針對SDI視頻信號中彩條檢測方法新方向探索和實現(xiàn)

1、針對sdi視頻信號中彩條檢測方法新方向探索和實現(xiàn)【摘要】本文針對廣電系統(tǒng)中必須的圖像故障辨 識技術(shù)，以彩條為例，在考慮效率性和通用性的前提下，針 對傳統(tǒng)圖像彩條判定方式的不足，我們使用一種全新的方法 對彩條信號進(jìn)行判別，這是視頻檢測技術(shù)的新方向探討。【關(guān)鍵詞】sdi 75%幅度彩條100%幅度彩條一. sdi信號的基本特征目前標(biāo)準(zhǔn)清晰度sdi信號由smpte定義，采用270m/s 的碼率。它是對圖像的亮度和色差電平值按照4： 2： 2取樣 量化的結(jié)果，其取樣字長為10位，即取樣的電平有1024個 臺階。由于設(shè)備存儲器每字節(jié)都只有8位，只能將這10個 位的數(shù)據(jù)存入2個字節(jié)中，按照y, cr (u

2、), y, cb (v)的 順序排列，傳輸過程中需要將這10位并行的數(shù)字信號通過 串行轉(zhuǎn)換。二. 需要進(jìn)行彩條檢測的原因和傳統(tǒng)彩條檢測方式隨著電視播出系統(tǒng)安全級別的不斷提高，出于播出安全 考慮，一般省級電視臺都需要有能對圖像進(jìn)行自動判斷的設(shè) 備或工具，減少播出事故時間，以達(dá)到高質(zhì)量，不間斷的播 出效果。例如，對黑場，靜幀，彩條等等圖像錯誤，都需要 有相應(yīng)的設(shè)備自動分析是否是屬于正常播出內(nèi)容，以便輔助 監(jiān)播人員判定和排除播出過程中可能出現(xiàn)的錯誤。但是，此 類自動檢測設(shè)備對故障的判斷都依賴于參數(shù)的設(shè)置，其一般 使用的傳統(tǒng)方法在某些特異情況下，往往不能完成檢測任 務(wù)。以彩條為例，目前業(yè)內(nèi)廣泛使用的彩

3、條檢測方法，就是 將sdi并行信號隨機(jī)抽取一定行數(shù)的亮度量化值，通過與彩 條標(biāo)準(zhǔn)特征值相比對（表1,表2）,計算差值，如果差值為 0或者小于規(guī)定的值（表3）,則認(rèn)為這個點(diǎn)符合彩條的條件。 當(dāng)所有點(diǎn)都符合彩條條件或者規(guī)定比例的點(diǎn)符合彩條條件 以后，則認(rèn)為這一幀圖像為彩條。但是彩條在廣播電視領(lǐng)域 有兩種格式。一種是75%彩條，一種是100%彩條。兩種彩條 的特征值是不同的，雖然國家規(guī)定使用75%幅度、100%飽和 度信號作為標(biāo)準(zhǔn)彩條信號，但是在非編系統(tǒng)生成節(jié)目時，仍 然可以加入100%幅度的彩條信號作為節(jié)目源，所以在彩條檢 測中，需要對兩種都進(jìn)行判斷。即需要存儲兩組相應(yīng)的取值 （表1和表2）來對兩

4、種規(guī)格的彩條信號進(jìn)行判斷。三新檢測方式的形成原因和原理在實際應(yīng)用中，源設(shè)備所產(chǎn)生的彩條有可能與彩條標(biāo)準(zhǔn) 值規(guī)定的有偏差。在節(jié)目生產(chǎn)線上產(chǎn)生了檢測報警器無法檢 測的彩條，會導(dǎo)致最后的彩條檢測報警器無法檢測到彩條的 出現(xiàn)。為了規(guī)避這樣的問題，在我們自己設(shè)計生產(chǎn)的報警檢測 裝置中，使用了一種新的彩條檢測方法。新的彩條檢測方法 不使用彩條的標(biāo)準(zhǔn)值對彩條進(jìn)行判斷，而是從彩條本身的圖 像波形特點(diǎn)來進(jìn)行判斷。通過示波器看到，不管是75%彩條 或者100%彩條，y波形呈現(xiàn)出階梯狀變化。在彩條的顏色臨 界處，會產(chǎn)生階梯的下降沿，彩條y波形一共有7個下降沿。 下降沿的產(chǎn)生時由于鄰接的兩個點(diǎn)亮度數(shù)據(jù)的較大差異，上

5、升沿也是如此。這種較大差異與一個整條的數(shù)據(jù)相比（即白 黃青綠紫紅藍(lán)黑），有明顯的特征性邊緣。正常的圖像，是 一個較復(fù)雜的圖像，邊緣的數(shù)量會明顯的大于7。當(dāng)一幀圖 像或一個區(qū)域被的圖像邊緣等于或小于7時，這個圖像就是 一個彩條圖像。因此，通過判斷一幀圖像或一個區(qū)域的圖像 的邊緣的個數(shù)，就可以判斷彩條圖像。算法的基本思路是，在每次抽樣的一行圖像中，依次取 緊鄰的3個偶數(shù)點(diǎn)，算出其間的差值，取絕對值后，記錄下 差值先上升馬上又下降的兩組，獲取其坐標(biāo)取中間值，就是 取值發(fā)生跳變的邊緣，再通過限制總數(shù)和控制長度等手段來 防止誤判斷。依照算法，75%和100%彩條都能夠明顯的符合條件，由 于界定了邊緣個數(shù)和邊緣寬度屬性，除了標(biāo)準(zhǔn)的彩條信號之 外，還能夠很好的適應(yīng)各種特異性情況。例如，非標(biāo)準(zhǔn)彩條 的大面積色塊（非正常圖像），被壓縮的彩條等等，特別要 指出的是，由于不需要對應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)特征值，該算法對非全屏的 彩條信號，也能很好的適應(yīng)，并且，在算法上改進(jìn)后，更能 實現(xiàn)多區(qū)域的彩條信號檢測，即無論在屏幕的哪個位置出現(xiàn) 部分彩條信號（非正常圖像），都能夠很好的檢測出來。見 圖1,圖2?？偨Y(jié)通過這樣的檢測方法，我們設(shè)計生產(chǎn)的sdi視頻信號檢 測裝置能夠靈敏的對所有標(biāo)準(zhǔn)彩條信號以及多區(qū)域的彩條 信號作出判斷，其準(zhǔn)確度甚至已經(jīng)超過了一些昂貴的視頻檢 測設(shè)備。并且由于能夠進(jìn)