封連偉
深圳廣電集團(tuán)
數(shù)字視頻設(shè)備輸出SDI信號(hào)的編碼參數(shù)和輔助數(shù)據(jù)格式是設(shè)備生產(chǎn)廠家在開發(fā)時(shí)設(shè)置的，在正常使用時(shí)并不會(huì)改變，一般也不允許用戶修改（有些設(shè)備可能允許用戶在菜單中改變輔助數(shù)據(jù)的格式、內(nèi)容），因此大家對(duì)其并不熟悉。由于部分廠家的產(chǎn)品研發(fā)工程師對(duì)ITU-R BT601(GB/T 14857-93)《演播室數(shù)字電視編碼參數(shù)規(guī)范》、ITU-R BT656(GB/T 17953-2000)《4:2:2數(shù)字分量圖像信號(hào)接口》和GY/T160-2000《數(shù)字分量演播室接口中的附屬數(shù)據(jù)信號(hào)格式》等相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)理解不透徹，導(dǎo)致有些產(chǎn)品存在SDI編碼格式和輔助數(shù)據(jù)格式不規(guī)范，其輸出信號(hào)接入其他設(shè)備時(shí)可能會(huì)出現(xiàn)圖像不定時(shí)跳動(dòng)、某些信息丟失、音頻打火聲甚至嚴(yán)重時(shí)某些設(shè)備不能識(shí)別其信號(hào)，所以熟悉SDI信號(hào)格式和相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)對(duì)系統(tǒng)設(shè)備驗(yàn)收及解決某些系統(tǒng)故障大有幫助，本文將結(jié)合實(shí)際工作來介紹如何檢查SDI與輔助數(shù)據(jù)格式以及檢查中易碰到的問題。
一、SDI和輔助數(shù)據(jù)格式檢查內(nèi)容
GB/T17953-2000《4:2:2數(shù)字分量圖像信號(hào)接口》和GY/T160-2000《數(shù)字分量演播室接口中的附屬數(shù)據(jù)信號(hào)格式》中詳細(xì)介紹了SDI格式和輔助數(shù)據(jù)格式，也有一些文獻(xiàn)對(duì)其進(jìn)行了解讀，本文就不再贅述，而直接介紹在實(shí)際工作中如何檢查。
在驗(yàn)收或者故障排查時(shí)檢查的主要內(nèi)容包括：
1.行持續(xù)時(shí)間檢查：雖然每行有0-1727共1728個(gè)字，其中有效字1440個(gè)，但數(shù)字視頻行是從EAV (有效視頻結(jié)束) 數(shù)據(jù)包的第一個(gè)字1440開始，即字3FF開始，結(jié)束于該行視頻數(shù)據(jù)的最后一個(gè)字第1439字。見圖1。
2.行場(chǎng)消隱持續(xù)時(shí)間檢查：SAV應(yīng)從1724字開始，共四個(gè)字。EAV和SAV的起始字必須是3FF、000、000。如上圖所示。每一行SAV EAV的XYZ必須符合表1要求。
3.000-003、3FC-3FF是保護(hù)字，000和3FF僅可用于定時(shí)信息標(biāo)識(shí)(3FF000000)和輔助數(shù)據(jù)標(biāo)識(shí)(0003FF3FF)外，保護(hù)字不可用于視音頻數(shù)據(jù)編碼和其他輔助信息編碼。數(shù)字視頻行的樣值編號(hào)的起點(diǎn)(樣值0)為有效視頻的第一個(gè)字，即為四字SAV 序列以后的第一個(gè)字。圖2中紫色標(biāo)注。
4.EAV和SAV之間的行消隱期內(nèi)的所有字，在沒有寫入輔助數(shù)據(jù)時(shí)，均設(shè)置為黑電平（Y’ = 040H, C’b and C’r =200H）。如圖2綠色所劃部分。
5.輔助數(shù)據(jù)必須以000 3FF 3FF開始，必須在EAV之后立即插入，如果有多個(gè)數(shù)據(jù)包，包與包之間不可留空隙，見圖3；
6.因第6/319行為切換行，最好不傳輸輔助數(shù)據(jù)（GY/T160-2000《數(shù)字分量演播室接口中的附屬數(shù)據(jù)信號(hào)格式》建議不使用第6行，而GY/T161-2000《數(shù)字電視附屬數(shù)據(jù)空間內(nèi)數(shù)字音頻和輔助數(shù)據(jù)的傳輸規(guī)范》未提及），第7/320行的消隱行內(nèi)不能傳輸任何輔助數(shù)據(jù)，第5/318行1701字-1723字專門用于放EDH數(shù)據(jù)和校驗(yàn)字，最好不要傳輸其他數(shù)據(jù)，如圖4所示。在實(shí)際應(yīng)用中不少設(shè)備在第5行1444字開始的空間內(nèi)也傳輸音頻數(shù)據(jù)。
7.對(duì)于音頻組1－4（AES1-4）音頻數(shù)據(jù)包、擴(kuò)展數(shù)據(jù)包和音頻控制包的數(shù)據(jù)標(biāo)識(shí)符（DID）分別為圖3中第1447字指示該數(shù)據(jù)包傳送的是AES1音頻，第1502字指示該數(shù)據(jù)包傳送的是AES1擴(kuò)展數(shù)據(jù)。
二、SDI和輔助數(shù)據(jù)格式檢查方法
以上1-4項(xiàng)中數(shù)據(jù)取值范圍、行場(chǎng)持續(xù)時(shí)間、行消隱持續(xù)時(shí)間和輔助數(shù)據(jù)校驗(yàn)和可使用WFM601M、LV5800等設(shè)備自動(dòng)檢測(cè)，但只能檢測(cè)各項(xiàng)目是否正常，若不正常會(huì)報(bào)警提示，無法對(duì)輔助數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，也就無法檢查問題具體出在什么位置。
使用WFM601M時(shí)，按下前面板SERIAL鍵，再使用邊框鍵（顯示屏右側(cè)）選擇STATUS,出現(xiàn)圖5界面，提示有無FF(全場(chǎng))AP（活動(dòng)圖像）CRC校驗(yàn)錯(cuò)誤，也就是EDH報(bào)警，若CRC INVLID，圖像會(huì)出現(xiàn)誤碼；使用邊框鍵選擇FORMAT,出現(xiàn)圖6所示的SDI監(jiān)測(cè)界面，共有6項(xiàng)：
DATA RANGE(數(shù)據(jù)范圍)；
SAV PLACEMENT（SAV放置位置1724-1727）；
LINE LENGH（行持續(xù)時(shí)間0-1439）；
FIELD LENGH（場(chǎng)持續(xù)時(shí)間L23/336-L310 /623 V=0）；
ANC CHECKSUM（輔助數(shù)據(jù)校驗(yàn)和）；
ANC PARITY（輔助數(shù)據(jù)奇偶性）。
圖6監(jiān)測(cè)界面報(bào)警，提示有DATA RANGE ERROR，查手冊(cè)后得知是數(shù)據(jù)使用了保護(hù)字000-003或3FC-3FF，但未指明在那一行。
5-7項(xiàng)檢查需使用WFM7120、LV5850、VM700T等設(shè)備，前二種設(shè)備需帶輔助數(shù)據(jù)分析功能（選件），它們不僅能自動(dòng)監(jiān)測(cè)SDI格式和輔助數(shù)據(jù)還可利用其輔助數(shù)據(jù)分析功能來查找問題具體出在哪。
WFM7120的監(jiān)測(cè)界面可自行定義，根據(jù)我們監(jiān)測(cè)的內(nèi)容一般按圖7設(shè)置，左上角顯示的是音頻控制包信息，該信息顯示當(dāng)前數(shù)據(jù)流中只有一組AES音頻，控制包標(biāo)識(shí)符1EFH、控制包字個(gè)數(shù)24(18H)、控制包放置位置F2/L7、校驗(yàn)和數(shù)據(jù)比對(duì)正常等信息。
右上角是AES的狀態(tài)信息，左下角是SDI格式、輔助數(shù)據(jù)檢查、色域等報(bào)警信息（可在菜單中選擇是否報(bào)警），右下角是數(shù)據(jù)分析界面。
當(dāng)做輔助數(shù)據(jù)分析時(shí)首先按4鍵選中右下角界面，利用上下左右方向鍵和SEL鍵可選擇場(chǎng)、行和Y/Cb/Cr數(shù)據(jù)字，在該窗口的上方顯示所選行屬于場(chǎng)消隱還是場(chǎng)正程，所選字屬于行消隱還是行正程，SAV/EAV字用白色字符顯示，場(chǎng)消隱用藍(lán)色字符顯示，場(chǎng)正程用CbCr用綠色字符，Y用黃色顯示。
WFM7120雖然可以進(jìn)行數(shù)據(jù)分析，但因?yàn)樗鼪]有對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行翻譯，僅僅是把每一行每個(gè)數(shù)據(jù)羅列出來，如果你對(duì)SDI格式和輔助數(shù)據(jù)格式不是非常熟悉，則很難發(fā)現(xiàn)具體是哪些數(shù)據(jù)出現(xiàn)錯(cuò)誤，所以首先要熟悉數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，才能完成數(shù)據(jù)分析，尤其是高清數(shù)字信號(hào)分析，后面提到的VM700T不支持HD-SDI，只能依靠WFM7120或LV5850。
使用VM700T要比WFM7120或LV5850方便，但它只支持標(biāo)清不支持高清，按AUTO鍵，進(jìn)入SDI監(jiān)測(cè)界面見圖8，共有信號(hào)格式、行場(chǎng)正程逆程持續(xù)時(shí)間、輔助數(shù)據(jù)、輔助音頻、亮度色度數(shù)據(jù)、EDH七類35項(xiàng)報(bào)警信息，報(bào)警項(xiàng)會(huì)以高亮方式顯示，方框內(nèi)的數(shù)字是指出現(xiàn)錯(cuò)誤的次數(shù)，具體每項(xiàng)報(bào)警信息的含義請(qǐng)參考說明書和其他文獻(xiàn)，這里就不再贅述了。
按MENU鍵，鍵指示燈亮后觸摸報(bào)警區(qū)高亮框，然后按屏幕下方觸摸軟鍵ERROR MAP，進(jìn)入圖9界面，該界面會(huì)顯示錯(cuò)誤類型，并以高亮方式顯示該報(bào)警信息出錯(cuò)的大約位置。 [Page]
按MEASURE鍵，選擇Ancillary Data Analyzer進(jìn)入圖10界面，會(huì)以高亮方式顯示出錯(cuò)數(shù)據(jù)字，按FREEZE鍵和menu鍵，出現(xiàn)軟鍵，按find next forwards軟鍵，顯示下一個(gè)錯(cuò)誤數(shù)據(jù)字。也可按CONFIG鍵，在config界面按measurement result，選擇Ancillary Data，顯示圖11界面，可直觀顯示所有出錯(cuò)行和出錯(cuò)原因。
細(xì)心讀者可發(fā)現(xiàn)圖8-圖11是一個(gè)確認(rèn)SDI格式錯(cuò)誤的過程。信號(hào)源是我臺(tái)播出緩存服務(wù)器輸出的SDI信號(hào)，WFM601M報(bào)警顯示Data range error，但無法確認(rèn)錯(cuò)誤位置，用VM700T檢查發(fā)現(xiàn)是第14行的Y數(shù)據(jù)字填充了000，在前面介紹了000是保護(hù)字，不能用于視音頻數(shù)據(jù)及其他輔助數(shù)據(jù)編碼，因第14行處于場(chǎng)消隱期，此處應(yīng)填040H。該格式錯(cuò)誤使用WFM7120分析輔助數(shù)據(jù)可發(fā)現(xiàn)SDI第14行的Y數(shù)據(jù)字填充了000但在ALARM STATUS里并不報(bào)警，咨詢后得知工廠未設(shè)此項(xiàng)報(bào)警，在以后的軟件升級(jí)時(shí)可能會(huì)改進(jìn)。
在圖8界面中指示目前信號(hào)存在Ancillary Data placement錯(cuò)誤，該項(xiàng)報(bào)警在手冊(cè)中解釋為“附屬數(shù)據(jù)包位置無效，不滿足附屬數(shù)據(jù)包要鄰接前面數(shù)據(jù)包或者EAV標(biāo)記的要求”，VM700在場(chǎng)消隱期并不對(duì)該項(xiàng)進(jìn)行檢測(cè)。進(jìn)入Ancillary Data analyzer檢查發(fā)現(xiàn)實(shí)際是Y數(shù)據(jù)字使用了非法字，見圖10和下方解釋，這與監(jiān)測(cè)報(bào)警不符，估計(jì)這是VM700T的一個(gè)BUG，由于該設(shè)備目前已停產(chǎn)，軟件也不會(huì)再升級(jí)了，所以在遇到此類問題時(shí)應(yīng)注意甄別。
在使用VM700T檢查上述SDI信號(hào)時(shí)我們碰到類似死機(jī)的情形，具體表現(xiàn)為監(jiān)測(cè)畫面不刷新，觸摸屏幕無反應(yīng)，重啟后現(xiàn)象相同，出現(xiàn)這種情況無法判斷報(bào)警信息類型，也就無法進(jìn)一步查找錯(cuò)誤位置，一籌莫展之時(shí)偶然發(fā)現(xiàn)更換其他信源就可恢復(fù)正常，仔細(xì)分析兩類SDI信號(hào)，發(fā)現(xiàn)監(jiān)測(cè)畫面能刷新的信號(hào)來自舊播出服務(wù)器（用于7個(gè)頻道播出），只有一路AES；導(dǎo)致監(jiān)測(cè)畫面不刷新的信號(hào)來自新增播出服務(wù)器（用于6個(gè)頻道播出），該信號(hào)共插入2路音頻AES1AES2，每一路既有音頻包也有擴(kuò)展包，見圖3，共占約140個(gè)字。由此判斷監(jiān)測(cè)畫面不刷新的原因應(yīng)該是輔助數(shù)據(jù)區(qū)數(shù)據(jù)量大，導(dǎo)致VM700T緩存數(shù)據(jù)溢出而造成的，出現(xiàn)這種情況時(shí)實(shí)際未死機(jī)，無需重啟，應(yīng)該首先檢查設(shè)備內(nèi)存占用情況，按CONFIG可以看到，若超過10％就需清理，此外還應(yīng)采取以下措施：
1. 先接入能使SDI Format Monitor正常工作的SDI信號(hào)，按一下MENU鍵，檢查觸摸屏幕下方check audio狀態(tài)，圖12是check audio激活狀態(tài)，應(yīng)再觸摸一次 關(guān)閉，使之變?yōu)椤?
2. 如果還未恢復(fù)正常，檢查圖12的最左邊軟鍵是否為，若為validate：10bit，可能會(huì)由于是系統(tǒng)8比特?cái)?shù)據(jù)模式而導(dǎo)致溢出，應(yīng)確認(rèn)為8/10bit validate模式，確保無論是8bit數(shù)據(jù)還是10bit均能識(shí)別。
圖像出現(xiàn)異常，或者圖像正常而監(jiān)測(cè)設(shè)備報(bào)警，檢查監(jiān)測(cè)設(shè)備的error log或alarm status，只要屬于SDI格式或者輔助數(shù)據(jù)報(bào)錯(cuò), 均可按照上述過程來查看報(bào)錯(cuò)信息和報(bào)錯(cuò)位置（可詳細(xì)到某行某字），然后確認(rèn)是屬于誤報(bào)還是確實(shí)不符合相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，為解決問題提供詳細(xì)依據(jù)。
前面提及的Y數(shù)據(jù)字編碼誤用保護(hù)字的SDI信號(hào)在我們系統(tǒng)中下一級(jí)進(jìn)入的是切換臺(tái)，由于切換臺(tái)會(huì)對(duì)信號(hào)進(jìn)行處理并對(duì)SDI按照自己的規(guī)范重新格式化，該錯(cuò)誤被切換臺(tái)改正，未對(duì)安全播出造成影響，但是若該信號(hào)傳給其他設(shè)備或者保護(hù)字在正程位置出現(xiàn)，而該設(shè)備對(duì)信號(hào)要求又比較嚴(yán)格，就會(huì)出現(xiàn)信號(hào)不被識(shí)別的可能，這種情況在其他兄弟臺(tái)出現(xiàn)過，所以在系統(tǒng)設(shè)備驗(yàn)收時(shí)一定要對(duì)設(shè)備輸出信號(hào)的格式和輔助數(shù)據(jù)格式進(jìn)行詳細(xì)檢查，防止留下安全隱患。 B&P