移動(dòng)通信時(shí)代的視頻測(cè)試測(cè)量

文丨張荷鑫

（大慶油田通信公司西苑分公司，黑龍江大慶 163000）

隨著信息技術(shù)的發(fā)展和進(jìn)步，視頻以迅猛的速度沖向了人們的生活，受到了人們的普遍關(guān)注，人們?cè)絹?lái)越高的要求，需要提高視頻的質(zhì)量，因此需要對(duì)影響視頻質(zhì)量的因素進(jìn)行分析，并對(duì)視頻進(jìn)行測(cè)試測(cè)量，進(jìn)而提高視頻設(shè)備的質(zhì)量，為人們提供高質(zhì)量的服務(wù)，為了實(shí)現(xiàn)對(duì)移動(dòng)通信視頻的測(cè)試和測(cè)量，需要從硬件系統(tǒng)和軟件系統(tǒng)兩個(gè)方面著手，進(jìn)行改進(jìn)和創(chuàng)新，同時(shí)將兩者結(jié)合起來(lái)，有效的推進(jìn)視頻測(cè)試工作。

1 移動(dòng)通信時(shí)代視頻測(cè)試測(cè)量的概述

對(duì)視頻進(jìn)行測(cè)試測(cè)量是為了對(duì)圖像失真量的大小進(jìn)行測(cè)量，了解引起是真的因素，進(jìn)而對(duì)癥下藥，有針對(duì)性的排除影響因素，進(jìn)而提高視頻設(shè)備的質(zhì)量。在對(duì)視頻進(jìn)行測(cè)試測(cè)量時(shí)，是借助已知特定的視頻信號(hào)，讓其經(jīng)由視頻通道后從輸出端輸出，進(jìn)而對(duì)輸出的信號(hào)進(jìn)行觀測(cè)，確定在傳輸?shù)倪^(guò)程中是否引入了失真并明確失真的大小。

為了實(shí)現(xiàn)上述方法的測(cè)試測(cè)量，通常要具備兩種類型的測(cè)試儀器，即標(biāo)準(zhǔn)視頻信號(hào)發(fā)生器以及終端測(cè)量設(shè)備。前者能夠提供多種的同步測(cè)試信號(hào)，并且要具備插入測(cè)試行的功能，以便對(duì)復(fù)合視頻的信號(hào)進(jìn)行測(cè)試，后者是是對(duì)定量的指標(biāo)計(jì)算以及不易從波形中觀察出來(lái)的指標(biāo)進(jìn)行測(cè)試。

由于視頻的測(cè)試測(cè)量正向著數(shù)字化和智能化的方向發(fā)展，因此傳統(tǒng)的測(cè)量?jī)x器難以滿足日益發(fā)展的需要，這就要對(duì)視頻測(cè)量設(shè)備進(jìn)行改進(jìn)和創(chuàng)新，利用數(shù)字化的發(fā)展，提高視頻測(cè)試測(cè)量的可靠性和集成性，建立視頻測(cè)試測(cè)量的系統(tǒng)，進(jìn)而為人們提供高質(zhì)量的視頻服務(wù)奠定堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)和保障。

2 視頻測(cè)試測(cè)量的客觀評(píng)價(jià)指標(biāo)

對(duì)視頻的測(cè)試測(cè)量需要按照一定的指標(biāo)進(jìn)行，這樣就為視頻測(cè)試測(cè)量提供了重要的依據(jù)，便于測(cè)試測(cè)量工作的開(kāi)展。由于不同制式的視頻在參數(shù)方面存在很大的差異，難以制定統(tǒng)一的性能標(biāo)準(zhǔn)，這就需要選擇一種通用的標(biāo)準(zhǔn)作為視頻測(cè)試測(cè)量的依據(jù)，筆者選用《電視視頻通道測(cè)試方法》作為視頻測(cè)試測(cè)量系統(tǒng)的設(shè)計(jì)的依據(jù)。

一般而言，視頻測(cè)試測(cè)量的指標(biāo)有五個(gè)方面：反射損耗、介入增益技巧穩(wěn)定度、視頻的雜波、視頻的線性失真與非線性失真。為了對(duì)視頻進(jìn)行有效的測(cè)試測(cè)量，需要借助一定的測(cè)試信號(hào)，應(yīng)用比較廣泛的有：場(chǎng)方波信號(hào)、2T正弦平方波和條脈沖信號(hào)、多波群信號(hào)、階梯波信號(hào)、階梯波疊加副載波信號(hào)、副載波填充的10T和條脈沖信號(hào)、三電平色度信號(hào)以及平場(chǎng)信號(hào)等。在這些視頻測(cè)試指標(biāo)和測(cè)試信號(hào)的指導(dǎo)下，可以對(duì)測(cè)量信號(hào)的失真程度有明確的認(rèn)識(shí)，進(jìn)而得出被測(cè)視頻的性能。

3 移動(dòng)通信時(shí)代視頻測(cè)試測(cè)量系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)

3.1 選擇合適的主控制芯片

為了實(shí)現(xiàn)對(duì)視頻的測(cè)試和測(cè)量，需要對(duì)采集視頻的信號(hào)，并對(duì)指標(biāo)進(jìn)行計(jì)算和分析，這就需要選用合適的主控制芯片。從目前應(yīng)用廣泛的主控制芯片來(lái)看，單片機(jī)的工作系統(tǒng)簡(jiǎn)單，且主要功能是進(jìn)行控制，因此難以在復(fù)雜的系統(tǒng)環(huán)境中對(duì)視頻進(jìn)行測(cè)試和測(cè)量，而FPGA雖然是一種靈活的處理器，但是其成本高，開(kāi)發(fā)困難。由此，應(yīng)該選擇數(shù)字信號(hào)處理芯片，，實(shí)現(xiàn)對(duì)數(shù)字信號(hào)的有效處理。

3.2 對(duì)數(shù)據(jù)采集模塊的設(shè)計(jì)

選擇好合適的主控制新芯片后，要對(duì)設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)采集模塊，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)對(duì)數(shù)據(jù)的采集，為視頻信號(hào)的測(cè)試測(cè)量提供依據(jù)。在視頻的環(huán)境中，對(duì)視頻的測(cè)試和測(cè)量要做到同步，為了實(shí)現(xiàn)建立同步的基準(zhǔn)并保證圖像的質(zhì)量，需要采用在信號(hào)到來(lái)時(shí)，利用采樣時(shí)鐘進(jìn)行采樣，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)對(duì)視頻信號(hào)的采集。

3.3 對(duì)數(shù)據(jù)處理器進(jìn)行設(shè)計(jì)

在對(duì)視頻信號(hào)采集完成以后，需要借助處理器對(duì)視頻數(shù)據(jù)進(jìn)行相應(yīng)的處理，為了實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的獨(dú)立工作，應(yīng)該把程序固化到系統(tǒng)中，這就需要借助現(xiàn)場(chǎng)

可編程可擦除的FLASH RO，實(shí)現(xiàn)對(duì)數(shù)據(jù)的高速存儲(chǔ)和分析處理。

3.4 對(duì)數(shù)據(jù)傳輸模塊的設(shè)計(jì)

通過(guò)對(duì)視頻信號(hào)的采集、分析和處理以后，還要對(duì)視頻信號(hào)的處理結(jié)果進(jìn)行輸出，因此需要設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)傳輸模塊。視頻測(cè)量卡采集的波形以及計(jì)算所得的結(jié)果數(shù)據(jù)需要上傳到PC機(jī)上，通過(guò)PC的界面進(jìn)行顯示或者進(jìn)行進(jìn)一步處理，板卡和PC的通信一般有兩種選擇方案，即ISA總線接口和PCI總線接口。

4 移動(dòng)通信時(shí)代視頻測(cè)試測(cè)量系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)

在視頻測(cè)試測(cè)量系統(tǒng)的設(shè)計(jì)中，軟件部分的設(shè)計(jì)主要包括初始化模塊、處理模塊和通訊模塊三個(gè)部分的設(shè)計(jì)。在對(duì)其進(jìn)行測(cè)試測(cè)量時(shí)，由于部分指標(biāo)對(duì)于精度的要求很高，僅僅對(duì)采樣率的波形信號(hào)進(jìn)行分析是難以滿足高精度的需求，因此需要針對(duì)不同的指標(biāo)，選擇合適的數(shù)字信號(hào)處理技術(shù)，例如插值算法和數(shù)字濾波算法以及蘇傅里葉變換等。

除了對(duì)視頻測(cè)試測(cè)量開(kāi)發(fā)系統(tǒng)以外，還要對(duì)系統(tǒng)的運(yùn)行進(jìn)行調(diào)試，確保測(cè)試的數(shù)據(jù)在規(guī)定的范圍以內(nèi)，并且最大限度的提高數(shù)據(jù)分析的精度和準(zhǔn)確度。網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和信息技術(shù)的發(fā)展，對(duì)視頻質(zhì)量的要求越來(lái)越高，同時(shí)也為視頻的測(cè)試測(cè)量提供了重要的依據(jù)和參考。隨著光纖通信、移動(dòng)通信和數(shù)字通信技術(shù)的發(fā)展,近年來(lái)以測(cè)量通信系統(tǒng)參數(shù)為目的的各種視頻測(cè)試儀表相繼出現(xiàn),以滿足通信設(shè)備的需求。這些儀表的共同特點(diǎn)是測(cè)量通信系統(tǒng)的主要表征系統(tǒng)指標(biāo)的基本參數(shù),同時(shí)將這些參數(shù)進(jìn)行運(yùn)算處理、分析,給出通信系統(tǒng)需要的指標(biāo)參數(shù),這樣參數(shù)測(cè)量將由基本測(cè)量向系統(tǒng)測(cè)量方向發(fā)展，測(cè)試的過(guò)程是自動(dòng)按程序進(jìn)行。這類儀表是人們先按技術(shù)規(guī)范要求的指標(biāo)范圍輸入到鍵盤程序中,測(cè)試符合規(guī)范書的要求則給出合格產(chǎn)品,予以通過(guò),因此測(cè)量將由自動(dòng)化向智能化方向發(fā)展,實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化測(cè)量除省時(shí)、省力外,還可減少測(cè)量過(guò)程中人為的誤差，進(jìn)而提高了視頻檢測(cè)的效果。

總之，移動(dòng)通信時(shí)代離不開(kāi)視頻的應(yīng)用，并且隨著技術(shù)的進(jìn)步和發(fā)展，人們對(duì)視頻應(yīng)用的要求越來(lái)越高，這就需要提供高質(zhì)量的視頻服務(wù)，保證視頻的質(zhì)量，因此需要對(duì)視頻進(jìn)行測(cè)試和測(cè)量。對(duì)視頻的測(cè)試和測(cè)量要依靠完善的系統(tǒng)，因此要從硬件設(shè)計(jì)和軟件設(shè)計(jì)兩個(gè)方面著手，根據(jù)一定的評(píng)價(jià)指標(biāo)，利用測(cè)試系統(tǒng)對(duì)視頻的信號(hào)進(jìn)行測(cè)試和測(cè)量，通過(guò)對(duì)相關(guān)數(shù)據(jù)的采集、分析和處理并輸出，明確視頻的相應(yīng)指標(biāo)的情況，及時(shí)的采取處理措施，提高視頻的質(zhì)量。可見(jiàn)，對(duì)視頻的測(cè)試和測(cè)量為視頻的發(fā)展指明了方向。

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