泰克 » 产品信息 » 视频测试首页 » H.264

MPEG解决方案:向H.264视频压缩过渡

 

在当前的数字广播电视行业中,包含了多种先进技术,例如高清晰度电视、IPTV和移动视频等。H.264/AVC视频编解码器是启动这些技术的关键,它具有高的压缩效率,这样可以满足较窄的带宽需求。扩展MPEG-2标准以与H.264相融合,以作为MPEG-2传送流(TS)中附加的一种基本流(ES)类型,已为广播电视业主和网络运营商所接受,并受到了他们的欢迎。

 

与MPEG-2视频压缩相比较,H.264的压缩率大约是MPEG-2的2倍,不过,尽管H.264的增益得到了增加,但由此带来的处理复杂性也增加了2倍。这不仅给设备制造商开发H.264技术带来了挑战,同时也给广播电视业主和网络运营商应用和维护H.264带来了挑战。

为了满足H.264的网络应用,泰克公司产品作了些什么?

where Tektronix products fit in the network

泰克公司支持端到端的H.264解决方案,主要包括三个方面:设计、应用和管理,能够解决向H.264过渡
时所出现的各种复杂问题。

向H.264过渡的几个重要问题

  1. 我怎样才能够得到典型的H.264测试码流?
  2. 我可以得到怎样的图像质量,它又是如何随比特率而变化?
  3. 我的H.264码流都能被市场上所有的机顶盒正确解码吗?
  4. T&M(测试和测量)分析工具似乎是针对R&D(研究和开发)实验室应用,那么对于器件和设备的验证、安装和提供技术支持又应采用什么工具呢?
  5. 各设备销售商之间的互操作性是如何保证的?
  6. H.264对频道变化(zap)时间有怎样的影响?后果是什么?

设计

1. 我怎样才能够得到典型的H.264测试码流?

泰克公司为此提供了各种各样的视频片断(clips)集,即所谓视频编码器和解码器测试Vclips。在Vclips中包括了各种视频格式,例如720p和1080i。该视频片断集具有不同的主题:图像细节(Fine detail)图案、高对比度和亮彩色图案以及各种效果,如选通(strobing)、栅格(grids)和波纹(moire)图案等。所有这些,都是以未压缩的YUV和已压缩的ES(基本流)文件提供的。

 

为了测试使用复用器的网络组件或机顶盒,可以利用能够处理H.264 ES文件的复用器,使用或者不使用SEI(补充增强信息)定时信息,将ES视频片断和其它文件送入到传送流中。复用器是很有用的,利用它可以修改现有的、但可能丢失了重要分量或系统信息(SI)的传送流。

 



复用器. 照片放大

2.我可以得到怎样的图像质量,它又是如何随比特率而变化?

利用泰克公司 MTS4EA ES 分析仪可以按照H.264标准(ISO 14496第10部分)验证已编码图像的符合性。用户也可以用一参考编码器播放该码流,并可逐帧加入失真。

 

为了减小宏块的大小,当比特率降低时应增加量化级。在屏幕复盖层上,用户可以利用单个图像段直接建立量化与其它度量的关联。

 

如果可以把源未压缩视频作为参考图像,那么可利用MTS4EA进行保真度分析测量(如PSNR),以对原始图像的劣化作进一步的定量分析。



MTS4EA. 照片放大

 

PQA500 图像质量分析仪的图像质量是基于人类视频系统。它按照主观电视质量评价的ITU-R BT.500技术提供预测的DMOS(差值平均计分)。此外,用户可以使用PQA500配置适合于特定应用的条件。例如,一种模拟阳光下的移动设备的显示和观看环境。



PQA500. 照片放大

 

3.我的H.264码流都能被市场上所有的机顶盒正确解码吗?

MTS4EA 分析仪和 MTS4CC ES符合性查验仪均采用了工业标准JM参考解码器。它能够提供全面的分析结果,为符合H.264标准的任意解码器提供最低的播放质量是最合适的。也就是说,在不是最佳显示的情况下,能够掩盖某些STB解码器显示的缺陷。

 

STB对缓存器的上溢和下溢是非常敏感的,它可能会引起块效应、冻结帧甚至会引起图像的崩溃。码流中的参数向解码器发出信号,在2个缓存器模式中确定是应使用HRD(理想参考解码器)还是使用T-STD(TS系统目标解码器)。HRD模式是由ES中的参数决定的,而T-STD模式则是由PES包头中的DTS值所决定。可对这两种缓存器模式进行分析,即MTS4EA和MTS4CC中的HRD模式和缓存器分析仪中的T-STD模式。

 

另外,正确的SI信息是很重要的。泰克公司TSCA TS分析仪会验证所有SI信息的符合性,包括正确的H.264码流信令。TSCA既可以在某文件输入的延时模式下运行,也可以在来自ASI、IP或RF接口输入实际码流的实时模式下运行。每一视频码流均提供了缩略图显示以用于置信度监视,它对于实时运行是十分重要的。在缩略图显示中,还包括了ES包头信息,例如类别、级别、帧频、分辨率和宽高比等。

 



缓存器分析仪. 照片放大

4. T&M(测试和测量)分析工具似乎是针对R&D(研究和开发)实验室应用,那么对于器件和设备的验证、安装和提供技术支持又应采用什么工具呢?

MTS4EA 是一款深入的基本流分析工具,工程师利用它能够解析码流以提供编码器诊断信息。并非所有的人都需要这种强大的工具,他们需要的只是标准的符合性验证。MTS4CC符合性查验仪具有与MTS4EA相同的符合性验证功能,但不具备高级诊断功能。

 

泰克公司提供了 MTS430 测试系统和 MTS400 测试系统。前者包括工程师的一些常用工具,后者仅提供最少的安装应用工具,允许用户随意购置当前他们需要的那些工具。这两种测试系统的标准型均包括实时TS输入。

 

如果用户更需要延时分析工具,可以单独购置 MTS4SA, MTS4EAMTS4CC 独立软件,它们可以安装在用户的个人电脑上。

 



TSCA 缩略图. 照片放大

应用

5. 各设备销售商之间的互操作性是如何保证的?

对于一个转向新CODEC工作的工程师来说,这确实是一个值得关注的问题。问题表现在网络中的某个地方,但究竟是由什么原因引起的?关键是标准的符合性。如果所有的网络组件均符合ISO 14496第十部分,那么互操作性应当没有什么问题。MTS4CC是为验证基本流文件的符合性而特地设计的。MTS4CCMTS430相结合,可以捕获、播放和分析传送流,为ES层和TS层的互操作性测试提供了强大的解决方案层的互操作性测试提供了强大的解决方案。

管理

6. H.264对频道变化(zap)时间有怎样的影响?后果是什么?

Zap时间主要受两个因素的影响,即传送机制和码流图像组(GOP)的长度。IP网络的非确定性质对Zap时间有较大的影响,尤其是对IGMP的加入和离开请求(Join and Leave requests)有很大的影响。

 

GOP的长度是相邻I帧之间的帧数。对IPTV和移动视频来说,如果转向HD和低比特率,就会用较长的GOP编码。使用较长的GOP,那么机顶盒在显示第一帧图像之前,就会用较长的时间以等待I帧的出现。 MTS4EAMTS4CC 允许各种图像类型和GOP长度,以及用于分析的解码次数(时间?)。

 

TSCA(作为 MTS430的一部分)的实时缩略图显示和图像显示功能在网络监视和诊断中同样也是很有用的。

 


MTS4CC 告警. 照片放大


网站问题请联系 < 泰克中文网站管理员>