自从电视技术诞生以来,用来测试电视信号的专用仪器就一直伴随着电视节目的生产制作过程。由于电视信号的产生是一个光电转换,信号处理的过程。在这个过程中,信号避免不了要发生错误,模拟电路中表现为信号的幅度,相位发生偏差,信号的带宽受到损失。在数字电路里表现为数字的误码率,抖动,R'G'B'信号的延时等方面。
在模拟电视时期,我们在电视节目制作过程中,不管是前期的摄像机的信号采集,还是后期的编辑制作,应用最为广泛的是电视波形示波器和矢量示波器。比如美国TEK公司的1721、1731等产品。在节目的生产过程中,通过这两种仪器来判定电视信号的亮度幅度色彩相位,色彩幅度,是否符合标准。对于电视节目制作人员来说,示波器是比眼睛更可靠的,习惯了在看监视器画面的同时,也同时注意示波器的波形情况。经历了多年的模拟电视节目制作,到今天电视节目制作人员仍有很多的人员延用这种方式来应用视频测试仪器,包括在为新的SDI数字演播室或制作机房配备仪器的时候仍采用传统的模拟波形矢量示波器。这样的做法是否正确,会不会完全SDI数字电视信号中存在的问题?用模拟视频示波器来监看SDI数字电视信号又会发生什么样的问题?我们通过对美国TEK公司的多格式数字视频示波器,WFM6100的应用,和学习和培训,在数字电视节目的制作中如何应用视频测试仪器来观察节目的质量,从而去提高电视信号的质量。
我们使用的是数字的制作设备,包括摄像机录像机非线性编辑设备,这就决定了信号的采集制作过程中,信号都是以SDI数字视频信号的方式传输和记录。虽然我们用模拟示波器仍然可来监看节目的质量,我们所看到的是我们所使用的SDI数字信号经过机器本身的D./A转换器转换出来的模拟信号,这个信号的好坏完全依靠机器本身D/A转换器的品质。这个模拟信号如果复合电视节目制作的标准,并不能说明你真正用的SDI数字信号一定是符合数字电视信号的标准。同样这个信号不好也不能完全说明SDI数字信号不符合数字电视信号的标准。更为重要的是,如果用模拟电视信号的标准,来衡量数字电视信号,即使不考虑设备D/A转换器的质量,同样也因为标准的不同而造成实际使用的SDI数字电视信号因为颜色的超标而影响电视节目的质量。
了解色域的概念对数字视频的测试方法
从应用美国TEK公司的数字示波器产品来看,应用了色域的概念来衡量数字电视信号的质量,在实际使用的过程中能够方便快捷的了解数字电视信号的质量,从而对节目质量的监控和提高起到很大的作用。具体应用有这样几个方面。
钻石显示:域越限的解释钻石显示是R'G'B'色域中最可靠、最有效的越限指示图形,这有几个理由。由于钻石显示的上部钻石代表的是兰色和绿色信号分量的电平,而下部钻石显示代表的只是红色和绿色信号电平。这样,在调整R'G'B'信号时,就很容易分辨出是究竟哪一个通道或者哪几个通道出现了错误。钻石显示既不会误告警,也不会漏过严重的色域错误而不作告警显示。钻石显示的另一个重要优点,是它可以主观测评色域越限的严重程度。此外,钻石显示还可作为图像制作调整效果的监视工具。不过,一般不把它当作测量工具来使用。在图像制作时,利用钻石显示来确定色域越限的R'G'B'通道,从而排除任何猜想和臆测。由于在钻石显示的上部和下部均有绿色通道,那么绿色通道的越限必将对钻石显示的上部和下部产生对等的影响主观分析钻石显示最基本的优点也许是它支持色域越限的主观评测。传统的硬性判断、达到/未达到(go/no-go)的色域指示,不能把不致对图像产生明显影响的细微色域越限和立刻引人注意的严重越限区分开来。短时间的色域越限是在钻石刻度边界外形成模糊不清的线和点。超出色域的图像面积愈大,那么钻石刻度容限以外所出现的迹线和点就愈是明亮。因此,工作人员可对色域越限是否显著而作出主观评估,而不会陷入硬性判断电平检测器所带来的困扰。允许用户设置自己的色域上、下容限告警值。为此,只需选择Set Thresholds(门限设置),在弹出菜单中选择色域门限的上限和下限。在本例中,选择的是默认上限值为+721mV,下限值为-21mV。还可以使用另外两种设置。-面积它定义的是色域越限的图像部分所占总像素的百分比。在此范围内,不会作出信号色域错误的报告。-水平/水平+垂直水平模式仅用于滤除水平信号,而水平+垂直模式则在水平和垂直两维上进行滤除。这种滤除方式可以减少彩色信号转换时形成的过冲,因为亮度和色差信号可能有着不同的带宽。亮度和色差信号在转换为R'G'B'信号时,它们的上升/下降时间差异会在过渡区域造成小过冲和小下冲,采用滤除模式,就能使这种过渡忽略不计。
箭头显示:在箭头显示中,沿垂直轴代表亮度,消隐电平处于箭头的左下角。沿水平轴代表的是各亮度电平上的色度副载波的幅度。副载波为零时处于箭头的左端。上部斜线所形成的刻度指示,表示100%彩条信号的亮度与副载波的幅度之和,下部斜线所形成的刻度线,表示在朝向同步顶(最大发送功率)时的亮度与副载波的幅度之和。这种电子刻度提供了一种可靠的测量基准,从而能对随后编码成NTSC或PAL信号的亮度加彩色副载波进行测量。在箭头显示中还提供了一种调制深度可以调整的告警功能,即在复合信号的情况下,幅度有可能超出容限时,即向工作人员发出警告。这时视频工作人员就会看到复合传输系统下将如何处理这些分量信号,从而在制作过程中就进行必要的校正。