视频指标及测试方法
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视频测试讲义
视频指标物理意义及测试方法
高级工程师 陈和
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HTTP://BBS.LCDHOME.NET 特点 与图象质量和损伤程度有比较紧密的对应关系 电视信
号直接形成图象 波形失真立即反映为图象失真 更为直观
两者关系 复频域函数 F
=
f t e-j t dt
-
1
时域函数 f t = 2
F
-
ej t d
国际上规定 两种方法都是线性失真研究手段 互相补充 但当测量结果
三 主要液运行晶技之术指家标的论测坛试与网分析 一 KH系T数T––P–:––/––/––B––B––S––.–L––C––D––H––O5 ME.NET
二 色亮增益差 K–––––––––––––––––7 三 色度/亮度时延差 ––––––––––––9 四 幅频特性––––––––––––––––––––––10 五 亮度非线性––––––––––––––––––––11 六 微分增益失真––––––––––––––––––12 七 微分相位失真––––––––––––––––––12 八 色度/亮度交调失真––––––––––––––13 九 信噪比––––––––––––––––––––––––14 十 非线性指标测试时注意––––––––––15
液晶之家论坛网 中最重要和最基础的内容之一
一 1. 定义
HT线T性P失:真//BBS.LCDHOME.NET
由于系统特性而产生的失真 与信号本身幅度无关 输出信号与输入信
号之间保持线性关系 U2=KU1 U1 输入信号 U2 输出信号 K 传输函数 频率或时间的函数
2. 原因 系统幅频特性和相频特性不均匀 是由于电路中存在电抗性元件及各种
地址 重庆江北区桥北村 270 号 电话 023 67761993 67761219
邮编 400020 传真 67761219
E-mail cqmva@public.cta.cq.cn
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目录
电视测量原理–––––––––––––––––––––1
一
视频传输通道
一 电视发射机––––––––––––––––––––––1 二 电视播控系统––––––––––––––––––––2
二
一 二 三
视频信号的失真
线性失真–––––––––––––––––––––––2 非线性失真–––––––––––––––––––––3 线性失真与非线性失真的差别–––––5
对图象的影 廓的变化
均匀背景亮
图象闪动
响
度不真实
频带宽度不够 中频频谱分量的 低频相位失 与交流耦合级 反
或高频补偿不 幅度特别是相位 真 箝位电路 馈环路低频特性电
产生的原因 当
失真 箝位电路存 不佳 在问题
路阻尼 电源去耦 电路 低频补偿电
路等有关
表4 二 色亮增益差 K 1. 定义 把一个具有规定的亮度和色度分量幅度的测试信号送到被测系统的输入 端 输出端信号中亮度分量和色度分量幅度比与输入端幅度比的改变称色亮增 益差
电视测量原理
内容 根据国标<GB-3659-83>电视视频通道测试方法 部标<GY35-34>VHF 电视发射机通道测试方法 部标<GY/T107-92>电视中心播控系统维护 规程中规定的视频传输通道主要运行技术指标 探讨分析其物理含义 测试原理及测试方法 与图象质量的关系以及在指标测试中易出现的 问题及注意事项 并分析解决和提高其技术指标所采取的措施
是否产生新的频谱成份是区别线性失真与非线性失真的标志
与输入信号
输出与输入
传输函数
新的频率 失真产生 的
幅度的关系
信号的关系
成分
原因
无关
呈线性关系
K f 为 f.t 的函数
不产生 电抗元件分布参数
有关
呈非线性关系 K U1 为输入信号U1的函数
产生 非线性元器件
表3
三 主要运行技术指标的测试与分析
一 K 系数 1. 定义
一 视频传输通道
液晶之家论坛网 广义上是指这样一种通道或设备 不论它的中间环节对信号的处理过程如 何 它的输H出T和输T入P都:是/视/频B信B号S.彩L色C全D电视H信O号ME.NET
信号源
输出端
视频通道
视频信号
视频信号 图 1
在 Q9 或 BNC 接头上的视频信号标准 1Vpp 消隐电平 0V 同步电平
液晶之家 HTTP://WWW.LCDHOME.NET
电视测试解调器 1
视频自动测试系统 图2
液晶之家论坛网
版权归原作者所有
HTTP://BBS.LCDHOME.NET 二 电视中心播控系统
测发 均 矩 分 切 处 逆 分 自
试生 衡 阵
理程
动系
信器 放 开 配 换 放 插 配 测统
号
大关
大入
试
器器器器器器器
7
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版权归原作者所有
HTTP://BBS.LCDHOME.NET 2. 意义
通道对色度分量和亮度分量的放大不一致
3. 测试 经典法
失真波形
K=
100%
图 10
从频谱角度看 这种波形分别代表视频低端
液晶之家论坛网 和高端的情况 严格地说是代表了亮度信号的 HTTP://BBS.LCDHOME.NET 低中频分量与色度信号间的关系 理论上并不
图3
电视台电视工程技术人员的任务 测试技术指标 寻找干扰和产生失真的
原因 进而采取具体的措施 以提高播出质量 与生产商品的产品质量要求
一样
二 视频信号的失真
失真 这是一个相对的概念 相对于理想状态或原有事物的变化程度 利
用失真这一概念 通过检查信号在传输前后的变化情况来分析设备的性能 不
是一般正弦信号的失真 而是电视视频信号的线性和非线性失真 是电视原理
能充分代表整个信号与色度信号之间的关系
亮度 6M 由于亮度信号能量以低频成分
图 11
为主 所以 还是认为 20T 正弦平方波能代表亮度信号
自动测试系统
直接测出色度与亮度的幅度进行计算
条与
幅度
4. 影响 色饱和度失真
把各种波形失真按人眼视觉特性给予不同评价的基础上来度量图象损伤 的一套系统方法 K 系数包括行时间波形失真 Kb 2T 正弦平方波与条脉冲 的幅度比 Kpb 2T 正弦平方波失真 Kp 场时间波形失真 K50
K 系数中 K50 不计 在测定的 Kb Kpb Kp 中 取绝对值最大者 做 为 K 系数指标
与图象电平比例 3 7
做为一个传输系统 在传输的过程中必然受到干扰并产生失真 上级 部
门 的要求 把干扰和失真限制在允许的容限之内 经常对通道的各项技术指
标进行测试 并对设备进行维护调整 保证完好的工作状态 对发射机 微
波传输 播控中心 卫星地面站 有线电视测报指标 进行等级评定
一 电视发射机
测试信号发生器 电视发射机
由非线性元器件引起 它们的参数随作用于它们的信号电平而变化
信号电平大小影响
3. 方法 时域法 研究有代表性的特定波形通过传输系统的失真情况 而不采
用声频测量中使用的测量谐波幅度来表征非线性失真系数
4. 平均图象电平的影响
传输系统的非线性与信号动态范围
有关 不同图象内容的信号平均值不同 因
此考查系统的非线性失真需考查不同平均图
液晶之家 HTTP://WWW.LCDHOME.NET
同步脉冲非线性失真 同步信号静态非线性失真 色同步非线性失真
同步脉冲非线性失真 同步信号动态非线性失真 色同步非线性失真
表2
4
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版权归原作者所有
HTTP://BBS.LCDHOME.NET
三
线性失真与非线性失真的主要差别
失真 类型 线性失真 非线性失真
信号在传输中引起的失真与被传输信号本身的幅度有关时 这种失真称非
线性失真 输出输入信号之间已经不是简单的线性关系
U2=K U1 U1 传输函数 K U1 不仅是频率 或时间 的函数 而且是输
入信号的函数
3 液晶之家 HTTP://WWW.LCDHOME.NET
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版权归原作者所有
HTTP://BBS.LCDHOME.NET 2.wk.baidu.com原因
象电平 APL 下的失真指标 三种情况 12.5%
50% 87.5%
液晶之家论坛网
HTTP://BBS.LCDHOME.N图E4 T
5.非线性失真的分类
亮度信号非线性失真 色度增益非线性失真
色度信号非线性失真
图象信号非线性失真 微分增益 DG
色度相位非线性失真
微分相位 DP
色度亮度交调失真
视频信号 同步信号非线性失真
目的 由于采用了自动测试仪器 指标的测试非常简便 在理解技术指标物 理含义的基础上去进行测试 通过技术指标测试 达到部颁标准规定 的等级要求 提高播出质量 进行指标测试时指标测不出 测不好时 应能分析原因 找到问题 并解决测好指标这一目的
参考书 张家谋 电视传输与测量 人民邮电出版社 1984 年 邢君九 张润臣 电视发射机检修与测量 人民邮电出版社 1990 年
2. 测试 液晶之家论坛网 测试波形HTTP://BBS.LCDHOME.NET
2T 脉冲与条脉冲 图5 注意 发射机关声机 解调器关声音滤波器
3. 2T 正弦平方波失真 Kp 计算 放大 2T 波形
Kp=
100%
Kp= ’ 100%
Kp=
100%
取计算最大值作为 Kp
图6
5 液晶之家 HTTP://WWW.LCDHOME.NET
行期间 1-64us
场期间 64us-20ms
多帧 20ms-几十 s
测试波形
2T 脉冲/条信 2T 脉冲/条信号 场频方波
液号晶之家中论的条坛信号 网
APL 变化,每隔数秒 跳变的平场信号
HT对T应P图:象/细/B水B平S方.向的L亮C度DH图O象M垂E直方.NET 节 边缘 轮 变化 拖尾和模糊 向的亮度不
分布参量引起
3. 分析方法 频域法 失真表现为传输系统的幅频特性和相频特性 群延时频率特
性
特点与局限 组成系统内线路的电抗性元件都表现为频率的函
数 分析系统较直接 但对图象质量和损伤程度联系不紧 直
接估计对图象质量影响程度比较困难
时域法 失真表现为脉冲过渡特性的失真 即信号波形的失真
2 液晶之家 HTTP://WWW.LCDHOME.NET
Kp Kpb 也就是短时间波形失真 5. 行时间波形失真 Kb
计算 Kp=
100%
图8
图9
6
液晶之家 HTTP://WWW.LCDHOME.NET
液晶之家论坛网
版权归原作者所有
HTTP://BBS.LCDHOME.NET 意义
由于条脉冲信号平顶部分持续时间较长 反映被测通道行频至 500K
的中频失真 代表图象中较大尺寸内容在水平方向的亮度变化 由于电视
发生矛盾时 以时域法为准
4. 线性失真的分类
短时间波形失真
亮度信号
行时间波形失真 K 系数 场时间波形失真
长时间波形失真
时
间 液晶之家幅度失论真 坛网
幅频特性失真
域 H色T度信T号P://BBS.LCDHOM频E率.域NE相T频特性失真
相位失真
群延时特性
色度
亮度
增益差
时延差 表1
二
非线性失真
1. 定义
箝位作用每行发生一次 反映箝位电路质量
影响
图象沿水平方向界限不清 严重时造成水平方向拖尾
6. 场时间波形失真 K50 7. 长时间波形失真
8. 亮度信号的线性失真类型小结
亮度信号的
短时间失真 行时间失真
失真类型
Kp Kpb
Kp
场时间失真 K50
长时间失真
对应的持续 时间
象素 一个或 数个 0.1-1us
液晶之家论坛网
版权归原作者所有
HTTP://BBS.LCDHOME.NET 意义
2T 正弦平方波底部两侧产生的回波失真反映被测通道的相频特性失真
影响
导致图象出现多重轮廓 造成重影 使清晰度下降
4. 2T 正弦平方波与条脉冲幅度比 Kpb
计算
Kpb =
100%
P
L
图7 意义
反映被测通道的幅频特性失真 由于条幅信号通过系统不会发生变化 影响
图象清晰度的变化
液晶之家论坛网 A 通道带宽不够或高端下降 2T 高度下降 表现图象细节变淡 边缘轮廓不 B 幅清频特性H高T端T抬P高:2/T/高B度B上升S.使L图C象D轮H廓OM细E节.加N深E并T出现明显镶
边 重影现象 公式中除 4 的规定
由于人眼对图象细节 边缘轮廓的单纯加深或变淡不够敏感 对于产生同 等的图象质量损伤所允许的 2T 幅度变化大一些 加大分母倍数
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视频指标物理意义及测试方法
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号直接形成图象 波形失真立即反映为图象失真 更为直观
两者关系 复频域函数 F
=
f t e-j t dt
-
1
时域函数 f t = 2
F
-
ej t d
国际上规定 两种方法都是线性失真研究手段 互相补充 但当测量结果
三 主要液运行晶技之术指家标的论测坛试与网分析 一 KH系T数T––P–:––/––/––B––B––S––.–L––C––D––H––O5 ME.NET
二 色亮增益差 K–––––––––––––––––7 三 色度/亮度时延差 ––––––––––––9 四 幅频特性––––––––––––––––––––––10 五 亮度非线性––––––––––––––––––––11 六 微分增益失真––––––––––––––––––12 七 微分相位失真––––––––––––––––––12 八 色度/亮度交调失真––––––––––––––13 九 信噪比––––––––––––––––––––––––14 十 非线性指标测试时注意––––––––––15
液晶之家论坛网 中最重要和最基础的内容之一
一 1. 定义
HT线T性P失:真//BBS.LCDHOME.NET
由于系统特性而产生的失真 与信号本身幅度无关 输出信号与输入信
号之间保持线性关系 U2=KU1 U1 输入信号 U2 输出信号 K 传输函数 频率或时间的函数
2. 原因 系统幅频特性和相频特性不均匀 是由于电路中存在电抗性元件及各种
地址 重庆江北区桥北村 270 号 电话 023 67761993 67761219
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电视测量原理–––––––––––––––––––––1
一
视频传输通道
一 电视发射机––––––––––––––––––––––1 二 电视播控系统––––––––––––––––––––2
二
一 二 三
视频信号的失真
线性失真–––––––––––––––––––––––2 非线性失真–––––––––––––––––––––3 线性失真与非线性失真的差别–––––5
对图象的影 廓的变化
均匀背景亮
图象闪动
响
度不真实
频带宽度不够 中频频谱分量的 低频相位失 与交流耦合级 反
或高频补偿不 幅度特别是相位 真 箝位电路 馈环路低频特性电
产生的原因 当
失真 箝位电路存 不佳 在问题
路阻尼 电源去耦 电路 低频补偿电
路等有关
表4 二 色亮增益差 K 1. 定义 把一个具有规定的亮度和色度分量幅度的测试信号送到被测系统的输入 端 输出端信号中亮度分量和色度分量幅度比与输入端幅度比的改变称色亮增 益差
电视测量原理
内容 根据国标<GB-3659-83>电视视频通道测试方法 部标<GY35-34>VHF 电视发射机通道测试方法 部标<GY/T107-92>电视中心播控系统维护 规程中规定的视频传输通道主要运行技术指标 探讨分析其物理含义 测试原理及测试方法 与图象质量的关系以及在指标测试中易出现的 问题及注意事项 并分析解决和提高其技术指标所采取的措施
是否产生新的频谱成份是区别线性失真与非线性失真的标志
与输入信号
输出与输入
传输函数
新的频率 失真产生 的
幅度的关系
信号的关系
成分
原因
无关
呈线性关系
K f 为 f.t 的函数
不产生 电抗元件分布参数
有关
呈非线性关系 K U1 为输入信号U1的函数
产生 非线性元器件
表3
三 主要运行技术指标的测试与分析
一 K 系数 1. 定义
一 视频传输通道
液晶之家论坛网 广义上是指这样一种通道或设备 不论它的中间环节对信号的处理过程如 何 它的输H出T和输T入P都:是/视/频B信B号S.彩L色C全D电视H信O号ME.NET
信号源
输出端
视频通道
视频信号
视频信号 图 1
在 Q9 或 BNC 接头上的视频信号标准 1Vpp 消隐电平 0V 同步电平
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电视测试解调器 1
视频自动测试系统 图2
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测发 均 矩 分 切 处 逆 分 自
试生 衡 阵
理程
动系
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号
大关
大入
试
器器器器器器器
7
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通道对色度分量和亮度分量的放大不一致
3. 测试 经典法
失真波形
K=
100%
图 10
从频谱角度看 这种波形分别代表视频低端
液晶之家论坛网 和高端的情况 严格地说是代表了亮度信号的 HTTP://BBS.LCDHOME.NET 低中频分量与色度信号间的关系 理论上并不
图3
电视台电视工程技术人员的任务 测试技术指标 寻找干扰和产生失真的
原因 进而采取具体的措施 以提高播出质量 与生产商品的产品质量要求
一样
二 视频信号的失真
失真 这是一个相对的概念 相对于理想状态或原有事物的变化程度 利
用失真这一概念 通过检查信号在传输前后的变化情况来分析设备的性能 不
是一般正弦信号的失真 而是电视视频信号的线性和非线性失真 是电视原理
能充分代表整个信号与色度信号之间的关系
亮度 6M 由于亮度信号能量以低频成分
图 11
为主 所以 还是认为 20T 正弦平方波能代表亮度信号
自动测试系统
直接测出色度与亮度的幅度进行计算
条与
幅度
4. 影响 色饱和度失真
把各种波形失真按人眼视觉特性给予不同评价的基础上来度量图象损伤 的一套系统方法 K 系数包括行时间波形失真 Kb 2T 正弦平方波与条脉冲 的幅度比 Kpb 2T 正弦平方波失真 Kp 场时间波形失真 K50
K 系数中 K50 不计 在测定的 Kb Kpb Kp 中 取绝对值最大者 做 为 K 系数指标
与图象电平比例 3 7
做为一个传输系统 在传输的过程中必然受到干扰并产生失真 上级 部
门 的要求 把干扰和失真限制在允许的容限之内 经常对通道的各项技术指
标进行测试 并对设备进行维护调整 保证完好的工作状态 对发射机 微
波传输 播控中心 卫星地面站 有线电视测报指标 进行等级评定
一 电视发射机
测试信号发生器 电视发射机
由非线性元器件引起 它们的参数随作用于它们的信号电平而变化
信号电平大小影响
3. 方法 时域法 研究有代表性的特定波形通过传输系统的失真情况 而不采
用声频测量中使用的测量谐波幅度来表征非线性失真系数
4. 平均图象电平的影响
传输系统的非线性与信号动态范围
有关 不同图象内容的信号平均值不同 因
此考查系统的非线性失真需考查不同平均图
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同步脉冲非线性失真 同步信号静态非线性失真 色同步非线性失真
同步脉冲非线性失真 同步信号动态非线性失真 色同步非线性失真
表2
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三
线性失真与非线性失真的主要差别
失真 类型 线性失真 非线性失真
信号在传输中引起的失真与被传输信号本身的幅度有关时 这种失真称非
线性失真 输出输入信号之间已经不是简单的线性关系
U2=K U1 U1 传输函数 K U1 不仅是频率 或时间 的函数 而且是输
入信号的函数
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象电平 APL 下的失真指标 三种情况 12.5%
50% 87.5%
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5.非线性失真的分类
亮度信号非线性失真 色度增益非线性失真
色度信号非线性失真
图象信号非线性失真 微分增益 DG
色度相位非线性失真
微分相位 DP
色度亮度交调失真
视频信号 同步信号非线性失真
目的 由于采用了自动测试仪器 指标的测试非常简便 在理解技术指标物 理含义的基础上去进行测试 通过技术指标测试 达到部颁标准规定 的等级要求 提高播出质量 进行指标测试时指标测不出 测不好时 应能分析原因 找到问题 并解决测好指标这一目的
参考书 张家谋 电视传输与测量 人民邮电出版社 1984 年 邢君九 张润臣 电视发射机检修与测量 人民邮电出版社 1990 年
2. 测试 液晶之家论坛网 测试波形HTTP://BBS.LCDHOME.NET
2T 脉冲与条脉冲 图5 注意 发射机关声机 解调器关声音滤波器
3. 2T 正弦平方波失真 Kp 计算 放大 2T 波形
Kp=
100%
Kp= ’ 100%
Kp=
100%
取计算最大值作为 Kp
图6
5 液晶之家 HTTP://WWW.LCDHOME.NET
行期间 1-64us
场期间 64us-20ms
多帧 20ms-几十 s
测试波形
2T 脉冲/条信 2T 脉冲/条信号 场频方波
液号晶之家中论的条坛信号 网
APL 变化,每隔数秒 跳变的平场信号
HT对T应P图:象/细/B水B平S方.向的L亮C度DH图O象M垂E直方.NET 节 边缘 轮 变化 拖尾和模糊 向的亮度不
分布参量引起
3. 分析方法 频域法 失真表现为传输系统的幅频特性和相频特性 群延时频率特
性
特点与局限 组成系统内线路的电抗性元件都表现为频率的函
数 分析系统较直接 但对图象质量和损伤程度联系不紧 直
接估计对图象质量影响程度比较困难
时域法 失真表现为脉冲过渡特性的失真 即信号波形的失真
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Kp Kpb 也就是短时间波形失真 5. 行时间波形失真 Kb
计算 Kp=
100%
图8
图9
6
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HTTP://BBS.LCDHOME.NET 意义
由于条脉冲信号平顶部分持续时间较长 反映被测通道行频至 500K
的中频失真 代表图象中较大尺寸内容在水平方向的亮度变化 由于电视
发生矛盾时 以时域法为准
4. 线性失真的分类
短时间波形失真
亮度信号
行时间波形失真 K 系数 场时间波形失真
长时间波形失真
时
间 液晶之家幅度失论真 坛网
幅频特性失真
域 H色T度信T号P://BBS.LCDHOM频E率.域NE相T频特性失真
相位失真
群延时特性
色度
亮度
增益差
时延差 表1
二
非线性失真
1. 定义
箝位作用每行发生一次 反映箝位电路质量
影响
图象沿水平方向界限不清 严重时造成水平方向拖尾
6. 场时间波形失真 K50 7. 长时间波形失真
8. 亮度信号的线性失真类型小结
亮度信号的
短时间失真 行时间失真
失真类型
Kp Kpb
Kp
场时间失真 K50
长时间失真
对应的持续 时间
象素 一个或 数个 0.1-1us
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HTTP://BBS.LCDHOME.NET 意义
2T 正弦平方波底部两侧产生的回波失真反映被测通道的相频特性失真
影响
导致图象出现多重轮廓 造成重影 使清晰度下降
4. 2T 正弦平方波与条脉冲幅度比 Kpb
计算
Kpb =
100%
P
L
图7 意义
反映被测通道的幅频特性失真 由于条幅信号通过系统不会发生变化 影响
图象清晰度的变化
液晶之家论坛网 A 通道带宽不够或高端下降 2T 高度下降 表现图象细节变淡 边缘轮廓不 B 幅清频特性H高T端T抬P高:2/T/高B度B上升S.使L图C象D轮H廓OM细E节.加N深E并T出现明显镶
边 重影现象 公式中除 4 的规定
由于人眼对图象细节 边缘轮廓的单纯加深或变淡不够敏感 对于产生同 等的图象质量损伤所允许的 2T 幅度变化大一些 加大分母倍数