封连伟
深圳广电集团
数字视频设备输出SDI信号的编码参数和辅助数据格式是设备生产厂家在开发时设置的，在正常使用时并不会改变，一般也不允许用户修改（有些设备可能允许用户在菜单中改变辅助数据的格式、内容），因此大家对其并不熟悉。由于部分厂家的产品研发工程师对ITU-R BT601(GB/T 14857-93)《演播室数字电视编码参数规范》、ITU-R BT656(GB/T 17953-2000)《4:2:2数字分量图像信号接口》和GY/T160-2000《数字分量演播室接口中的附属数据信号格式》等相关标准理解不透彻，导致有些产品存在SDI编码格式和辅助数据格式不规范，其输出信号接入其他设备时可能会出现图像不定时跳动、某些信息丢失、音频打火声甚至严重时某些设备不能识别其信号，所以熟悉SDI信号格式和相关标准对系统设备验收及解决某些系统故障大有帮助，本文将结合实际工作来介绍如何检查SDI与辅助数据格式以及检查中易碰到的问题。
一、SDI和辅助数据格式检查内容
GB/T17953-2000《4:2:2数字分量图像信号接口》和GY/T160-2000《数字分量演播室接口中的附属数据信号格式》中详细介绍了SDI格式和辅助数据格式，也有一些文献对其进行了解读，本文就不再赘述，而直接介绍在实际工作中如何检查。
在验收或者故障排查时检查的主要内容包括：
1.行持续时间检查：虽然每行有0-1727共1728个字，其中有效字1440个，但数字视频行是从EAV (有效视频结束) 数据包的第一个字1440开始，即字3FF开始，结束于该行视频数据的最后一个字第1439字。见图1。
2.行场消隐持续时间检查：SAV应从1724字开始，共四个字。EAV和SAV的起始字必须是3FF、000、000。如上图所示。每一行SAV EAV的XYZ必须符合表1要求。
3.000-003、3FC-3FF是保护字，000和3FF仅可用于定时信息标识(3FF000000)和辅助数据标识(0003FF3FF)外，保护字不可用于视音频数据编码和其他辅助信息编码。数字视频行的样值编号的起点(样值0)为有效视频的第一个字，即为四字SAV 序列以后的第一个字。图2中紫色标注。
4.EAV和SAV之间的行消隐期内的所有字，在没有写入辅助数据时，均设置为黑电平（Y’ = 040H, C’b and C’r =200H）。如图2绿色所划部分。
5.辅助数据必须以000 3FF 3FF开始，必须在EAV之后立即插入，如果有多个数据包，包与包之间不可留空隙，见图3；
6.因第6/319行为切换行，最好不传输辅助数据（GY/T160-2000《数字分量演播室接口中的附属数据信号格式》建议不使用第6行，而GY/T161-2000《数字电视附属数据空间内数字音频和辅助数据的传输规范》未提及），第7/320行的消隐行内不能传输任何辅助数据，第5/318行1701字-1723字专门用于放EDH数据和校验字，最好不要传输其他数据，如图4所示。在实际应用中不少设备在第5行1444字开始的空间内也传输音频数据。
7.对于音频组1－4（AES1-4）音频数据包、扩展数据包和音频控制包的数据标识符（DID）分别为图3中第1447字指示该数据包传送的是AES1音频，第1502字指示该数据包传送的是AES1扩展数据。
二、SDI和辅助数据格式检查方法
以上1-4项中数据取值范围、行场持续时间、行消隐持续时间和辅助数据校验和可使用WFM601M、LV5800等设备自动检测，但只能检测各项目是否正常，若不正常会报警提示，无法对辅助数据进行分析，也就无法检查问题具体出在什么位置。
使用WFM601M时，按下前面板SERIAL键，再使用边框键（显示屏右侧）选择STATUS,出现图5界面，提示有无FF(全场)AP（活动图像）CRC校验错误，也就是EDH报警，若CRC INVLID，图像会出现误码；使用边框键选择FORMAT,出现图6所示的SDI监测界面，共有6项：
DATA RANGE(数据范围)；
SAV PLACEMENT（SAV放置位置1724-1727）；
LINE LENGH（行持续时间0-1439）；
FIELD LENGH（场持续时间L23/336-L310 /623 V=0）；
ANC CHECKSUM（辅助数据校验和）；
ANC PARITY（辅助数据奇偶性）。
图6监测界面报警，提示有DATA RANGE ERROR，查手册后得知是数据使用了保护字000-003或3FC-3FF，但未指明在那一行。
5-7项检查需使用WFM7120、LV5850、VM700T等设备，前二种设备需带辅助数据分析功能（选件），它们不仅能自动监测SDI格式和辅助数据还可利用其辅助数据分析功能来查找问题具体出在哪。
WFM7120的监测界面可自行定义，根据我们监测的内容一般按图7设置，左上角显示的是音频控制包信息，该信息显示当前数据流中只有一组AES音频，控制包标识符1EFH、控制包字个数24(18H)、控制包放置位置F2/L7、校验和数据比对正常等信息。
右上角是AES的状态信息，左下角是SDI格式、辅助数据检查、色域等报警信息（可在菜单中选择是否报警），右下角是数据分析界面。
当做辅助数据分析时首先按4键选中右下角界面，利用上下左右方向键和SEL键可选择场、行和Y/Cb/Cr数据字，在该窗口的上方显示所选行属于场消隐还是场正程，所选字属于行消隐还是行正程，SAV/EAV字用白色字符显示，场消隐用蓝色字符显示，场正程用CbCr用绿色字符，Y用黄色显示。
WFM7120虽然可以进行数据分析，但因为它没有对数据进行翻译，仅仅是把每一行每个数据罗列出来，如果你对SDI格式和辅助数据格式不是非常熟悉，则很难发现具体是哪些数据出现错误，所以首先要熟悉数据结构，才能完成数据分析，尤其是高清数字信号分析，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，但它只支持标清不支持高清，按AUTO键，进入SDI监测界面见图8，共有信号格式、行场正程逆程持续时间、辅助数据、辅助音频、亮度色度数据、EDH七类35项报警信息，报警项会以高亮方式显示，方框内的数字是指出现错误的次数，具体每项报警信息的含义请参考说明书和其他文献，这里就不再赘述了。
按MENU键，键指示灯亮后触摸报警区高亮框，然后按屏幕下方触摸软键ERROR MAP，进入图9界面，该界面会显示错误类型，并以高亮方式显示该报警信息出错的大约位置。 [Page]
按MEASURE键，选择Ancillary Data Analyzer进入图10界面，会以高亮方式显示出错数据字，按FREEZE键和menu键，出现软键，按find next forwards软键，显示下一个错误数据字。也可按CONFIG键，在config界面按measurement result，选择Ancillary Data，显示图11界面，可直观显示所有出错行和出错原因。
细心读者可发现图8-图11是一个确认SDI格式错误的过程。信号源是我台播出缓存服务器输出的SDI信号，WFM601M报警显示Data range error，但无法确认错误位置，用VM700T检查发现是第14行的Y数据字填充了000，在前面介绍了000是保护字，不能用于视音频数据及其他辅助数据编码，因第14行处于场消隐期，此处应填040H。该格式错误使用WFM7120分析辅助数据可发现SDI第14行的Y数据字填充了000但在ALARM STATUS里并不报警，咨询后得知工厂未设此项报警，在以后的软件升级时可能会改进。
在图8界面中指示目前信号存在Ancillary Data placement错误，该项报警在手册中解释为“附属数据包位置无效，不满足附属数据包要邻接前面数据包或者EAV标记的要求”，VM700在场消隐期并不对该项进行检测。进入Ancillary Data analyzer检查发现实际是Y数据字使用了非法字，见图10和下方解释，这与监测报警不符，估计这是VM700T的一个BUG，由于该设备目前已停产，软件也不会再升级了，所以在遇到此类问题时应注意甄别。
在使用VM700T检查上述SDI信号时我们碰到类似死机的情形，具体表现为监测画面不刷新，触摸屏幕无反应，重启后现象相同，出现这种情况无法判断报警信息类型，也就无法进一步查找错误位置，一筹莫展之时偶然发现更换其他信源就可恢复正常，仔细分析两类SDI信号，发现监测画面能刷新的信号来自旧播出服务器（用于7个频道播出），只有一路AES；导致监测画面不刷新的信号来自新增播出服务器（用于6个频道播出），该信号共插入2路音频AES1AES2，每一路既有音频包也有扩展包，见图3，共占约140个字。由此判断监测画面不刷新的原因应该是辅助数据区数据量大，导致VM700T缓存数据溢出而造成的，出现这种情况时实际未死机，无需重启，应该首先检查设备内存占用情况，按CONFIG可以看到，若超过10％就需清理，此外还应采取以下措施：
1. 先接入能使SDI Format Monitor正常工作的SDI信号，按一下MENU键，检查触摸屏幕下方check audio状态，图12是check audio激活状态，应再触摸一次 关闭，使之变为。
2. 如果还未恢复正常，检查图12的最左边软键是否为，若为validate：10bit，可能会由于是系统8比特数据模式而导致溢出，应确认为8/10bit validate模式，确保无论是8bit数据还是10bit均能识别。
图像出现异常，或者图像正常而监测设备报警，检查监测设备的error log或alarm status，只要属于SDI格式或者辅助数据报错, 均可按照上述过程来查看报错信息和报错位置（可详细到某行某字），然后确认是属于误报还是确实不符合相关标准规定，为解决问题提供详细依据。
前面提及的Y数据字编码误用保护字的SDI信号在我们系统中下一级进入的是切换台，由于切换台会对信号进行处理并对SDI按照自己的规范重新格式化，该错误被切换台改正，未对安全播出造成影响，但是若该信号传给其他设备或者保护字在正程位置出现，而该设备对信号要求又比较严格，就会出现信号不被识别的可能，这种情况在其他兄弟台出现过，所以在系统设备验收时一定要对设备输出信号的格式和辅助数据格式进行详细检查，防止留下安全隐患。 B&P