MG4600E型視頻板卡測(cè)試分析

徐少勇

摘? 要：視頻板卡是動(dòng)態(tài)視頻信號(hào)采集及非線性編輯系統(tǒng)中重要的硬件設(shè)備，其視頻指標(biāo)性能直接影響播出的畫面質(zhì)量及信號(hào)傳輸?shù)男Ч榇藢?duì)標(biāo)定性能的視頻板卡在實(shí)際應(yīng)用中的效果測(cè)試就非常重要。

關(guān)鍵詞：視頻采集;信號(hào)輸出;眼圖;波形監(jiān)視器;MG4600E

中圖分類號(hào)：TN943 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

高質(zhì)量的原始素材是獲得高質(zhì)量最終視頻產(chǎn)品的基礎(chǔ)。對(duì)模擬視頻信號(hào)進(jìn)行采集、量化和編碼一般都由專門的視頻采集卡來(lái)完成。對(duì)視頻信號(hào)的采集，尤其是動(dòng)態(tài)視頻信號(hào)的采集需要在采集和播放過(guò)程中利用硬件對(duì)圖像進(jìn)行壓縮和解壓縮處理。在這一過(guò)程中起主要作用的是視頻板卡。同時(shí)視頻板卡也是非線性編輯系統(tǒng)中重要的硬件設(shè)備，其視頻指標(biāo)性能直接影響播出的畫面質(zhì)量及信號(hào)傳輸?shù)男Ч榇藢?duì)標(biāo)定性能的視頻板卡在實(shí)際應(yīng)用中的效果測(cè)試就非常重要。

寧波廣電集團(tuán)基于雙數(shù)據(jù)中心的城市臺(tái)融合媒體云平臺(tái)非編工作站采用的是MG4600E型視頻板卡。MG4600E型視頻板卡是廣泛在廣電行業(yè)中在使用的非編工作站視頻板卡，帶有硬件解碼和視頻采集功能。國(guó)家廣播電影電視總局廣播電視計(jì)量檢測(cè)中心的NO.20491112281658指標(biāo)檢測(cè)報(bào)告顯示其技術(shù)特性符合《GYT155-2000 高清晰度電視節(jié)目制作及交換用視頻參數(shù)值》要求。為掌握MG4600E型視頻板卡在實(shí)際工作中的特性，做了實(shí)際使用效果測(cè)試。

1 測(cè)試

為測(cè)試MG4600E視頻板卡在實(shí)際使用中的視頻特性，我們進(jìn)行了以下四項(xiàng)測(cè)試[1]：

1.1 板卡HDSDI信號(hào)生成測(cè)試

將視頻板卡插入非編工作站中，將Tektronix WFM7120波形監(jiān)視器檢測(cè)接口接入板卡HDSDI信號(hào)OUT端，按標(biāo)準(zhǔn)設(shè)置（見(jiàn)圖1）后輸出彩條信號(hào)檢測(cè)。

波形監(jiān)視器檢測(cè)檢測(cè)值顯示：信號(hào)幅度（mV）為806，上升時(shí)間（ps）為248，下降時(shí)間（ps）為230，抖動(dòng)數(shù)值中100KHz高通濾波（UI）為0.12，10Hz高通濾波（UI）為0.06。與之前送檢數(shù)值范圍相當(dāng)。該數(shù)值表示其圖像穩(wěn)定（見(jiàn)圖2）。

1.2 板卡HDSDI信號(hào)采集后環(huán)出到波形監(jiān)視器測(cè)試

將有源信號(hào)接入板卡HDSDI信號(hào)IN端，將Tektronix WFM7120波形監(jiān)視器檢測(cè)接口接入板卡HDSDI信號(hào)OUT端，有源信號(hào)輸出標(biāo)準(zhǔn)檢測(cè)畫面。發(fā)現(xiàn)眼圖有大幅抖動(dòng)，指標(biāo)參數(shù)信號(hào)幅度（mV）為725，上升時(shí)間（ps）為275，下降時(shí)間（ps）為285，抖動(dòng)數(shù)值中100KHz高通濾波（UI）為0.38，10Hz高通濾波（UI）為0.26，偏離檢測(cè)數(shù)值。從抖動(dòng)數(shù)值中的高通濾波可見(jiàn)信號(hào)未整流，持續(xù)信號(hào)輸入也較不穩(wěn)定，從抖動(dòng)狀態(tài)觀察板卡信號(hào)環(huán)出，更接近信號(hào)衰減變化[2]（見(jiàn)圖3）。

1.3 加載非編軟件后環(huán)出HDSDI信號(hào)到波形監(jiān)視器測(cè)試

打開非編工作站非編軟件，將有源信號(hào)接入板卡HDSDI信號(hào)IN端，將Tektronix WFM7120波形監(jiān)視器檢測(cè)接口接入板卡HDSDI信號(hào)OUT端，有源信號(hào)輸出標(biāo)準(zhǔn)檢測(cè)畫面。眼圖顯示正常（見(jiàn)圖4），指標(biāo)參數(shù)信號(hào)幅度（mV）為860，上升時(shí)間（ps）為695，下降時(shí)間（ps）為709，抖動(dòng)數(shù)值100KHz高通濾波（UI）為0.19，10Hz高通濾波（UI）為0.34。在非編軟件打開的情況下，上升時(shí)間和下降時(shí)間發(fā)生變化，總體幅度差為14ps，符合<100PS的要求。眼圖符合整流后的特性。

1.4 使用非編軟件采集信號(hào)生成文件后輸出HDSDI信號(hào)到波形監(jiān)視器測(cè)試

使用非編軟件采集以“MXF_MPEG2_IBP幀_50Mbps”方式采集、重放，檢測(cè)結(jié)果如下：

測(cè)得高清數(shù)字接口特性和信號(hào)格式中信號(hào)幅度（mV）759，上升時(shí)間（ps）238，下降時(shí)間（ps）220，上升和下降時(shí)間的差（ps）18，上沖（%）0.1，下沖（%）0.0，直流電平偏移（mV）12.9，抖動(dòng) 100kHz高通濾波（UI）0.09，10Hz高通濾波（UI）0.7.所測(cè)HDSDI信號(hào)格式 符合GY/T157-2000，CRC誤碼秒數(shù)為0。

測(cè)得高清視頻通道特性100%彩條輸出幅度（mV）：Y700.0;Pb 699.5;Pr699.5。閃電、矢量、非線性失真未見(jiàn)異常[3]。

測(cè)得嵌入音頻特性結(jié)果如下：

高清測(cè)試圖像序列由高清縮編工作站以“MXF_MPEG2_IBP幀_50Mbps”方式采集、重放，檢測(cè)結(jié)果如：

根據(jù)圖像質(zhì)量分析儀說(shuō)明書，圖像質(zhì)量客觀測(cè)試結(jié)果中，PQR值越小，圖像質(zhì)量越好;PSNR值越大，圖像質(zhì)量越好;據(jù)此計(jì)算序列播放的文件質(zhì)量總體較好。

2 結(jié)語(yǔ)

經(jīng)過(guò)實(shí)際環(huán)境設(shè)備驗(yàn)證，MG4600E板卡在四項(xiàng)測(cè)試中，板卡自身信號(hào)環(huán)出檢測(cè)到的波形圖高通濾波（UI）為0.38，10Hz高通濾波（UI）為0.26。偏離檢測(cè)數(shù)值，出現(xiàn)大幅抖動(dòng)，眼圖表現(xiàn)模糊。但在開啟非編軟件后抖動(dòng)數(shù)值變?yōu)椋?00KHz高通濾波（UI）0.19，10Hz高通濾波（UI）0.34。上升時(shí)間和下降時(shí)間發(fā)生變化，總體幅度差為14ps，符合<100PS的要求.

從第二項(xiàng)測(cè)試中展示的波形及眼圖觀察，抖動(dòng)變化符合一般HDSDI信號(hào)衰減特性，據(jù)此推測(cè)板卡在測(cè)試的系統(tǒng)中加載后，類似直通，信號(hào)衰減。從第三項(xiàng)測(cè)試開啟非編軟件后，板卡輸出信號(hào)發(fā)生明顯變化，符合硬件視頻信號(hào)處理特性。由此可見(jiàn)，該板卡非系統(tǒng)自持型板卡，在系統(tǒng)加載，不開啟非編軟件的情況下無(wú)法處理輸入信號(hào)的編解碼，只能進(jìn)行信號(hào)直通環(huán)出，并伴有信號(hào)衰減。只有在對(duì)應(yīng)的非編軟件啟動(dòng)后，GM4600E才能對(duì)信號(hào)來(lái)源進(jìn)行編解碼處理，顯示正常波形。

因此，原廣播電視計(jì)量檢測(cè)中心檢測(cè)報(bào)告中的數(shù)據(jù)有使用環(huán)境限制，不適宜單獨(dú)作為源數(shù)據(jù)輸入信號(hào)采集使用。但通過(guò)第四項(xiàng)文件化采集和生成測(cè)試顯示，非編序列中播放的信號(hào)均符合《GYT155-2000 高清晰度電視節(jié)目制作及交換用視頻參數(shù)值》要求，且數(shù)值較優(yōu)。因此該款板卡適用于非編制作，同時(shí)在開啟非編軟件的情況下，可以進(jìn)行部分視頻數(shù)據(jù)采集使用。

參考文獻(xiàn)：

[1]葛磊蛟，邢恩福，耿躍華.基于ATmega64云臺(tái)板卡測(cè)試平臺(tái)的設(shè)計(jì)[J].微計(jì)算機(jī)信息， 2009（08）：114-116.

[2]閆守成，全厚德，李擎.Windows環(huán)境下的數(shù)字圖像采集技術(shù)研究[J].微計(jì)算機(jī)信息，2006， 22（4）：252-254.

[3]吳美建.非線性設(shè)備中的接口技術(shù)[J].現(xiàn)代電視技術(shù)，2003（12）：77-79.