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一种快速的、实用的、可重复的客观测量方法

2008-02-15 Winfried Schultz 依马狮广电资讯网


——泰克给您带来优异而高效的测试产品

  “内容为王”,我们经常听到有人这样说。不错,从根本上来说,内容是电视的前提。然而,如果内容就是电视的全部,那么为什么还要发展高清电视?向高清转换是为了提供一种类似于电影院的观感体验。在这样的观看环境下,人们距离屏幕较近,有更好的观看角度,有更高的分辨率和更悦耳的声音。人们会争论电视系统到底是哪个环节更需要升级到高清系统。总的来说,转换的最终目的是为了创建一种新的体验,即一种新的质量体验(QoE)。QoE由许多因素决定的,然而,最重要的因素还是图像和声音的质量。

  质量和内容的关系并非总是一致的。如果质量相同,那么内容将是决定因素,要是内容相同,那么就把质量放在首位了。其实说到底,电视是一种商业行为,每个玩家应确定一种策略来平衡内容和质量的关系。

  测试和测量是对生产质量和管理质量的总体评价。就如同汽车工业一样,我们必须接受质量不再只是生成结束后简单的修补的过程,而是自始至终贯穿在生产过程的每一环节这样的事实。

一种快速的、实用的、可重复的客观测量方法


  在评价模拟视频和全带宽数字视频的质量时,人们可以采用直接测量静态测试信号失真的方法,然而,对压缩电视系统的质量评价却要复杂得多。在压缩系统中,图像的质量是随着数据率、图像的复杂程度以及所采用的编码算法而变化的。测试信号的静态特性不能反映图像质量的真实特性。在这种情况下,需要采用自然内容和运动测试场景,通过人眼的观察来评价图像质量。但是这种主观评价方法的效率太低了。泰克公司的图像质量分析仪PQA500提供了一种快速的、实用的、可重复的客观测量方法,它完全能够代替图像质量的主观评价。

  PQA500的输入采用了两个视频文件:一个是原始的参考视频序列,另一个是压缩后的、有损伤的视频序列,即参考视频序列的压缩处理版本。PQA500首先在这两个序列之间进行空间域和时域的定位调整,不再需要使用嵌入在视频序列中的校正条。而后PQA500按照人类视觉系统和注意力模型(attention models)对测试视频的质量进行分析,并提供与主观评价密切相关的图像质量测量结果。PQA500的测量结果包括总的质量计分和逐帧的测量计分,以及每帧图像的损伤映射图形。不仅如此,PQA500还采用了传统的图像质量测量方法例如PSNR(峰值信杂比),并以这种方法作为测量典型视频损伤和失真检测的工业基准损伤诊断工具。

  PQA500采用的每一种参考视频序列和测试片断可以具有各种不同的分辨率和不同的帧频。它可以在HD与SD之间、SD和CIF之间和其它任意格式组合之间进行测量并给出图像质量测量结果。PQA500的这一特性,为各种各样的视频应用例如格式转换、DVD出版物、IP电视以及半导体设计提供了支持。PQA500还支持序列长度不受限制的测量片断,即便是经过多次转换处理的全长电影,它也同样可以给出定量的图像质量测量结果。

  为了尽可能地获取最佳质量的视频素材,已经开发了1080p50或1080p60的视频格式以供选用。为满足RGB 4:4:4后期制作的应用需求,需要高速接口以处理附加数据。为此,目前大多数设备均采用双链路(dual link)以支持这项应用。不过,在传送视频和音频数据时,SMPTE 372M dual link标准支持各种模式和彩色空间。为获取最佳类别,有必要进行双链路的A-通道分析和通道间的定时测量,以及彩色分级(colour grading)应用的波形和矢量测量。泰克公司的WFM/WVR 7120模块式波形监视器产品系列可以完成这种全面的分析和测量,这类仪器以1.5Gbit/s的精度为双链路提供了可靠的物理层测量。

  在电视中一个非常令人头疼的问题就是是音频和视频之间的不同步,业就是业内称为唇音同步问题。唇音同步故障的出现是因为音频和视频的处理时间不同,二者在时间上没有正确对准。业内曾经采取过一些方法在线测试和校正这种唇音同步,但是,大多数编码方案实际上都是在附属数据空间内进行的,而这里正是传统在线测试信号的存放区域。随着多通道音频以及环绕声音频在压缩视频中的普遍应用,采用这种方法来校正也变得越来越困难。在停播时利用已定义的音频/视频序列进行唇音校正仍然是可选的方案。目前只能通过操作者聆听和观察音频和视频之间是否同步,而泰克公司推出了一种获奖的自动测试方法,这种测试方法不仅在高端分析仪中获得了应用,而且在应用在新推出的WFM7120中。泰克的唇音同步解决方案是将一种相关的视音频测试信号馈送至被测系统,而后用波形监测仪进行测量,以提供音频和视频之间定时差的精确测量结果。对于已购置泰克公司TG700测试信号发生器的客户来说,这种视音频定时测试信号是免费的,它支持SD和HD数字格式。

  HDTV要想在商业上获得成功的前提是能够给观众提供尽可能最佳的图像质量。最新的压缩技术H.264/MPEG-4 Part 10在卫星和有线传输应用中居于领先地位。在IP领域,尽管也有VC-1的一席之地,但是仍然是H.264占有优势。为了利用新视频编解码器的所有潜在优势,必须正确调整分配通道,无论是卫星、有线、地面还是IP传输。在移动电视中使用了较低的分辨率格式如CIF或QCIF,但是移动电视也面临着与IP传输同样的挑战。当我们考察传统的传输系统如卫星、有线或地面传输系统时,除了监测视频域外,也必须同时监测射频信号。这种逐层监视的方法,是迅速隔离故障并定位传输故障根源的前提。从经济效益考虑,泰克公司已经引入了射频频道轮询,即在优先关注重点传输频道的同时也智能地循环查询各个频道。在IP传输中,能够快速监视多个话路、一旦发现重大信号故障就立即给出指示并进行深入诊断故障和定位故障。MTM400 MPEG、RF和IP层监视器能够确保服务质量的需求,跟踪服务协议并使其符合要求。

一种快速的、实用的、可重复的客观测量方法


  为使H.264得到更好的应用,泰克公司开发了用于基本流分析的成套分析工具以提高编码效率。这套工具包括:能够利用泰克公司Vclips测试库创建测试传送流的H.264复用器、用以验证机顶盒设计和码流符合性的缓存器分析仪以及确保H.264码流传输的传送流分析仪。为进行实时测试,可以利用测试硬件如MTS430以完善这套测试工具。MTS430还可以通过升级,在主机上配备各种RF和IP接口,这样能够改善系统的连通性并实现跨层测试。

  为HDTV的端到端传输提供支持,需要各种各样的测试工具和各个领域的专业经验,例如未压缩的多格式视频和音频,用以播放的压缩视频以及用于存储和工作流的基于文件的视频等等。泰克公司向其客户承诺提供优异而又高效的测试技术,在继承50余年前就为电视行业服务的基础上,提供各种测试产品和解决方案。

泰克

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