Джакония В.Е., Гоголь А.А., Друзин Я.В. Телевидение (4-е издание, 2007) (1143036), страница 135
Текст из файла (страница 135)
Это происходит, когда принимаемый ТЯ содержит более, чем 10 битовых ошибок в пакете МРЕС-2. Модулированный сигнал должен вписаться в ширину полосы 6 МГц, иначе сигнал может интерферировать с сигналами в соседних каналах. Монитор сигнала ЦТВ или векторный анализатор снгналов могут измерить сигнал, чтобы удостовериться, что он вписывается в маску. Высокочастотный модулированный ЦТВ сигнал такако псобходимо контролировать.
Полезным измеренном является анализ диаграммы сигнального созвездия (ригз 22.9). Этнлонный 8-Ъ'БВ сигнал напоминает восемь вертикальных колонок точек, в которых кьокдая точка соответствует присутствию символа, и восемь вертикальных и горизонтальных колонок для эталонного 64-чАМ сигнала.
Если колонки расширяются, то сигнал содержит шум, превышающий норму, и искажения. Кривизна в строках точек указывает на фазовый шум. Цифровые телевизионные сигнальные мониторы могут оценивать модуль вектора ошибок (Е1/М), который характеризует качество вещательного сигнала. Когда увеличиваются результаты измерения ЕУМ, расстояние от идеального положения символа до барьера уменьшается, и зрители в некоторых зонах слабого приема могут потерять ПТ1/ прием. Как правило, пытаются поддерживать Е1/М на уровне 7 % или меньше. хйАСТЫхх. Телевизионное вемхание Вход ви Рис. 22.10. Оценка качества изображения с использованием сравнения зта- лонной и испытуемой видеопоследовательностей алгоритмов кодирования и декодирования видеоинформации и решения других задач.
Для оценки качества изобраакений в ЦТВ системах используют субъективные экспертизы. Существующие методы субъективной оценки качества основаны на визуальном сравнении изображений, соответствующих видеосигналам на входе и выходе проверяемой системы или определении качества изображений, отвечающего сигналу на выходе системы. Такие экспертизы используют в качестве испытательных неподвижные изображения, которые слабо характеризуют качество сжатого изображения. Для субъективной оценки качества изображениИ в современных ЦТВ системах может применяться процедура с одним стимулом и непрерывной оценкоИ качества.
Эта процедура, в которой качество непрерывно оценивается за длительныИ период; от 10 до 20 минут. Данные берутся на непрерывной шкале каждые несколько секунд. Оценкой является распределение количества времени, которое занимает частная оценка. Этот метод хорошо согласуется с изменением во времени качества сегодняшних цифровых систем, однако при использовании этого метода содержание программы сильно влияет на оценку качества изображения. Такие экспертизы требуют большого объема испытаний и значительных затрат времени. Это затрудняет практическое применение стандартных методов в процессе эксплуатации систем и в аналогичных случаях, когда требуется достаточно быстрая оценка качества ТВ изобрюкений, в том числе в реальном времени.
Длительность процесса оценки и объем испытаний заметно уменьшаются, если перейти к объективным методам определения качества изображения. Они основываются на инструментальном измерении изменений параметров цифрового видеосигнала, вносимых системой, включая выпадение отдельных его фрагментов и появление новых компонентов в виде помех (105]. Существуют следующие системы для объективной оценки и изьн ргций качества язобраакений в цифровом телевидении.
1 Сигтсьзы с применением источника эталонного сигнала, соотщ тттнуюпк го видеопоследовательности до ее кодирования (рнг. 22.10). В этих системах, отличающихся высокой точностью результатоп измерений, используется сравнение эталонного сигнала с сип~алом на выходе проверяемого участка тракта или всего тракта. Очевидным методом сравнения сигналов является вычисление 597 ГЛАВА 22. Телевизионный контроль н измерения Видеокомпрессия, системы записи или передачи Рис. 22.11.
Оценка качества с использованием сравнения параметров на входе и выходе проверяемого тракта разности меи ду нилаи без какой-либо фильтрации или обработки. Если разность нулевая, то изображения идентичны. Когда сигналы отличаются, может быть рассчитана гургднг квадратическая ошибка. Другим способом выражать отли пн: гнгпплон является вычисление отношения сигнал/шум, при котором р,и считывается логарифм отношения квадрата максимального гипшла к грглнгквадратической ошибке.
Однако хорошо известно, по анкой крггтгрий может давать ошибочные показания. Напризггр, Гни.гъогтрнм сравнение двух типов искалсений: один — добавлгпнг шумок, которьн. вызывают изменение пяти уровней квантования, и ~гзгйггпгй добпнлспис несколько меньшего числа блоковых огпнбок, конгрьп нызыншот изменение двух уровнеИ квантования.
Поглгдгнг игчогжг пно имеет мсньшее значение среднеквадратнчсской ошибки, однако губъгктнвпо воспринимается значительно хуже. Из-за этого был предложен рял моголов улучшения оценки качества, основанных ги разности гнппип>в, например, метод моделирования зрительной системы человека. Базирующийся на этом методе качественггы$! показатель нзобрсокения был разработан для автома- тическоИ и точной оценки воспринимаемой величины различия между эталонной и испытуемой последовательностью. Общим недостатком этих и подобных им методов является то, что результаты зависят от выбора эталонных видеопоследовательностей.
Поэтому для их использования необходимо иметь набор стандартизованных видеопоследовательностей. Кроме того, необходимо очень точно совмещать сравниваемые последовательности. Такие системы не предназначены для работы в реальном времени н их используют, например, для исследований качества ТВ изобра- жениИ в цифровых кодеках или системе в целом, включая устройства для кодирования, передачи и декодирования сигналов.
2. Системы, основанные на сравнении параметров эталонного н проверяемого цифровых сигналов (рис. 22.11). Эти системы имеют меньшую точность. работают в реальном времени и могут применяться для проверки готовности службы для гарантии прозрачности процесса передачи цифровых сигналов, а также при контроле цяфровых сетей передач. Очевиднылт преилгуществом этого метода по сравнениюю с предыдущим является то, что измерительная инфорлгация о ка- 598 т4АСТЫЪ'. Телевизионное вещание Вход видео Компрессионный кодер Измеритель качества изображения Компрессионный декодер Рис. 22.12.
Оценка качества изображения по выходной видеопоследователь- ности 22.3.4. Испытательные таблицы для контроля качества работы ЦТВ С появлением цифровых технологий использовавшиеся ранее в аналоговом ТВ таблицы устарели, и возникла необходимость в разработке новых испытательных таблиц. Основная проблема, связанная с оценкой качества ЦТВ, заключается в новых принципах цифровой обработки динамических изо- бражениИ: цифровое кодирование очень хорошо передает статические изобрюкения и ху.ке — изображения, быстро меняющиеся во времени.
Поэтому попытки определить качество телевизионных кодеров/декодеров различных фирм с помощью статических таблиц, содсрн юцпх меры различного пространственного разрешения, обычно не нрнводзш к положительному результату — разрешение принимаемого сигнала оказывается высоким практически независимо от скорости выходного потока кодера. С другой стороны, просмотр реального честве эталонной видеопоследовательности занимает небольшой объем. Ее можно легко передать в пункт измерениИ вместе с цифровым сигналом программы ТВ вещания нлн каким-либо друтим способом, где она сравнивается с аналогичной информацией, соответствующей проверяемому сигналу. В этом случае не требуется иметь в пункте измерений прямой доступ к эталонной видеопоследовательности.
3. Системы, основанные на анализе лишь проверяемого цифрового сигнала (рис. 22.12). Так как сведения об эталонноИ видеопоследовательности в пункте приема отсутствуют, то результаты измерений отражают ухудшение качества изобразкения, как в процессе цифрового кодирования, так и при передаче по каналу. Разделить эти виды искажений практически невозможно.
Однако такие методы широко применяются для проверки готовности службы. Методы объективноИ оценки качества ТВ изображениИ используются в следующих цифровых системах: 1. Испытания кодеков и устройств для статистического мультиплексирования цифровых сигналов многопрограммного ТВ вещания. 2. Контроль ЦТВ сетей в перерывах между передачами и в процессе передачи, 3. Контроль эталонных видеопоследовательностей до их кодирования.
4. Непрерывный контроль и прогнозирование качества изобра- жениИ в процессе вещания в реальном масштабе времени. ГЛАВА ЗЗ. Телевизионный контроль и измерения видеоматериала показывает, что кодеры различных фирм отличаются по качеству. При этом наблюдаемые шумы и нскюкения носят новый характер и не вырюкаются в старых аналоговых терминах, таких как разрешение в «числе линий», количество воспроизводимых градаций яркости и др.
Следует отметить, что возможны два основных вида таблиц: динамические последовательности МРЕС-2 [106) и испытательные последовательности для проверки кодеров [107]. Основное отличие таблиц, предварительно закодированных МРЕС-2 тестовыми последовательностями, в том, что они используются для оценки качества канала передачи после кодера, для которого характерна некоторая вероятность потери данных. Назначение этих таблиц — определить, насколько хорошо канал передачи подходит для цифрового вещания в стандарте МРЕО-2. Поэтому данные таблицы не могут характеризовать потери качества на этапе цифрового кодирования и связанных с ним аналоговых искалеений.
Основное назначение вторых таблиц — это прежде всего оценка качества и визуальных нскюкспий, вносимых МРЕС-2 кодером телевизионного сигнала. К элементам испытательных таблиц для анализа специфических искажений изображениИ при цифровом кодировании эл~ън птов необходимо отнести следующие: области с плавными гралацнямн яркости (так называемые «волны»), двиягущиеся н разных направлениях и с разными скоростями; движущиеся участки г резкими границами; цветные вращающиеся кольца с постоянной яркостью и изменением цветности.
Характерной чертой двумерных 6;ш игл ых функций Д?<П является то, что значение функции па границе блока отлично от нуля и тем больше, чем меньше номер функции. Искцжгния на границе приводят к блокинг-эффекту. Отшода следует, что для анализа блокингэффекта больше подходят сигналы содерл ащие, главным образом, низкочастотные компоненты, какими являются плавные волны, Таким образом, эти части таблиц служат для анализа блокинг-эффекта и связанных с ним вторичных искажениИ [ложные границы).
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
