擬域的數(shù)字描述</p><p>　　早期的數(shù)字視頻只是模擬NTSC或PAL復(fù)合模擬視頻信號(hào)的數(shù)字描述。所制定的標(biāo)準(zhǔn)是用來(lái)描述運(yùn)行容限和規(guī)定每個(gè)電平的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)，以及每個(gè)數(shù)字是如何產(chǎn)生的和如何恢復(fù)的。由于數(shù)據(jù)率高，以前通常是以8bit 或10bit 母線在內(nèi)部處理數(shù)字視頻數(shù)據(jù)，起初使用的是多線內(nèi)部連接標(biāo)準(zhǔn)。該標(biāo)準(zhǔn)同時(shí)也包含了某種輔助和內(nèi)務(wù)處理數(shù)據(jù)以使接收機(jī)和傳輸數(shù)據(jù)同步，還可增加附加業(yè)務(wù)如嵌入音頻。后

52、來(lái)，更高的數(shù)據(jù)率進(jìn)入實(shí)用，并制定了單線復(fù)合串接口標(biāo)準(zhǔn)。在此基礎(chǔ)上，數(shù)字視頻就成為模擬電壓的數(shù)字表示，并具有足夠高的數(shù)據(jù)率以適不斷變化的視頻和必要的輔助數(shù)據(jù)。</p><p>　　(4) 分量數(shù)字視頻</p><p>　　早期的模擬特技設(shè)備的設(shè)計(jì)師們就認(rèn)為，在進(jìn)行信號(hào)處理時(shí)應(yīng)當(dāng)盡可能地使紅、綠、蘭三個(gè)視頻通道保持分離，這樣對(duì)信號(hào)質(zhì)量是有的。NTSC 和PAL 編碼／解碼處理并非是透明的，多級(jí)

53、的編碼和解碼處理會(huì)使信號(hào)逐漸劣化。攝像機(jī)中最初產(chǎn)生的信號(hào)是獨(dú)立的紅、綠和蘭通道信息，在將其編碼成NTSC 和PAL 以傳送到用戶家庭之前，最好在通過(guò)系統(tǒng)時(shí)使用盡可能少的信號(hào)格式處理。但在電視設(shè)備中，處理這三個(gè)獨(dú)立而又對(duì)等的通道信息存在著邏輯性和可靠性的問(wèn)題。從實(shí)用的觀點(diǎn)來(lái)看，這三路信號(hào)應(yīng)當(dāng)共存于同一條線路（通常就是同軸電纜）。由此，我們可以對(duì)這三個(gè)分量信號(hào)進(jìn)行簡(jiǎn)單的矩陣運(yùn)算，把紅、綠、蘭視頻通道組合為更為有效的一路亮度信號(hào)和兩路色差信號(hào)

54、把它們每一路均數(shù)字化，而后將復(fù)用后的數(shù)據(jù)用一單根同軸電纜進(jìn)行傳輸。我們能夠處理這種數(shù)據(jù)流信號(hào)，就象我們處理傳統(tǒng)的NTSC 和PAL 復(fù)合視頻信號(hào)一樣?，F(xiàn)在我們就可以處理這種高速的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)流了。盡管這種數(shù)據(jù)信號(hào)所包含的能量變化速率遠(yuǎn)大于NTSC 或PAL 視頻信號(hào)的5 至6MHz 的能量變化速率，但它卻能無(wú)損耗地進(jìn)行處理，而且在適當(dāng)?shù)膫鬏斁嚯x內(nèi)還無(wú)須維護(hù)。一旦視頻信號(hào)處于數(shù)字域，我們就能</p><p>　　數(shù)字電

55、視是一種數(shù)字碼流。事物的出現(xiàn)實(shí)在是太快了，我們需要借助一些手段以對(duì)它們進(jìn)行分類整理。幸運(yùn)的是，視頻信號(hào)，特別是支持視頻的輔助信息是可以重復(fù)出現(xiàn)的，我們要做的一切不過(guò)是用硬件將這種高速數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)變換為我們能夠研究和理解的事物。為什么不能將它變換為我們所熟悉的事物，例如模擬視頻?數(shù)字視頻，無(wú)論是標(biāo)準(zhǔn)清晰度還是最近出現(xiàn)的高清晰度演播室格式數(shù)字視頻信號(hào)，與其模擬前輩相比都非常相似。隨著時(shí)間的推移，事物都在改進(jìn)，但是視頻信號(hào)的獲取仍然要使用攝像機(jī)或

56、來(lái)自電影，不過(guò)現(xiàn)在還可取自計(jì)算機(jī)。在將模擬視頻轉(zhuǎn)變?yōu)閿?shù)字?jǐn)?shù)據(jù)的鏈路中以及在鏈路中添加輔助數(shù)據(jù)（用于描述如何使用視頻數(shù)據(jù)）的過(guò)程中，數(shù)字視頻的基本差別在于信號(hào)處理的早期。就用于實(shí)況的攝像機(jī)和電視電影設(shè)備來(lái)說(shuō)，光的模擬值聚焦在感光器件上，它產(chǎn)生模擬響應(yīng)并順序轉(zhuǎn)換為數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)。有時(shí)我們需要這種模擬信號(hào)以用模擬波形監(jiān)視器進(jìn)行監(jiān)視，但在更多的情況下，取自設(shè)備的視頻信號(hào)是以數(shù)據(jù)形式出現(xiàn)的。在計(jì)算機(jī)所產(chǎn)生的視頻信號(hào)中，信號(hào)從一開(kāi)始也許就是數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)由信

57、號(hào)源設(shè)備到目的端是通過(guò)傳輸層來(lái)傳送的。這種模擬傳輸機(jī)制，通常是通過(guò)導(dǎo)線、或者是光纖路徑來(lái)傳送數(shù)據(jù)至目的端?？梢酝ㄟ^(guò)</p><p>　　本文通過(guò)查閱大量的相關(guān)資料，研究電視行業(yè)標(biāo)清數(shù)字視頻測(cè)量的基本原理，在此基礎(chǔ)上仔細(xì)研究高清視頻在標(biāo)清視頻上的改進(jìn)。</p><p>　　具體論文內(nèi)容安排如下：</p><p>　　第一章：概論 我國(guó)高清電視發(fā)展情況</p>

58、;<p>　　第二章：數(shù)字波形監(jiān)視器及常用視頻指標(biāo)介紹。介紹波形監(jiān)視器WFM700，詳細(xì)介紹了是視頻信號(hào)的一些測(cè)試指標(biāo)。</p><p>　　第三章：測(cè)試方法介紹。介紹了閃電法及蝴蝶結(jié)法2種測(cè)量視頻信號(hào)的方法，并對(duì)比選出比較好的一種。</p><p>　　第四章：數(shù)字切換矩陣及其接口要求的介紹數(shù)字切換矩陣技術(shù)與高清晰數(shù)字視頻測(cè)量的關(guān)系。詳細(xì)介紹了數(shù)字切換矩陣及其接口標(biāo)準(zhǔn)。&l

59、t;/p><p>　　第五章：高清數(shù)字視頻的測(cè)量。具體介紹如何測(cè)量高清數(shù)字視頻及具體的測(cè)試過(guò)程。</p><p>　　第六章：數(shù)據(jù)分析。分析測(cè)量所得數(shù)據(jù)并對(duì)比我國(guó)高清標(biāo)準(zhǔn)得出結(jié)論。</p><p>　　結(jié)論：對(duì)本文的工作做了總結(jié)和展望，以便為相關(guān)和后續(xù)的研究工作提供參考。</p><p>　　第二章 數(shù)字波形監(jiān)視器及常用視頻指標(biāo)介紹</p

60、><p>　　2.1波形監(jiān)視器WFM700</p><p>　　2.1.1 WFM700特點(diǎn)及應(yīng)用</p><p>　　我們所選用的波形監(jiān)視器是由美國(guó)泰克公司研制的，其基本信息如下：</p><p><b>　　特點(diǎn)：</b></p><p>　　(1) A/B 兩路輸入同時(shí)監(jiān)測(cè)，支持?jǐn)U展監(jiān)視功能(選

61、件SIM) </p><p>　　(2) 完善的雙鏈路(Dual link)，支持高端節(jié)目制作和后期制作以及生產(chǎn)應(yīng)用(選件DL) </p><p>　　(3) A/V 延時(shí)的數(shù)字和圖形顯示 (選件 AVD) </p><p>　　(4) 采用FlexVuTM XGA顯示器，可創(chuàng)建數(shù)百個(gè)用戶顯示窗口以適應(yīng)特定的工作需求，使工作效率顯著提高 </p>&l

62、t;p>　　(5) 具有CaptureVu® 視頻幀捕獲功能，加快故障查尋和設(shè)備配置進(jìn)程(WFM6120 和WFM7120) </p><p>　　(6) 泰克公司獨(dú)特的色域顯示，確保內(nèi)容的符合性 </p><p>　　(7) 享有專利的定時(shí)顯示，簡(jiǎn)化系統(tǒng)定時(shí)調(diào)整 </p><p>　　(8) 享有專利的閃電顯示，確保通道間的正確定時(shí) </p&

63、gt;<p>　　(9) 強(qiáng)大的故障監(jiān)視、狀態(tài)報(bào)告和出錯(cuò)日志記錄功能，簡(jiǎn)化內(nèi)容質(zhì)量控制 </p><p>　　(10)高性能的SDI 物理層眼圖和抖動(dòng) 測(cè)量(選件PHY) </p><p>　　(11)深入的數(shù)據(jù)字分析，有助于快速解決復(fù)雜的質(zhì)量和可靠性問(wèn)題(選件DAT) </p><p>　　(12)深入的數(shù)據(jù)字分析，有助于快速解決復(fù)雜的質(zhì)量和可靠性問(wèn)

64、題(選件DAT) </p><p>　　(13)提供前面板USB插口，使存儲(chǔ)和傳輸儀器的設(shè)置和視頻數(shù)據(jù)更方便 </p><p>　　(14)可通過(guò)網(wǎng)絡(luò)或USB 接口實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)升級(jí)</p><p><b>　　應(yīng)用：</b></p><p>　　(1)視頻分配監(jiān)視、傳輸監(jiān)視以及符合性查驗(yàn) </p><p&

65、gt;　　(2)視頻制作和后期制作的質(zhì)量控制 </p><p>　　(3)設(shè)備質(zhì)量驗(yàn)證和故障查尋，可用于視頻設(shè)施和視頻系統(tǒng)的安裝和維護(hù)</p><p>　　圖2-1 WFM700標(biāo)準(zhǔn)和高清晰度數(shù)字波形監(jiān)視器</p><p>　　2.1.2 WFM700優(yōu)點(diǎn)及功能簡(jiǎn)介</p><p>　　(1)CaptureVuTM- 遠(yuǎn)勝于“凍結(jié)”的顯示 模

66、式</p><p>　　W F M 6 1 2 0 和W F M 7 1 2 0 所具有的 CaptureVu 捕獲功能能夠捕獲和保存一個(gè)視頻幀的完整視頻數(shù)據(jù)，并且能將已捕獲的數(shù)據(jù)以波形、矢量、色域和圖像方式顯示在儀器的屏面上。與通常的“凍 結(jié)”捕獲模式不同，利用WFM6120和 WFM7120的CaptureVu功能，可以在某一顯示畫面(例如波形顯示)上將實(shí)際信號(hào)與已捕獲的數(shù)據(jù)信號(hào)進(jìn)行比較。而后還可以在其它顯示

67、畫面(例如矢量或圖像顯示)上進(jìn)行同樣的實(shí)際信號(hào)/已捕獲數(shù)據(jù)的比較。</p><p>　　除了用戶手動(dòng)的捕獲方式之外，儀器還可以通過(guò)觸發(fā)捕獲的方式來(lái)自動(dòng)采集突發(fā)特定故障時(shí)的數(shù)據(jù)。這種觸發(fā)捕獲方式對(duì)于查找間斷性的故障或者捕獲遠(yuǎn)程站點(diǎn)的故障狀態(tài)數(shù)據(jù)是特別有用的。在捕獲之后，您可以利用各種顯示方式并調(diào)用各種設(shè)置進(jìn)行深入的研究從而排除故障。</p><p>　　利用捕獲功能，可以先保存某一視頻設(shè)備(

68、例如攝像機(jī))生成的視頻幀數(shù)據(jù)，然后將它作為配置其它視頻設(shè)備的參考數(shù)據(jù)，這樣可以很方便地使被比較設(shè)備之間的視頻特性相互匹配。</p><p>　　(2)FlexVuTM 顯示界面－集4 種儀器于一身</p><p>　　WFM6120和WFM7020/WFM7120系列均配備有集成的XGA分辨率顯示器，并且使用了泰克公司的FlexVuTM用戶界面。利用FlexVu 特性，幾乎能夠以任何方式將

69、4 種不同的監(jiān)視和測(cè)量顯示區(qū)域同時(shí)組合在一起。與那些預(yù)先確定顯示組合方式的儀器不同，F(xiàn)lexVu 特性的顯示組合方式幾乎沒(méi)有什么限制。FlexVu 能夠創(chuàng)建多種不同的顯示屏面以充分滿足 您的特定需求和適合于您的工作實(shí)際需要。</p><p>　　(3)波形顯示－快速檢驗(yàn)和調(diào)整重要信號(hào)參數(shù)</p><p>　　在WFM6120和WFM7020/WFM7120系列中，可以利用視頻波形顯示即采用

70、 RGB、YPbPr、YRGB或復(fù)合格式在平坦濾波或低通濾波下顯示數(shù)字視頻信號(hào)。利用復(fù)合模擬視頻信號(hào)的波形顯示，在亮度濾波、色度濾波或亮度＋色度濾波的模式下顯示NTSC和PAL信號(hào)。信號(hào)的顯示方式既可以是并列式，也可以是疊加式，還可以是帶有黑電平設(shè)置選擇的復(fù)合格式顯示。儀器具有多種波形顯示的掃描速率，能夠十分方便地以觸屏方式控制垂直增益和水平擴(kuò)展，有助于有效地監(jiān)視并測(cè)量視頻波形參數(shù)。利用FlexVuTM顯示功能，能夠觀察到同一信號(hào)的4種

71、不同配置的波形顯示。利用儀器的同時(shí)輸入選件，可以用并列方式對(duì)不同來(lái)源的信號(hào)進(jìn)行比較。</p><p>　　(4)矢量、閃電和SCH 相位顯示－精確控制 彩色參數(shù)</p><p>　　在矢量顯示模式中，提供了用戶可選擇的刻度、彩色定位小盒（對(duì)應(yīng)于75％彩條和100％彩條）以及彩色坐標(biāo)軸。利用閃電顯示可以觀察亮度幅度和色度幅度，可以利用彩條信號(hào)來(lái)檢查各分量通道間的定時(shí)。利用SCH相位顯示，有助

72、于快速查驗(yàn)復(fù)合模 擬視頻信號(hào)的關(guān)鍵定時(shí)參數(shù)。</p><p>　　(5)泰克公司獨(dú)有的色域顯示－檢測(cè)和校正 色域錯(cuò)誤更有效</p><p>　　享有專利的鉆石顯示、分離鉆石顯示和箭頭色域顯示簡(jiǎn)化了色域符合性驗(yàn)證的 過(guò)程。分離鉆石顯示為識(shí)別和校正數(shù)字視頻信號(hào)中RGB色域錯(cuò)誤提供了方便。對(duì)于由數(shù)字視頻信號(hào)生成的復(fù)合模擬視頻信號(hào)，可以利用箭頭顯示進(jìn)行檢查，它能夠縮短復(fù)合視頻信號(hào)的色域符 合性驗(yàn)證

73、的所需時(shí)間。至于整個(gè)傳送鏈 路中的內(nèi)容符合性檢查， 可采用 FlexVuTM 技術(shù)以同時(shí)監(jiān)視上述兩種色域顯示(分離鉆石和箭頭)，從而迅速地提高內(nèi)容符合性的置信度。此外，對(duì)于特定的色域符合性標(biāo)準(zhǔn)，用戶可以選擇使用的顯示圖形的色域門限值，以激活相關(guān)的色域超出告警。</p><p>　　(6)定時(shí)顯示- 簡(jiǎn)化系統(tǒng)定時(shí)調(diào)整</p><p>　　享有專利的泰克公司定時(shí)顯示使系統(tǒng)的定時(shí)調(diào)整更為方便。它

74、是在一種簡(jiǎn)潔的圖形中給出了被測(cè)輸入信號(hào)(以圖形中的 圓周表示)相對(duì)于參考信號(hào)(以十字線表 示)的定時(shí)圖示。</p><p>　　當(dāng)定時(shí)正確時(shí)，圓周的中心位于十字線處，同時(shí)圓周的顏色由紅色轉(zhuǎn)為綠色。在定時(shí)顯示中，還給出了相對(duì)參考信號(hào)的定時(shí)差的數(shù)字讀數(shù)，場(chǎng)定時(shí)差以行數(shù)表示，行定時(shí)差則以μs 表示。使用SIM選件，還可以給出輸入信號(hào)的模擬/數(shù)字定時(shí)或數(shù)字/ 數(shù)字的定時(shí)顯示。</p><p>　　

75、(7)圖像顯示－快速、直觀、準(zhǔn)確的內(nèi)容調(diào)整</p><p>　　WFM6120 和WFM7020/WFM7120能夠在全彩色圖像顯示器上顯示被測(cè)輸入信號(hào)的視頻內(nèi)容。以全屏或者在4個(gè)分屏面上顯示輸入信號(hào)的圖像。對(duì)于不同的輸入格式，能夠自動(dòng)調(diào)整圖像顯示器以表現(xiàn)完整的圖像內(nèi)容。</p><p>　　在圖像顯示器上也可以顯示內(nèi)容編碼和解碼的隱蔽字幕數(shù)據(jù)(EIA608格式)，這樣就可以驗(yàn)證這類重要的

76、附屬數(shù)據(jù)。</p><p>　　在圖像顯示器中給出了幾種安全區(qū)刻度，編輯人員可以從中選擇您需要的那一種刻度以迅速驗(yàn)證圖像區(qū)、標(biāo)題區(qū)或圖標(biāo)的定位是否正確。安全區(qū)和安全標(biāo)題區(qū)的刻度是按照SMPTE、ITU和ARIB標(biāo)準(zhǔn)定義的，用戶也可以定義自己的安全區(qū)刻度。利用FlexVu 功能，編輯人員可以在幾種不同的刻度下觀察兩個(gè)或多個(gè)圖像以確定不同格式和不同標(biāo)準(zhǔn)的圖像區(qū)位置是否正確。</p><p>　

77、　還可以選擇“brightup”(加亮)以在圖像顯示器上標(biāo)明RGB 或復(fù)合色域錯(cuò)誤。加亮的行和樣值給出了當(dāng)前被選行或被選視頻數(shù)據(jù)樣值的位置。在消隱模式中，能夠迅速驗(yàn)證當(dāng)前是否存在ANC數(shù)據(jù)。</p><p>　　(8)告警、質(zhì)量統(tǒng)計(jì)和日志記錄－全面而又 快速的內(nèi)容驗(yàn)證</p><p>　　在WFM6120 和WFM7020/WFM7120 波形監(jiān)視器中，均提供了信號(hào)監(jiān)視“status at

78、 a glance” (狀態(tài)一覽)的各種顯示，這樣可以迅速、全面地給出內(nèi)容驗(yàn)證報(bào)告。</p><p>　　利用告警狀態(tài)顯示，操作人員和技術(shù)人員可以快速地檢測(cè)到視頻信號(hào)中的故障,包括色域錯(cuò)誤、EDH和CRC 錯(cuò)誤、SDI格式問(wèn)題等等。儀器提供了好幾種告警提示方法，如屏幕上的出錯(cuò)圖標(biāo)、聲響告警、接地控制盒的告警輸出和SNMP陷阱等。</p><p>　　為了對(duì)內(nèi)容的符合性作出驗(yàn)證并整理成文檔，

79、在儀器的視頻屏幕報(bào)告( Video Session display)中給出了有關(guān)信號(hào)質(zhì)量統(tǒng)計(jì)的重要狀態(tài)信息，例如誤碼秒、出錯(cuò)的百分比等。</p><p>　　為支持無(wú)人值守監(jiān)視，以及提供維護(hù)記 錄或服務(wù)質(zhì)量協(xié)議的文檔，儀器記載了 告警事件和其它重要事件(例如信號(hào)格式 的轉(zhuǎn)換)。在日志記錄項(xiàng)上附有日期、時(shí)間和時(shí)間碼參考 (VITC、ATC 或LTC) 之類的時(shí)間標(biāo)記。WFM6120和WFM7020/ WFM7120

80、 均提供了附屬數(shù)據(jù)監(jiān)視功能。其中包括監(jiān)視由EIA608、EIA708和ARIB 標(biāo)準(zhǔn)定義的隱蔽字幕內(nèi)容格式。</p><p>　　利用儀器的同時(shí)輸入選件，在信號(hào)的出錯(cuò)告警顯示中還包含雙路輸入的出錯(cuò)日 志記錄，并在狀態(tài)欄中給出了出錯(cuò)的信號(hào)來(lái)源。</p><p>　　(9)A/B 兩路輸入同時(shí)監(jiān)視</p><p>　　A/B兩路輸入同時(shí)監(jiān)視選件 (SIM選件)為儀器的多

81、格式環(huán)境應(yīng)用增加了新的功能。利用A/B 兩路輸入同時(shí)監(jiān)視選件可以同時(shí)監(jiān)視兩路輸入信號(hào)，操作人員能夠據(jù)此迅速作出判斷：視頻故障究竟是在輸入信號(hào)中還是由他們系統(tǒng)內(nèi)部所引起。 通過(guò)對(duì)輸入信號(hào)和輸出信號(hào)的比較，此時(shí)工程技術(shù)人員就可以快速檢測(cè)、排查、 診斷并解決由某一視頻設(shè)備或由視頻系統(tǒng)鏈路引起的故障。因此，這個(gè)選件在格式轉(zhuǎn)換時(shí)是非常有用的，因?yàn)樗梢宰鞒鐾该鞯牟轵?yàn)。</p><p>　　配置靈活，可顯示被監(jiān)視的兩路輸入信

82、號(hào)，包括波形/圖像和波形/音頻顯示同時(shí)提供故障檢測(cè)、狀態(tài)報(bào)告、信號(hào)告警和出錯(cuò)日志記錄與享有專利的定時(shí)顯示相配合，可用于系統(tǒng)的定時(shí)查驗(yàn)，對(duì)每路信號(hào)源進(jìn) 行定時(shí)測(cè)量，既可以使用外接參考信 號(hào)，也可以使用其它輸入信號(hào)作為定時(shí)參考每一通道的音頻和視頻簡(jiǎn)報(bào)是相互獨(dú)立的利用SIM選件，可進(jìn)行數(shù)字/數(shù)字或模擬/數(shù)字之間的定時(shí)測(cè)量。利用儀器可保存定時(shí)偏置的特性，可以保存某路信號(hào)的定時(shí)，而后顯示出當(dāng)前信號(hào)與已保存的偏置之間的相對(duì)定時(shí)。</p>

83、<p>　　(10)雙鏈路 (Dual link) 功能</p><p>　　WFM7120 的雙鏈路 (Dual link) 選件增加了新的功能，對(duì)于高端節(jié)目制作、后期節(jié)目應(yīng)用和設(shè)備制造商而言，有了這一選件，他們就可以無(wú)縫地使用他們?cè)赟D/ HD-SD已經(jīng)熟悉的全部監(jiān)視功能來(lái)處理雙鏈路（Dual link）信號(hào)，從而實(shí)現(xiàn)由 SD/HD-SDI到雙鏈路 (Dual link) 的無(wú)縫轉(zhuǎn)換。</

84、p><p>　　(11)SMPTE 372M 標(biāo)準(zhǔn)的符合性</p><p>　　按照SMPTE 352M 標(biāo)準(zhǔn)自動(dòng)配置視頻 凈荷ID (Video Payload ID)提供雙鏈路 (Dual link)的波形、矢量、色域、圖像、定時(shí)、狀態(tài)顯示等 絕大多數(shù)的雙鏈路(Dual link) 監(jiān)視運(yùn)行方式與正常的HD/SD-SDI監(jiān)視方式相同兩路輸入自動(dòng)組合，A和B鏈路之間的定時(shí)差可以自動(dòng)補(bǔ)償如果有

85、A l p h a通道則在圖像模式或 WFM 中可選擇顯示能夠監(jiān)視兩個(gè)鏈路中是否存在嵌入音 頻</p><p>　　(12)SDI信號(hào)測(cè)量和數(shù)據(jù)分析－用來(lái)解決 最具有挑戰(zhàn)性的問(wèn)題</p><p>　　WFM6120和WFM7120系列為監(jiān)視和測(cè)量SDI 信號(hào)參數(shù)提供了如下選件：</p><p>　　對(duì)于基本的SDI信號(hào)監(jiān)視，選件EYE具有眼圖顯示，以及抖動(dòng)和關(guān)鍵電纜

86、參數(shù)的讀數(shù)顯示 </p><p>　　對(duì)于更全面的SDI信號(hào)測(cè)量，選件PHY 具有選件EYE 的全部功能，此外還包括抖動(dòng)的波形顯示以及自動(dòng)眼圖參數(shù) 測(cè)量</p><p>　　WFM6120 配備選件EYE 和PHY 后可以測(cè)量SD-SDI信號(hào)參數(shù)。</p><p>　　WFM7120 配備選件EYE 和PHY 后可以測(cè)量SD-SDI和HD-SDI 信號(hào)參數(shù)。<

87、/p><p>　　EYE 和PHY 兩個(gè)選件均可以按3-Eye、 10-Eye (SD-SDI) 或20-Eye (HD-SDI) 模式顯示眼圖。在上述顯示中，還可以游標(biāo)來(lái)手動(dòng)測(cè)量眼圖參數(shù)以及用戶選擇的時(shí)鐘帶寬，這樣有助于排除抖動(dòng)分量的影響。選件PHY可以自動(dòng)測(cè)量眼高的幅度、上升時(shí)間和下落時(shí)間。</p><p>　　在EYE 和PHY 這兩個(gè)選件中，均使用相位解調(diào)技術(shù)并可選擇濾波器以連續(xù)監(jiān)視

88、和測(cè)量與視頻場(chǎng)頻相關(guān)的定時(shí)抖動(dòng)或校準(zhǔn)抖動(dòng)的峰峰值幅度。</p><p>　　一種易于了解的抖動(dòng)度量有利于數(shù)字抖動(dòng)讀數(shù)。利用選件PHY顯示抖動(dòng)波形，便于工程技術(shù)人員查驗(yàn)大量的、與視頻行 和場(chǎng)頻相關(guān)的信號(hào)抖動(dòng)，對(duì)于定時(shí)抖動(dòng)和校準(zhǔn)抖動(dòng)，可在10Hz-100kHz中選擇 濾波器帶寬。</p><p>　　在SDI 信號(hào)狀態(tài)中提供了一些重要信號(hào)參數(shù)的報(bào)告。這些信號(hào)參數(shù)包括信號(hào)強(qiáng)度、電纜損耗和基于用戶

89、選擇電纜型號(hào)的估算長(zhǎng)度。利用FlexVuTM顯示功能，您可以同時(shí)顯示定時(shí)抖動(dòng)和校準(zhǔn)抖動(dòng)的數(shù) 值，電纜參數(shù)值和各種形式的眼圖，這樣有助于診斷和解決與SDI 定時(shí)抖動(dòng)或電 纜損耗相關(guān)的故障。</p><p>　　為了更有效地檢測(cè)和和診斷數(shù)字視頻數(shù) 據(jù)中的錯(cuò)誤，WFM6120 和WFM7120 可 配置選件DAT，它包含有彩色編碼數(shù)據(jù) 字顯示、視頻數(shù)據(jù)的邏輯波形和用戶特 定附屬數(shù)據(jù)包中的數(shù)據(jù)字顯示。</p>

90、<p>　　(13)信號(hào)輸入和輸出、外圍器件和通信接口－視頻系統(tǒng)的常用接口</p><p>　　在數(shù)字視頻選件SD標(biāo)準(zhǔn)型和選件HD中，具有兩路SDI輸入，并可把您選擇的輸入信號(hào)切換為信號(hào)輸出。在模擬視頻選件(選件CPS)中，具有兩路帶有無(wú)源環(huán)通輸出的復(fù)合模擬視頻輸入。</p><p>　　WFM6120 和WFM7020/WFM7120 可以檢測(cè)輸入信號(hào)的格式并自動(dòng)將儀器配置

91、到相應(yīng)格式的設(shè)置。如果施加的外接參考信號(hào)的格式與輸入信號(hào)不兼容，那么儀器將給出格式不符的信息。</p><p>　　音頻選件AD 最多支持12 路模擬音頻輸入和8 路模擬音頻輸出。選件DDE提供了多達(dá)16 路AES/EBU 輸入通道和8 路 AES/EBU 輸出通道。所有的音頻選件均可將音頻輸出到前面板耳機(jī)插口。</p><p>　　在儀器的前面板上設(shè)有USB 端口，利用它可以很方便地將已

92、捕獲的數(shù)據(jù)或儀器 的設(shè)置保存在USB 記憶棒上，并且可將已捕獲的數(shù)據(jù)或儀器的設(shè)置傳送給另一 儀器。</p><p>　　WFM6120 和WFM7020/WFM7120 均具 有10/100Base-T以太網(wǎng)連接，可以使用 標(biāo)準(zhǔn)的Web瀏覽器進(jìn)行遠(yuǎn)程訪問(wèn)和控 制。您可以使用以太網(wǎng)接口下載儀器的預(yù)置和出錯(cuò)記錄，或者打印屏幕內(nèi)容以 長(zhǎng)久保存。</p><p>　　對(duì)于簡(jiǎn)單的遙控，可以使用接地屏

93、蔽的 遙控接口以指示告警條件或執(zhí)行儀器的 預(yù)置操作。利用SNMP接口，可以十分方 便地與網(wǎng)絡(luò)管理軟件集成在一起。</p><p><b>　　2.2視頻特性</b></p><p>　　2.2.1視頻信號(hào)劣化的評(píng)估的意義</p><p>　　在模擬NTSC 或PAL 制式中，我們所討論過(guò)的某些信號(hào)劣化現(xiàn)象在標(biāo)準(zhǔn)清晰度量視頻中不太重要。在向高清晰

94、度視頻過(guò)渡時(shí)，信號(hào)的劣化再次引起關(guān)注甚至更為重要。如果我們考慮實(shí)際模擬效果，則信號(hào)的劣化都是相同的。我們追求模擬信號(hào)的完美以避免彩色視頻質(zhì)量的劣化，但在高清晰度中我們將著手觀察缺陷本身。通過(guò)觀察這些缺陷，我們將得出這個(gè)視頻的一些指標(biāo)信息。</p><p>　　2.2.2 常用視頻信號(hào)特性</p><p><b>　　(1)視頻幅度</b></p><

95、;p>　　自有電視以來(lái)，信號(hào)通過(guò)系統(tǒng)的單位增益就是一個(gè)基本概念。視頻幅度的標(biāo)準(zhǔn)化使我們?cè)谠O(shè)計(jì)每個(gè)系統(tǒng)部件時(shí)以求得最佳的信噪比性能，并能實(shí)現(xiàn)信號(hào)和信號(hào)路徑的自由交換。視頻波形監(jiān)視器，它是示波器的專用形式，可用于測(cè)量視頻幅度。在設(shè)置模擬視頻幅度時(shí)，對(duì)信號(hào)路徑中最后一個(gè)設(shè)備的輸出電平調(diào)整并非十分方便。信號(hào)傳送路徑中的每個(gè)設(shè)備均應(yīng)進(jìn)行幅度調(diào)整，以使視頻信號(hào)在由輸入到輸出間得到適當(dāng)?shù)膫鬏敗?lt;/p><p>　　在數(shù)字

96、格式中，保持正常的視頻幅度更為重要。幅度正常的模擬視頻在進(jìn)入系統(tǒng)時(shí)，在數(shù)字化的過(guò)程中可保證最佳的量化電平數(shù)，從而產(chǎn)生滿意的圖像。信號(hào)幅度的最大偏差應(yīng)在容限之內(nèi)以保證視頻電壓幅度不會(huì)超出數(shù)字化的范圍。除了保持正確的彩色平衡、對(duì)比度和亮度，視頻幅度還應(yīng)當(dāng)控制在色域容限內(nèi)，傳輸過(guò)程中信號(hào)保持合法，在轉(zhuǎn)換為其它視頻格式時(shí)保持有效。在設(shè)計(jì)適當(dāng)?shù)膯挝辉鲆娴囊曨l系統(tǒng)中，視頻幅度的調(diào)整應(yīng)能在信號(hào)源端進(jìn)行，并在輸出端予以校正。</p>&l

97、t;p><b>　　(2)信號(hào)幅度</b></p><p>　　在模擬系統(tǒng)中，演播室各分量間的信號(hào)是一種可變的電壓信號(hào)，它直接代表著視頻。采用相應(yīng)制式的模擬波形監(jiān)視器，可以很方便地觀察到模擬視頻信號(hào)的電壓電平，并清楚地顯示出相關(guān)的定時(shí)信息。</p><p>　　在數(shù)字視頻系統(tǒng)中，信號(hào)在傳輸層中是一種數(shù)據(jù)“載波”；而數(shù)據(jù)流則代表視頻信息。這種數(shù)據(jù)是一連串模擬電壓的

98、變化值，它應(yīng)按照一定的比率能夠正確地分辨出電平的高低，并能提供有關(guān)內(nèi)容的信息。傳輸層是一種模擬信號(hào)路徑，它將其輸入信號(hào)運(yùn)載至目的端。。</p><p>　　使用高頻示波器或波形監(jiān)視器可以觀察到傳輸層中的數(shù)字信號(hào)，泰克公司的WFM700M則可用于標(biāo)準(zhǔn)清晰度和高清晰度數(shù)字格式。在波形監(jiān)視器的眼圖模式中，它能象模擬取樣示波器那樣操作，其顯示掃描頻率為視頻速率。示波器的帶寬應(yīng)足夠?qū)?，反射損耗應(yīng)足夠大，測(cè)量游標(biāo)應(yīng)經(jīng)過(guò)適當(dāng)?shù)?/p>

99、校正，以對(duì)輸入數(shù)據(jù)信號(hào)進(jìn)行精確的測(cè)量。傳輸層中迅速變化的數(shù)據(jù)是一連串的“1”和“0”，它們相互疊加的結(jié)果就形成了眼圖。眼圖測(cè)試是十分有效的。當(dāng)監(jiān)視器與被測(cè)器件相連并使用短電纜傳輸，可將監(jiān)視器置于非均衡模式。在長(zhǎng)電纜傳輸時(shí)，數(shù)據(jù)有可能淹沒(méi)在噪聲中，此時(shí)應(yīng)使用監(jiān)視器的均衡模式。均衡模式可用于余量測(cè)定，但它不能給出被測(cè)器件輸出端信號(hào)的準(zhǔn)確指示。WFM700 還可提供附加的傳輸層信息，例如抖動(dòng)、上升時(shí)間、眼開(kāi)度、反射以及被接收數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)分析。由

100、于數(shù)據(jù)傳輸流包含的分量變化較大，低速率為270Mb/s的ITU－R BT.601 標(biāo)準(zhǔn)清晰度分量視頻，高速率為2.970Gb/s 的某些高清晰度格式，數(shù)據(jù)1和0將會(huì)重疊顯示在視頻波形監(jiān)視器上。由于在眼圖中我們所觀察到的是許多字的累計(jì)數(shù)據(jù)，因此它的優(yōu)點(diǎn)是可以確定那些可能對(duì)眼開(kāi)度造成影響使接收機(jī)難于恢復(fù)</p><p><b>　　(3)頻率響應(yīng)</b></p><p>

101、　　在模擬視頻系統(tǒng)中，在經(jīng)過(guò)長(zhǎng)電纜傳輸后，有必要對(duì)視頻信息段的高頻部分的丟失進(jìn)行補(bǔ)償，使視頻信號(hào)的頻率響應(yīng)經(jīng)過(guò)均衡處理。其目的是使系統(tǒng)的每一級(jí)均為“平坦”狀態(tài)，這樣當(dāng)所有的視頻頻率成分通過(guò)系統(tǒng)時(shí)既無(wú)凸起，也無(wú)下凹。多波群測(cè)試信號(hào)可用于頻率響應(yīng)的快速判斷并作任何必需的調(diào)整。在輸出級(jí)中，如果多波群信號(hào)中某一頻率組未處于同一幅度，就可通過(guò)均衡視頻分配放大器進(jìn)行補(bǔ)償，使多波群測(cè)試信號(hào)恢復(fù)至原來(lái)的狀態(tài)。</p><p>　

102、　在數(shù)字系統(tǒng)中，高頻損失僅對(duì)傳輸數(shù)據(jù)流（傳輸層）的能量有所影響而不會(huì)影響到數(shù)據(jù)數(shù)字（數(shù)據(jù)層），因此也不會(huì)影響到視頻信號(hào)的細(xì)節(jié)和彩色，除非高頻損失太大，以致數(shù)據(jù)數(shù)字不能恢復(fù)。數(shù)字接收機(jī)中的均衡器可以自動(dòng)補(bǔ)償輸入信號(hào)中的高頻損失。數(shù)字系統(tǒng)的設(shè)計(jì)人員應(yīng)使傳輸電纜足夠短，以實(shí)現(xiàn)幾乎100％的數(shù)據(jù)完整性，這樣就無(wú)需對(duì)頻率響應(yīng)進(jìn)行調(diào)整。視頻頻響的任何惡化都將來(lái)自模擬過(guò)程。</p><p><b>　　(4)群時(shí)延&

103、lt;/b></p><p>　　標(biāo)準(zhǔn)清晰度系統(tǒng)中的模擬視頻信號(hào)，如果大致有10MHz 的帶寬，那么它在整個(gè)0 至6MHz 的范圍內(nèi)就具有非常平坦的頻率響應(yīng)，在此頻率范圍內(nèi)，包含有最多的視頻能量。群時(shí)延誤差，有時(shí)稱為包絡(luò)時(shí)延或相頻特性誤差，會(huì)使各頻率段的能量通過(guò)系統(tǒng)的時(shí)間不一致，其效果通常與帶寬限制有關(guān)。當(dāng)視頻電平在高低之間快速變化時(shí)，由于群時(shí)延的存在，將在電平變化處產(chǎn)生過(guò)沖或使過(guò)渡段變得平滑。在復(fù)合NTS

104、C 或PAL 電視制式中，群時(shí)延誤差將造成彩色在對(duì)應(yīng)亮度信號(hào)的左側(cè)或右側(cè)出現(xiàn)偏離。群時(shí)延誤差主要來(lái)自于NTSC/PAL 編碼器，聲音濾波器，以及大功率發(fā)射設(shè)備中的殘留邊帶濾波器，當(dāng)然，還有電視接收機(jī)NTSC 或PAL 解碼器中用以補(bǔ)償色度信號(hào)的帶通濾波器。就實(shí)際運(yùn)行而言，為了控制整個(gè)傳輸系統(tǒng)中的群時(shí)延誤差，大量的工作應(yīng)在模擬發(fā)射設(shè)備中進(jìn)行。然而，在例行維護(hù)中，應(yīng)當(dāng)在模擬演播室設(shè)施中對(duì)群時(shí)延誤差或相位誤差進(jìn)行查驗(yàn)，以判斷某些單個(gè)器件工作是

105、否正常。使用脈沖和條測(cè)試信號(hào)，可以很容易地對(duì)演播室設(shè)施進(jìn)行群時(shí)延檢查。</p><p>　　復(fù)合脈沖和條測(cè)試信號(hào)在測(cè)量系統(tǒng)的相位特性時(shí)是十分有用的。在復(fù)合系統(tǒng)測(cè)試中，副載波頻率能量調(diào)制在12.5T 或20T 脈沖上，這種測(cè)試信號(hào)用于快速查驗(yàn)色度/ 亮度時(shí)延以及副載波頻率與較低頻率的相對(duì)增益。在測(cè)試信號(hào)中，平坦的基線表示增益和時(shí)延都是正確的。</p><p>　　更復(fù)雜的群時(shí)延測(cè)量可以使用多

106、脈沖或sinx/x 脈沖信號(hào)，作為在視頻信號(hào)中傳送數(shù)據(jù)（如圖文電視或同步傳聲）時(shí)的群時(shí)延指示。</p><p>　　數(shù)字視頻系統(tǒng)分量在與模擬域相互變換的過(guò)程中，所采用的編碼/解碼設(shè)備包含了用于消除混疊干擾和數(shù)據(jù)重建的濾波器。在標(biāo)準(zhǔn)清晰度分量視頻通道中，這種濾波器的截止頻率大約為5.75MHz 和2.75MHz。在數(shù)字高清晰度格式中，濾波器的相應(yīng)截止頻率大約為30MHz(亮度信號(hào))和15MHz(色度信號(hào))。這種用于