高清摄像机的电技术指标

一. 高清摄像机电性能指标测量方法

由于高清摄像机是摄像机的一种高端形式。在测量方法上我们可借鉴传统测量模式,利用高精度测量仪器,按照高清要求套用传统测量方法从而得到高清技术指标。

1.测试标准:

暂时依据GY/T 109.2-92《广播用CCD摄像系统电性能的测量方法》

2.测试仪器及连接

泰克公司:VM6000、WFM700、WFM7100、TG700

ITU高清测试卡

照度计:符合CIE标准,精度±2%

色温计:符合CIE标准,在3200K时误差不超过±20K

3100±100K标准灯箱

由于镜头对成像功能的影响相当大,在测量过程中,为消除不同镜头产生的测试环境差异,我们对各摄像机采用了同一镜头。

二. 摄像机格式和辅助数据测试

格式和辅助数据的正确是摄像机首先要保证的,格式错误 将导致无法与现行电视系统匹配、兼容,辅助数据错误将影响系统的稳定性。各厂家都会针对标准设计,并在出厂前都经过严格检测,一般不会在这方面出问题。

格式的测量很简单,测试仪器的输入格式设定在自动档,摄像机输出的数据流能够通过仪器的检测,那么这台摄像机设置的格式包括图像扫描特性、场/帧定时关系、场/帧定时关系和隔行扫描系统场周期定时都是附合标准的。

由于数字视频信号的EAV和SAV影响了有效图像行样点数据的连续性,我们在检测辅助数据主要看数字行消隐区的EAV和SAV。

三. 高清摄像机数字特性检测

1.抖动的测量

数字系统传输的数据流不是所要传递的信号本身,而是连串的脉冲序列,串行数字视频信号经过数字分配放大器、数字矩阵及其他工作于数字串行格式设备处理后,数据流中的脉冲跳变沿位置与基准时钟的相位差的变化称为抖动。

抖动是串行数字传输系统最重要的性能参数之一,下图是接收机对抖动的灵敏度。

可看出,接收机对10Hz以下的低频抖动可承受2UI(眼图宽度3.7ns),随着频率增加,接收机抖动承受能力下降,到10KHz时只能承受0.2UI。信号抖动会影响接收机正确恢复数据, 当恢复的时钟和数据在时间上产生的瞬时偏差足够大时,数据可能被译错从而无法恢复数据。抖动的观测一般在数字数据信号的有效瞬间跳变的零交叉点上进行,下图是在10Hz和100KHz上实测波形。

2.眼图的测量

所谓眼图就是:把数字基带传输系统终端接收到的信号波形输至示波器垂直通道,把产生水平扫描的锯齿波周期与码元定时同步,则在示波器屏幕上可以观看到类似人眼的图案。信号幅度、上升时间、下降时间、上升和下降时间差、上冲、下冲等都会直接导致误码、码间干扰等现象的产生。我们可通过对眼图的测量来得到这些数据。

在数字系统中,人们最关心眼图的闭合程度。通常幅度变化、噪声等因素造成眼图垂直方向上的闭合,定时抖动会造成眼图水平方向的闭合。抽样的最佳时刻是“眼睛”张开最大的时刻;“眼睛”在特定抽样时刻的张开高度决定了系统的噪声容限;“眼睛”的闭合斜率决定了系统对抽样定时误差的敏感程度,斜率愈大则对定时误差愈敏感。

眼图观测项目包括:幅度、时钟周期、上升和下降时间、过冲和下冲以及抖动等参量。各参量的容限应符合相关技术标准。用WFM700可方便的得到眼图,下图是我们的一组实测波形,通过对比,我们可以清楚的看出各摄像机系统眼图的优劣。 在下表中,我们给出了参数技术要求,并列出了一组实测数据:

五. 高清摄像机成像性能指标测试

1.测量条件

拍摄各种测试卡时,应取其标准画面尺寸,即令其定位三角对准监视器画面的边界。摄像机光轴应与测试卡垂直,误差不超过5%。反射式测试卡卡面照度保持2000±20lx,色温3100±100K,透射式测试卡卡面照度不做要求,色温3100±100K。

2.指标定义及测量方法

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