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数字电视综合测试图

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  • 日期: 2013-09-20
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标签: 数字电视综合测试图

评价、测试一直是广播电视工程中一项非常重要的工作,而可视化的测试图由于提供了更为直观、快捷的方法,方便了电视工作者了解系统或设备运行的质量状况得到了广泛的应用。 GB2097-1997《彩色电视广播测试图》是目前广泛用于模拟彩色电视广播工程中的国家标准,无论是在电视节目制作、播出中心,还是电视发射台、有线传输台,甚至在电视设备的生产或维修部门,都用得非常之广泛。事实上每天早上,在大多数的电视台、大多数的电视节目频道,在正式节目播出之前,都在播放这种类似功能的测试图,其目的在于用这种测试图来观察评价整个电视系统(包括播出系统、发送/传输系统和接收显示系统)的质量情况,以便及时发现和解决问题,为正式节目播出做好准备。因为这种测试图综合了彩色电视测量中使用的主要测试信号,包括格子信号、圆信号、亮度多波群信号或扫频信号、阶梯波信号、彩条信号、肤色及各种特殊的色块信号等等,这正是该测试图应用得如此广泛的主要原因。然而,这种模拟彩色电视环境中十分通用的综合测试图却不能满足数字电视系统有效测试的要求,其原因除了在某些基本参数上(例如在有效图像尺寸或行、场消隐脉冲宽度、基色或彩色信号电平、色差信号的压缩系数及视频带宽等方面)数字电视与模拟电视有所差别以外,更重要的还由于数字电视系统主要技术环节采用了与常规模拟电视完全不同的电路技术,其中特别是对系统质量有决定性影响的高效视频压缩的信源编、解码技术环节,它对图像引人失真的机理和失真的表现与常规模拟电视也有很大差别。因此,传统模拟电视评价测量方法及测试图像和信号已经不能完全或正确反映压缩图像主观质量的变化。鉴于视频压缩图像质量除了与视频压缩编、解码的算法及视频信息的压缩程度有关以外,同时还与源图像素材信息的复杂程度紧密相关。所以测试图像素材对于压缩图像质量主观评价结果具有重大影响。因此,研究制作适合于数字电视的综合测试图像,除了考虑包含一般彩色电视测试所需要的测试信号以外,还需要包含视频压缩编、解码系统质量评价的测试图像序列,因为采用具有某些特点的运动图像序列来测试视频压缩编、解码系统质量,已经成为当前视频压缩系统测试领域的共识。这也是我们研究制作数字电视综合测试图的重要意义之所在。 2 数字电视综合测试图的研究及制作方法 l) 数字电视综合测试图的方案设计 (1) 研究制作的数字电视综合测试图的视频参数应满足ITU-R BT.601建议和国家标准GB/T14857-93《演播室数字电视编码参数 规范》 625/50/2:1 4:2 SDTV系统基本参数主要包括: ①编码信号形成式:EY'=0.299ER'+0.587EG'+0.114EB' ECB'=0.564(EB'-EY') ECB'=0.713(ER'-EY') ②取样频率:亮度信号(Y)13.SMHz色差信号(CB/CR)6.75MHz ③每行总取样像素数:亮度信号(Y)864个,色差信号(CB/CR)432个,总取样数1728个。 ④每行有效图像取样数:亮度信号720个,色差信号360个,总取样数1440个。 ⑤取样结构:正交取样,CB/CR与Y隔点重合。 ⑥编码方式:亮度和色差信号都采用线性量化的PCM。 ⑦量化分辨率:对每个信号取样值都以8或10比特量化。 ⑧模拟视频带宽:亮度信号(Y)5.75MHz 色差信号(CB/CR)2.75MHz。 (2) 数字电视综合测试图的组成内容数字电视也是彩色电视(只是信号的表示形式及信号的处理方法与模拟电视有所不同),因此在考虑数字电视测试图包含哪些(测试信号)内容时,我们根据彩色电视的基本特点,首先应考虑包含一般彩色电视广播测试图的基本内容,例如观察显示设备扫描非线性失真和几何失真的格子信号和圆信号,观察图像清晰度和分辨率的多波群或扫频信号,观察亮度非线性失真情况以及显示器白平衡调整是否正确的灰度级(或阶梯波)信号,观察彩色重现是否正确的彩条信号及各种特殊色块(包括肤色)信号等等;另外我们还考虑增加了在视频测量中最常用的2T脉冲信号、彩色多波群信号和彩色阶梯波信号,以及更为直观的清晰度楔形条信号、斜波信号等,以便全面地观察和评价彩色电视系统或设备的基本质量。同时,还根据数字电视系统采用了MPEG2视频压缩的信源编、解码技术,其系统图像质量除与压缩编码算法及视频信息压缩程度有关之外,同时还与源图像素材信息的复杂程度密切相关的特点,数字电视综合测试图还应包含一定长度和具有某些特点,对视频压缩编码系统比较严格的运动测试图形和图像序列,这对于数字视频压缩系统主观图像质量的有效评价是极其重要的。 (3) 测试图中各种信号的技术要求及主要功能 数 字 电 视 综 合 测 试 图 数字电视综合测试图各种测试信号和图像序列的技术要求及主要功能分述如下: ◆灰底白格或黑格背景图案 A、 要求:灰底白格或灰底黑格背景图案是由8条等距离的水平白线或黑线(线宽为1行/场,即2行/帧)和11条等距离的垂直白线或黑线(线宽约为2个像素)把整个电视有效图像划分成水平12格和垂直9格的方格背景,其白线或黑线的亮度电平为100%或0%视频幅度,灰底的亮度电平为50%视频幅度。 B、 主要用途:主要用以评价电视显示器和接收机图像的几何失真和扫描非线性失真,白格线和灰底还可分别检查显示器的会聚和色纯是否良好。 ◆圆信号 A、 要求:在灰底白格或黑格的背景图案的中央叠加了圆信号,其圆心位于有效图像的垂直第288行、水平第360像素点的位置,垂直方向圆的幅度约为图像的高度(即575行),水平方向圆的幅度为539个像素宽。

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