MPEG2编解码器视音频指标测试说明.doc

MPEG2视音频指标测试说明技 术 文 件 技术文件名称：MPEG2视音频指标测试说明 技术文件编号： 版 本： 文件质量等级： 共 14页 (包括封面) 拟 制 熊 汗 荣 审 核 会 签 标准化 批 准 深圳市中兴通讯股份有限公司1概述12测试特性描述13测试项目方法及说明23.1测试特性-连续随机杂波信噪比23.2测试特性-亮度非线性失真23.3测试特性-微分增益失真33.4测试特性微分相位失真53.5测试特性-色度-亮度增益差53.6测试特性-色度-亮度时延差63.7测试特性-亮度信号线形失真K系数评价法73.8测试特性亮场视频输出幅度73.9测试特性行色同步头83.10测试特性视频频响83.11测试特性音频频率响应93.12测试特性音频谐波失真93.13测试特性音频不加权信噪比103.14测试特性左右声道相位差,电平差103.15测试特性左右声道串扰114视音频客观参数表111 概述对MPEG2编解码器的测试环境要求如下：l 在一个机架上设置n编n解，自环后进行测试；l 输入视频信号使用视频信号发生器TSG271产生的标准电视信号，输入音频信号用泰克音频信号发生器，解码输出视音频信号送入测试系统VM700T。l VM700T使用“Waveform”按键查看输入输出波形，“Picture”按键查看输出图象，“Measure”按键进入测试菜单，测试波形出现后使用“Menu”进入该测试项目的菜单选择。2 测试特性描述根据北京无线微波局1998年7月3号对五家公司的MPEG-产品进行测试的报告,并参阅GB3659-83,GB-5079.1-85,2-85,以及相应测试设备VMT700,TSG271的说明手册,将测试特性划分为以下几个部分: 视频：连续随机杂波加权信噪比, 亮度非线性失真, 微分增益失真,微分相位失真, 色度-亮度增益差, 色度-亮度延迟差, 亮度信号线形失真，K系数评价法，亮场视频输出幅度，行色同步头，视频频响。音频：音频频响，音频不加权信噪比，音频左右声道电平差、相位差，音频谐波失真，音频左右声道串扰。3 测试项目方法及说明3.1 测试特性-连续随机杂波信噪比3.1.1 测试特性描述连续随机杂波信噪比：用于衡量通道内的信号与噪声。定义为亮度符号的标称值与带宽限制后测得的随机杂波幅度有效值之间的比值,用dB表示:具体测试方法是向输入端送入平场信号K;可以参考GB 3659-83 3.3.13.1.2 测试方法描述 使用视频信号发生器产生如图1所示平场信号波形（在VM700上的“Waveform”中可以观察到波形），用VM700的“Measure”中的“Noise Spectrum”进入加权信噪比测试项目，可以看到噪声输出波形；按“Menu”后选择“Filters Selection”，而后选择“Low pass 5.0M”、“Unfined Weighted”、“Trap Filters”，得到加权信噪比。3.1.3 测试用例预期输入: 编码输入平场信号如图1-300mv700mv4.7us50us64us12us预期输出: 编码输出信号.图1 平场信号K3.1.4 测试通过准则|测试输出信噪比|=56db3.2 测试特性-亮度非线性失真3.2.1 测试特性描述亮度非线性失真：当传送过程中存在非线形失真，因亮度电平的不同而产生不同的亮度增益时，便为亮度非线性失真。它会直接导致重现后的亮度变化不均匀。当平均图像电平为某一特定值时,将起始电平从消隐电平逐步增加到白电平的小幅度阶跃信号加至输入端,输出端的各阶跃幅度与输入端相应的阶跃幅度的比值之间的最大差值,具体测试方法是向输入端送入平场信号K;可以参考GB 3659-83 3.3.13.2.2 测试方法描述使用视频信号发生器产生如图2所示阶梯波信号波形（在VM700上的“Waveform”中可以观察到波形），用VM700的“Measure”中的“Luminance Nonlineariy”进入亮度非线性测试项目，可以看到输出波形，读取per-perk峰峰值。3.2.3 测试用例预期输入: 输入阶梯波信号如图2。注意：应测试不同APL值下的亮度非线性失真，测得越多越好。而且取最坏值为最后评价值。预期输出: 编码输出信号如图3 700mv 140ms 0 4.7us -300mv 52us 64us图2阶梯波信号3.2.4 测试通过准则测试输出的亮度非线性失真在(-5,+5)的范围内,单位%3.3 测试特性-微分增益失真3.3.1 测试特性描述微分增益失真DP：色度信号的幅度失真会影响重现后的彩色饱和度。因为色度信号是采用色度副载波证交调制而成（该调制方式即调幅又调相，使色度副载波的变化直接影响色度的幅度和相位），色度副载波是叠加在亮度信号上一起被调制后成RF信号发送。如果整个传送过程中存在非线性失真，那么不同亮度电平上的色度副载波有不同的增益，最终导致色度信号的增益因亮度电平不同而不同。将恒定小幅度的色度副载波叠加在不同的亮度信号上,并加到输入端,当亮度信号从消隐电平变到白电平,而平均图像电平保持在某一特定值时,输出副载波幅度的变化称为微分增益失真. 具体方法是将阶梯波叠加副载波信号加至输入端,参考GB 3659-83 3.4.33.3.2 测试方法描述使用视频信号发生器产生如图4所示色度副载波叠加亮度阶梯信号波形（在VM700上的“Waveform”中可以观察到波形），用VM700的“Measure”中的“DGDP”进入微分增益失真测试项目，可以看到输出波形，读取Diffrence Gain 一项的per-perk峰峰值。3.3.3 测试用例预期输入:输入阶梯波信号如图4。注意：应测试不同APL值下的典型用例，测得越多越好。而且取最坏值为最后评价值。预期输出: 编码输出信号 700mv 280mv 0 4.7us -300mv 52us 64us图4阶梯波信号3.3.4 测试通过准则测试输出的微分增益失真DG在(-4,+4)的范围内,单位%3.4 测试特性微分相位失真 3.4.1 测试特性描述微分相位失真：相位代表彩色的色调，色调直接影响到彩色是否纯正。色调的不同代表颜色种类不同。产生的原因和微分增益失真一样。当系统有非线性失真时，不同亮度电平上的色度信号会产生不同的相位差，从而产生色调的改变。将未经相位调制的恒定小幅度色度副载波叠加在亮度信号上,并加至输入端,当亮度信号从消隐电平变到白电平,而平均图像电平保持在一定特定值时,在输出端副载波的相位变化称为相位失真.具体方法是将上面的信号加至输入端,参考GB 3659-83 3.4.43.4.2 测试方法描述使用视频信号发生器产生如图4所示色度副载波叠加亮度阶梯信号波形（在VM700上的“Waveform”中可以观察到波形），用VM700的“Measure”中的“DGDP”进入微分相位失真测试项目，可以看到输出波形，读取Diffrence Phase一项的per-perk峰峰值。3.4.3 测试用例预期输入:输入未经相位调制的恒定小幅度色度副载波叠加在亮度信号，注意：应测试不同APL值下的典型用例，测得越多越好。而且取最坏值为最后评价值。预期输出: 编码输出信号3.4.4 测试通过准则测试输出的微分相位失真DP在(-3,+3)的范围内,单位度3.5 测试特性-色度-亮度增益差3.5.1 测试特性描述把一个具有规定的亮度和色度分量幅度的测试信号加至输入端,输入和输出之间色度分量和亮度分量的幅度比的改变为色度-亮度增益差.3.5.2 测试方法描述使用视频信号发生器产生如图5所示副载波填充的10T信号和条脉冲信号波形（在VM700上的“Waveform”中可以观察到波形），用VM700的“Measure”中的“ChromLum GainDelay”进入色亮增益时延差测试项目，可以看到输出波形，读取Gain 一项值。3.5.3 测试用例预期输入: 输入副载波填充的10TF信号和条脉冲信号。预期输出: 编码输出信号3.5.4 测试通过准则测试输出的色度-亮度增益差在(-5,+5)的范围内,单位%3.6 测试特性-色度-亮度时延差3.6.1 测试特性描述把一个亮度分量有规定的幅度和波形,色度分量是被这个亮度分量调制的色度副载波,这两个分量在幅度和时间上都有确定的关系的复合信号加至输入端,在输出端把亮度分量与色度分量的调制包络做比较,如果这两个波形的相应部分在时间关系上与输入端不同,则称此变化为亮度-色度时延差.色度-亮度时延差会使重现后的图象的颜色与实际图象发生偏移，引起彩色曳尾或嵌色，特别是在图象中物体的边缘。3.6.2 测试方法描述使用视频信号发生器产生如图5所示副载波填充的10T信号和条脉冲信号波形（在VM700上的“Waveform”中可以观察到波形），用VM700的“Measure”中的“ChromLum GainDelay”进入色亮增益时延差测试项目，可以看到输出波形，读取Delay一项值。3.6.3 测试用例预期输入:输入副载波填充的10T 信号和条脉冲信号;预期输出: 编码输出信号3.6.4 测试通过准则测试输出的色度-亮度时延差在(-30,+30)的范围内,单位ns. 700mV0mV300mV280mV52uS64uS4.7uS 图5 2T正旋平方波和条脉冲信号3.7 测试特性-亮度信号线形失真K系数评价法3.7.1 测试特性描述人的视觉对不同波形的失真有不同的敏感程度,K系数评价法就是把各种波形失真按人眼视觉特性给以不同评价的基础上来度量图像损伤的一套系统的方法,有4种:场时间波形失真,行时间波形失真,2T正旋平方波与条脉冲之幅度比,2T正旋平方波失真.这里我们测量的是2T正旋平方波与条脉冲之幅度比.3.7.2 测试方法描述使用视频信号发生器产生如图5所示副载波填充的10T信号和条脉冲信号波形（在VM700上的“Waveform”中可以观察到波形），用VM700的“Measure”中的“K Factor”进入K系数测试项目，可以看到输出波形，读取K-2T一项的值。3.7.3 测试用例预期输入: 输入正弦平方波和条脉冲；预期输出: 编码输出信号3.7.4 测试通过准则测试输出的K-2T值在(-3,+3)的范围内,单位%.3.8 测试特性亮场视频输出幅度3.8.1 测试特性描述3.8.2 测试方法描述使用视频信号发生器产生如图1所示700mv亮场信号波形（在VM700上的“Waveform”中可以观察到波形），用VM700的“Measure”中的“Level Meter”进入视频输出幅度测试项目，读取值。3.8.3 测试用例预期输入: 输入700mv亮场信号；预期输出: 编码输出信号3.8.4 测试通过准则测试输出的幅度值在700mv10mv的范围内.3.9 测试特性行色同步头3.9.1 测试特性描述3.9.2 测试方法描述使用视频信号发生器产生任意波形，用VM700的“Measure”中的“H_Timing”进入同步头测试项目，如图6读取行同步和色同步值。3.9.3 测试用例预期输入: 输入任意视频信号；预期输出: 编码输出信号3.9.4 测试通过准则测试输出的行同步和色同步头的幅度值在300mv10mv的范围内. 色同步头 300mv 行同步头300mv 图6 行色同步头的测量3.10 测试特性视频频响3.10.1 测试特性描述3.10.2 测试方法描述使用视频信号发生器如图7波形，用VM700的“Measure”中的“GroupDelay sinx_x ”进入视频频响测试项目，然后选择“Menu”中的“Cusor”中的“Cusor Active”激活竖线光标，如图8调谐光标至频率为4.8M出，读出这时的频响值；再调谐至5.5M出读出频响值。3.10.3 测试用例预期输入: 输入如图7信号；预期输出: 编码输出信号3.10.4 测试通过准则测试输出的频响在4.8M时应该-0.5db，5.5时应该-5.0db。 图7 视频频响测试的输入信号 0db 4.8M 图8 视频频响3.11 测试特性音频频率响应3.11.1 测试特性描述根据广电入网测试标准,MPEG-设备的音频编码必须保证一定的频率响应,及在规定的范围内,频率响应必须达到一定的标准.3.11.2 测试方法描述 使用泰克音频信号发生器在输入端送入+9db,20HZ20KHZ的音频信号,通过编解码自环输出,在输出端使用泰克Vm700的音频分析模块检测，在VM700T上选择“Measure”，如在视频测试菜单中选择“Audio”切换到音频测试菜单中，而后选择“Audio Analyzer”，进入音频频响测试项目，查看音频频响曲线。3.11.3 测试用例预期输入: 如测试方法描述;预期输出: 20-20K的音频信号测试通过准则输出的频率响应范围在(-0.5,+0.5)db之间保持不下落。3.12 测试特性音频谐波失真3.12.1 测试特性描述根据广电入网测试标准,MPEG-设备的音频编码必须保证一定的谐波失真标准.3.12.2 测试方法描述 使用泰克音频信号发生器在输入端送入-12db,2KHZ的音频信号,通过编解码自环输出,在输出端使用泰克Vm700的音频分析模块检测。在VM700T上选择“Measure”，如在视频测试菜单中选择“Audio”切换到音频测试菜单中，而后选择“Audio Analyzer”，进入测试项目，读取左右声道THD+N一项的值即为谐波失真的值。3.12.3 测试用例预期输入: 如测试方法描述;预期输出: 2K的音频信号3.12.4 测试通过准则| 输出的谐波失真 |=70db3.14 测试特性左右声道相位差,电平差3.14.1 测试特性描述根据广电入网测试标准,MPEG-设备的音频编码必须保证一定的左右声道电平相位标准.3.14.2 测试方法描述使用泰克音频信号发生器在输入端送入静音音频信号,通过编解码自环输出, 送入+9db,1KHZ音频信号，在VM700T上选择“Measure”，如在视频测试菜单中选择“Audio”切换到音频测试菜单中，而后选择“Audio Analyzer”，进入测试项目，读取Level Difference一项的值为电平差，读取Phase Difference一项的值为相位差。3.14.3 测试用例预期输入: 如测试方法描述;预期输出: 1K的音频信号3.14.4 测试通过准则| 输出的左右声