目前，我们正处在模拟与数字设备混合应用的过渡时期，测量仪器也在相应从模拟向数字化过渡，如PQA200就是较为突出的一个代表。它解决了检验压缩后数字图像质量的客观评价方法：利用特征提取，找出图像差异。使得原本只能用繁琐的主观评价方法才能得出结论的质量等级，完全给“量化”了。这是一个全新的问题。另外，无压缩的数字信号系统测量与模拟系统测量虽有相似的地方，但也有着概念上的差异。
这里，仅从模拟与数字视、音频系统测量中的一些概念问题上做些归纳，把传统的对模拟信号思维模式向“数字化”方向转移。
一、模拟信号的图像和声音波形劣化有渐变过程，质量与之对应地变化
传统的视、音频通道测量方法是以模拟复合全电视信号和模拟音频信号质量检验为基准的。主要测量内容音频方面有频响、失真度和信噪比三大指标，视频方面有反射损耗、介入增益及其稳定度、视频杂波、视频非线性和视频线性失真五大指标，并以此来反映模拟信号的通道质量。
通过各种测试信号，从时域或频域角度出发，经过对测试信号参数劣化程度的分析，达到对通道质量进行客观检验的目的，其参数值一般恰能反映图像与声音的主观质量。
举例来说，反射损耗是衡量视频通道各种设备端接阻抗匹配程度的一项重要指标。从物理意义上讲，设备两端匹配良好，可把信号入射能量全部吸收，或者说反射能量损耗很大。因此，反射损耗愈大愈好。国标GB/T14326-93《电视中心视频系统和脉冲系统设备技术要求》中规定：系统设备的输入和输出阻抗为75Ω，连接电缆均应采用特性阻抗为75Ω的实芯同轴电缆。各单件设备的输入反射损耗应达36dB(6MHz内)，输出反射损耗应达30dB(6MHz内)。
从上例参数不难看出，系统中的终接匹配十分重要，尤其是连接电缆的特性阻抗，要在6MHz视频带宽内达到反射损耗为36dB(输入端)和30dB(输出端)，并不是轻而易举的事。因为，电缆的物理参数比较难控制。而且，产品的质量是一方面，施工中的弯折，运行中的温、湿度变化等都会影响各参量的一致性和长期稳定性。从所用的延时电缆法(时域法)实际测量可见，假如测试信号取“2T正弦平方脉冲”，当电缆终端匹配欠佳时，会有反射产生。随电缆失配程度的不同，反射波的幅度、相位也将不同。通过计算可求出反射损耗值。随电缆的长度不同，反射波与入射波间的延时差也不同，于是在图像上便会明显地看出具有对应间距的重影。这正说明模拟信号的波形失真与图像损伤有直接对应关系。
又如，关于介入增益及其稳定度，国标GB3659-83《电视视频通道测量方法》中规定，被测通道输出端信号幅度峰—峰值L与输入端该信号幅度的标称值Lo(700mVp-p)之比称为视频通道介入增益，用dB表示，即：
正常情况下，G应为0dB。
规定这个指标的原因是：视频系统常常由许多设备串联而成，当在这一系统中加入一个设备或加一个无源网络(例如一段长的电缆)时，希望不要影响后续设备的工作动态范围，这就要求所加入的设备增益为1。当电缆过长时，便需配以电缆均衡放大器，一方面补偿信号幅度的衰减，一方面改善电缆分布参量所带来的幅频特性的劣化，最终使得送给后续设备的信号幅度不变。测量介入增益的基础是视频电平的测量，只有测量精度能够达到足够高时，方有条件测量出±0.1dB的电平差异。因为，国标GB/T14326-93中规定的单件设备技术指标，例如视频分配放大器的“介入增益变动”为±0.1dB。意即，无论信号内容平均图像电平怎样变化，其动态介入增益变动范围在0dB的基础上只允许偏差正或负0.1dB。推而广之，在行业标准GY/T107-92《电视中心播控系统维护规程》的等级标准中，对“视频通道主要运行技术指标”的介入增益规定为：甲级台±0.2dB，乙级台±0.36dB，丙级台±0.48dB。这些数据体现了对整个视频通道介入增益及其稳定度的要求，特别是较长时间内。例如，一天、一个季度或一年里介入增益变化范围有多大。
在模拟信号通道中，信号幅度的变化直接影响图像的质量，例如对比度、饱和度，非线性失真(含DG、DP等)严重时还可能导致彩色色调失真。这些是模拟信号的弱点。又如线路愈长信号愈坏，图像质量也就愈差。不过，只要同步不被破坏，图像是逐渐变坏的，可以见到各种劣化程度的图像。
二、数字信号的图像劣化有突变性，几乎无渐变过程
最初，人们接触数字测量时，总是抛不掉模拟测量的框框。例如，从TSG422信号发生器取得10种以上测试信号(基本上都是模拟分量测试波形)，以串行分量数据流的形式送入被测数字设备(或系统)，输出端接以波形监视器，如WFM601M。这两种仪器分别有270Mb/s的串行数据流输出和输入的SDI接口。WFM601M可以显示TSG422以数据流形式送出的全部模拟波形，是因为它内含一个标准的SDI解码器，除供本身屏幕使用外，还可输出模拟分量信号供其它模拟设备使用。例如，选择平场信号用以测量Y、R-Y、B-Y三通道的信杂比时，就可以通过WFM601M的三个输出端接至“杂波表”读取各通道的随机杂波或干扰值。进而还可通过VM700T，选择红场信号用以测量R-Y和B-Y通道的色度杂波值。
通过这样的测量，会发现几乎所有的输出参数其结果都与原信号相差无几，诸如非线性失真、幅频特性、K系数、……信杂比等。数字通道的优点也就体现在这里：失真小、信杂比高(包括多代复制后录像带信号)。其基本原因在于，只要SDI解码器能在数字域内正确地识别出“1”、“0”代码进行解码，则恢复出的模拟信号波形也就不存在什么失真。
这期间，曾有过不少数字新产品厂商，找到权威部门，意图通过测量数据表明自己产品质量如何优良。向客户宣传指标如何如何地高。孰不知，但凡数字设备(含系统)均有较高的质量，并非“独此一家”，或所测的设备才如此。所以说，如果沿用模拟测试信号的方法和概念去测数字产品的话，很可能是：测多少合格多少。因为，数字视频信号本身就具有高抗干扰能力和易于无失真还原的特性。但是，也有信号劣化的时候，那是来源于无源传输元件(如电缆、接线排等)。如前所述，串行数字视频系统的本质特点是：直到出现崩溃状态之前，解码后的视频信号总能保持波形完好。这个特点可以用系统“加载试验”的方法验证。例如，将传输电缆加长至300米以上，可发现：310米、320米、330米时为崩溃状态的敏感段。从误差检测与处理(EDH)方法的测量结果可见，300米至310米时，每分钟出现一个误差；310米至320米时，每秒钟出现一个误差；而到330米时，则大约每帧(1/25秒)一个误差。由此可见，再加长电缆就不是计算误差数的问题，而是图像出现马赛克等因误码而导致图像上有许多无法纠正的损伤，直至一片杂乱，图像消失。这一过程的出现，仅仅是300米电缆长度增加约10%时发生的。可见，图像劣化会突变地发生的规律性了。
那么要想比较、检验不同通道的质量或质量差异，又该怎么办呢？
三、串行数字信号比特流的模拟波形(眼图)
1、串行数字信号的特点
1)数字视、音频通道。这是指按照数字方式制作的节目信号在通道里传送的是串行数字信号的数据流，是以4∶2∶2格式编码的数据包(含音、视频信号包，用于纠错和加扰处理的辅助数据)，如图1所示。
2)眼图及其参量。所谓眼图，是指对串行数据流码无波形的重叠显示。一般，以宽带(1000MHz)示波器为基础，用数字时钟作为触发扫描的时基信号，观察数据流的模拟波形—一系列方波。当非零值的升降次数、噪声及时基抖动足够多时，便会形成如图2所示的波形。由图可见，在数字系统中最关心的是“眼”的闭小程度。幅度变化造成垂直方向上的闭小；定时变化(抖动)造成水平方向上的闭小。数字系统的技术要求之一是避免垂直、水平方向上眼图的过度闭小。为了衡量串行数字信号的质量，图3示出了模拟波形的参量。从图中可以看出，幅度为0.8V±10%，上升时间为0.75ns/1.5ns(规定以20%至80%幅度期间计量上升时间)，过冲应<10%，抖动容量0.25ns，时钟周期为3.7ns。目前，眼图分析是对数字信号质量进行总体检验的两种较好办法。利用串行数字信号的模拟波形（眼图）进行测量的方法也叫稳态测量法较为方便的办法是选用wfm601m型串行数字分量波形监视器，其面板上设有一“kye”键，是专门观测眼图用的。
3)同步与定时。模拟信号的定时是以行同步前沿为基准的，要求十分精确。而数字信号是以串行数据流中的时钟周期为基准的。同步锁相也是与时钟进行锁定。
4)均衡。在模拟信号系统中应努力改善直接与图像质量紧密相关的模拟信号波形。在数字信号系统中，也需要均衡，目的是改善数据流模拟波形，增大眼开度，减少误码率，延长传输距离。
5)反射损耗。在模拟系统中，要求达到30～36dB；在数字系统中，只能达到15dB。原因是数据流频率太高了，起码要达到270Mb/s。为此，对连接器、电缆都有较高的要求，BNC接头必须是750Ω的(原有接头大多为50Ω)，电缆阻抗的一致性和稳定性要求也很高。
2、眼图的渐变劣化造成图像损伤突变
由于眼图是数据流的模拟波形，它的细微失真并不影响总体信息传递，只要保持0、1状态的还原，即“过零点”不丢失，波形有所变坏也无妨。这就是说，数字系统的图像重现靠的是将码流解码，图像质量并不与眼图波形的连续性劣化而相应成比例地连续性下降。对于眼图的波形变化，重视的是它的垂直和水平方向上的闭小情况，(眼宽)和眼开度以及由其引发的误码。(雷特视频网)
新闻热点
疑难解答
