串行数字视频信号抖动与模拟分量视频信号失真的计量方法研究

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1、串行数字视频信号抖动与模拟分量视频信号失真的计量方法研究AMetrologyMethodofSerialDigitalInterfaceVideoSignalJitterandAnalogComponentVideoSignalDistortion作者姓名：陈赫专业名称：精密仪器及机械研究方向：无线电计量技术指导教师：田地教授学位类别：工学博士培养单位：仪器科学与电气工程学院论文答辩日期：2018年6月2日授予学位日期：年月日答辩委员会组成：姓名职称工作单位主席巴音贺希格研究员中国科学院长春光学精密机械与物理研究所委员张国玉教授长春理工大学卢革宇教授吉林大学刘光达教授吉

2、林大学程德福教授吉林大学王智宏教授吉林大学杨光副教授吉林大学吉林大学博士学位论文提要视频信号参数的计量是保障视频信号、视频系统及相关设备质量的重要手段。本文针对串行数字视频信号抖动与模拟分量视频信号失真的计量方法开展研究，研究内容如下：（1）研发基于正弦调频信号模型和E8257D信号发生器的标准SDI信号抖动源，可用于SDI信号抖动参数测量仪器的校准，提高测量准确性；（2）对于研发的SDI信号抖动源，提出了一种基于频谱比值法的校准方法，降低了测量不确定度，将SDI信号抖动参数量值溯源到计量基准；（3）研发出基于TG700视频信号发生器硬件平台和SDP2000软件平台的标

3、准失真模拟分量视频信号源，可用于模拟分量视频信号测量仪器的校准，提高测量准确性；（4）对于研发的失真模拟分量视频信号源，建立基于示波器的校准方法，降低了测量不确定度，将失真模拟分量视频信号参数量值溯源到计量基准；（5）针对视频信号参数计量中的溯源基准，研究了电光采样原理，建立脉冲波形测量系统，实现对光电探测器输出电脉冲信号的测量。摘要摘要论文题目：串行数字视频信号抖动与模拟分量视频信号失真的计量方法研究专业名称：精密仪器及机械指导教师：田地教授作者：陈赫视频技术的发展离不开数字视频信号和模拟视频信号。两种视频信号参数的计量是保障视频信号、视频系统及相关设备质量的重要手段

4、，主要包括：视频信号参数的测量，视频信号测量仪器的校准，计量标准、基准的建立，溯源链路的完善，测量不确定度的分析和评定等。串行数字视频信号（SerialDigitalInterfaceVideoSignal，SDI信号）是数字视频信号中的重要组成部分，主要用于广播电视演播室、主控、播控等系统中数字设备间的信号传输。近年来，为了满足高清晰度、高分辨率的视频传输需求，SDI信号的传输速率不断增加，抖动日益成为影响其信号质量的重要因素。SDI信号由模拟分量视频信号转换而来。模拟分量视频信号的失真会对SDI信号产生影响，从而降低视频信号的质量。然而，实际的系统中由于设备器件噪声

5、、线缆衰减、环境干扰等因素，会不可避免的导致模拟分量视频信号失真。SDI信号抖动和模拟分量视频信号的失真直接影响视频信号的编码、解码、调制、解调、空间传输等过程，降低接收终端信号的质量。本文围绕上述两种视频信号参数的计量方法开展了工作，主要研究内容包括：（1）标准SDI信号抖动源研究SDI信号抖动源可以用于视频信号测量仪器的校准，商用视频信号源的抖动参数无法溯源到计量基准，不利于SDI信号抖动参数计量中的仪器校准和量值溯源。本文研发了一种标准SDI信号抖动源，该抖动源基于正弦调频信号模型和E8257D信号发生器。采用视频信号测量仪器对研发的SDI信号抖动源进行测试。结果

6、表明，研发的标准SDI信号抖动源可用于视频仪器的校准。由信号源发出带有已知抖动的SDI信号，当视频仪器的测量结果超出规定范围时，对仪I吉林大学博士学位论文器进行调整，提高其测量准确性。开发了视频测量分析软件，实现标准SDI信号抖动源的控制和测量数据的处理，使得仪器校准过程更加智能和便捷。（2）标准SDI信号抖动源校准方法研究对于研发的标准SDI信号抖动源，为了使其输出的抖动参数准确可靠，对多种抖动校准方法进行研究，提出将频谱比值法应用于标准SDI信号抖动源的校准。由SDI信号抖动源、频谱分析仪和频率标准装置建立校准系统。对SDI信号抖动源校准过程的测量不确定度进行分析和

7、评定：标清SDI信号抖动扩展测量不确定度为4.6×10-3UI；高清SDI信号抖动扩展测量不确定度为7.8×10-3UI。在相同实验条件下与其他商用抖动源相比，降低了测量不确定度。通过标准SDI信号抖动源及其校准系统，将SDI信号抖动参数溯源到原子时标基准、功率基准和衰减基准。（3）标准失真模拟分量视频信号源研究模拟分量视频仪器的校准中，根据仪器的测量范围和待测信号的特点，需要在多个测量点进行校准，而标准视频测试信号限制了测量点的选择。针对上述问题，研发出一种标准失真模拟分量视频信号源，该信号源基于TG700视频信号发生器和SDP2000