電視臺(tái)內(nèi)的無壓縮數(shù)字視頻SDI信號(hào)，是通過對眼圖的測試來評(píng)估圖象質(zhì)量的。很多的SDI信號(hào)測量時(shí)的眼圖很差，但是誤碼率BER（Bit Eeror Ratio）典型的目標(biāo)值為1E-09，準(zhǔn)無誤碼BER為2E-04；臨界BER為1E-03。實(shí)際測試結(jié)果還遠(yuǎn)遠(yuǎn)沒有到1E-6的地步。這時(shí)，我們認(rèn)為：系統(tǒng)是穩(wěn)定的，圖象質(zhì)量沒有下降。
但是隨著電視臺(tái)制播網(wǎng)絡(luò)的普遍使用，網(wǎng)絡(luò)存儲(chǔ)的視頻數(shù)據(jù)都采用了壓縮，其中，最廣泛使用的壓縮格式就是MPEG2。這里我們假定這些信號(hào)在格式、數(shù)據(jù)包、數(shù)據(jù)流、時(shí)鐘以及協(xié)議層結(jié)構(gòu)上都沒有錯(cuò)誤。
較早成熟的MPEG2，以及最近出現(xiàn)的壓縮效率更高的H.264和AVS是信源壓縮編碼中最普遍使用的格式。這里主要討論的測量對象是MPEG2。根據(jù)MPEG2協(xié)議（MPEG2 Protocal），當(dāng)數(shù)字視頻、音頻和元數(shù)據(jù)通過MPEG2編碼器得到PS(Program Stream)流和TS(Transport Stream)流。而PS流和TS流就是我們對電視臺(tái)內(nèi)視頻網(wǎng)絡(luò)存儲(chǔ)數(shù)據(jù)和傳輸信號(hào)的測量對象。
由MPEG-2數(shù)字壓縮視頻分為ES層、PS層、TS層，其中TS層的作用應(yīng)屬于數(shù)據(jù)鏈路層的范疇。具體內(nèi)容由GB/T17975.1-2000《信息技術(shù) 運(yùn)動(dòng)圖像及其伴音信息的通用編碼 第1部分 系統(tǒng)》規(guī)定。
 |
|
有關(guān)的測試項(xiàng)目和技術(shù)要求在GY/T 221-2006《有線數(shù)字電視系統(tǒng)技術(shù)要求和測量方法》的第6章進(jìn)行了規(guī)定，其大部分內(nèi)容與DVB的ETR 101 209相近，另外還根據(jù)我國的使用實(shí)際情況和DVB后來的一些相關(guān)文件，補(bǔ)充規(guī)定了部分表的間隔等其他內(nèi)容。主要分為三級(jí)測量：
第一優(yōu)先級(jí)測量項(xiàng)目包括：TS同步丟失、同步字節(jié)錯(cuò)誤、連續(xù)計(jì)數(shù)錯(cuò)誤、PID錯(cuò)誤等共6項(xiàng)；
第二優(yōu)先級(jí)測量項(xiàng)目包括：傳輸錯(cuò)誤、CRC錯(cuò)誤、PCR間隔錯(cuò)誤、PCR不連續(xù)錯(cuò)誤、PCR精確度錯(cuò)誤等共7項(xiàng)；
第三優(yōu)先級(jí)測量項(xiàng)目包括：SI表間隔錯(cuò)誤、緩沖器錯(cuò)誤、未引用PID錯(cuò)誤、數(shù)據(jù)延時(shí)錯(cuò)誤等共14項(xiàng)。
* PCR頻率偏移（PCR_FO），限值?810Hz；
* PCR漂移速率（PCR_DR），限值75mHz，也可用近似值10ppm/hour；
* PCR總體抖動(dòng)（PCR_OJ），限值25μs；
* PCR精確度（PCR_AC），也可稱相位誤差、誤差，限值±500ns
如果說信源壓縮編碼，好比將視音頻信號(hào)打包裝了車，那么信道編碼呢？按照地面廣播標(biāo)準(zhǔn)、電視網(wǎng)絡(luò)傳輸標(biāo)準(zhǔn)、衛(wèi)星傳輸標(biāo)準(zhǔn)所規(guī)范的信道編碼，就好比標(biāo)準(zhǔn)清晰度/高清晰度電視信號(hào)傳輸?shù)母咚俟贰Ｔ跓o線地面廣播和衛(wèi)星傳輸使用的DVB-T、DVB-S、ATSC/8-VSB、ISBTT/BST-COFDM以及我國的DMB-T及ADTB-T都是信道編碼標(biāo)準(zhǔn)（詳見我國于2007年8月1日強(qiáng)制執(zhí)行的國家標(biāo)準(zhǔn)BG19800-2007）。由于對電視臺(tái)內(nèi)的編輯、新聞和播出等數(shù)字網(wǎng)絡(luò)的傳輸信號(hào)符合FC和ISCSI協(xié)議。PS和TS流的包的數(shù)據(jù)也是按照MPEG2、H264或者AVS等信源壓縮標(biāo)準(zhǔn)打包的。在有線電視用戶網(wǎng)是信道編碼正交相移調(diào)制（QPSK）信號(hào)和互聯(lián)網(wǎng)中的ASI和SPI傳輸信號(hào)。我們感興趣的、要測量的是這些信號(hào)所攜帶的數(shù)字電視圖象信號(hào)的質(zhì)量，以及尋找更合理的檢測方法。
下面具體介紹數(shù)字網(wǎng)絡(luò)的圖像質(zhì)量測試、數(shù)字網(wǎng)絡(luò)的碼流分析測試、傳輸帶寬的壓力測試和數(shù)字網(wǎng)絡(luò)的基本功能測試。
數(shù)字網(wǎng)絡(luò)的圖像質(zhì)量測試
隨著數(shù)字電視的出現(xiàn)，模擬信號(hào)根據(jù)如Rec.601標(biāo)準(zhǔn)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)。數(shù)字化信號(hào)的格式化和數(shù)字演播室互聯(lián)也產(chǎn)生了相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)Rec.656，產(chǎn)生了許多新的檢測工作。對一般運(yùn)行而言，監(jiān)視模擬視頻信號(hào)特性仍然很重要。
模擬信號(hào)的檢測僅需要對單個(gè)測試圖形的不同參數(shù)進(jìn)行測量；而數(shù)字檢測則需要分析數(shù)字波形即眼圖、數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)格式和數(shù)字信號(hào)編碼。檢測需要一組檢測信號(hào)。可以用泰克WFM601或者VM700T這樣的單個(gè)儀器就可以完成所有的測量任務(wù)，但對格式、誤碼等檢測有大量的數(shù)據(jù)處理。在數(shù)字壓縮技術(shù)出現(xiàn)之前，許多較高質(zhì)量信號(hào)的傳輸仍通過變換回到模擬復(fù)合信號(hào)的方式來完成。當(dāng)然，通過模擬/數(shù)字和數(shù)字/模擬的變換，導(dǎo)致與原模擬信號(hào)相比有明顯的信號(hào)質(zhì)量下降。在數(shù)字時(shí)代，常常采用以計(jì)算機(jī)為基礎(chǔ)的專業(yè)測量儀器作為數(shù)字網(wǎng)絡(luò)圖像質(zhì)量的測試工具。
數(shù)字網(wǎng)絡(luò)的碼流分析測試
但是實(shí)際應(yīng)用中由于制播網(wǎng)絡(luò)的構(gòu)架、存儲(chǔ)量、傳輸壓力、操作軟件系統(tǒng)的局限，都有可能使圖象數(shù)據(jù)丟失、誤碼、丟幀甚至出現(xiàn)黑場。測量對象就從模擬指標(biāo)測試、數(shù)字眼圖指標(biāo)測試、壓縮畫質(zhì)損失測試擴(kuò)展到對網(wǎng)絡(luò)的物理層、鏈路層、協(xié)議層、應(yīng)用層的測試直到網(wǎng)絡(luò)的基本功能測試了。網(wǎng)絡(luò)的基本功能測試包括：編解碼系統(tǒng)、操作系統(tǒng)、存儲(chǔ)系統(tǒng)、傳輸系統(tǒng)、管理安全等。
為了測試制播網(wǎng)絡(luò)的傳輸碼流誤碼率和分析協(xié)議層的誤差，我們需要了解實(shí)用的分析工具。作為一種實(shí)用的網(wǎng)絡(luò)碼流分析儀器，MTS400系列是一種新型的分析工具，是采用CaptureVuTM技術(shù)的壓縮數(shù)字視頻分析儀／故障排查儀。它能夠?qū)崟r(shí)地捕獲和分析系統(tǒng)中的碼流事件，解決系統(tǒng)中所存在的間斷性故障和各種復(fù)雜的問題，而這正是傳統(tǒng)分析儀所無能為力的。MTS400系列是以工業(yè)計(jì)算機(jī)為基礎(chǔ)的壓縮數(shù)字視頻分析儀和故障排查儀。在產(chǎn)品功能上，MTS400系列超過了傳統(tǒng)的MPEG分析儀，它既可以實(shí)時(shí)運(yùn)行（分析在線碼流），也可以延時(shí)工作（分析存儲(chǔ)碼流）。MTS400 系列把實(shí)時(shí)的對錯(cuò)誤的捕獲能力、創(chuàng)新的高速分析引擎以及儀器本身的智能性結(jié)合在一起，使它能夠以特別快的速度查尋并排除MPEG傳送流中的間斷性故障。MTS400測試儀的界面非常人性化。它采用了新型的以節(jié)目為中心的用戶界面，為普通的初級(jí)使用者提供了專家級(jí)的功能，并且配備了各種大家關(guān)心的功能以直觀有效的形式顯示出來。
傳輸帶寬的壓力測試
目前，各電視臺(tái)投入運(yùn)行的制播網(wǎng)絡(luò)大多是所謂雙網(wǎng)結(jié)構(gòu)，即前期投入的以太網(wǎng)傳輸控制信號(hào)，大量的視頻數(shù)據(jù)通過光纖網(wǎng)傳輸。制播網(wǎng)絡(luò)的鏈路層傳輸協(xié)議符合FC/SCSI協(xié)議。視頻數(shù)據(jù)的傳輸流則是按照MPEG2格式的PES包傳輸?shù)摹?BR> 當(dāng)新聞編輯或者制作網(wǎng)絡(luò)的工作站同時(shí)啟動(dòng)時(shí)，常常會(huì)發(fā)現(xiàn)視頻數(shù)據(jù)丟失現(xiàn)象，具體表現(xiàn)為個(gè)別工作站檔機(jī)、下載的圖象文件夾黑場，更嚴(yán)重的是整個(gè)系統(tǒng)傳輸數(shù)據(jù)堵塞而崩潰。這是由于網(wǎng)絡(luò)的傳輸帶寬限制而引起的。為了測試網(wǎng)絡(luò)的傳輸壓力，常常是同時(shí)開通多各工作站達(dá)到臨界的數(shù)據(jù)堵塞狀況，這時(shí)的開通工作站數(shù)乘以每臺(tái)工作站數(shù)據(jù)碼率，就是網(wǎng)絡(luò)的傳輸帶寬。這里介紹一種測試網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)傳輸帶寬的軟件SANergy。
SANergy是一種基于共享硬盤中文件一級(jí)權(quán)限控制的管理軟件，即在同一時(shí)刻，多個(gè)工作站可以往同一個(gè)邏輯卷中進(jìn)行讀寫操作。但同一個(gè)文件在同一時(shí)刻只能被一個(gè)工作站修改，其他工作站對該文件只讀。當(dāng)一個(gè)工作站向某個(gè)卷中寫入或刪除文件時(shí)，其他工作站會(huì)自動(dòng)同步整個(gè)卷的文件和目錄信息。使用SANergy的優(yōu)點(diǎn)是，工作站不用切換卷的寫權(quán)限，不用進(jìn)行刷新操作便可同步所有共享硬盤的文件和目錄信息。但使用SANergy管理軟件要求系統(tǒng)必須是雙網(wǎng)結(jié)構(gòu)，即FC網(wǎng)和以太網(wǎng)并存的網(wǎng)絡(luò)。
SANergy管理軟件對網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)傳輸壓力測試不能完全代表實(shí)際工作站讀寫操作的數(shù)據(jù)傳輸量。2003年，筆者做過一個(gè)測試，是70個(gè)工作站同時(shí)運(yùn)行操作SANergy管理軟件方才使系統(tǒng)數(shù)據(jù)堵塞，但是實(shí)際同時(shí)運(yùn)行48個(gè)工作站就使系統(tǒng)數(shù)據(jù)堵塞了！但是不管怎樣，SANergy管理軟件是測試系統(tǒng)傳輸壓力的很好的軟件，方便而且直觀。測試得出的結(jié)論是：工作站數(shù)量要乘以70%的系數(shù)，才能代表網(wǎng)絡(luò)實(shí)際運(yùn)行狀況。
廣告