数字高清视频信号传输品质分析设备设计与应用

宋昕阳

（91550部队32分队，大连　116023）

我国近年以来的平板显示传输设备正迈向高清化、数字化的方向不断发展，而数字高清视频信号的传输设备对于品质的提升需求越来越大。当前国内外对应视频信号传输品质分析设备生产厂家也在不断提出新型数字高清接口的标准。虽然市面上主流的有HDMI、DVI 以及Displayport这三种数字高清接口，但以HDMI接口标准设计的产品占到将近75%。在数字高清传输接口发展的过程中，人们逐渐重视对于视频信号传输的质量保证，而高清数字视频信号的传输接口品质与传输品质密切相关，所以应当从品质分析设备的设计和应用入手，实施对应的优化处理方法。

1　数字高清视频信号传输品质概念

1.1　高清数字视频信号定义

所谓高清数字视频信号（High Definition Television），也就是常说的HDTV。其对应设备的品质和设计原理应当从高清数字视频切选机房方向出发，将模拟、标清信号进行转换，从而实现高清数字信号的采集和储运、编辑、选切，最终将用户的终端接收显示编辑完成的高清数字视频图像。

1.2　数字化通信

以视频信号传输为基础的数字化通信，主要包括高清数字信号的采集和储运、编辑、选切，这些过程都要采用二进制的方式进行编码传输。相对于传统模拟信号的应用来说，数字信号有着更快的运行传输速度，整体带宽较为合适，对于长距离内容复杂的数字信号有着重要的应用意义。数字化的通信技术可以实现无损通信，其在数字信号传输过程中更能够保证图像质量，有着更大的优势。

1.3　数字信号与模拟信号对比

1.3.1模拟通信的优缺点

相对来说模拟通信技术的优点在于其表现较为直观，技术上更容易实现，但整体信号传输过程中容易受到干扰和数据入侵。

1.3.2数字通信的优缺点

数字通信技术对于数据传输过程中的图片质量有较好的保证效果，同时抗干扰能力较强。相对来说这种技术占用频带较宽，对于技术的实践要求较高，实现较为困难。

1.4　数字高清视频信号传输品质内涵

对于数字高清视频信号传输设备设计开发来说，对于数据处理和系统权限的需求是不容忽视的。对于全面的数字高清视频信号传输系统来说，不具备对应权限的应用就不会对其他视频或者软件产生影响，这将有助于保障视频的信息安全；而不管是在日常生活还是高级科研过程中，权限的获取以及数据的存储对于数据信号传输开发都有较高的要求。如果只是传统的增加大量高效的处理器效率，是不能够满足数据存储以及处理的实际需求的，也会在一定程度上阻碍数据共享以及流动。采用数字高清信号传输质量分析设备可以将数字信号的传输漏洞整体完善，并且利用其高效的评测能力将数据处理和权限获取工作完成的更为到位。

2　针对数字高清视频传输接口的传输品质的测试技术

2.1　视频传输误码率测试

通过设置一定长度的数字信号传输距离，确定频率的信号传输，在一定的工作时间和条件下可以用数字高清接口进行多种格式音频、视频的传输。而在高清信号传输的末端可以通过高性能的数字传输信号示波器进行多项电气参数的显示，如果多项检测误差都在正常范围内则可以继续应用，且相对来说数据传输的错误率较低。

2.2　视频接口传输流畅性测试

在一定长度的数字信号传输距离，确定频率的信号传输，并且在一定的工作时间和条件下，以数字高清接口进行多种格式视频信号的传输测试，在末端以数字高清设备进行结果显示。可以通过人眼观察设备上的高清视频播放流畅情况。

2.3　更加全面的数字高清视频信号传输品质分析仪设计

如前文所述，当前我国现有的数字高清视频传输品质检测是通过物理层面进行对应方式测试的，同时可以通过观察所需要检测传输视频信号的特性进行传输品质的评估。但这样的测评在电气设备的实际应用中局限性较大。数字高清视频信号传输作为嵌入式的系统，整体高清接口芯片上运行着多种协议，因此其对于软件数据的处理较为影响高清数据接口的传输品质。在狭义范畴内的数字高清视频信号传输品质控制仅需要通过接口进行，但广义的范围内数字高清视频传输包括整体数字高清产品所用到的传输系统，其中对于高清接口和处理器控制、数据解码编码以及传输线缆的控制较为重要，且对于数字高清产品视频信号的传输质量有密切关系。所以对应信号传输品质分析设备的测试应当从更为系统的角度开展，更加全面高效的衡量数据信号传输品质。

3　测试方案

3.1　测试原理

在对应的视频信号经过高清数字接口传输之后，可能会因为电气干扰或者数据处理误差的影响而导致输出影像存在较大差异。因此为了整体衡量和评测数字高清接口对于视频信号的影响，需要运用特定点的数字信号做以标识，也可以通过所传输图像的峰值信噪比进行接口传输视频的PSNR值。

3.2　测试架构

数字高清视频信号传输的接口PSNR值测试通过检测接口端输入的视频流、本地信息流以及采样触发单元、结果显示单元进行构建，而对于数字高清接口的视频信号传输信噪比的检测需要从以下方面开展：首先应当注意数字高清接口的输入视频单元，将输入的视频进行视频流采样中进行分解；其次对于本地原始的视频信号分解和采集，主要通过将本地存储的视频以信号形式传送到视频流采样中；采样时间触发单元，在这方面需要预设所需样品不同时间点的信息，并且依据信息开展数据信息的虚拟化处理，对于传输视频和本地视频同步采样，获得同期时间点的图像信号；除此之外对于所输入的传输信号进行一定方式的计算，并且计算出不同标准条件下的PSNR数值；在结果显示单元经过计算和整理之后，将不同标准条件下的PSNR数值进行表格化处理，整体进行测算信号传输品质。

4　数字高清视频传输品质分析设备设计与功能实现

在上述测试中，采用数字高清的传输接口进行宿端的检测，对于系统集成高清视频的采集和差异性分析进行了整体的探讨。因此这种数字高清视频传输品质分析设备可以对于电视、液晶显示的高清接口视频质量开展评价，并且以图表等更为直观的方式来呈现，从而清晰的对于端口的视频信号传输品质进行测试。对于数字高清视频传输品质分析设备的设立来说，首先应当对于高清字符的叠加进行字符重叠处理，并且将叠加之后的高清信号进行多路分配，将其中的高清数字信号传送到画面分割器进行处理，随后转移到高清监视器开展同步的监视；将其余的高清数字信号进行图像信号的传输，并且在适当的高清切选矩阵中进行高清信号的切选，最终将切选信号通过光端机进行接收和显示。

对于数字高清视频的切选来说，需要首先变换标清数字信号的视频，随后进行高清字符的叠加和配置出5路的高清信号，将一路高清数字信号传送到画面分割器进行处理，随后转移到高清监视器开展同步的监视；将一路进行图像传输机房的处理；两路开展高清视频的数字信号传输；另一路进行选择适当的高清切选矩阵中进行高清信号的切选，进一步开展录制和品质分析准备。

5　结束语

随着当前市场发展中数字高清视频信号的传输设备对于品质的提升需求的不断增加，国内外对应视频信号传输品质分析设备生产厂家也在不断提出新型数字高清接口的标准。本文提出和分析运用PSNR技术作为测试主要方法的数字高清视频信号传输处理设备的设计方法，通过与传统视频信号分析仪进行性能以及实际应用过程中的效率的对比，认为其更具有系统性、应用性等特性，可以更加全面高效的衡量数据信号传输品质。

[1]刘春.高清视频技术在高速公路监控系统中的应用探讨[J].公路交通技术，2015（06）：122-126.

[2]刘奕宏，姚日煌，张志强.数字高清视频信号传输品质分析仪器设计[J].仪器仪表用户，2015，22（03）：17-19.

[3]李伟，刘超.数字高清视频切选机房设计探讨[J].电子测试，2013（08）：124-125.