数字电视信号综合测试的研究及应用

◆色亮时延差观察
A、要求：根据黄、红色电平相差较大及便于观察等因素，位于测试图水平方向第12格/垂直方向第8格中安排了饱和度为100%的黄、红相连的信号作为色亮时延差观察信号。其红黄交界处与其上面的2T脉冲峰值点在测试图中的水平方向位置相一致。
B、主要用以评价电视系统或设备模拟通道的色亮时延差。
◆彩色阶梯波信号
A、要求：位于测试图垂直第9格下半格/水平第10、11、12格中安排了色差(CB/CR)五阶梯信号，其五阶梯信号峰峰值为100%视频幅度。
B、主要用途：主要用以评价模拟色差通道的非线性失真。
◆斜线信号
A、要求:根据电视系统隔行扫描的特点,位于测试图垂直方向第7格/水平方向第2格和水平方向第11格中分别安排了约为135度和45度角的白色斜线信号，线宽约为两个像素点，其白线电平为100%视频幅度。
B、主要用途：主要用以观察和评价接收机或显示器的隔行扫描是否良好。
◆边框信号
A、要求：根据有效分辨率为720×576像素。位于测试图的四边各安排了两个白色等腰三角形（共八个）作为有效图像的边框识别信号。其中上边两个等腰三角形的顶点分别与垂直第1行/水平第210个像素点和水平第510个像素点相重叠;下边两个等腰三角形的顶点分别与垂直第576行/水平第210个像素点和水平第510个像素点相重叠；左边两个等腰三角形的顶点分别与垂直第160行和垂直第416行/水平第1个像素点相重叠；右边两个等腰三角形的顶点分别与垂直第160行和垂直第416行/水平第720个像素点相重叠,作为有效图像的边框识别。白色等腰三角形的电平为100%视频幅度。
B、主要用途：主要用以观察和调整电视接收机或显示器标准幅型比4:3的图像尺寸、图像中心位置和扫描幅度等。
◆测试图名称及研制单位名称
另外位于测试图垂直方向第1格的下半格和第2格/水平方向第6、7格中安排了综合测试图的名称：625/50SDTV。位于测试图的垂直方向第9格的上半格/水平方向第6、7格中安排了研制单位的名称“广电检测中心”。其文字分别为白色字体和黑色字体，电平分别为100%和0%视频幅度。也可根据电视台等使用单位的需求，上述位置用以显示电视台的名称、地址等。
◆运动图像序列
A、要求：根据MPEG2的基本原理及其引入图像失真的机理和失真表现,我们挑选了一些具有复杂快速运动、场景切换、色彩鲜艳和细节丰富等特点素材的标准（暂用）测试图像序列和测试图形，置于测试图中央的水平方向第4、5、6、7、8、9格/垂直方向第3、4、5、6、7格中，序列总长度约3分钟。包括以下8个图形和图像序列：
a、运动波带图：是满屏运动波带图的约四分之一画面，主要用以评价系统动态清晰度。
b、运动射线图：是满屏运动射线图的约四分之一画面，主要用以评价系统动态清晰度。
c、乒乓球运动：是两个乒乓球运动场景快速切换的图像序列，其中含摄像机变焦拍摄和水平摇镜头拍摄的场景，以及含多重快速运动和色彩鲜艳的景物。主要评价系统清晰度损失和高饱和色彩的重现能力。
d、花园：是摄像机做水平低速摇镜头拍摄的花园全景序列，图中色彩和细节丰富。主要评价系统动态亮度和色度细节的损失。
e、日历和小火车：前景为摄像机跟踪拍摄玩具火车水平方向慢速行进，背景是色彩鲜艳的动画图案和上下移动的挂历。主要评价系统清晰度损失和高饱和色彩的重现能力以及系统运动估值、补偿能力。
f、篮球运动：是典型的篮球运动场景序列，前景为快速篮球运动场面，背景是众多观众的高细节背景看台。主要评价清晰度损失和高饱和色（金黄色）球衣色彩重现能力（如块效应）。
g、马术：是两个马术运动场景的切换序列，摄像机跟踪马匹快速摇摄，背景为高细节的风景。主要评价动态清晰度损失和系统运动估值、补偿能力。
h、带噪声的仙人掌和梳子：是摄像机变焦（推出）拍摄的带有随机噪声的仙人掌和梳子的图像序列。主要评价系统对含有
随机噪声画面的处理能力，以及画面清晰度损失。
B、主要用途：活动图形和图像序列主要用以评价视频压缩（MPEG2）系统的主观图像质量。
2)数字电视综合测试图的生成制作方法
本数字电视测试图主要使用计算机程序和Photoshop软件相结合的生成制作方法。如灰底白（或黑）格的背景图上叠加圆信号、各种单频信号、清晰度楔形条信号、2T脉冲信号、五阶梯信号、斜波信号以及彩色信号的过渡特性等均用C语言编制程序生成，这样生成的图像信号具有生成和修改方便、灵活等特点。
(1)首先对于测试图中包含的各种测试信号、特别是肤色及各种特殊色块电平(R、G、B)值进行计算。
(2)确定测试图中各种信号生成的数学模型。
(3)以根据测试图包括的测试信号内容及其相应的生成数学模型和计算数据，按照ITU-RBT.601建议的视频参数有关规范，用C语言编制生成程序。
(4)对编制的程序进行调试，逐个生成各种测试信号图像。
(5)用Photoshop软件着色和修改局部图像等。
(6)加人运动图形和图像序列，并用625/50SDTV标准视频处理系统转换成SDI视频信号进行显示和评价测试。
(7)根据评价测试结果存在的问题，对测试图进行修改，直至获得满意的结果。
(8)最后将测试图的视频数据保存在计算机的移动硬盘中和记录在D5数字录像带上，以便提供电视台及有关部门使用。
3综合测试图的技术指标和测试结果
测试结果：
该综合测试图的视频参数符合ITU-RBT.601建议书中标准清晰度电视（SDTV）625/50/2:1系统有效图像720×576像素、42取样格式、图像宽高比为4:3的图像信号的有关规范。由于测试图用计算机数据生成，其测试图信号幅度及时间关系都非常精确、稳定。
4结束语
我们研究制作的数字电视综合视测试图，由于综合了模拟彩色电视客观测量的主要测试信号和更为直观、明了的清晰度楔形条信号、斜波信号等以及MPEG2视频压缩系统图像质量主观评价的标准测试图像序列,因此用它不仅可以直观、快捷、全面地评估数字电视系统或设备的基本质量，特别适合用于电视台（数字节目）播出前对系统或设备进行测试评价及接收、显示设备的调整，同时也适合电视台其他技术部门以及数字电视设备生产流水线上或维修部门等用于对系统或设备进行调整和检测；另外还可以借助选行视频测试仪对系统或设备进行模拟视频指标的测量，作为低成本的数字电视测试信号源具有广泛的应用前景。