針對當(dāng)前電視臺數(shù)字化過程中遇到的實(shí)際問題，由中國電影電視技術(shù)學(xué)會主辦和北京電視臺承辦的“電視制播系統(tǒng)測試技術(shù)專題研討會” 于 7月7～9日在北京舉行。會上，各路專家紛紛發(fā)表了自己的中肯意見。《傳播與制作》從本期開始，將陸續(xù)發(fā)表會上各位代表的發(fā)言，主要內(nèi)容包括：數(shù)模混合系統(tǒng)中視頻測量方法的探討；D/A、A/D變換器的測量；非線性編輯網(wǎng)絡(luò)指標(biāo)測量；SDTV綜合測試圖介紹；虛擬演播室的測量方法和視頻服務(wù)器的技術(shù)指標(biāo)及其信號分析等。敬請讀者關(guān)注。

    鑒于目前電視臺的視頻信號系統(tǒng)尚處于模擬、數(shù)字混合狀態(tài)，模擬復(fù)合的全電視信號仍然是家庭電視機(jī)（含發(fā)射機(jī)、有線電視）的主要信號；盡管中心機(jī)房已經(jīng)數(shù)字化，但視頻通道很多處理電路仍離不開模擬（含分量）電視信號的監(jiān)視和監(jiān)測。送往發(fā)射臺（含網(wǎng)絡(luò)中心）的信號雖已為數(shù)字的（SDI）但需經(jīng)D/A變換器加到發(fā)射機(jī)或有線前端等設(shè)備上。這期間，除要測量模擬接口處的信號指標(biāo)外，還要兼看數(shù)字變換前后的圖像質(zhì)量，以使值班人員心中有數(shù)。再者，即使是用眼圖確認(rèn)了SDI數(shù)字信號合格，但因沒有模擬指標(biāo)的佐證，仍然無法反映最終的信號合格程度。因此，A/D、D/A的質(zhì)量檢測（包括采購、驗(yàn)收）便成為了主要矛盾。另一方面，在制作機(jī)房里很多信號轉(zhuǎn)換工作（如非編、服務(wù)器的上、下載等）、網(wǎng)絡(luò)化后（包括新聞制作、編、播、存一體化網(wǎng)絡(luò)等）的傳輸以及衛(wèi)星、有線電視等的碼流傳輸還要引入壓縮、解壓縮的圖像質(zhì)量檢測等問題。
    所以，重新認(rèn)識傳統(tǒng)的視頻通道概念、接受數(shù)字信號測量的特點(diǎn)、理解和研究傳統(tǒng)測量方法用于壓縮、解壓縮信號的局限性等，都成為了值得探討的問題。而壓縮后的圖像質(zhì)量，如何進(jìn)行客觀測量的問題（從理論到實(shí)踐）更是擺在數(shù)字視頻測量技術(shù)面前的新課題。
    目前，我們所面臨的系統(tǒng)狀況如圖1所示。由圖1可見，模擬分量部分：從攝像機(jī)輸出的R、G、B信號是最原始而又基礎(chǔ)的R、G、B分量信號。經(jīng)矩陣變換，可得B-Y、R-Y 和 Y 的色差分量信號，自此以后有三種去向：（1）經(jīng)模擬復(fù)合編碼形成復(fù)合全電視信號（PAL或NTSC），進(jìn)而經(jīng)A/D變換器成為并行或串行的數(shù)字復(fù)合信號（PAL 制177Mb/s、NTSC制143Mb/s）；（2）本身即是模擬的色差分量（R-Y、B-Y和Y）視頻信號；（3）經(jīng)三個(gè)A/D變換器成為數(shù)字分量信號（并行）和再經(jīng)串行處理成為SDI信號。

    MPEG協(xié)議分析部分：由信道編碼和音頻、數(shù)據(jù)嵌入電路形成MPEG-2傳輸流，主要用于傳輸和各種方式變換、處理等。需經(jīng)數(shù)字解碼后才能分別還原成各種所需的信號。
    總之，模擬信號測量仍然是視頻測量的基礎(chǔ)，模擬系統(tǒng)質(zhì)量強(qiáng)調(diào)的是信號質(zhì)量，并可以用它描述模擬通道的質(zhì)量。而數(shù)字測量雖已是視頻測量方法的重要手段，但通過“眼圖”信號分析得到的通道質(zhì)量，只能說明數(shù)字信號的模擬波形在傳輸中損傷的情況，與其解碼后的圖像質(zhì)量無任何相關(guān)性。重要的是：數(shù)字系統(tǒng)不必再以通道質(zhì)量來衡量信源（模擬）信號的質(zhì)量了。因?yàn)槔碚撋弦殉浞肿C明：數(shù)字傳輸后的信源模擬信號質(zhì)量（只要數(shù)字信號不誤碼）是無損的，解碼后的信號質(zhì)量取決于D/A變換器的好壞，所以測量D/A、A/D的質(zhì)量倒是必要的。否則，就要以直接檢驗(yàn)圖像質(zhì)量為準(zhǔn)。尤其是經(jīng)過壓縮、解壓等編、解碼后的數(shù)字系統(tǒng)，是無法用間接的、測量通道或信號質(zhì)量（損傷程度）等辦法得到結(jié)果的。所以，數(shù)字化后的“系統(tǒng)質(zhì)量”強(qiáng)調(diào)的是圖像質(zhì)量，而不是信號波形或通道怎樣。
    可見，由模擬向數(shù)字過渡階段，在探討視頻測量方法之前，首先要解決的問題應(yīng)該是：先澄清上述這些概念！

    一．視頻測量概念的沿革
    1．主觀測量（評價(jià)）：模擬時(shí)代的主觀評價(jià)用目測測試卡，根據(jù)圖上的“楔形線條”、“輝度級”等專門設(shè)計(jì)的靜態(tài)圖像內(nèi)容，進(jìn)行主觀定量。如，用于測量攝像機(jī)的分解力、監(jiān)視器的清晰度、灰度級、和光柵幾何失真等。而數(shù)字時(shí)代，主觀評價(jià)測試圖的結(jié)構(gòu)和意義有了根本的變化。
   

圖2為在原國家標(biāo)準(zhǔn) GB 2097—80《彩色電視廣播測試圖》基礎(chǔ)上修訂的數(shù)字電視（SDTV）綜合測試圖示意圖（該圖由廣電總局廣播電視計(jì)量檢測中心研究制作，即將發(fā)布）。
    由圖可見，這個(gè)圖形不僅保持了原模擬測試圖中所需的重要信息，而且增加了在中央窗口處可嵌入用于檢驗(yàn)壓縮圖像質(zhì)量的活動圖像序列 (目前是波帶卡的靜止圖片，隨時(shí)可以嵌入動態(tài)圖像序列)。
    測量方法和程序：先用此綜合測試圖測試、檢驗(yàn)監(jiān)視器，將監(jiān)視器調(diào)測至最佳狀態(tài)。再用該監(jiān)視器檢驗(yàn)攝像機(jī)拍攝測試卡所得的圖像，以驗(yàn)證攝像機(jī)。通過該監(jiān)視器還可檢驗(yàn)通道傳輸后的靜態(tài)圖像質(zhì)量（包括色還原、色差信號的失真等信息）和通過中央窗口嵌入的圖像序列，檢查壓縮、解壓縮后的動態(tài)圖像損傷情況，從而判明圖像質(zhì)量、等級范圍等。
    通過測試圖還可以解決大部分?jǐn)?shù)字視頻測量（眼圖以外）的內(nèi)容。因?yàn)椋詼y試圖作為信號源，利用視頻選行示波器或有選行功能的波形監(jiān)視器對不同局部內(nèi)容（如，取黑白分解力線條看亮度通路頻率特性、取色差線條看色信號通路頻率特性、用灰度階梯看亮度非線性失真和取彩條（最頂上的為75%、下邊圓中的小彩條為100%彩條）進(jìn)行選行顯示彩條波形等。還可通過左側(cè)“黑底白線”和右側(cè)“白底黑線”方塊（實(shí)際為2T正弦平方脈沖的正、負(fù)波形），可測量時(shí)域的線性失真（注意，這些失真并非數(shù)字傳輸通道所帶來的，它除了包含有少量模擬視頻通道質(zhì)量外，還有數(shù)模轉(zhuǎn)換過程中器件所帶進(jìn)來的失真）；它還可以檢驗(yàn)顯像端的圖像狀況（屬于基礎(chǔ)檢測：有如清晨打開電視機(jī)時(shí)看到的、電視臺開播前發(fā)給家家戶戶的、帶臺標(biāo)的測試圖。此時(shí)正是用該測試圖為電視機(jī)進(jìn)行基本調(diào)整的時(shí)候。因它未經(jīng)攝像機(jī)，是從播出機(jī)房里直接發(fā)出的電子圖形，所以很標(biāo)準(zhǔn)）。
    作為模擬時(shí)代視頻測量范疇的“主觀測量”用語應(yīng)是：電視圖像質(zhì)量主觀評價(jià)。是借助于主觀評價(jià)實(shí)驗(yàn)所獲得的各類客觀損傷數(shù)據(jù)（等效于主觀評價(jià)通道質(zhì)量的數(shù)據(jù)）劃分成等級，用來描述圖像質(zhì)量。之后，凡經(jīng)類似通道所傳圖像質(zhì)量（或稱受損程度、“級別”），即可視為主觀評價(jià)的等級。如，在模擬有線電視傳輸中，信雜比為34dB的通道質(zhì)量（三級）就能代表所傳圖像的質(zhì)量（經(jīng)傳輸，再好的源圖像也變?yōu)榱巳墸∵@里用單項(xiàng)舉例不夠全面，僅供參考）。
    而作為數(shù)字時(shí)代視頻測量范疇的“主觀測量”所指：圖像質(zhì)量，是與通道無關(guān)的。屬于“非源即顯”，發(fā)、收各端的編、解碼（或模、數(shù)轉(zhuǎn)換器）的質(zhì)量。這又是一個(gè)數(shù)模混合時(shí)期需要強(qiáng)調(diào)的視頻測量概念。
    2．客觀測量：分間接和直接兩類。
    全模擬時(shí)期，通過國標(biāo)GB 3659-83《電視視頻通道測試方法》中規(guī)定的“五大指標(biāo)，十種測試信號”用示波器或分析儀對測試信號進(jìn)行質(zhì)量檢驗(yàn)，從而取得通道質(zhì)量參數(shù)的方法，稱之為間接客觀測量。
    這種借助于測量信號質(zhì)量得到視頻通道指標(biāo)的方法，必須與主觀評價(jià)圖像質(zhì)量所得的結(jié)論有較強(qiáng)的相關(guān)性，其客觀測量才有意義。
    由圖3可見，主觀評價(jià)（虛線圈）和客觀測試（實(shí)線圈）共同包圍的面積，屬于“具有很強(qiáng)相關(guān)性”的部分，比例相當(dāng)?shù)拇蟆＿@是模擬信號系統(tǒng)所特有的。

圖3 傳統(tǒng)電視系統(tǒng)的主觀測試與客觀測試的相關(guān)性

    3．直接測量：分客觀和主觀兩類。
    “直接客觀測量”是借助于綜合測試圖及其中間的動態(tài)圖像序列或圖像質(zhì)量分析儀（如，PQA300等）來直接測出質(zhì)量評估值的。這類以測量圖像質(zhì)量為主的方法（主要用于數(shù)字視頻壓縮系統(tǒng)），要比用間接測量時(shí)，以測試信號質(zhì)量為基礎(chǔ)的傳統(tǒng)測量方法有較大的相關(guān)性。
    由圖4可見，以圖像質(zhì)量為主的直接客觀測試（細(xì)實(shí)線圈）與以信號質(zhì)量為主的間接客觀測試（虛線圈）二者在擴(kuò)展的主觀評價(jià)（粗實(shí)線圈）中做比較，從其相關(guān)性的比例來看，顯然是直接的圖像質(zhì)量測試范圍遠(yuǎn)比間接的信號質(zhì)量測試范圍大得多。
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