視頻信號(hào)的傳輸距離和標(biāo)準(zhǔn)

1、視頻信號(hào)的傳輸距離和標(biāo)準(zhǔn)視頻信號(hào)的傳輸距離和標(biāo)準(zhǔn)發(fā)表于2006-2-22本篇章主要通過技術(shù)語(yǔ)言的方式來講解什么是視頻信號(hào),視頻信號(hào)在傳輸過程中的傳輸特性,主要解釋的是視頻信號(hào)的傳輸距離到底為多遠(yuǎn)?如果超出這個(gè)距離會(huì)有什么影響?75-7電纜為236米75-5電纜為150米,75(按照國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)計(jì)算:75按照國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)計(jì)算:制視頻標(biāo)準(zhǔn)一、什么是PAL制視頻標(biāo)準(zhǔn)視頻傳輸 0-6M頻率響應(yīng)限定要求 。在0.5-5M帶寬內(nèi),系統(tǒng)頻率特性上下波動(dòng)限定在±0.75db(±8%,6M限定在+0.75-3db,這是主要特性,還有其他一些失真度指標(biāo)要求。一般420-480TVL的中高清晰度攝像機(jī)的

2、視頻信號(hào),其4-6M的頻率成份不可忽視。視頻信號(hào)的各種頻率成分的組成隨不同拍攝的鏡頭(取景而變化:細(xì)節(jié)變化小的鏡頭(如一面光墻,高頻分量弱;細(xì)節(jié)變化多的鏡頭(如花叢、頭發(fā),高頻分量十分豐富。視頻信號(hào)的評(píng)價(jià)指標(biāo)二、視頻信號(hào)的評(píng)價(jià)指標(biāo)圖像質(zhì)量的主觀評(píng)價(jià)的局限性A 工程中大多用主觀評(píng)價(jià),規(guī)范中也提出了圖像質(zhì)量的"五級(jí)損傷"評(píng)價(jià)方法。這個(gè)方法,在衛(wèi)星電視、微波模擬電視傳輸、有線電視、開路廣播電視等傳輸工程中,用得較多,也比較現(xiàn)實(shí)。這是因?yàn)樵谶@些傳輸系統(tǒng)中,系統(tǒng)積累噪聲與外界干擾較大,信噪比是比較主要的矛盾。從圖像畫面上,就很容易看到噪聲和干擾。根據(jù)對(duì)圖像影響的程度分成五級(jí)評(píng)分標(biāo)準(zhǔn),

3、一般要達(dá)到四級(jí)以上:即:雖有些噪聲和干擾,但對(duì)畫面影響很小。B 圖像五級(jí)損傷的主觀評(píng)價(jià)一般在有線電視和開路電視工程中,在用戶端用的較多,主要是因?yàn)閿?shù)量大、設(shè)備檢測(cè)困難等原因。但在衛(wèi)星及微波接收設(shè)備和工程、有線傳輸設(shè)備和工程中,主觀評(píng)價(jià)只是方法和原則之一,更重要的是一些失真度指標(biāo)的測(cè)量。如多波群,微分增益,微分相位,色亮增益差、色亮相位差、信噪比等等幾十個(gè)參數(shù)。 C 根據(jù)畫面情況的主觀評(píng)價(jià)方法有局限性,這是因?yàn)? 評(píng)價(jià)的畫面千變?nèi)f化,很難掌握標(biāo)準(zhǔn)。 更重要的是,一個(gè)具體畫面的視頻信號(hào),很難包括PAL 制視頻標(biāo)準(zhǔn)的各種技術(shù)特性。如頻率特性,用一部480線的高分辨率攝像機(jī)拍攝一個(gè)單位的大院,其視頻信

4、號(hào)中,基本沒有4-6M 的高頻頻率成分,其畫面與420線,甚至于與380線的攝像機(jī)拍攝的同一個(gè)畫面一樣,分不出高低;再如,我國(guó)監(jiān)控市場(chǎng)上賣的一些臺(tái)灣的視頻放大器、無線攝像機(jī)和小微波傳輸設(shè)備等,大都視頻帶寬只有4M,用來放大和傳輸一般圖像信號(hào)通常認(rèn)為"還可以",但放大和傳輸高清晰度視頻信號(hào)時(shí),就明顯不行;這也是主觀評(píng)價(jià)無法解決的。 主觀評(píng)價(jià)還與監(jiān)視器的質(zhì)量和水平有關(guān),普通監(jiān)視器只能分辨350線彩色信號(hào),對(duì)高分辨率信號(hào)不反應(yīng),主觀評(píng)價(jià)同樣無法判斷。 監(jiān)控系統(tǒng)中的圖像,都是直接使用攝像機(jī)的原信號(hào):信噪比足夠高,干擾也很小。這就會(huì)出現(xiàn)信噪比很高,主觀評(píng)價(jià)得分也很高,但許多視頻指標(biāo)卻

5、不合格的實(shí)際情況。 還有一種新情況:數(shù)字視頻問題很難掌握,根據(jù)經(jīng)驗(yàn),不要說圖像像素352*288的情況,即使640*480像素的圖像質(zhì)量,恐怕也難以達(dá)到高清晰度要求。三、線纜的傳輸特性線纜的傳輸特性-""衰減頻率特性衰減頻率特性""同軸電纜廠家,一般只給出幾十到幾百兆赫的幾個(gè)射頻點(diǎn)的衰減數(shù)據(jù),都還沒有提供視頻頻段的詳細(xì)數(shù)據(jù)和特性;我們對(duì)典型的SYWV75-5、7/64編電纜進(jìn)行了研究測(cè)試。 同軸傳輸特性基本特點(diǎn):A、電纜越細(xì),衰減越大:如75-7電纜1000米的衰減,與75-5電纜600多米衰減大致相當(dāng),或者說1000米的75-7電纜傳輸效果與75-5電

6、纜600多米電纜傳輸效果大致相當(dāng);B、.電纜越長(zhǎng),衰減越大:如75-5電纜750米,6M頻率衰減的"分貝數(shù)",為1000米衰減"分貝數(shù)"的75%,即15db;2000米(1000+1000衰減為20+20=40db,其他各頻率點(diǎn)的計(jì)算方法一樣。依照上面1000米電纜測(cè)試數(shù)據(jù),計(jì)算不同長(zhǎng)度電纜衰減時(shí),請(qǐng)記住"分貝數(shù)是加減關(guān)系"或"衰減分貝數(shù)可以按照強(qiáng)度變化的百分比關(guān)系計(jì)算",就可以靈活運(yùn)用了;C、頻率失真特性:低頻衰減少,高頻衰減大。高/低邊頻衰減量之差,可叫做"邊頻差值",這是一個(gè)十分重要參數(shù)。

7、電纜越長(zhǎng),"邊頻差值"越大;充分認(rèn)識(shí)和掌握同軸電纜的這種 "頻率失真特性",這在工程上具有十分重要的意義;這是影響圖像質(zhì)量最關(guān)鍵的特性,也是工程中最容易被忽視的問題;視頻線纜的傳輸距離四、視頻線纜的傳輸距離經(jīng)常有人問:75-5電纜能傳多遠(yuǎn)?回答有300米,500米,600米,還有說1000多米也可以的。為什么會(huì)有這么多答案呢?原因是沒有一個(gè)統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)。既然工程中同軸電纜是用來傳輸視頻信號(hào)的,而視頻傳輸最后又體現(xiàn)為圖像,所以談同軸電纜和同軸視頻傳輸技術(shù)應(yīng)用,就離不開圖像質(zhì)量,離不開決定圖像質(zhì)量的"視頻傳輸質(zhì)量"和標(biāo)準(zhǔn)。o 視頻傳輸標(biāo)準(zhǔn)的

8、參數(shù)很多,這里僅舉一個(gè)十分重要的"頻率特性"例子來理解。視頻圖像信號(hào)是由0-6M不同頻率分量組成的。低頻成分主要影響亮度和對(duì)比度,高頻分量主要影響色度、清晰度和分辨率。顯然,對(duì)視頻傳輸?shù)幕疽?不是只恢復(fù)攝像機(jī)原信號(hào)亮度、對(duì)比度就行了,而且還必須恢復(fù)攝像機(jī)原信號(hào)中各種頻率份量的相對(duì)比例關(guān)系。"恢復(fù)"不可能是100%,而是允許有一個(gè)"失真度"范圍要求的標(biāo)準(zhǔn)。這個(gè)"標(biāo)準(zhǔn)"的"失真度范圍",在圖像上用肉眼應(yīng)該是分辨不出來的。反過來說,如果在圖像上已經(jīng)能夠觀察出一點(diǎn)"失真"了,那不

9、管你主觀認(rèn)為圖像"還行,可以,不錯(cuò)"甚至"雙方認(rèn)可驗(yàn)收"等等,這時(shí)的視頻傳輸質(zhì)量,都是"不合格的"。要把工程圖像做好,首先就應(yīng)該選擇合格的傳輸設(shè)備,追求視頻傳輸質(zhì)量符合標(biāo)準(zhǔn)。這一點(diǎn),從目前國(guó)內(nèi)工程商的應(yīng)用上來看,還遠(yuǎn)沒引起足夠認(rèn)識(shí)。宏觀來看,我國(guó)監(jiān)控行業(yè)發(fā)展了20多年,工程圖像質(zhì)量不僅沒有提高反而有些下降,這不能不引起我們的關(guān)注和思考。o 視頻傳輸"標(biāo)準(zhǔn):由圖二可見,對(duì)于視頻傳輸,我國(guó)廣播級(jí)視頻失真度標(biāo)準(zhǔn)要求如圖a: 5M以下幅頻特性誤差范圍為±0.75db, 即91.7-109%;6M頻點(diǎn)為70.7-109%;監(jiān)

10、控行業(yè)的要求略低一些,如圖b,0-6M全范圍為±1.5db,即84-118.8%;這各傳輸頻率特性要求,與一般"3db通頻帶"的概念一樣;這里須強(qiáng)調(diào):要保證圖像質(zhì)量,視頻傳輸系統(tǒng)(產(chǎn)品的頻率失真范圍應(yīng)小于3db;"3db帶寬"這個(gè)標(biāo)準(zhǔn),適用于光纜、射頻、微波、同軸和雙絞線等各種視頻傳輸系統(tǒng)產(chǎn)品;這是為了保證圖像質(zhì)量,對(duì)視頻傳輸系統(tǒng)的要求。但還有一個(gè)誤區(qū):在工程中還是有不少人用主觀評(píng)價(jià)"工程圖像質(zhì)量好壞",甚至于用雙方是否認(rèn)可驗(yàn)收來說明"傳輸系統(tǒng)(設(shè)備"是否合格,這就有些本末倒置了。工程商這么做可能是&qu

11、ot;糊涂"傳輸設(shè)備廠家如果這么做,那可就是"蒙人"了,如果再利用媒體這么宣傳,那就是誠(chéng)心"誤導(dǎo)"了。o 攝像機(jī)信號(hào)不加信號(hào)補(bǔ)償,只用同軸電纜傳輸時(shí),按照"3db帶寬"這個(gè)標(biāo)準(zhǔn)要求,并結(jié)合上面的電纜衰減特性,75-5電纜,不超過3db失真度的電纜長(zhǎng)度計(jì)算方法是:1000米20db,20/3=6.67,1000/6.67=150米,75-7電纜為236米。不同廠家不同批次的電纜特性有一定差別,實(shí)際工程設(shè)計(jì)中,參照這個(gè)數(shù)據(jù)設(shè)計(jì)和施工,圖像質(zhì)量一般會(huì)有保證的。(準(zhǔn)確計(jì)算應(yīng)按照"邊頻差值"計(jì)算,上面計(jì)算忽略了低頻衰減-原作注o 實(shí)心聚乙烯絕緣電纜,衰減量大于物理發(fā)泡電纜。所以3db帶寬有效傳輸距離少于上面計(jì)算值,工程上大致可按90%左右估算。如實(shí)