数字电视原理与应用第08章

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1、第8章数字视频测量和分析8.1视频测量概念8.2串行数字视频测量8.3MPEG协议分析和监测测量8.4数字电视图像质量主观评价8.5数字图像质量客观测量8.1视频测量概念8.1.1视频测量功能层全部指标测量可以通过一台测试仪器如WFM601或WM700T来完成。由于信号在功能层之间进行了不同的处理，因此，对不同功能层需要用不同的分析方法。8.1.2视频质量测量概念首先，我们定义几个有关视频质量测量方面的基本概念。(1)主观测量是根据观看者提供的图像质量意见得出的测量结果。(2)客观测量是指借助仪器，使用人工手段读取测量结果，或者利用数学算法自动得出

2、测量结果。(3)直接测试是指使用有一定意义的图像素材进行测试的，通常也称为图像质量测试。(4)间接测试是使用专门设计与图像具有相同格式的测试信号进行测试的，也称为信号质量测试。(5)不停播测试是通过直接评价节目素材或间接测量节目素材中插入的测试信号进行测量的。(6)停播测试是使用适当的测试场景进行直接测试，或使用全场测试信号进行非直接测试。实际上，在模拟电视系统中对色度信号进行了压缩处理，但是为了区别数字视频压缩系统，通常人们将模拟电视系统当作无压缩系统看待。在压缩数字视频系统中进行无压缩视频的信号质量测量仍然很重要，这是由于以下原因：(1

3、)输入视频压缩编码器的信号要遵循适当的标准，并尽可能为有效的编码提供高质量的信号；(2)字幕和特技效果等视频处理不能在压缩域中完成；(3)由于压缩编解码的成本和质量原因，制作设备不能采用全压缩处理方式；(4)不同压缩方式之间进行转换的惟一途径是通过无压缩状态。使用数字压缩技术会增加现代电视系统中发生的失真类型，新出现的失真类型有以下几种。(1)量化噪声是在视频信号数字化过程中引入的，会随着压缩系统降低比特率处理而增大。(2)块误码是出现在DCT压缩系统中的一种棋盘形的误码效果。(3)分解力下降是由于压缩系统利用人类视觉系统中的有限分辨

4、力去除图像中的冗余信息引起的。虽然人眼对色度的分辨力更低，但是无压缩图像已经利用这一点作了压缩，压缩系统会对色度进行更大的压缩。(4)边缘忙乱是图像量化的另一种效果，失真主要集中在物体的边缘，表现为时域中变化的尖峰或空域的不同噪声，主要由于从图像的高分解力部分去除更多的信息导致边缘忙乱。(5)蚊子噪声是产生于相邻像素之间的量化错误，由于压缩引起的。由于场景内容不同，量化间隔的尺度会有变化，从而产生出像蚊子那样随时闪现在一幅场景中的物体周围。(6)块误码是出现在使用基于精确的运动补偿或因码率限制而采取丢帧处理的时间压缩系统中，产生与运动相关的图像缺陷

5、如抖动或像素块错误等。8.2串行数字视频测量8.2.1眼图和抖动测量1．眼图形成眼图可用来确定和检验串行数字信号的传输质量。2．串行数字信号的波形特性及参量从眼图中可以反应出串行数字信号的模拟波形特性。眼图观测项目通常包括：幅度、时钟周期、上升和下降时间、过冲和下冲以及抖动等参量。3．抖动在ITU-RBT.1363-1中给抖动下的定义为：抖动是数字信号的跳变沿相对于理想位置在时间上的变化。4．抖动的分类相同大小的抖动量因抖动速率不同，会对数字接收机产生截然不同的影响。(1)绝对抖动绝对抖动是信号上非常低到非常高的频率所有抖动频率分量的集合。

6、实际上不可能精确地测出绝对抖动，这是因为很难产生一个绝对基准的数据沿。漂移(Wander)也包含在绝对抖动之中，数字信号跳变位置以非常低的频率变化(典型值为10Hz以下)称为漂移。(2)定时抖动定时抖动是抖动频率高于规定速率(典型值为10Hz或更低)的信号跳变位置的变化。(3)校正抖动在ITU-RBT.1363-1中，给校正抖动下的定义是：信号的跳变位置相对于从该信号中提取的时钟跳变位置的变化。(4)低频抖动低频抖动是定时抖动和校正抖动之间的差，它所覆盖的频率范围是f1~f3。8.2.2误码检测1．误码秒概念由于串行数字视频系统的特性不同于一

7、般的数字系统，传统的误码率测试方法并不适合数字电视系统使用。主要原因如下。(1)误码率常被用于引起噪声的随机误码统计。而典型的串行数字视频系统工作在基本上无随机噪声误码的环境，其主要误码为脉冲误码，与随机噪声误码不同的是它具有间隔出现的特点，一个数据字的出错会引起数百个相同数字的出错。(2)误码测试必须提供使用若干已经定义的伪随机比特流序列信号中的一种，而这些测试信号与串行数字视频比特流信号不存在相似特征，数字视频设备无法处理这些测试信号。(3)如果一个数字视频系统工作在安全区，由随机噪声产生的误码大约为每百年一次，码率(BER)为10-18，可见

8、误码率测试不能提供有价值的数值。(4)误码率测试必须停播进行，测试所有的比特往