數(shù)字電視技術(shù)之-機(jī)頂盒測(cè)試技術(shù)
對(duì)機(jī)頂盒質(zhì)量的評(píng)估永遠(yuǎn)是個(gè)討論的熱點(diǎn)話(huà)題。在機(jī)頂盒的測(cè)試中，使用不同的測(cè)試工具或者采納不同的測(cè)試方法，所花費(fèi)的時(shí)間也不盡相同，其差別從幾分鐘到數(shù)天，有時(shí)甚至是幾周的時(shí)間。然而，*重要的是必須考慮測(cè)試結(jié)果的準(zhǔn)確性和可重復(fù)性?；谶@個(gè)原因，本文探討和介紹了自動(dòng)測(cè)試技術(shù)。 

在廣播電視由模擬轉(zhuǎn)向數(shù)字的過(guò)渡期間，機(jī)頂盒(STB)在廣播電視的各種技術(shù)系統(tǒng)中獲得了廣泛的應(yīng)用，例如數(shù)字有線(xiàn)、直播到戶(hù)(DTH)衛(wèi)星業(yè)務(wù)、數(shù)字地面電視廣播和基于IP的視頻業(yè)務(wù)等。除了各種不同的廣播電視技術(shù)之外，它的設(shè)計(jì)還受到更多的視頻格式和新的內(nèi)容壓縮技術(shù)的驅(qū)動(dòng)。同時(shí)，它還應(yīng)當(dāng)不斷地改進(jìn)并整合新的功能。有時(shí)我們將它稱(chēng)為綜合接收機(jī)或者稱(chēng)為媒體中心，是因?yàn)檫@些機(jī)頂盒中集成有DVD播放器和帶內(nèi)置硬盤(pán)的錄放機(jī)。 

的確，機(jī)頂盒的功能一代比一代先進(jìn)，與此同時(shí)，因高清內(nèi)容的采用也使圖像質(zhì)量進(jìn)一步提高。*近幾年來(lái)，基于IP的廣播電視應(yīng)用促使了對(duì)新壓縮技術(shù)(例如H.264和VC-1)的需求。然而，回歸到用戶(hù)的*初期待，觀眾始終關(guān)心的是機(jī)頂盒的圖像輸出質(zhì)量，無(wú)論是來(lái)自復(fù)合接口還是來(lái)自分量接口，因?yàn)闄C(jī)頂盒的圖像輸出質(zhì)量是高于其它功能???基本需求。 

如果不得不用人工方式來(lái)測(cè)試的話(huà)，對(duì)于大多數(shù)工程師來(lái)說(shuō)，測(cè)試信號(hào)質(zhì)量永遠(yuǎn)是一個(gè)復(fù)雜且冗長(zhǎng)而費(fèi)時(shí)的工作，因?yàn)樾枰獪y(cè)試的參數(shù)多達(dá)幾十個(gè)甚至幾百個(gè)。在通常情況下，花費(fèi)在測(cè)試上的時(shí)間長(zhǎng)短取決于工程師的經(jīng)驗(yàn)和所使用的測(cè)試工具，有可能是幾個(gè)小時(shí)或幾天，甚至也可能是幾個(gè)星期。使用自動(dòng)測(cè)試系統(tǒng)，不僅可以縮短產(chǎn)品上市時(shí)間，而且可以保證測(cè)試結(jié)果的準(zhǔn)確性、可重復(fù)性和一致性，即便測(cè)試是在不同的地點(diǎn)由不同的工程師進(jìn)行。 

STB測(cè)試配置 

機(jī)頂盒的一般測(cè)試配置包括MPEG測(cè)試信號(hào)發(fā)生器、RF發(fā)射機(jī)及DUT(即STB自身)。采用視頻測(cè)量設(shè)備測(cè)試機(jī)頂盒的輸出。圖1是機(jī)頂盒測(cè)試配置的簡(jiǎn)化方框圖。當(dāng)然，DUT的輸入和輸出接口應(yīng)當(dāng)與MPEG發(fā)生器、RF發(fā)射機(jī)和視頻自動(dòng)測(cè)量設(shè)備相匹配。除此以外，測(cè)量的一個(gè)關(guān)鍵是來(lái)自MPEG測(cè)試發(fā)生器的各種測(cè)試信號(hào)，因?yàn)樗鼘?duì)測(cè)量自動(dòng)化至關(guān)重要。在我們著手測(cè)試之前，測(cè)試信號(hào)或測(cè)試碼流必須具備正確的格式。 

測(cè)試碼流 

通常情況下，機(jī)頂盒的輸出接口包括模擬復(fù)合視頻接口和模擬分量接口，采用RGB格式或YPbPr格式。某些機(jī)頂盒還配備有S視頻、VGA或SCART接口。如果是支持標(biāo)清和高清的機(jī)頂盒，那么典型的測(cè)試信號(hào)格式還應(yīng)當(dāng)包括480i、480p、576i、576p、720p、1,080i或某些VGA格式。測(cè)試模式圖的內(nèi)容應(yīng)當(dāng)是測(cè)試信號(hào)矩陣，而且這是使自動(dòng)測(cè)試有效進(jìn)行的一個(gè)關(guān)鍵。圖2給出了矩陣測(cè)試模式圖的一個(gè)例子。*后，應(yīng)當(dāng)按照所需標(biāo)準(zhǔn)(例如DVB、ATSC或ARIB)將測(cè)試模式圖壓縮成相應(yīng)的傳送碼流。 

除了矩陣測(cè)試模式圖之外，測(cè)試工程師可能還需要將其它測(cè)試碼流與定制碼流進(jìn)行復(fù)合，來(lái)進(jìn)行圖像質(zhì)量測(cè)試、功能測(cè)試、制造測(cè)試或者其它質(zhì)量測(cè)試。實(shí)現(xiàn)的方法是利用多路復(fù)用器軟件從現(xiàn)有的碼流庫(kù)或某些預(yù)先錄制的碼流中拖放碼流。圖3為一復(fù)用器軟件應(yīng)用示例，在復(fù)用器軟件中，用戶(hù)可以打開(kāi)兩個(gè)傳送流并用拖放法進(jìn)行碼流編輯。同樣，利用TS編輯器來(lái)控制碼流可以模擬網(wǎng)絡(luò)抖動(dòng)。另外，在使用新測(cè)試碼流之前，應(yīng)當(dāng)利用TS分析儀對(duì)它們進(jìn)行分析以確認(rèn)測(cè)試碼流沒(méi)有錯(cuò)誤并符合相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)。然后將新定制的碼流傳送到MPEG發(fā)生器以用于測(cè)試。當(dāng)然，不同的測(cè)試工程師會(huì)根據(jù)測(cè)試應(yīng)用而使用他們自己的定制碼流。 

在上述測(cè)試配置中，根據(jù)被測(cè)機(jī)頂盒的格式標(biāo)準(zhǔn)，將使用不同的調(diào)制器。在大多數(shù)情況下，這項(xiàng)操作是不能自動(dòng)完成的，因?yàn)闄C(jī)頂盒的連接切換必須人工完成。 

模擬復(fù)合視頻或模擬分量視頻的信號(hào)質(zhì)量測(cè)試 

模擬復(fù)合視頻和模擬分量視頻的測(cè)試信號(hào)質(zhì)量參數(shù)有所不同。在通常情況下，模擬復(fù)合視頻有四類(lèi)測(cè)量參數(shù)，它們是幅度和定時(shí)測(cè)量、線(xiàn)性失真、非線(xiàn)性失真和噪聲失真。有關(guān)詳細(xì)參數(shù)不在此處討論。除了定時(shí)和幅度參數(shù)以外，大多數(shù)工程師關(guān)心的參數(shù)是色度／亮度增益和延遲、頻率響應(yīng)、群延遲、K因子、差分增益和差分相位、亮度非線(xiàn)性和噪聲等。圖4是利用VM700T的自動(dòng)測(cè)量功能提供的部分測(cè)試結(jié)果報(bào)告。 

對(duì)于模擬分量視頻，視頻工程師更關(guān)心的是每個(gè)RGB/YPbPr通道的頻率響應(yīng)、K2T、非線(xiàn)性、噪聲和通道延遲。圖5給出了模擬分量視頻信號(hào)的必需測(cè)試參數(shù)。看起來(lái)，似乎復(fù)合視頻信號(hào)的測(cè)試比分量視頻的測(cè)試更為復(fù)雜，而且復(fù)合視頻信號(hào)有更多的測(cè)量參數(shù)。這是因?yàn)閺?fù)合信號(hào)的編碼和解碼過(guò)程可能會(huì)引入失真和畸變，諸如色度／亮度增益和時(shí)延、群時(shí)延之類(lèi)的參數(shù)通常就屬于這類(lèi)失真。 

IPTV機(jī)頂盒 

IPTV機(jī)頂盒的測(cè)試也十分相似，不過(guò)要使用具有不同格式(例如MPEG4、H.264/AVC或VC-1等)的相關(guān)測(cè)試碼流的IP發(fā)生器。有關(guān)視頻輸出接口與前文所述一樣。利用自動(dòng)測(cè)量的優(yōu)勢(shì)，可以采用與上述同樣的測(cè)試和測(cè)量方法來(lái)進(jìn)行IPTV機(jī)頂盒的測(cè)試。 

PC圖形設(shè)備的VESA符合性測(cè)試 

除了因較多的視頻格式加到設(shè)備上而需要對(duì)機(jī)頂盒進(jìn)行新的測(cè)試之外，像用在計(jì)算機(jī)中的PC圖形卡這樣的一些視頻設(shè)備，也需要進(jìn)行更加仔細(xì)的測(cè)試，這是因?yàn)樗鼈冇兄叩姆直媛驶蚋叩男阅苄枨?。在進(jìn)行人工VESA標(biāo)準(zhǔn)的符合性測(cè)試時(shí)，將需要耗費(fèi)較多的時(shí)間，這是因?yàn)?，?duì)于分辨率和垂直刷新率來(lái)說(shuō)，具有更多的格式需要測(cè)試。圖6給出了PC圖形設(shè)備的一些*常用的分辨率和刷新率。利用自動(dòng)測(cè)量可簡(jiǎn)化測(cè)試，只需幾分鐘即可完成。圖7給出了進(jìn)行VESA符合性測(cè)試所須的參數(shù)。