徐少勇

摘? 要：視頻板卡是動態(tài)視頻信號采集及非線性編輯系統(tǒng)中重要的硬件設(shè)備，其視頻指標性能直接影響播出的畫面質(zhì)量及信號傳輸?shù)男Ч?。為此對標定性能的視頻板卡在實際應(yīng)用中的效果測試就非常重要。

關(guān)鍵詞：視頻采集;信號輸出;眼圖;波形監(jiān)視器;MG4600E

中圖分類號：TN943 文獻標識碼：A

高質(zhì)量的原始素材是獲得高質(zhì)量最終視頻產(chǎn)品的基礎(chǔ)。對模擬視頻信號進行采集、量化和編碼一般都由專門的視頻采集卡來完成。對視頻信號的采集，尤其是動態(tài)視頻信號的采集需要在采集和播放過程中利用硬件對圖像進行壓縮和解壓縮處理。在這一過程中起主要作用的是視頻板卡。同時視頻板卡也是非線性編輯系統(tǒng)中重要的硬件設(shè)備，其視頻指標性能直接影響播出的畫面質(zhì)量及信號傳輸?shù)男Ч?。為此對標定性能的視頻板卡在實際應(yīng)用中的效果測試就非常重要。

寧波廣電集團基于雙數(shù)據(jù)中心的城市臺融合媒體云平臺非編工作站采用的是MG4600E型視頻板卡。MG4600E型視頻板卡是廣泛在廣電行業(yè)中在使用的非編工作站視頻板卡，帶有硬件解碼和視頻采集功能。國家廣播電影電視總局廣播電視計量檢測中心的NO.20491112281658指標檢測報告顯示其技術(shù)特性符合《GYT155-2000 高清晰度電視節(jié)目制作及交換用視頻參數(shù)值》要求。為掌握MG4600E型視頻板卡在實際工作中的特性，做了實際使用效果測試。

1 測試

為測試MG4600E視頻板卡在實際使用中的視頻特性，我們進行了以下四項測試[1]：

1.1 板卡HDSDI信號生成測試

將視頻板卡插入非編工作站中，將Tektronix WFM7120波形監(jiān)視器檢測接口接入板卡HDSDI信號OUT端，按標準設(shè)置（見圖1）后輸出彩條信號檢測。

波形監(jiān)視器檢測檢測值顯示：信號幅度（mV）為806，上升時間（ps）為248，下降時間（ps）為230，抖動數(shù)值中100KHz高通濾波（UI）為0.12，10Hz高通濾波（UI）為0.06。與之前送檢數(shù)值范圍相當(dāng)。該數(shù)值表示其圖像穩(wěn)定（見圖2）。

1.2 板卡HDSDI信號采集后環(huán)出到波形監(jiān)視器測試

將有源信號接入板卡HDSDI信號IN端，將Tektronix WFM7120波形監(jiān)視器檢測接口接入板卡HDSDI信號OUT端，有源信號輸出標準檢測畫面。發(fā)現(xiàn)眼圖有大幅抖動，指標參數(shù)信號幅度（mV）為725，上升時間（ps）為275，下降時間（ps）為285，抖動數(shù)值中100KHz高通濾波（UI）為0.38，10Hz高通濾波（UI）為0.26，偏離檢測數(shù)值。從抖動數(shù)值中的高通濾波可見信號未整流，持續(xù)信號輸入也較不穩(wěn)定，從抖動狀態(tài)觀察板卡信號環(huán)出，更接近信號衰減變化[2]（見圖3）。

1.3 加載非編軟件后環(huán)出HDSDI信號到波形監(jiān)視器測試

打開非編工作站非編軟件，將有源信號接入板卡HDSDI信號IN端，將Tektronix WFM7120波形監(jiān)視器檢測接口接入板卡HDSDI信號OUT端，有源信號輸出標準檢測畫面。眼圖顯示正常（見圖4），指標參數(shù)信號幅度（mV）為860，上升時間（ps）為695，下降時間（ps）為709，抖動數(shù)值100KHz高通濾波（UI）為0.19，10Hz高通濾波（UI）為0.34。在非編軟件打開的情況下，上升時間和下降時間發(fā)生變化，總體幅度差為14ps，符合<100PS的要求。眼圖符合整流后的特性。

1.4 使用非編軟件采集信號生成文件后輸出HDSDI信號到波形監(jiān)視器測試

使用非編軟件采集以“MXF_MPEG2_IBP幀_50Mbps”方式采集、重放，檢測結(jié)果如下：

測得高清數(shù)字接口特性和信號格式中信號幅度（mV）759，上升時間（ps）238，下降時間（ps）220，上升和下降時間的差（ps）18，上沖（%）0.1，下沖（%）0.0，直流電平偏移（mV）12.9，抖動 100kHz高通濾波（UI）0.09，10Hz高通濾波（UI）0.7.所測HDSDI信號格式 符合GY/T157-2000，CRC誤碼秒數(shù)為0。

測得高清視頻通道特性100%彩條輸出幅度（mV）：Y700.0;Pb 699.5;Pr699.5。閃電、矢量、非線性失真未見異常[3]。

測得嵌入音頻特性結(jié)果如下：

高清測試圖像序列由高清縮編工作站以“MXF_MPEG2_IBP幀_50Mbps”方式采集、重放，檢測結(jié)果如：

根據(jù)圖像質(zhì)量分析儀說明書，圖像質(zhì)量客觀測試結(jié)果中，PQR值越小，圖像質(zhì)量越好;PSNR值越大，圖像質(zhì)量越好;據(jù)此計算序列播放的文件質(zhì)量總體較好。

2 結(jié)語

經(jīng)過實際環(huán)境設(shè)備驗證，MG4600E板卡在四項測試中，板卡自身信號環(huán)出檢測到的波形圖高通濾波（UI）為0.38，10Hz高通濾波（UI）為0.26。偏離檢測數(shù)值，出現(xiàn)大幅抖動，眼圖表現(xiàn)模糊。但在開啟非編軟件后抖動數(shù)值變?yōu)椋?00KHz高通濾波（UI）0.19，10Hz高通濾波（UI）0.34。上升時間和下降時間發(fā)生變化，總體幅度差為14ps，符合<100PS的要求.

從第二項測試中展示的波形及眼圖觀察，抖動變化符合一般HDSDI信號衰減特性，據(jù)此推測板卡在測試的系統(tǒng)中加載后，類似直通，信號衰減。從第三項測試開啟非編軟件后，板卡輸出信號發(fā)生明顯變化，符合硬件視頻信號處理特性。由此可見，該板卡非系統(tǒng)自持型板卡，在系統(tǒng)加載，不開啟非編軟件的情況下無法處理輸入信號的編解碼，只能進行信號直通環(huán)出，并伴有信號衰減。只有在對應(yīng)的非編軟件啟動后，GM4600E才能對信號來源進行編解碼處理，顯示正常波形。

因此，原廣播電視計量檢測中心檢測報告中的數(shù)據(jù)有使用環(huán)境限制，不適宜單獨作為源數(shù)據(jù)輸入信號采集使用。但通過第四項文件化采集和生成測試顯示，非編序列中播放的信號均符合《GYT155-2000 高清晰度電視節(jié)目制作及交換用視頻參數(shù)值》要求，且數(shù)值較優(yōu)。因此該款板卡適用于非編制作，同時在開啟非編軟件的情況下，可以進行部分視頻數(shù)據(jù)采集使用。

參考文獻：

[1]葛磊蛟，邢恩福，耿躍華.基于ATmega64云臺板卡測試平臺的設(shè)計[J].微計算機信息， 2009（08）：114-116.

[2]閆守成，全厚德，李擎.Windows環(huán)境下的數(shù)字圖像采集技術(shù)研究[J].微計算機信息，2006， 22（4）：252-254.

[3]吳美建.非線性設(shè)備中的接口技術(shù)[J].現(xiàn)代電視技術(shù)，2003（12）：77-79.