視頻測量技術數(shù)字分量學習教案

1、會計學1視頻視頻(shpn)測量技術數(shù)字分量測量技術數(shù)字分量第一頁，共120頁。第2頁/共120頁第二頁，共120頁。第3頁/共120頁第三頁，共120頁。GY/T 224-2007第4頁/共120頁第四頁，共120頁。第5頁/共120頁第五頁，共120頁。第6頁/共120頁第六頁，共120頁。第7頁/共120頁第七頁，共120頁。第8頁/共120頁第八頁，共120頁。第9頁/共120頁第九頁，共120頁。第10頁/共120頁第十頁，共120頁。第11頁/共120頁第十一頁，共120頁。第12頁/共120頁第十二頁，共120頁。第13頁/共120頁第十三頁，共120頁。第14頁/共120頁第十

2、四頁，共120頁。第15頁/共120頁第十五頁，共120頁。第16頁/共120頁第十六頁，共120頁。4:2:21 Luminance sample Y2 Chrominance samples Cb, Cr亮度信號的取樣頻亮度信號的取樣頻率率(pnl)為為13.5MHz，兩個色差信號的取兩個色差信號的取樣頻率樣頻率(pnl)均為均為6.75MHz 第17頁/共120頁第十七頁，共120頁。第18頁/共120頁第十八頁，共120頁。第19頁/共120頁第十九頁，共120頁。-51.1mv 000ExcludedExcluded 766.3mv 3FF700.0mv 3AC 0.0mv 040B

3、lackPeak 6401023d940 3FC10193 003儲備電平儲備電平第20頁/共120頁第二十頁，共120頁。ExcludedZeroMax NegMax PosExcluded-350.0mv 040-400.0 mV 0000.0mv 200+350.0mv 3C0+399.2mv 3FF6405121023d960 3FC 1019 0033第21頁/共120頁第二十一頁，共120頁。第22頁/共120頁第二十二頁，共120頁。第23頁/共120頁第二十三頁，共120頁。為保證(bozhng)廣播級質(zhì)量的碼率：第24頁/共120頁第二十四頁，共120頁。第25頁/共120頁

4、第二十五頁，共120頁。HDTV合理碼率為SDTV的大約(dyu)4倍。為保證廣播級質(zhì)量的碼率：第26頁/共120頁第二十六頁，共120頁。第27頁/共120頁第二十七頁，共120頁。第28頁/共120頁第二十八頁，共120頁。n（4）對于級聯(lián)編解碼，盡量采用相同的）對于級聯(lián)編解碼，盡量采用相同的編碼算法編碼算法(sun f)和和GOP結構、采樣方式。結構、采樣方式。建議選用具備建議選用具備GOP結構重用功能的高質(zhì)量結構重用功能的高質(zhì)量編解碼設備，減少質(zhì)量的劣化。編解碼設備，減少質(zhì)量的劣化。n（5）提倡原碼上載、原碼編輯；板塊之）提倡原碼上載、原碼編輯；板塊之間相互調(diào)用素材文件時，盡量直接遷移

5、源間相互調(diào)用素材文件時，盡量直接遷移源格式文件，減少反復轉碼造成的質(zhì)量損傷。格式文件，減少反復轉碼造成的質(zhì)量損傷。第29頁/共120頁第二十九頁，共120頁。n（6）由于最終到戶的圖像會經(jīng)過多次的）由于最終到戶的圖像會經(jīng)過多次的編解碼，在臺內(nèi)各環(huán)節(jié)應使用盡可能高的編解碼，在臺內(nèi)各環(huán)節(jié)應使用盡可能高的碼率，或采用碼率，或采用(ciyng)主流碼率。主流碼率。n（7）根據(jù)）根據(jù)ITU-R BT.1203，節(jié)目制播環(huán)節(jié)，節(jié)目制播環(huán)節(jié)對圖像質(zhì)量的損傷必須控制在對圖像質(zhì)量的損傷必須控制在12%之內(nèi)。之內(nèi)。第30頁/共120頁第三十頁，共120頁。第31頁/共120頁第三十一頁，共120頁。第32頁/共1

6、20頁第三十二頁，共120頁。第33頁/共120頁第三十三頁，共120頁。第34頁/共120頁第三十四頁，共120頁。第35頁/共120頁第三十五頁，共120頁。第36頁/共120頁第三十六頁，共120頁。CbYCrYCbYCrYCbYCrYCbYCrYA/DA/DA/DYCbCr13.5MHz4:2:210 Parallel Bits10 Bit Parallel Samples at 27MHzParallel to Serial ConverterITU-R BT.601-2Serial Digital Component270Mb/s第37頁/共120頁第三十七頁，共120頁。第38頁

7、/共120頁第三十八頁，共120頁。第39頁/共120頁第三十九頁，共120頁。第40頁/共120頁第四十頁，共120頁。第41頁/共120頁第四十一頁，共120頁。第42頁/共120頁第四十二頁，共120頁。單位單位(dnwi)間隔間隔0.8 Volts+ 10%抖動抖動(dudng)0.2 UI p-p20% to 80%上升時間上升時間0.4 to 1.5 ns過沖單位間隔：UI 3.7ns 第43頁/共120頁第四十三頁，共120頁。第44頁/共120頁第四十四頁，共120頁。抖動(dudng)反射(fnsh)第45頁/共120頁第四十五頁，共120頁。第46頁/共120頁第四十六頁，

8、共120頁。n傳輸?shù)木嚯x（電纜損耗）和信號的電平n噪聲將直接影響眼圖的開啟度；n電纜或接口的反射將導致眼圖畸變；n信號的抖動和時鐘的重建將影響數(shù)據(jù)判斷；n 數(shù)字系統(tǒng)的關鍵是恢復(huf)正確的數(shù)碼流！第47頁/共120頁第四十七頁，共120頁。第48頁/共120頁第四十八頁，共120頁。第49頁/共120頁第四十九頁，共120頁。第50頁/共120頁第五十頁，共120頁。n抖動的分類一般主要以抖動所包含(bohn)的頻率成分為依據(jù)進行劃分。n 可大致分為n 絕對抖動(abso1ute jitter)、n 定時抖動(timing jitter)、n 校正抖動(A1ignment jitter)n

9、 低頻抖動(low frequency jitter)。第51頁/共120頁第五十一頁，共120頁。n定時抖動是抖動速率高于規(guī)定速率定時抖動是抖動速率高于規(guī)定速率(典型值典型值為為10Hz或更低或更低)的信號跳變位置的信號跳變位置(wi zhi)的的變化。變化。n定時抖動通常用于表征整個系統(tǒng)的運行狀定時抖動通常用于表征整個系統(tǒng)的運行狀況。它能夠通過把時鐘恢復系統(tǒng)環(huán)路濾波況。它能夠通過把時鐘恢復系統(tǒng)環(huán)路濾波器的低頻截止頻率設定為器的低頻截止頻率設定為f1來測量。這樣，來測量。這樣，測量結果中將包括從環(huán)路濾波器截止頻率測量結果中將包括從環(huán)路濾波器截止頻率到測量上限頻率的所有頻率的抖動。到測量上限頻

10、率的所有頻率的抖動。第52頁/共120頁第五十二頁，共120頁。n校正抖動是信號的跳變位置相對于從該信號中提取的時鐘跳變位置的校正抖動是信號的跳變位置相對于從該信號中提取的時鐘跳變位置的變化。變化。n時鐘提取處理的帶寬確定了校正抖動的低頻限值。通常這個帶寬的下時鐘提取處理的帶寬確定了校正抖動的低頻限值。通常這個帶寬的下限截止頻率可在限截止頻率可在1KHz100KHz之間選取。校正抖動低頻限值的典型之間選取。校正抖動低頻限值的典型值為值為1KHz或或100KHz。n與絕對抖動、定時抖動及低頻抖動相比，校正抖動是最重要的抖動測與絕對抖動、定時抖動及低頻抖動相比，校正抖動是最重要的抖動測量量(cli

11、ng)參數(shù)。校正抖動能夠直接給出影響數(shù)字接收機正確恢復數(shù)參數(shù)。校正抖動能夠直接給出影響數(shù)字接收機正確恢復數(shù)據(jù)能力的信息。據(jù)能力的信息。第53頁/共120頁第五十三頁，共120頁。第54頁/共120頁第五十四頁，共120頁。第55頁/共120頁第五十五頁，共120頁。第56頁/共120頁第五十六頁，共120頁。第57頁/共120頁第五十七頁，共120頁。第58頁/共120頁第五十八頁，共120頁。第59頁/共120頁第五十九頁，共120頁。第60頁/共120頁第六十頁，共120頁。n誤碼的定義誤碼的定義n 在信號源和接收機之間存在任何一個在信號源和接收機之間存在任何一個數(shù)據(jù)字的數(shù)值改變稱之誤碼。

12、數(shù)據(jù)字的數(shù)值改變稱之誤碼。n誤碼對圖像誤碼對圖像(t xin)的影響的影響n 誤碼不僅使電視圖像誤碼不僅使電視圖像(t xin)出錯，出錯，嚴重時還會造成圖像嚴重時還會造成圖像(t xin)丟失。丟失。第61頁/共120頁第六十一頁，共120頁。n誤碼產(chǎn)生的原因誤碼產(chǎn)生的原因(yunyn)n 誤碼的產(chǎn)生很大程度上取決于傳輸?shù)恼`碼的產(chǎn)生很大程度上取決于傳輸?shù)沫h(huán)境如信雜比下降、高頻抖動、設備接地環(huán)境如信雜比下降、高頻抖動、設備接地問題、設備間連接的電氣特性不好、電源問題、設備間連接的電氣特性不好、電源紋波、脈沖干擾等。紋波、脈沖干擾等。第62頁/共120頁第六十二頁，共120頁。n誤碼率誤碼率(B

13、ER)定義為錯誤比特數(shù)與總比特數(shù)定義為錯誤比特數(shù)與總比特數(shù)的比率。通常用于對隨機噪聲引起的比率。通常用于對隨機噪聲引起(ynq)的的誤碼進行的概率統(tǒng)計。誤碼進行的概率統(tǒng)計。n例：如果每個視頻幀出現(xiàn)一個誤碼，則誤例：如果每個視頻幀出現(xiàn)一個誤碼，則誤碼率為：碼率為：n 1b/40*10-3s*270*106b/s=0.9310-7第63頁/共120頁第六十三頁，共120頁。n數(shù)字視頻信號的誤碼與信雜比有關。測試數(shù)字視頻信號的誤碼與信雜比有關。測試串行系統(tǒng)時一種直觀方法是增加電纜長度，串行系統(tǒng)時一種直觀方法是增加電纜長度，這也是降低信雜比的簡單方法。因為電纜這也是降低信雜比的簡單方法。因為電纜使信號

14、幅度衰減使信號幅度衰減(shui jin)，從而降低了，從而降低了信雜比。信雜比。n誤碼率與信噪比有一定的關系，并且可以誤碼率與信噪比有一定的關系，并且可以折成某種型號的電纜長度。在實際工程設折成某種型號的電纜長度。在實際工程設計中電纜長度應有計中電纜長度應有80米的富裕量。米的富裕量。第64頁/共120頁第六十四頁，共120頁。模擬(mn)電視數(shù)字電視(sh z din sh)第65頁/共120頁第六十五頁，共120頁。n誤碼率常用于隨機噪聲引起的誤碼統(tǒng)計.n評價系統(tǒng)極限性能的一個理論指標；在系統(tǒng)初級設計階段有指導作用。實際系統(tǒng)運行(ynxng)往往大大高于這些指標；n誤碼率是一個長時間的統(tǒng)

15、計數(shù)據(jù)，一個準確的誤碼率測試是需要一個較長的時間周期。第66頁/共120頁第六十六頁，共120頁。n誤碼秒定義為單位秒發(fā)生的誤碼個數(shù).n誤碼秒常應用于評價系統(tǒng)抗干擾的能力 ； 尤其適合評價因短脈沖干擾引起同步信號遭受破壞,造成圖象紛亂的誤碼統(tǒng)計。n電視節(jié)目的制作者更關心的是節(jié)目出錯的次數(shù),而不是多少比特(b t)受影響。因此誤碼秒更加直觀；第67頁/共120頁第六十七頁，共120頁。n脈沖干擾誤碼為最典型的視頻誤碼,具有間隔出現(xiàn)的特點。一個數(shù)據(jù)字的出錯會引起數(shù)百個相同數(shù)據(jù)字的出錯.（系統(tǒng)有干擾）n干擾引起的誤碼在工程中一般通過糾錯編碼克服。無論怎樣提高(t go)信噪比都是難消除的。n通過糾錯

16、編碼克服；第68頁/共120頁第六十八頁，共120頁。第69頁/共120頁第六十九頁，共120頁。第70頁/共120頁第七十頁，共120頁。第71頁/共120頁第七十一頁，共120頁。第72頁/共120頁第七十二頁，共120頁。第73頁/共120頁第七十三頁，共120頁。SDI檢測檢測(jin c)場場nSDI檢測場也稱作“病理檢測信號”；n病理檢測信號產(chǎn)生的原因：盡管擾碼器的采用是為了避免串行數(shù)據(jù)(shj)中出現(xiàn)連“0”或連“1”，但是，某種特定的數(shù)據(jù)(shj)和擾碼器的初始狀態(tài)組合，就會產(chǎn)生長時間的“0”。長時間的連“0”會使串行數(shù)據(jù)(shj)中的跳變沿減少，并使信號中的低頻成分加大。第7

17、4頁/共120頁第七十四頁，共120頁。SDI檢測檢測(jin c)場場(C,Y)(C,Y)第75頁/共120頁第七十五頁，共120頁。SDI檢測檢測(jin c)場場n測試信號經(jīng)過(jnggu)擾碼和非歸零倒相后為19個“0”、1個“1”的信號，此信號有很大的直流分量。19 bits1 bit-19 bits1 bit均衡性能均衡性能(xngnng)測量測量第76頁/共120頁第七十六頁，共120頁。SDI檢測檢測(jin c)場場n自動電纜均衡器測試n測試信號通過被測接收機的自動均衡器時,持續(xù)的“0” 導致(dozh)信號含有大量直流分量。線性不良的均衡器在跳變點就會產(chǎn)生誤碼。觀察EDH，

18、如果這時產(chǎn)生錯碼就說明電纜均衡器不良；第77頁/共120頁第七十七頁，共120頁。SDI檢測檢測(jin c)場場n測試信號經(jīng)過(jnggu)擾碼和非歸零倒相后為20個“0”、20個“1”的信號，此信號“0”和“1”的變換次數(shù)最少。20 bits20 bits鎖相性能鎖相性能(xngnng)測量測量第78頁/共120頁第七十八頁，共120頁。SDI檢測檢測(jin c)場場nPLL的鎖相測試的鎖相測試n這種測試信號因富含低頻成分和最少的過這種測試信號因富含低頻成分和最少的過零點零點.給時鐘的恢復和給時鐘的恢復和PLL的鎖相增加的鎖相增加(zngji)了壓力了壓力.n利用利用SDI檢測場進行測試

19、時，當輸入的測試檢測場進行測試時，當輸入的測試信號為檢查鎖相環(huán)的信號時，如果出現(xiàn)誤信號為檢查鎖相環(huán)的信號時，如果出現(xiàn)誤碼，則表明設備內(nèi)的時鐘再生器有問題。碼，則表明設備內(nèi)的時鐘再生器有問題。第79頁/共120頁第七十九頁，共120頁。電視廣播聲音和圖像的相對電視廣播聲音和圖像的相對(xingdu)定時定時 GB/T 22150-2008 第80頁/共120頁第八十頁，共120頁。第81頁/共120頁第八十一頁，共120頁。第82頁/共120頁第八十二頁，共120頁。 定時參考點：定時參考點位于最后節(jié)目源定時參考點：定時參考點位于最后節(jié)目源選擇點，它作為以后聲音選擇點，它作為以后聲音(shngy

20、n)和圖和圖像相對定時測量的參考點。像相對定時測量的參考點。第83頁/共120頁第八十三頁，共120頁。總容限總容限電視節(jié)目采集源端（圖電視節(jié)目采集源端（圖1中的點中的點1）和定時參考點間的）和定時參考點間的相對定時誤差應不超過相對定時誤差應不超過+25ms 和和-100 ms。從定時參考點至傳輸分配的輸入（圖從定時參考點至傳輸分配的輸入（圖1中點中點4）端之）端之間引入的相對定時誤差應不超過間引入的相對定時誤差應不超過+22.5 ms 和和-30ms，如果其中包含一個或多個數(shù)字編解碼器，則由單個如果其中包含一個或多個數(shù)字編解碼器，則由單個編解碼器引入的相對定時誤差應在編解碼器引入的相對定時誤

21、差應在2ms以內(nèi)。以內(nèi)。如果無法如果無法(wf)對聲音和圖像的相對定時進行校正，對聲音和圖像的相對定時進行校正，則每一個下行設備引入的相對定時誤差應在則每一個下行設備引入的相對定時誤差應在2ms以內(nèi)。以內(nèi)。第84頁/共120頁第八十四頁，共120頁。第85頁/共120頁第八十五頁，共120頁。第86頁/共120頁第八十六頁，共120頁。n External and embedded digital audio measurementsn Conformance testing to SMPTE 259Mn SMPTE RP165 digital error detection and repo

22、rtingn Jitter measurements with wide-band spectral analysisn Ancillary data analysis with data distribution displaynAudio to video timing measurementsn Digital video wander measurements第87頁/共120頁第八十七頁，共120頁。第88頁/共120頁第八十八頁，共120頁。第89頁/共120頁第八十九頁，共120頁。第90頁/共120頁第九十頁，共120頁。第91頁/共120頁第九十一頁，共120頁。第92頁/共120頁第九十二頁，共120頁。第93頁/共120頁第九十三頁，共120頁。第94頁/共120頁第九十四頁，共120頁。第95頁/共120頁第九十五頁