数字电视信号的误码测量

数字电视号的误码测量时间：来源：依马狮网者：程实中国国际广播电台电视中心阅读数字视音频的大潮已扑天盖地将我们淹没，尤其是电视制作专业领域，采、录、编、播的全程数字化已逐渐成为标准配置。数字技术的运用，解决了长期以来电视图像质量因后期制作而下降的问题，但又带来了数字电视信号误码的新问题。在信号源和接收机之间存在任何一个数据字的数值改变称之为误码，这是数字信号独有的。让我们从数字视频信号的标准、格式、编码说起。一.数字视频信号的准和格式CCIR-601（称ITU－）标准定义数字视频的信号标准（见下表）。参数名称编码信号（分量信号）全行亮度信号采样点数全行色差信号采样点数

PAL864432

NTSC(525/60)Y,I,Q858429正交结构，即行场帧重复Cb的样点同位，并和每行奇数取样结构个Y样点同位信取样频率/MHz

号信号编码方式

均采用每采样点8bit均匀量化码调制（PCM）信720号全数字行有效点数信360号信图像分辨率/像素

720×576720×480号

信360×576

360×480号数码传输速率（R）

216Mbit/s或27MB/s信共个量化级（黑电平对应第级，峰值白电平对应235）视频信号电平与量化级间的对应关系

号信共个量化级号按照CCIR601标，模拟电视信号4:2:2样，取样后进8比特量化和线性PCM编，即可得到符合数字演播室标准的基带数字信号，其比特流为：（13.5×8＋6.75×8×2）Mbit/s=216Mbit/s这种速率在一般计算机上很难处理。每分钟数字视频所占用的空间为：216Mbit/s×60s/8=1620MB，如果把这种视频流存放在650MB的光盘中，张光盘只能存放多秒，而一块的盘也存储不了几分钟的视频图像。因此必须对数字视频图像进行压缩，用尽可能少的数据来表达信息，节省传输和存储的开销。于是，数字视频码率压缩得以普及，JPEG、、MPEG-2MPEG-4等压缩标准、小波编码和帧间压缩为各界广泛接受。数字设备也从天价的非压缩、D2D3、D5发展到现在广为使用的索尼Digital-BetacamBetacamSXMPEGIMX下公司的DVCPRO25DVCPRO50公司Digital-S等（见下表）。规/DigitalSXIMXDVCAM

DVCPRO50Digital-S格式图像分量4:02:02分4:02:02量

分量分量分量分量编码量bitbit8bitbitbitbit8bit

化图像压场内压缩间压缩帧内压缩帧内压缩帧内压缩帧内压缩帧内压缩缩DCT方

DCT方式

DCT方式

DCT方式

DCT方式

DCT方式

方式方式压缩比视频码率音

3.3:15:015:013.3:125Mb/s25Mb/s24bit/48KHz不压缩，4通20bit/48KHz

16bit/48KHz16bit/48KHz频

道；

16bit/48KHz不不压缩4不压缩通

不压缩4通不压缩，2通不压缩4标

16bit/48KHz

压缩，通道道

道

道

道

道准磁

不压缩，8通道带

1/4金属粒子金属粒子1/2金带

1/2金带

1/2金带

1/4金带

1/2金属涂敷带标准记录/40194钟/60分钟184

带

带123钟

123钟

最长104分钟时分钟

分钟

分钟

分钟间

磁鼓81.4mm

81.4mm81.4mm直径磁鼓

150rps150rps转速磁迹12条

12条（两帧8条

12条

12条

12条

12条/帧走带

59.575mm/s64.467mm/s28.246mm/s33.813mm/s33.813mm/s速度磁迹

15?m18?m宽度记录方±15位角磁迹倾

±154.6214.626

±20±20±159.17845.57

角重兼容重放SX、放兼容重放容重放

、

兼容重放DV兼容重放兼容性图

兼容重放DV兼容重放DVSPBetacamSP与中

与

与数字-S、像

相当与BVW

相当与PVW相当与PVW

、最

IMX当质

水平

水平

水平

IMX相当、较好

相当，较好

好量磁鼓

好约时约时约时约小时≥1500小时

≥1500小时

≥800小时寿命如此众多的不同格式的机器设备该如何集成为制作系统呢?在他们都采用标准的串行数字接（SerialDigitalInterface），即：统一传送我常说的SDI号。二.SDI信号的编码SDI信的编码格式如下表所示：SAV活动视频

EAV数据头据类型序列号据总数...用户数据校验和下行数据每行活动视频的起始标识是束标识是EAV动视频序列一般为CbCb，CrY共计1440个字SAV和都用四个字表示，即3FFF/000/000/XYZ表。在EAV和之间是行辅助数据区（HANC），包括数头，类型，行序列号，数据总数和用户数据。共280个字。其中用户数据目前主要用来嵌入音频信号。这样的数据信号还要经过并转换，加扰和非归零码转换（NRZI形成串行数据流，并加入电路驱动输出。

SDI信有它的固有弱点，信号无误码检测功能和纠错手段；误码在加扰解扰器中倍增；时基不准使单个误码引起一串误码；跳变少和不对称也会引起误码。我们常说的数字电视信号误码指的就是SDI信的误码。三.SDI信号的误码与模拟设备不同，数字设备通常不会产生误码，如：切换钜阵、数字延迟器、数字帧同步器、嵌入音频设备等，但有些数字设备会改变有效图像区，如：数字或磁盘记录统、制作切换设备等。另外，一些模拟因数会导致误码的产生，如：传送的距离和传送电缆的反射损耗、信号的电平和噪声、信号的抖动和时钟的重建等。SDI信的误码情况该如何描述呢们引入了以下几个概念：1.码率和误秒误码率（BER是出错的数据字（即误码）数目与全部数据字数目的比值，主要用于噪声引起的随机误码统计。我们一般认为每帧画面上有一个误码会使图像崩溃，所以在制，称误码率0.97×10为崩溃点（或死亡点）。误码率的测量需测所有比特，往往要花费很长一段时间周期，而且必须停播测试，必须使用已定义的伪随机比特序列信号进行测试。这就带来很大的不便，尤其在无噪声的条件下典型的视频误码为脉冲误码，具有间隔出现的特点，一个数据字的出错会引起数百个相同数据字的出错。这时误码率的测试不可能提供有价值的数据。误码秒（ErrSecs，而不是ErrorsSecond）在误码出现后开始记时，到不再检测到误码时停止，可以与Elapsed记录的时间长度对比。它比误码率更适合评价短脉冲干扰引起同步信号遭到破坏，造成图像混乱的误码统计，从而给出更多节目中存在问题的信息。2.统增强测模拟系统在工作中信号不断衰减，信号质量不断降低，基本呈线性。而数字系统在崩溃点之前，倾向于无故障工作；在崩溃点之后，图像根本无法识别。所以，数字系统很重要的一点就是必须知道系统离崩溃点有多远。增强测试就是改变数字信号的某个参数，直至到达崩溃点产生故障。259M提出，系统增强测试最直观的方法是加接电缆，直至误码率达到崩溃点使图像崩溃。下图给出某品牌电缆做的系统增强测试的曲线图。

实验结果表明，电缆长度一般不能超过，最好在250米内。3.EDHEDH码泰克公司研制的一种用于数字系统的误码检测方法，1993年2月被SMPTE采纳为标准，称为PR165实建议文件“EDH”即误码检测和处理是对串行处理器中每一场视频信号进行循环冗余码（）计算。通监测全场、有效图像、辅助数据区并记录数值，来确定误码的生产个数。也常称为符号分析。EDH码CRC据）由数字信号发生器（Tek）生，插入SDI信号中PAL625行的第5行，可用数字信号测量仪（如TekVM700T）在测试。测量仪能自动实时监测，提前给出故障警告，并自动精准地作出误码报告。虽然EDH方测误码直观准确，但它需要信号发生器和测量仪同时在线，占用了设备。而且误码达到多少个会对系统形成威胁，现在还没有标准。所以，如果完全依赖自动测试，就不能及时、有效地反映数字信号传送的质量，这时就需要通过相关测试来对系统性能作出全面评价。4.关测试SDI的关测试中有三项常规数字信号测试方法能反映误码的状况，即：SDI-EyeDiagram（眼图）、SDI-Wander漂移）和SDI-Jittler（动），其中，眼图测试最为直观和全面。这三种常规测试根据测量仪器的不同而各有千秋，也为大家所了解，就不再一一赘述了。总之，上文介绍的对产生误码有影响的各因数，EDH确定误码的个数；增强测试反映了传送的距离和传送电缆的反射损耗误码率反映了噪声对误码的影响误码秒反映了短脉冲干扰对误码的影响；相关的眼图漂移抖动测试则反映了信号的抖动对误码的影响。5.频测试SDI信不需要传送同步和色同步信息可以在视频的行场消隐区中传送大量的数据信息如：EAV和SAV的步字，EDH和TRS等。现在运用广泛的嵌入音频，即是根据时分复用原理，将数字音频信号按多工复用方式插入串行数字视频信号的行消隐区中。这样不仅可以节约音频通道，简化系统连线和通路结构，更能够保证视频和音频的完全同步，消除延时差的影响。对嵌入音频信号的测试一般通过测量仪的Meas显示经过解码后的音频波形，进而显示模拟方式下的三大指标信噪比，频率特性和谐波特性，并比较两个声道的电平差和相位差；同时也可通过测量