演播同步系統(tǒng)測試

【摘要】 在演播室視頻系統(tǒng)中，要使攝像機(jī)信號和外來信號等所有信號源的畫面在切換臺平滑切換而不產(chǎn)生抖動(dòng)、撕裂等現(xiàn)象，必須把全部信號源調(diào)整到同一個(gè)同步相位。本文介紹了數(shù)字模擬混合系統(tǒng)、數(shù)字高標(biāo)清混合系統(tǒng)的同步定時(shí)測試的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)及定義。

【關(guān)鍵字】 數(shù)字定時(shí) 模擬定時(shí) 高清定時(shí)

在演播室視頻系統(tǒng)中，要使攝像機(jī)信號和外來信號等所有信號源的畫面在切換臺平滑切換而不產(chǎn)生抖動(dòng)、撕裂等現(xiàn)象，必須把全部信號源調(diào)整到同一個(gè)同步相位。

在模擬電視中，利用行場同步脈沖信號來實(shí)現(xiàn)收、發(fā)兩端的同步掃描。在數(shù)字分量信號中，定時(shí)信息是通過有效視頻結(jié)束（EAV）標(biāo)志和有效視頻開始（SAV）標(biāo)志這兩種定時(shí)基準(zhǔn)碼來傳送的。在數(shù)字標(biāo)清電視時(shí)代，設(shè)備都可以接受模擬BB（Black Burst）信號作為外同步基準(zhǔn)信號，只需要BB一種同步信號就能鎖定系統(tǒng)中的所有設(shè)備。高清電視的發(fā)展帶來了一個(gè)新的同步信號就是三電平同步（Tri-Level sync）信號，在目前的高標(biāo)清共存階段，某些高清設(shè)備只能接受模擬三電平同步基準(zhǔn)信號，而一些標(biāo)清或高清設(shè)備只能接受BB同步基準(zhǔn)信號。

電視中心的同步系統(tǒng)由同步機(jī)、主備同步倒換器及同步分配器組成，為電視中心的制作和播出系統(tǒng)提供基準(zhǔn)同步信號（定時(shí)基準(zhǔn)信息）。同步系統(tǒng)的典型組成如圖所示。

一．同步系統(tǒng)測試項(xiàng)目及測試信號

在數(shù)字視頻系統(tǒng)中，同步信息一般是接收播出基準(zhǔn)同步系統(tǒng)提供統(tǒng)一的基準(zhǔn)信號，將系統(tǒng)同步機(jī)設(shè)置于外同步模式，或各演播系統(tǒng)均建立獨(dú)立的同步系統(tǒng)，將系統(tǒng)同步機(jī)設(shè)置于內(nèi)同步模式，完成系統(tǒng)內(nèi)的信號同步。演播系統(tǒng)中，對同步和測試信號源的要求必須是低抖動(dòng)和高度穩(wěn)定的。演播系統(tǒng)利用此信號為系統(tǒng)內(nèi)相關(guān)設(shè)備提供鎖相基準(zhǔn)和定時(shí)基準(zhǔn)信號，使得本系統(tǒng)制作的電視節(jié)目在切換時(shí)完全同步，不致產(chǎn)生抖動(dòng)、爆音等影響視、音頻質(zhì)量的現(xiàn)象。系統(tǒng)中的每一設(shè)備均應(yīng)處于同步之中以保證正確地創(chuàng)建、傳輸和恢復(fù)視頻和音頻信號。

數(shù)字音頻設(shè)備必須在傳輸數(shù)字音頻信號時(shí)同步，否則，數(shù)字音頻信號可能不被正確地接收?？梢酝ㄟ^\"字時(shí)鐘\"的方式來實(shí)現(xiàn)數(shù)字音頻設(shè)備之間的同步：它實(shí)際上是在一個(gè)系統(tǒng)中使所有數(shù)字音頻信號同步的時(shí)鐘信號.

二．測試定義

模擬定時(shí)：

在模擬定時(shí)中，為建立同步基準(zhǔn)和保證圖象質(zhì)量，黑場色同步信號是一種復(fù)合信號，它包含要三種基本的同步參數(shù)：用于行定時(shí)的行同步、用于場定時(shí)的場同步、用于彩色同步的副載波（相位）。對于模擬同步信號，模擬行開始和結(jié)束均在定時(shí)基準(zhǔn)，對于雙電平同步信號，即為同步頭前沿的50% 點(diǎn)。

高清模擬信號行定時(shí)：

在高清的模擬行定時(shí)中，采用了雙極型三電平同步而不是標(biāo)清系統(tǒng)中的負(fù)極型兩電平同步。2000年頒布的中華人民共和國廣播電影電視行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)“GY/T 155-2000高清晰度電視節(jié)目制作及交換用視頻參數(shù)值”中具體描述了三電平同步信號：三電平行同步脈沖的幅度是±300 mv，正向行同步脈沖和負(fù)向行同步脈沖的寬度為44T（T=1/74.25μs），行同步的基準(zhǔn)點(diǎn)定義為負(fù)脈沖向正脈沖過渡的50%處。三電平同步信號有著更快的上升時(shí)間，同步精度更高，這是因?yàn)镠D 信號的帶寬提高了，需要更準(zhǔn)確的定時(shí)沿。采取上述措施后，還可以改善抖動(dòng)性能，也有利于同步分離。對于三電平同步信號，即三電平同步信號的半高點(diǎn)。

數(shù)字定時(shí)：

在數(shù)字視頻中沒有模擬同步信號。數(shù)字環(huán)境中的同步是通過特定的編碼字序列來實(shí)現(xiàn)的。這些編碼字序列代表著有效視頻的開始（SAV）和有效視頻的結(jié)束（EAV）。在每個(gè)編碼字序列中，都用3FF 作為起始字，隨后是000、000兩個(gè)字，最后是XYZ字。在XYZ字中，包含有場（F）、垂直消隱（V）和行消隱（H）。數(shù)字視頻利用這樣的數(shù)據(jù)來使定時(shí)同步。在數(shù)字HD中，亮度信號和色差信號使用不同的編碼字序列，而后將編碼字交錯(cuò)使序列成為3FF（C）、3FF（Y）、000（C）、000（Y）、000（C）、000（Y）、XYZ（C）、XYZ（Y）。

三．測試相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)

與同步要求相關(guān)的是行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)GY/T 167-2000《數(shù)字分量演播室的同步基準(zhǔn)信號》和國家標(biāo)準(zhǔn)GB/T 20562-2006《演播室串行數(shù)字信號抖動(dòng)技術(shù)參數(shù)與測量方法》。 GY/T 167-2000規(guī)定了數(shù)字分量演播室及設(shè)備視頻信號的同步方法，它保證了信號切換時(shí)畫面不出現(xiàn)滾動(dòng)、跳動(dòng)和彩色失真等現(xiàn)象。GY/T 167-2000規(guī)定了輸入同步和輸出同步。 輸入同步是指數(shù)字分量演播室或設(shè)備由輸入信號所同步。當(dāng)同步到輸入信號時(shí)，設(shè)備必需從輸入視頻信號中獲取時(shí)鐘和定時(shí)基準(zhǔn)信息。輸出同步是指兩個(gè)或更多信號源的同步。

四．測試方法

對于全數(shù)字環(huán)境．可以采用符合GB/T 17953的數(shù)字信號作為同步基準(zhǔn)。對于模擬、數(shù)字混合環(huán)境，可以采用對建立時(shí)間和抖動(dòng)容限稍加改進(jìn)的模擬黑場來保證系統(tǒng)的同步。

對模擬黑場同步信號的指標(biāo)要求，除原有的幅度、頻差等指標(biāo)外（參見標(biāo)準(zhǔn)GB 3174-1995），應(yīng)重點(diǎn)測量兩項(xiàng)：

（1）行同步脈沖前沿的建立時(shí)間，不應(yīng)超過210ns，測量時(shí)應(yīng)讀取在10％和90％幅度值之間時(shí)間。這比普通模擬黑場行同步前沿建立時(shí)間的200±100ns要求略有不同。

（2）抖動(dòng)，根據(jù)GY/T 167-2000和ITU-R BT.711的規(guī)定，行同步脈中各個(gè)前沿的定時(shí)應(yīng)在前沿平均定時(shí)的±2.5ns范圍之內(nèi)，測量至少一場時(shí)間。而SMPTE 318M的規(guī)定更為嚴(yán)格，為峰-峰2ns。

五．結(jié)束語

演播室系統(tǒng)制作，工作人員注重的大多是視頻質(zhì)量，往往容易忽略了演播室的同步定時(shí)系統(tǒng)。其實(shí)，在制作過程當(dāng)中，穩(wěn)定的同步定時(shí)是非常重要的。同步一旦出現(xiàn)問題，會對工作人員查找問題上造成很多困難。同步系統(tǒng)是演播室系統(tǒng)中至關(guān)重要的部分，定期的檢查一定不能忽視。