宋昕陽

（91550部隊(duì)32分隊(duì)，大連　116023）

我國近年以來的平板顯示傳輸設(shè)備正邁向高清化、數(shù)字化的方向不斷發(fā)展，而數(shù)字高清視頻信號的傳輸設(shè)備對于品質(zhì)的提升需求越來越大。當(dāng)前國內(nèi)外對應(yīng)視頻信號傳輸品質(zhì)分析設(shè)備生產(chǎn)廠家也在不斷提出新型數(shù)字高清接口的標(biāo)準(zhǔn)。雖然市面上主流的有HDMI、DVI 以及Displayport這三種數(shù)字高清接口，但以HDMI接口標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計的產(chǎn)品占到將近75%。在數(shù)字高清傳輸接口發(fā)展的過程中，人們逐漸重視對于視頻信號傳輸?shù)馁|(zhì)量保證，而高清數(shù)字視頻信號的傳輸接口品質(zhì)與傳輸品質(zhì)密切相關(guān)，所以應(yīng)當(dāng)從品質(zhì)分析設(shè)備的設(shè)計和應(yīng)用入手，實(shí)施對應(yīng)的優(yōu)化處理方法。

1　數(shù)字高清視頻信號傳輸品質(zhì)概念

1.1　高清數(shù)字視頻信號定義

所謂高清數(shù)字視頻信號（High Definition Television），也就是常說的HDTV。其對應(yīng)設(shè)備的品質(zhì)和設(shè)計原理應(yīng)當(dāng)從高清數(shù)字視頻切選機(jī)房方向出發(fā)，將模擬、標(biāo)清信號進(jìn)行轉(zhuǎn)換，從而實(shí)現(xiàn)高清數(shù)字信號的采集和儲運(yùn)、編輯、選切，最終將用戶的終端接收顯示編輯完成的高清數(shù)字視頻圖像。

1.2　數(shù)字化通信

以視頻信號傳輸為基礎(chǔ)的數(shù)字化通信，主要包括高清數(shù)字信號的采集和儲運(yùn)、編輯、選切，這些過程都要采用二進(jìn)制的方式進(jìn)行編碼傳輸。相對于傳統(tǒng)模擬信號的應(yīng)用來說，數(shù)字信號有著更快的運(yùn)行傳輸速度，整體帶寬較為合適，對于長距離內(nèi)容復(fù)雜的數(shù)字信號有著重要的應(yīng)用意義。數(shù)字化的通信技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)無損通信，其在數(shù)字信號傳輸過程中更能夠保證圖像質(zhì)量，有著更大的優(yōu)勢。

1.3　數(shù)字信號與模擬信號對比

1.3.1模擬通信的優(yōu)缺點(diǎn)

相對來說模擬通信技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)在于其表現(xiàn)較為直觀，技術(shù)上更容易實(shí)現(xiàn)，但整體信號傳輸過程中容易受到干擾和數(shù)據(jù)入侵。

1.3.2數(shù)字通信的優(yōu)缺點(diǎn)

數(shù)字通信技術(shù)對于數(shù)據(jù)傳輸過程中的圖片質(zhì)量有較好的保證效果，同時抗干擾能力較強(qiáng)。相對來說這種技術(shù)占用頻帶較寬，對于技術(shù)的實(shí)踐要求較高，實(shí)現(xiàn)較為困難。

1.4　數(shù)字高清視頻信號傳輸品質(zhì)內(nèi)涵

對于數(shù)字高清視頻信號傳輸設(shè)備設(shè)計開發(fā)來說，對于數(shù)據(jù)處理和系統(tǒng)權(quán)限的需求是不容忽視的。對于全面的數(shù)字高清視頻信號傳輸系統(tǒng)來說，不具備對應(yīng)權(quán)限的應(yīng)用就不會對其他視頻或者軟件產(chǎn)生影響，這將有助于保障視頻的信息安全；而不管是在日常生活還是高級科研過程中，權(quán)限的獲取以及數(shù)據(jù)的存儲對于數(shù)據(jù)信號傳輸開發(fā)都有較高的要求。如果只是傳統(tǒng)的增加大量高效的處理器效率，是不能夠滿足數(shù)據(jù)存儲以及處理的實(shí)際需求的，也會在一定程度上阻礙數(shù)據(jù)共享以及流動。采用數(shù)字高清信號傳輸質(zhì)量分析設(shè)備可以將數(shù)字信號的傳輸漏洞整體完善，并且利用其高效的評測能力將數(shù)據(jù)處理和權(quán)限獲取工作完成的更為到位。

2　針對數(shù)字高清視頻傳輸接口的傳輸品質(zhì)的測試技術(shù)

2.1　視頻傳輸誤碼率測試

通過設(shè)置一定長度的數(shù)字信號傳輸距離，確定頻率的信號傳輸，在一定的工作時間和條件下可以用數(shù)字高清接口進(jìn)行多種格式音頻、視頻的傳輸。而在高清信號傳輸?shù)哪┒丝梢酝ㄟ^高性能的數(shù)字傳輸信號示波器進(jìn)行多項(xiàng)電氣參數(shù)的顯示，如果多項(xiàng)檢測誤差都在正常范圍內(nèi)則可以繼續(xù)應(yīng)用，且相對來說數(shù)據(jù)傳輸?shù)腻e誤率較低。

2.2　視頻接口傳輸流暢性測試

在一定長度的數(shù)字信號傳輸距離，確定頻率的信號傳輸，并且在一定的工作時間和條件下，以數(shù)字高清接口進(jìn)行多種格式視頻信號的傳輸測試，在末端以數(shù)字高清設(shè)備進(jìn)行結(jié)果顯示?？梢酝ㄟ^人眼觀察設(shè)備上的高清視頻播放流暢情況。

2.3　更加全面的數(shù)字高清視頻信號傳輸品質(zhì)分析儀設(shè)計

如前文所述，當(dāng)前我國現(xiàn)有的數(shù)字高清視頻傳輸品質(zhì)檢測是通過物理層面進(jìn)行對應(yīng)方式測試的，同時可以通過觀察所需要檢測傳輸視頻信號的特性進(jìn)行傳輸品質(zhì)的評估。但這樣的測評在電氣設(shè)備的實(shí)際應(yīng)用中局限性較大。數(shù)字高清視頻信號傳輸作為嵌入式的系統(tǒng)，整體高清接口芯片上運(yùn)行著多種協(xié)議，因此其對于軟件數(shù)據(jù)的處理較為影響高清數(shù)據(jù)接口的傳輸品質(zhì)。在狹義范疇內(nèi)的數(shù)字高清視頻信號傳輸品質(zhì)控制僅需要通過接口進(jìn)行，但廣義的范圍內(nèi)數(shù)字高清視頻傳輸包括整體數(shù)字高清產(chǎn)品所用到的傳輸系統(tǒng)，其中對于高清接口和處理器控制、數(shù)據(jù)解碼編碼以及傳輸線纜的控制較為重要，且對于數(shù)字高清產(chǎn)品視頻信號的傳輸質(zhì)量有密切關(guān)系。所以對應(yīng)信號傳輸品質(zhì)分析設(shè)備的測試應(yīng)當(dāng)從更為系統(tǒng)的角度開展，更加全面高效的衡量數(shù)據(jù)信號傳輸品質(zhì)。

3　測試方案

3.1　測試原理

在對應(yīng)的視頻信號經(jīng)過高清數(shù)字接口傳輸之后，可能會因?yàn)殡姎飧蓴_或者數(shù)據(jù)處理誤差的影響而導(dǎo)致輸出影像存在較大差異。因此為了整體衡量和評測數(shù)字高清接口對于視頻信號的影響，需要運(yùn)用特定點(diǎn)的數(shù)字信號做以標(biāo)識，也可以通過所傳輸圖像的峰值信噪比進(jìn)行接口傳輸視頻的PSNR值。

3.2　測試架構(gòu)

數(shù)字高清視頻信號傳輸?shù)慕涌赑SNR值測試通過檢測接口端輸入的視頻流、本地信息流以及采樣觸發(fā)單元、結(jié)果顯示單元進(jìn)行構(gòu)建，而對于數(shù)字高清接口的視頻信號傳輸信噪比的檢測需要從以下方面開展：首先應(yīng)當(dāng)注意數(shù)字高清接口的輸入視頻單元，將輸入的視頻進(jìn)行視頻流采樣中進(jìn)行分解；其次對于本地原始的視頻信號分解和采集，主要通過將本地存儲的視頻以信號形式傳送到視頻流采樣中；采樣時間觸發(fā)單元，在這方面需要預(yù)設(shè)所需樣品不同時間點(diǎn)的信息，并且依據(jù)信息開展數(shù)據(jù)信息的虛擬化處理，對于傳輸視頻和本地視頻同步采樣，獲得同期時間點(diǎn)的圖像信號；除此之外對于所輸入的傳輸信號進(jìn)行一定方式的計算，并且計算出不同標(biāo)準(zhǔn)條件下的PSNR數(shù)值；在結(jié)果顯示單元經(jīng)過計算和整理之后，將不同標(biāo)準(zhǔn)條件下的PSNR數(shù)值進(jìn)行表格化處理，整體進(jìn)行測算信號傳輸品質(zhì)。

4　數(shù)字高清視頻傳輸品質(zhì)分析設(shè)備設(shè)計與功能實(shí)現(xiàn)

在上述測試中，采用數(shù)字高清的傳輸接口進(jìn)行宿端的檢測，對于系統(tǒng)集成高清視頻的采集和差異性分析進(jìn)行了整體的探討。因此這種數(shù)字高清視頻傳輸品質(zhì)分析設(shè)備可以對于電視、液晶顯示的高清接口視頻質(zhì)量開展評價，并且以圖表等更為直觀的方式來呈現(xiàn)，從而清晰的對于端口的視頻信號傳輸品質(zhì)進(jìn)行測試。對于數(shù)字高清視頻傳輸品質(zhì)分析設(shè)備的設(shè)立來說，首先應(yīng)當(dāng)對于高清字符的疊加進(jìn)行字符重疊處理，并且將疊加之后的高清信號進(jìn)行多路分配，將其中的高清數(shù)字信號傳送到畫面分割器進(jìn)行處理，隨后轉(zhuǎn)移到高清監(jiān)視器開展同步的監(jiān)視；將其余的高清數(shù)字信號進(jìn)行圖像信號的傳輸，并且在適當(dāng)?shù)母咔迩羞x矩陣中進(jìn)行高清信號的切選，最終將切選信號通過光端機(jī)進(jìn)行接收和顯示。

對于數(shù)字高清視頻的切選來說，需要首先變換標(biāo)清數(shù)字信號的視頻，隨后進(jìn)行高清字符的疊加和配置出5路的高清信號，將一路高清數(shù)字信號傳送到畫面分割器進(jìn)行處理，隨后轉(zhuǎn)移到高清監(jiān)視器開展同步的監(jiān)視；將一路進(jìn)行圖像傳輸機(jī)房的處理；兩路開展高清視頻的數(shù)字信號傳輸；另一路進(jìn)行選擇適當(dāng)?shù)母咔迩羞x矩陣中進(jìn)行高清信號的切選，進(jìn)一步開展錄制和品質(zhì)分析準(zhǔn)備。

5　結(jié)束語

隨著當(dāng)前市場發(fā)展中數(shù)字高清視頻信號的傳輸設(shè)備對于品質(zhì)的提升需求的不斷增加，國內(nèi)外對應(yīng)視頻信號傳輸品質(zhì)分析設(shè)備生產(chǎn)廠家也在不斷提出新型數(shù)字高清接口的標(biāo)準(zhǔn)。本文提出和分析運(yùn)用PSNR技術(shù)作為測試主要方法的數(shù)字高清視頻信號傳輸處理設(shè)備的設(shè)計方法，通過與傳統(tǒng)視頻信號分析儀進(jìn)行性能以及實(shí)際應(yīng)用過程中的效率的對比，認(rèn)為其更具有系統(tǒng)性、應(yīng)用性等特性，可以更加全面高效的衡量數(shù)據(jù)信號傳輸品質(zhì)。

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[2]劉奕宏，姚日煌，張志強(qiáng).數(shù)字高清視頻信號傳輸品質(zhì)分析儀器設(shè)計[J].儀器儀表用戶，2015，22（03）：17-19.

[3]李偉，劉超.數(shù)字高清視頻切選機(jī)房設(shè)計探討[J].電子測試，2013（08）：124-125.