【摘要】 人们习惯于模拟测试，对于数字视频“有则优劣则无”感到没有把握而困惑，甚至恐慌。本文提出只需要通过眼图就可以准确评价设备系统的工作状态。而这正是数字视频的优势所在！数字系统的模拟指标测试不过是对测试者自己的心理安慰而已！笔者进而质疑行业标准GY/T165-2000为提高指标余量制订得过于苛刻，而在搭建数字系统时难于实现！本文指出不能使用I、B、P帧相关性高度一致的、固定的静态测试图像信号评价压缩格式的图像质量。笔者根据自己的测试实践预言：最新的压缩格式H.264必将淘汰MPEG-2。
【关键词】 数字测试 崩溃点 压缩 淘汰MPEG-2 H.264
一、 不是杞人忧天——困惑
……是国家标准订得太苛刻了吗？……离系统崩溃点多远？越是无法测出越是没有底，越是恐慌！
多年来，全国各个电视台的视频测试主要是模拟测试，我们习惯于用信噪比、插入增益、K系数、亮度非线性失真、色度非线性失真、亮色时延、亮色增益差、频率响应等等技术指标，来评估视频系统的质量好坏；用信噪比、频率响应、谐波失真、插入增益等指标来判断音频系统的质量好坏。不管是静态或者是动态（插入行）测试，这些指标能够让我们一目了然地掌握设备系统的运行状况、能否达到广播级的质量要求。
可是，视频进入数字时代以来，情况就完全变了：对于数字串行视频信号SDI，只要一直不出现误码而且眼图睁得开，不管你翻录多少代、经过多少环节，图像质量都不会下降（实际上SDI翻录十多代后的质量略有下降都是因为记录时以DV格式压缩转换引起的）。对于传输电缆，只要远低于误码大量出现的274米（注1）的崩溃点，眼图看起来似乎闭合了，可是图像质量却看不出丝毫降低，因为机器能够分辨数字的“0”“1”状态。
您能够说图1信号的图像质量就一定不好吗？再看看同一信号经过数字均衡器后的眼图，见图2。这就是重庆卫视频道从播控中心到217米外微波机房的信号眼图。目前正在使用中！
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图1 SDI通过217米后的眼图 | 图2 再经过数字均衡器后的眼图 |
咱们的测试工程师用国家行业标准来测试数字系统，可是许多系统设备使用很好，但就是有某些指标不合乎国家标准。是国家标准订得太苛刻了吗？
设备的性能下降了多少？还有多大余量？离系统崩溃点多远？越是无法测出越是没有底，就越是恐慌！
二、 只缘身在此山中——数字视频的优势 ……可是思考得太多会把一些人弄糊涂！……只需要通过眼图就可以准确评价设备系统的工作状态。而这正是数字视频的优势所在！……模拟指标的测试不过是对测试者自己的心理安慰而已！
我遇见的好几个上海、北京、浙江台的测试专家都感慨：搞了几十年的模拟视频测试，现在数字视频测试倒没有底了，真不知道怎样测试才可靠！
也有人用模拟信号经过编、解码后去测试数字系统，可是这样的指标就能够表征咱们的数字系统吗？仔细一想就不禁哑然失笑：这指标不过主要就是编码器和解码器的综合指标罢了。
对数字视频思考得太少，测试时会陷入盲目；可是思考得太多会把一些人弄糊涂！
我认为：数字系统搭建成后是应该通过严格的验收测试，包括数字眼图、甚至模拟综合指标的检验。其实只要系统构建合理，平时的测试只需要通过眼图就可以准确评价设备系统的工作状态。而这正是数字视频的优势所在！
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图3 GY/T 165--2000数字视频通道测试点示意图 |
只要认真分析即可发现：数字系统的噪声和失真不会叠加！合理选取线缆长度，则几年才可能会出现一个误码对图像质量的影响完全可以忽略！模拟指标的测试不过是对测试者自己的心理安慰而已！
说到行业标准，有些项指标订得还真是偏高了。比如：按照行业标准GY/T 165-2000测试，我台12讯道新数字转播车测试D点眼图的幅度、上升时间、下降时间都超出了标准（见图4）。我们据此向厂商提出了整改通知。而此时的眼图却十分清晰！我分析认为是由于应急开关的IC器件的响应速度影响了整个系统的指标，但是眼图却没有多大的横向抖动量，“眼睛”的开闭大小也足够。不会造成“0”“1”状态的误判，也就是不会造成误码。根据我的实践体会：误码主要是由于传输电缆过长信号衰减和抖动造成的。时钟是由被测信号提取出来的，因而100KHz以下的低频抖动对误码影响很小！
对此，中国传媒大学陈善移教授也有过详细的论述（注3）。事实上转播车通过转播亚洲杯足球赛以来的使用，工作可靠效果良好。那么可不可以认为：制定幅度下降±5%和抖动0.13 UI是否过于苛刻了呢？不难看出：只要严格控制经过传输的测试点E的测试指标，D点定为0.2UI和±10%是否更容易达到、也留有相当的裕量而不会出现误码呢？因而似乎也更合理。
三. 借我一双慧眼吧——视频压缩产生的难题
……压缩视频数据量的需求，使J-PEG、DV、MPEG-II、H.264等等各种压缩格式的出现成为必然！……用静止的模拟测试图象信号来测试图象质量？显然不行！
根据GB/T 14857-93《演播室数字电视编码参数规范》SDI是基于4:2:2的分量的10（兼容8）比特采样的数字串行视频信号。亮度信号是13.5Mz量化率，两个色差信号各为6.75Mz量化。除了编码时的离散余弦变换噪声，没有任何图像质量损失。可是270Mb/s的数据量给传输和存储带来了很大的压力！试想像一下每秒270Mbit即33.75Mbyte,那么每小时的电视节目就是121.5G的存储量！这也给数据传输业务带来了空前的困难！因此利用视频帧内、帧间数据的相关性，来压缩视频数据量的实际需求，使JPEG、DV、MPEG-II、H.264等等各种压缩格式的出现成为必然！
可是怎样评估和测试这些格式的压缩效率及其图像质量呢？难道还是用一些静止的模拟测试图像信号经过这些格式的一系列压缩、解压后，来判断设备系统能否达到广播级的要求？显然不行！
因为就拿MPEG-II为例，静止的测试图像信号的图像组GOP（Group of Picture）内的I帧、P帧、B帧完全相同，帧间的相关性高度一致，即使将之压缩到200KHz的码流，模拟测试数据相当不错。可是运动图像压缩到这种码流下通过主观测试，完全不可以用于广播级使用！
可是究竟选择什么压缩格式、使用多大的压缩码流才能够既保证图像质量，又有满意的压缩率呢？用什