Кривошеев М.И. Международная стандартизация цифрового вещательного телевидения

Подождите немного. Документ загружается.

771

ПРИЛОЖЕНИЯ

ПРИЛОЖЕНИЕ 40

ИСПЫТАТЕЛЬНЫЕ СИГНАЛЫ ДЛЯ ЦИФРОВЫХ ТВ СТУДИЙ

772

ПРИЛОЖЕНИЯ

ɋɚ    ɚɚ   ɚ

ɚɚ   ɚ  ɚɚ  

ɚɚ- ɚɚ,   



 Ɍȼ    ɚɚ ɚ

Ɋɚ ȼɌ.656 Ɇɋɗ-Ɋ ɚ Ɋɚ

ȼɌ.801 «ɂɚ ɚ   ɚ

ɚ  ,  Ɋɚ

Ɇɋɗ-ɊȼɌ.601 (ɑɚ Ⱥ)  Ɇɋɗ- ɊȼɌ.656». ɉ  ɚ



  ɚ. 1.

Таблица 1. Перечень испытательных сигналов.

Наименование

1. Серое поле

2. Чередующиеся белое / черное поля, частота 0,1 Гц

3. Импульсы конца строки

4. Пилообразный переход черное / белое

5. Пилообразный переход желтое / серое

6. Пилообразный переход серое / синее

7. Пилообразный переход голубое / серое

8. Пилообразный переход серое / красное

9. Пилообразный переход C

, Y, C

, Y

10. Белое поле, фронт импульса конца строки

11. Синее поле, фронт импульса конца строки

12. Красное поле, фронт импульса конца строки

13. Желтое поле, фронт импульса конца строки

14. Голубое поле, фронт импульса конца строки

15. Цифровой сигнал цветных полос

16. Сигнал для проверки полей

Сигнал № 1, каждый из восьми сигналов двоичных данных которого содержит

последовательность битов 0, 1, 0, 1, 0, 1,… с максимальной энергией,

сосредоточенной в области верхних частот (на гармониках частоты 13,5 МГц),

рекомендуется применять для контроля параллельных интерфейсов.

Сигнал № 2 имитирует изменение уровня черного в соответствующем аналоговом

видеосигнале, обусловленное подавлением постоянной составляющей и

сверхнизких частот в аналоговых линиях передачи. Сигнал служит для

проверки компенсации такого изменения, стабильности уровня черного и

точности цифрового кодирования.

773

ПРИЛОЖЕНИЯ

Сигнал № 3, состоящий из четырех импульсов, можно использовать для

проверки положения цифровой активной части строки относительно опорного

аналогового сигнала и «активности» отсчетов, расположенных в конце цифровой

активной части строки.

Сигнал № 4 предназначен для проверки наличия и положения уровней

квантования сигнала яркости с номерами от 1 до 254.

Сигнал № 5 служит для проверки наличия и положения уровней квантования

цветоразностного сигнала C

с номерами от 1 до 128.

Сигнал № 6 можно использовать для проверки наличия и положения уровней

квантования цветоразностного сигнала C

с номерами от 128 до 254.

Сигнал № 7 рекомендуется применять для проверки наличия и положения

уровней квантования цветоразностного сигнала C

с номерами от 1 до 128.

Сигнал № 8 предназначен для проверки наличия и положения уровней

квантования цветоразностного сигнала C

с номерами от 128 до 254.

Сигнал № 9 используется при проверке формата цифрового видеосигнала

на выходе аппаратуры для демультиплексирования и вторичного

мультиплексирования компонентов этого сигнала.

Сигнал № 10 позволяет контролировать строчные гасящие импульсы в декодерах

цифрового сигнала формата 4:2:2.

Сигналы № 11-14 служат для контроля цветоразностных сигналов C

и C

в конце

цифровой активной части строки

Сигнал № 15 предназначен для проверки уровней и фазировки компонентов

видеосигнала формата 4:2:2 после его декодирования.

Сигнал № 16 используется для оценки реакции аппаратуры на передачу через

нее последовательных цифровых видеосигналов, в частности, для испытаний

корректоров кабельных линий и устройств ФАПЧ.

Примеры структур отсчетов ТВ цифровых испытательных сигналов приведены в

табл. 2.

Таблица 2. Структуры ТВ цифровых измерительных сигналов

А1 i 0-19 20 21 22 23 24

A1 ( i ) 16 18 33 72 110 125

А1 i 25-693 694 695 696 697 698

699-

719

A1 ( i ) 127 125 110 72 33 18 16

А2 i 0-19 20 21 22 23 24 25-693

A2 ( i ) 16 19 50 126 201 232 235

А2 i 694 695 696 697 698 699-719

A2 ( i ) 232 201 126 50 19 16

А3 i 0 1 2 3 4 5 6-9 10 11

A3 ( i ) 16 44 154 235 154 44 16 17 64

774

ПРИЛОЖЕНИЯ

А3 i 12 13 14 15 16-705 706 707 708 709

A3 ( i ) 185 229 121 31 16 17 64 185 229

А3 i 710 711 712 713 714 715 716 717 718 719

A3 ( i ) 121 31 16 16 44 154 235 154 44 16

А4 i 0-20 21 22 23 24-59 60-87

A4 ( i ) 16 14 9 3 1 а

А4 i 88-99 100-535 536-549 550-585 586-599

A4 ( i ) 16 б 235 в 254

А4 i 600 601 602 603 604 605-719

A4 ( i ) 250 217 135 53 20 16

Примечание: а=0.5(i-56); б=0,5(i-66); в=0,5(i-78)

А5 i 0-19 20 21 22 23 24 25 26

A5 ( i ) 128 126 120 108 89 65 40 21

А5 I 27 28 29-39 40-95 96-119

120-

563

564-

719

A5 ( i ) 9 3 1 г 16 д 128

Примечание: г=0,25(i-32); д=0,25(i-52)

А6 i 0-19 20-563 564-579 580-631

A6 ( i ) 128 е 240 ж

А6 I 632-659 660 661 662 663

A6 ( i ) 254 252

246

234 215

А6 I 664 665 666 667 668 669-719

A6( i ) 191 167 148 136 130 128

Примечание: e=0,25(i+396); ж=0,25(i+384);

775

ПРИЛОЖЕНИЯ

ПРИЛОЖЕНИЕ 41

СУБЪЕКТИВНАЯ ОЦЕНКА КАЧЕСТВА ИЗОБРАЖЕНИЯ

В ЦИФРОВЫХ СИСТЕМАХ СТАНДАРТНОГО ТЕЛЕВИДЕНИЯ

776

ПРИЛОЖЕНИЯ

При субъективной экспертизе качества изображений в цифровых

системах стандартного телевидения, рассмотренной в Рекомендации

ВТ.1129 МСЭ-Р и основанной на общих методах оценки по Рекомендации

ВТ.500 «Методология субъективной оценки качества телевизионных

изображений», рекомендуются специфические условия наблюдения

этих изображений в лабораторных и домашних условиях, приведенные

соответственно в табл. 1 и 2.

Таблица

Условия

наблюдения

изображения

лабораторных

условиях

Параметр Значение параметра

Отношение расстояния наблюдения к высоте

изображения на экране

4Н и 6Н

Максимальная яркость свечения экрана, кд / м

Телесный угол, под которым видна часть

заднего фона, удовлетворяющая заданным

требованиям

t43

по высоте,

по ширине

Дисплей

Экран высокого качества

размером t20cc

(50 см по диагонали)

Таблица 2. Условия наблюдения изображения в домашних условиях

Параметр Значение параметра

Отношение расстояния наблюдения к высоте

изображения на экране

6Н

Размер экрана формата 4:3 25cc — 29cc

Размер экрана формата 16:9 32cc — 36cc

Максимальная яркость свечения экрана, кд / м

200

Яркость внешнего освещения экрана, лк 200

При контроле кодеков, предназначенных для применения при рас-

пределении программ ТВ вещания, оценивают базовое качество декоди-

рованного изображения после однократного прохождения видеосигнала

через пару кодеков. Для кодеков в трактах подачи программ базовое

качество изображения оценивается после последовательного прохож-

дения сигнала через несколько кодеков, что позволяет имитировать

типовые условия работы таких трактов.

Если диапазон оцениваемого качества невелик, как это обычно

имеет место в случае ТВ кодеков, используется методика двухсти-

мульных испытаний с непрерывной шкалой качества, описанная

777

ПРИЛОЖЕНИЯ

в Рекомендации ВТ.500. В качестве эталонной используется исход-

ная последовательность источника изображений. При испытани-

ях кодеков компонентных видеосигналов формата 4:2:2 признано

целесообразным модифицировать метод предъявления по сравне-

нию с Рекомендацией ВТ.500. При этом изображения, полученные

при воспроизведении полных цветовых видеосигналов, используют

как дополнительный эталон, определяющий уровень низкого качес-

тва, с которым сравнивают качество изображения, обеспечиваемое

испытываемым кодеком.

Рекомендуется использовать по меньшей мере шесть последователь-

ностей изображений и еще одну дополнительную последовательность,

применяемую для демонстрационных целей перед началом испытаний.

Последовательности должны лежать в диапазоне между умеренно кри-

тичными и критичными с точки зрения применений с цифровым сжа-

тием потока видеоданных.

Для таких применений важно испытать кодеки с помощью после-

довательностей изображений, критичных с точки зрения сжатия по-

тока. Важно знать, насколько критична конкретная последователь-

ность для используемого в кодеке цифрового сжатия, или является ли

какая-либо последовательность более критичной, чем другая. Отме-

тим, что «критичность» имеет разный смысл для различных кодеков.

Например, для внутриполевого кодека достаточно критичным может

быть изображение с большим количеством мелких деталей, и в то же

время данный самый сюжет не будет критичным для межкадрового

кодека. Некоторые последовательности с подвижными текстурами

и сложным движением будут критичны для всех классов кодеков, по-

этому они окажутся полезными для генерирования и идентификации

искажений. Сложное движение может принимать форму движений,

предсказуемых для наблюдателя, но непредсказуемых для алгоритма

кодирования, например, в виде периодического движения по извилис-

той траектории.

Рассмотрение возможных статистических мер критичности изображе-

ния, таких как корреляционные и спектральные методы, методы на ос-

нове условной энтропии и т. п., позволили найти простую, но полезную

меру на основе внутриполевого / межкадрового измерения энтропии.

Этот метод был использован для «калибровки» последовательностей

изображений, предложенных МСЭ-Р для применения при испытаниях

кодеков для потоков 34, 45 и 140 Мбит / с, и оказался полезным для от-

бора последовательностей изображений.

778

ПРИЛОЖЕНИЯ

Если использование данного метода не представляется возможным,

можно руководствоваться следующими общими указаниями по выбору

критичного материала.

1. Внутриполевые кодеки с фиксированной длиной слова

Хотя возможно и корректно оценивать эти кодеки по неподвижным

изображениям, рекомендуется использование последовательностей

подвижных изображений, поскольку так легче наблюдать процессы

возникновения искажений при кодировании и это более реально для ТВ

применений. Если при компьютерном имитационном моделировании

кодеков используются неподвижные изображения, то обработку следует

осуществлять для всей исходной видеопоследовательности, например,

в целях сохранения временных аспектов любых источников искажений.

Выбранные сюжеты должны содержать неподвижные и движущиеся

текстурные участки (некоторые из них с цветными текстурами), не-

подвижные и движущиеся объекты различной ориентации с резкими

высококонтрастными границами (некоторые из них цветные), непод-

вижные плоские участки серого. Хотя бы одна последовательность

в наборе должна содержать едва заметный шум источника и хотя бы

одна — быть синтезированной (например, на компьютере), т. е. быть

свободной от апертурных искажений, инерционности и других камер-

ных эффектов.

2. Межкадровые кодеки с фиксированной длиной слова

Все выбранные испытательные сюжеты должны быть подвижными

и содержать движущиеся текстурные участки (некоторые из них с цвет-

ными текстурами), объекты с резкими высококонтрастными граница-

ми, движущиеся в направлении, перпендикулярном этим границам,

и различной ориентации. Хотя бы одна последовательность в наборе

должна содержать едва заметный шум источника и хотя бы одна — быть

синтезированной.

3. Внутриполевые кодеки с переменной длиной слова

Рекомендуется, чтобы эти кодеки испытывались с помощью после-

довательностей подвижных изображений, — по тем же соображениям,

что и кодеки с фиксированной длиной слова. Следует отметить, что бла-

годаря кодированию с переменной длиной слова и наличию соответству-

ющей буферной памяти эти кодеки могут динамически распределять

общий ресурс битов кодирования по всему изображению. Например,

если половина изображения отображает лишенное каких-либо при-

знаков небо, не требующее большого числа битов для кодирования,

то ресурс битов экономится для других частей изображения, которые

779

ПРИЛОЖЕНИЯ

благодаря этому могут быть отображены с высоким качеством, даже

будучи критичными. Важное следствие этого состоит в том, что если

последовательность изображений должна быть критичной для подоб-

ных кодеков. то мелкие детали должны содержаться в каждой части

экрана. Он должен быть заполнен движущимися и неподвижными

текстурами, содержать как можно больше изменений цвета и объекты

с резкими высококонтрастными границами. Хотя бы одна последова-

тельность в наборе должна содержать едва заметный шум источника

и хотя бы одна — быть синтезированной.

4. Межкадровые кодеки с переменной длиной слова

Это наиболее сложные кодеки с самыми высоким требованиями

к видеоматериалам для полной загрузки аппаратуры. Здесь нужно,

чтобы не только каждая часть изображения была заполнена деталя-

ми, как в случае внутриполевого кодирования с переменной длиной

слова, но и чтобы эти детали были подвижными. Более того, посколь-

ку во многих кодеках используются методы компенсации движения,

движение в пределах всей видеопоследовательности должно быть слож-

ным. Примерами сложного движения являются: сюжеты, в которых ис-

пользуются одновременно «наезд» и панорамирование камеры; сюжет,

содержащий в качестве фона текстурированный или насыщенный дета-

лями занавес, развевающийся на ветру; сюжет, содержащий объекты,

вращающиеся в трех измерениях; сюжеты, содержащие насыщенные

деталями объекты, движущиеся по экрану с ускорением. Все сюжеты

должны содержать объекты, интенсивно перемещающиеся с различ-

ными скоростями, текстуры и высококонтрастные границы, а также

меняющиеся цвета. Хотя бы одна последовательность в испытательном

наборе должна содержать едва заметный шум источника, хотя бы одна

последовательность должна содержать сложную, полученную с помо-

щью компьютера имитацию движения камеры на основе реального не-

подвижного изображения (чтобы изображение было свободно от шума

и воздействия инерционности камеры), и еще хотя бы одна последова-

тельность должна быть полностью синтезирована на компьютере.

Оценка качества изображения может осуществляться после постоб-

работки программного материала в целях определения пригодности ко-

деков для применений в трактах подачи программ ТВ вещания с учетом

конкретных видов постобработки, например, цветовой рирпроекции,

замедленного воспроизведения, электронного изменения размеров изоб-

ражения. При проведении испытаний должна применяться двухсти-

мульная методика с непрерывной шкалой качества по Рекомендации

780

ПРИЛОЖЕНИЯ

ВТ.500 МСЭ-Р. Однако в качестве эталона здесь необходимо использо-

вать изображение источника, подвергнутое такой же постобработке,

как и декодированные изображения. Этой же постобработке следует

подвергнуть и эталон низкого качества в случае его использования при

субъективной экспертизе изображения.

При испытаниях кодеков с применением нескольких видов постобра-

ботки число последовательностей испытательных изображений должно

быть не менее трех. Кроме того, должна быть еще одна дополнительная

последовательность для демонстрационных целей перед началом испы-

таний. Характер последовательности определяется задачами исследу-

емой постобработки. Все они должны лежать в диапазоне между уме-

ренно критичными и критичными с точки зрения сокращения потока

видеоданных и рассматриваемых процессов постобработки.