书接上文。
三、视频特性测试
介绍完报告中IP相关的检测，我们来看第二个大分类，视音频特性的检测，这部分主要包含视频方面的检测，音频方面的检测以及音视频延时。
1. 图像特性
我们先从视频方面的检测说起，这部分包括图像空间、时间特性，信号格式，SDI数字接口特性，视频通道指标和payload ID记录。图像空间、时间特性主要是视频的一些基础特征，如有效像素数，像素宽高比，像素排列顺序，帧率以及扫描模式这些。信号格式包括编码信号，色度取样结构，编码格式，和视频数据范围这些检测项。满足这些基础的要求，才能在播出域正常地进行节目的分发和播出。
图190 视频图像参数测量结果截图
2. 数字接口特性
SDI接口特征和数据格式的检测主要是针对末级输出的信号，检测其是否满足标准的物理层信号指标，满足这个需求，才能保证在一定距离的传输后，图像依旧能够被还原，而不会出现图像拉丝，花屏的情况，满足播出的需求。每种不同的物理接头特性所遵循的标准不一样，这就导致了每种接口特性的要求各有所别，在检测时也需要注意。这里我们以12G的数字接口为例，这个接口对应的国内标准是GY/T 347.3-2021，国际标准是SMPTE 2081和SMPTE 2082，标准中明确限定了各项数值的具体参数，测量时也应不超过或不低于这个标准。
图 191 抖动规范截图
图192 接口特性截图
在这里，我们之前的项目也遇到过12G指标达不到的情况，这时需要检查整个链路是否有物理接线过长，是否多次经过跳线盘，整条链路是否使用的是12G推荐的线缆和接头，以及制作标准是否规范等情况。数字接口特性这项指标就好像木桶中的水，任何一块木板是短板，那么水的高度也就是短板的高度。
图193 眼图测量示意
这里截取了佳耐美线缆的各型号线缆对各种格式信号传输的参考距离表，大家可以参考一下，当然在实际的环境中，接口和跳线盘对幅度的影响也需要考虑进去。其他品牌型号的线缆对幅度的衰减也各不相同，以厂家公布的信息为准。
图194 各视频格式信号传输参照距离
3. Payload ID
Payload ID 是SMPTE ST 352定义的负载在视频图像信息中的有效载荷标识符，有效载荷标识符为4字节（byte）长，用于标识通过数字接口传输所携带的有效载荷,如：数字接口类型，图像速率，采样结构，宽高比，色度，比特深度和通道或链路分配情况。有效载荷标识符作为SMPTE ST 291-1辅助数据包传输。我们可以利用payload ID快速检测出接入信号的各种信息，也可以利用payload ID来验证信号源设备是否写入了正确的信息。这里需要注意的一点是payload ID和前面所说的RTP payload type是两个东西，是不同的，未来会单独写一篇文章给大家介绍其中的细节。
图195 HANC中的payload与KLV的映射
从下面截图可以看到接入到示波器的基带信号是单链路12G的4K信号，BT.2020色域HLG曲线。当发现示波器检测出的payload信息和设备设置不一致，这时候需要逐级检查链路中的其他设备是否把payload信息覆写，或者是源设备本身就没有输出正确的payload ID。
图196 Payload结果解析
4. 视频通道指标
视频通道指标这里主要是几个常规的检测项，分别是介入增益，非线性失真，Y分量幅频特性，矢量图和闪电图。
介入增益是检测被测通道的Y通道和Pr、Pb色差通道信号的幅度峰-峰值与测试信号幅度峰-峰值的比。主要用来检测图像亮度均匀的均匀性，当介入增益稳定性不足时，信号电平会产生波动，导致图像的亮度有明显变化。
非线性失真是Y通道、Pr、Pb色差通道输出端的各阶跃幅度的最大值与最小值的差值与最大值的比。当非线性失真的指标出现波动时，会导致图像失去灰度，层析减少，在黑白的画面上会造成阴影处或明亮处失去细节。
Y分量幅频特性指的是Y通道信号各频标点处的幅值与基准频率的幅值比。Y分量幅频特性会影响图像清晰度，如果高频部分衰减大，图像细节会变淡，导致边缘轮廓不清晰。
矢量图提供了色差信号的X-Y图，能够匹配ITU-R BT.709或2020色彩空间的肤色和色彩，可以验证宽色域的兼容性。
闪电图显示的是亮度和色度的幅度，当使用彩条检测时可以对通道间幅度和定时进行精确、准确的测量。
以下是视频通道指标的检测结果截图，可以看到被检测通道是一个标准的4K通道，各项指标均符合要求。
图197 图像通道指标测量
视频的指标到这里就结束了，视频作为广电行业的基础，各检查项的内容是非常详细和全面的，既有通道的物理特性，又有图像的特性，照顾到了传输质量、图像特性、图像质量等各方面，是我们做图像检测的标杆。
5. 同步特性
同步特性用来检测同步机输出的BB信号幅度是否满足要求,目前阶段主要使用行同步来锁定设备，具体指标要求是幅度为300±9mV，可以在示波器上检查该指标。
图198 同步信号测试结果截图
图199 示波器同步幅度测量
报告中还有HDR视频转换测试以及音频信号的测试指标，由于这两部分不是本期的重点，所以不做过多的解释。
四、音视频相对延时检测
最后，我们到了检测报告中的最后一项，音视频相对延时检测。在我们的一套转播系统中，音频和视频往往都是有各自的链路来走，在最终的加嵌器中再汇合，由于链路中不同处理器的处理速度不一致，这就导致了在加嵌时出现音视频对不上的情况，尤其是一些语言类节目，可以明显看出嘴型和声音对应不上。
下图是纯IP链路的测试情况，可以看出音频和视频的链路相差不大，都是由IP网关解嵌→处理器→IP网关加嵌的路径，整体延时相对较小，主要是视频的信息量比较大，处理时间比音频要长一些。在纯IP系统中，由于目前市面上大多数IP网关产品不能调节音频加嵌的延时情况，我们常常采用在调音台上对音频信号进行延时处理，来保证最终的音视频延时在技术要求范围内。
图200 IP链路延时测试
图201 相对延时路径示意
下图是目前常见的基带系统和IP系统混合架构转播系统，这种系统往往有一套基带系统作为备份，在应急时会完整的切换到另一套系统进行工作，所以系统中的设备往往会更多更复杂，链路也会长一些。而且这种系统往往都配置有基带的音频加嵌器，一般都在加嵌器上来调整音频延时。
图202 混合架构延时测试
图203 示波器上音频延时测试
报告中主要是针对单个转播系统中的音视频相对延时检测，而不是从图像源到每个显示终端的绝对延时检测。如果大家对延时的测量感兴趣，我们还准备了一篇相关的技术文章，大家可以星标一下我们的公众号，这样不会错过文章推送。
同时最近在测试一款声画校准同步装置，该产品主要用于校准音视频分离系统的声画同步，面向演播室转播车等系统。当该产品正面一圈LED最上方黄色LED亮起时，会同步发出一个蜂鸣，用摄像机拍摄这一圈LED，同时用话筒拾取其发出的蜂鸣，将经过音视频系统后的信号录制下来，检查回放内容，如果听到蜂鸣时对应亮起的LED是左半圈红色，则表示系统为音频超前，如亮起的LED是右侧绿色，则表示系统为音频滞后。相邻两个LED表示时间为一帧，计算听到蜂鸣时亮起的LED与最上方黄色LED的间隔数，可得到音频超前或滞后的概略时间，可用于快速设置系统内音频延迟。
图204 声画同步校准测量
我们最近在开发一款测试程序，联合示波器的各项测试功能和数据，自动测试并直接生成一套标准的测试报告，希望能够帮助大家更方便的来做测试，更容易读懂测试结果，希望能对大家有帮助。
总结在转播域IP化的过程中，明显看到IP相关的标准和指标也在逐步规范，IP相关的检测也会越来越多，不断的拓展整个测试向更宽广的方向发展。在我们配合权威机构做检测时，一定要沉着冷静的应对，往往不是测试指标不过关，而是有可能曲解了测试人员的想法，误会了他们的意思。如果觉得准备不够充分，我们也可以提供相关的检测服务，为大家提前检查出是否出现了问题，给大家一针强心剂。
好了，本期的内容到此为止，下一期就是IP测量探索系列的最后一期了，下一期中会为大家介绍Check List中相关检测内容和我们能够提供的检测服务，并且分享几个我们之前遇见的疑难杂症。我们下期见。
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