GBT22122-2008数字电视环绕声伴音测量方法.pdf 13页

'ICS33．160．25M74囝目中华人民共和国国家标准GB／T22122--2008数字电视环绕声伴音测量方法MethodsofmeasurementofsurroundaudiofordigitalTV2008-06-30发布2009-01-01实施宰瞀髁紫瓣警糌瞥星发布中国国家标准化管理委员会仅19 前言GB／T22122—2008本标准由中华人民共和国信息产业部提出。本标准由全国音、视频及多媒体系统与设备标准委员会归口。本标准主要起草单位：中国电子技术标准化研究所、广州广晟数码技术有限公司。本标准主要起草人：杨震、刘云、伦继好、王琦、范科峰、曹玲。 数字电视环绕声伴音测量方法GB／T22122--20081范围本标准规定了数字电视环绕声伴音、双声道伴音的电性能测量项目、测量条件和测量方法。本标准适用于标准清晰度和高清晰度数字电视接收设备(数字电视接收机和数字电视接收器)，是产品设计、生产、检验的主要依据。2规范性引用文件下列文件中的条款通过本标准的引用而成为本标准的条款。凡是注日期的引用文件，其随后所有的修改单(不包括勘误的内容)或修订版均不适用于本标准，然而，鼓励根据本标准达成协议的各方研究是否可使用这些文件的最新版本。凡是不往日期的引用文件，其最新版本适用于本标准。GB／T17975．1—2000信息技术运动图像及其伴音信息的通用编码第1部分：系统(idtISO／IEC13818-1：1996)GB／T17975．32002信息技术运动图像及其伴音信息的通用编码第3部分：音频(Is0／IEC13818—3：1998，IDT)GB／T17975．7—2002信息技术运动图像及其伴音信息的通用编码第7部分：先进音频编码(ACC)(ISCI／IEC13818-7：1997，IDT)SJ／T11180--1998音频和视听设备数字音响部分音频特性基本测量方法SJ／T11324--2006数字电视接收设备术语SJ／T11368--2006多声道数字音频编解码技术规范ITU—RBS，1196—1数字地面电视广播音频编码3术语、定义和缩略语3．1术语和定义sJ／T11324--2006确立的以及下列术语和定义适用于本标准。3．1．1满刻度振幅fullscale分别相应于最大正值和最大负值的最大正数字编码值和最大负编码值。环绕声伴音surroundaudio环绕声伴音是用来传送5．1声道音频的通道。由6个独立声道组成，即左声道(L)、中置声道(c)、右声道(R)、左环绕声道(Ls)、右环绕声道(Rs)以及低频增强声道(LFE)，通常也被称为0．1声道。3．2缩略语下列缩略语适用于本标准。AAC：Advancedaudiocoding先进音频编码C：Centerchannel中置声道dBFS：decibelfullscale数字音频信号电平的单位(OdBFS等于“满刻度”的数字音频参考电平)L：Leftchannel左声道LFE：Lowfrequencyenhancedchannel低频增强声道Ls：Leftsurroundchannel左环绕声道MPEG一2：CodingofMovingPictureandAssociatedAudio运动图像及其伴音信号的通用编码标准1 GB／T22122—2008PCM：Pulse—codemodulation脉冲编码调制R：Rightchannel右声道Rs：Rightsurroundchannel右环绕声道TS：Transportstream传送流，符合GB／T17975．1--2000的规范要求4测试信号4．1音频测试信号频率测试信号频率应从表1的实际值中选取。在产品目录和其他文件中允许选用表1中的标称值。除非另有规定，测量参考频率应为997Hz，但可标称为1kHz。表1测量频率单位为赫兹优选频率l／11／21／3优选频率1111／21／3标称值实际值oct标称值实际值oct43×5605635×630631×87×710709×11．211800797×1617×90090718191000997×2019×】】20i12322．423×12501249×2523×14001399×28291600160]×3I．533X×1800l80135．53720001999×4041×224022394547×25002503×5053X28002801×555931503163×636】X35503547717l40004001×8079×45004507908950004999×100101×56005591×j12】106300530】X125127X×7i00710314013980007993×160163×9000900l180181×10000i0007×2 gn／v22122—2008表1(续)单位为赫兹优选频率1／11／z1／3优选频率1／11／z1／3标称值实际值oct标称值实际值Oct200199×1112011197×2242231250012503×250251X×X14000139992802811600016OOl×X315317×1800017989355353X2000019997×400401×2240022397×450449500499×4．2取样频率取样频率优选48kHz，也可以选用32kHz或“．1kHz。4．3数字音频信号的编码格式符合GB／T17975．3—2002(MPEG一Ⅱ)、GB／T17975．7—2002(AAc)或SJ／T113682006或ITU—RBS．1196—1(AC3)的规范要求。4．4音频测试信号序列4．4．1双声道音频测试信号序列码率：192kbit／s、48kbit／s(广播数字电视接收设备优选192kbit／s)a)L、R：997Hz、0dBFS正弦波信号；b)L、R：997Hz、一20dBFS正弦波信号；c)L、R：997Hz、一60dBFS正弦波信号；d)L、R：20Hz～20kHz(1／30ct优选频点)、一20dBFS正弦波信号；e)L：997Hz、一20dBFS正弦波信号，R：数字无声；f)R：997Hz、一20dBFS正弦波信号，L：数字无声；g)L、R：数字无声。4．4．2多声道音频测试信号序列码率：448kbit／s、160kbit／s(广播数字电视接收设备优选448kbit／s)a)L、c、R、Ls、Rs：997Hz、0dBFS正弦波信号；b)L、c、R、Ls、Rs：997Hz、一20dBFS正弦波信号；c)L、c、R、Ls、Rs：997Hz、一20dBFS，LFE：33Hz、一20dBFS正弦波信号；d)L、c、R、Ls、Rs：997Hz、一60dBFS正弦波信号；e)L、c、R、Ls、Rs：20Hz～20kHz(1／30ct优选频点)、一20dBFS正弦波信号LFE：20Hz～120Hz(1／30ct优选频点)、一20dBFS正弦波信号；f)L、C、R、Ls、Rs：数字无声；g)L(一20dBFS)、C(一20dBFS)、R(一20dBFS)、Ls(一27．65ldBFS)、Rs(一27．651dBFS)：400Hz、正弦波信号，其中L、R同相，C、Ls、Rs与L反相；h)L(一38．3415dBFS)、C(一20dBFS)、R(一17．7683dBFS)、Ls(一27．651dBFS)、Rs(一27．651dBFS)：400Hz正弦波信号，其中L、R同相，c、Ls、Rs与L反相。3 6B／T22122—20085铡试仪器5．1数字电视测试发射杌a)载波幅度连续可调；b)载波频率范围：被测设备的接收频率范围；c)调制方式：与被测设备的接收类型(有线、地面、卫星)一致。5．2MPEG测试信号发生器按照MPEG格式编码，包括4．1～4．4中规定的音频测试信号。5。3音频分析仪可实现音频测量放大器、失真仪等功能，且有1kHz1／30ct带通滤波器、符合O型容差的A计权滤波器。5．4示波器带宽不小于100MHz。6标准测试状态a)输出电平：60dB,uV；b)噪声等效带宽：与信号频谱同宽(8M)；c)载噪比(C／N)：≥33dB；d)码率、符号率、包长、频率参数，根据被测设备的接收类型(有线、地面、卫星)选取。7测量条件7．1环境条件在下列测试用标准大气条件下进行测量：a)环境温度：15℃～35℃，优选20℃；b)相对湿度：25％～75％；c)大气压：86kPa～106kPa。7．2仲裁测试用标准大气条件a)环境温度：20℃±2℃；b)相对湿度：60％～70％；c)大气压：86kPa～106kPa。7．3预热为保证测量的稳定性，被测设备应在正常环境条件下工作15rain以上。8控制器的标准设置8．1增益控制器的设置增益控制器应调到对于一20dBFS的输入信号电平，输出电平在数字满度的标称电平以下20dB。对有增益控制器的功率放大器，其增益控制器应用一20dBFS输入电平调到50mw功率输出电平。如果达不到这些设置，增益控制器应调到最大位置。8．2其他控制器的设置音调控制器、声道间平衡控制器和其他控制器应调到制造厂规定的位置，若制造厂没有规定，则调到被测设备具有乎坦的频率响应的位置。如有可能，响度控制器和滤波器应关掉。如关不掉，则应在结果中予以说明。其他可能影响音频信号的状态应在测量结果中加以说明。4 GB／T22122—20089测量项目和方法9．1多声道音频输出特性9．1．1音频输出端口被测设备L、C、R、Ls、Rs、LFE声道AV输出端口。9．1．2幅频响应特性9．1．2．1特征说明表明被测设备解码输出多声道模拟音频信号时，被测设备各声道输出端的音频信号幅度与频率的函数关系。9．1．2．2输入音频信号输入音频信号为：L、c、R、Ls、Rs：20Hz～20kHz(1／30ct优选频点)、一20dBFS的正弦波信号；LFE：20Hz～120Hz(1／30ct优选频点)、一20dBFS的正弦波信号。9．1．2．3测量方法a)按图1接好系统，将被测设备的控制器调到规定的标准位置；l兰兰竺fl兰兰苎竺fL=竺二JL=竺=_J图1音频输出特性测试框图b)以997Hz作为参考频率；c)MPEG码流发生器发出含L、C、R、Ls、Rs997Hz、一20dBFS的正弦波信号音频测试序列的TS流，并用音频分析仪RMS电平表测量出被测设备L声道信号电平；d)在相同的输入信号电平下，对L声道其他频率20Hz～20kHz(1／30ct优选频点)重复进行同样的测试，并计算与参考频率的电平差，记录数值用dB表示；e)重复c)～d)分别测量被测设备C、R、Ls、Rs声道的幅频响应特性；f)LFE声道以33Hz为参考频率，测量被测设备LFE声道20Hz～120Hz(1／30ct优选频点)的幅频响应特性。9．1．3音频信噪比9．1．3．1特征说明表明被测设备解码输出多声道模拟音频信号时，被测设备的音频输出端的信号电平与噪声之比。9．1．3．2输入音频信号输入音频信号为：a)L、c、R、Ls、Rs：997Hz、0dBFS、正弦波信号；b)L、C、R、Ls、Rs：数字无声。9．1．3．3测量方法a)按图1连接系统，将被测设备的控制器调到规定的标准位置；b)MPEG码流发生器发出含L、C、R、Ls、Rs：997Hz、0dBFS正弦波信号的音频测试序列的TS流；c)调节增益控制器将被测设备音量输出调至最大；d)用音频分析仪读出被测设备L声道的输出电平，记为Us；e)MPEG码流发生器发出含L、C、R、Ls、Rs：数字无声的音频测试序列的TS流；f)测量被测设备的L声道音频输出电平，记为uw，测量时加A计权滤波器；5 GB／T22122--2008g)音频信噪比为：rS／N一2019半UNh)重复b)～g)分别测量被测设备C、R、Ls、Rs声道的信噪比，记录数值用dB表示。9．1．4失真加噪声9．1．4．1特征说明表明被测设备解码输出多声道模拟音频信号时，测量以百分率表示的失真加噪声，是由失真和噪声引起的输出电平对规定频率和输出电平的有用信号输出信号电平之比。9．1．4．2输入音频信号输入音频信号为：L、C、R、Ls、Rs：997Hz、一20dBFS的正弦波信号。9．1．4．3测量方法a)按图1接好系统，将被测设备的控制器调到规定的标准位置；b)MPEG码流发生器发出含L、C、R、Ls、Rs：997Hz、--20dBFS正弦波信号的音频测试序列的TS流；c)用音频分析仪测量被测设备L声道输出端的失真加噪声；d)记录数值用百分率表示；e)重复b)～d)分别测量被测设备c、R、Ls、Rs声道的失真加噪声。9．1．5声道间增益差9．1．5．1特征说明表明被测设备解码输出多声道模拟音频信号时，被测设备各音频声道间的输出最大电平差。9．1．5．2输入音频信号输入音频信号为：L、c、R、Ls、Rs：997Hz、20dBFS、正弦波信号；LFE：33Hz、20dBFS、正弦波信号。9．1．5．3测量方法a)按图1接好系统，将被测设备的控制器调到规定的标准位置，将增益控制器调到最大位置；b)MPEG码流发生器发出含L、C、R、Ls、Rs：997Hz、一20dBFS的正弦波信号；LFE：33Hz、一20dBFS的正弦波信号的音频测试序列的TS流；c)用音频分析仪分别测量被测设备L、C、R、Ls、Rs、LFE音频输出端的电平；d)算出各声道间的最大电平差，记录数值用dB表示。9．1．6声道相位差9．1．6．1特征说明表明被测设备解码输出多声道模拟音频信号时，被测设备音频声道各声道间输出的最大相位差。9．1．6．2输入音频信号输入音频信号为：L、C、R、Ls、Rs：997Hz、--20dBFS的正弦波信号。9．1．6．3测量方法a)按图1接好系统，将被测设备的控制器调到规定的标准位置；b)MPEG码流发生器发出含L、c、R、Ls、Rs：997Hz、--20dBFS正弦波信号的音频测试序列的TS流；c)用音频分析仪分别测量被测设备L、C、R、Ls、Rs音频输出端的相位；d)算出各声道的最大相位差。S GB／T22122—20089．1．7动态范围9．1．7．1特征说明表明被测设备解码输出多声道模拟音频信号时，该项测量的动态范围是各声道在有信号存在时相对噪声电平和失真的度量。9．1．7．2输入音频信号输入音频信号为：L、c、R、Ls、Rs：997Hz、一60dBFS的正弦波信号。9．1．7．3测量方法a)按图1接好系统，将被测设备的控制器调到规定的标准位置；b)MPEG码流发生器分别发出含L、C、R、Ls、Rs：997Hz、一60dBFS正弦波信号的音频测试序列的TS流；c)用音频分析仪RMS电平表读出L声道的输出电平，记为Us；d)用音频分析仪RMS电平表加A计权滤波器和失真仪或准峰值电平表加ITU—R计权滤波器和失真仪测量L声道失真加噪声电平Uw；e)动态范围由下式计算：⋯、2019(字)+60、vN，f)重复c)～e)步骤，分别测量被测设备C、R、Ls、Rs声道的动态范围，记录数值用dB表示。9．2双声道音频输出特性9．2．1音频输出端口被测设备L、R声道AV输出端以及扬声器端或扬声器假负载上。9．2．2左右声道幅频响应特性9．2．2．1特征说明表明被测设备解码输出双声道模拟音频信号时，左右声道输出端的音频信号幅度与频率的函数关系。9．2．2．2输入音频信号输入音频信号为：L、R：20Hz～20kHz(1／30ct优选频点)、--20dBFS正弦波信号。9．2．2．3测量方法a)按图1接好系统，将被测设备的控制器调到规定的标准位置；b)以997Hz作为参考频率；c)MPEG码流发生器发出含L、R：997Hz、0dBFS正弦波信号的音频测试序列的TS流，并用音频分析仪RMs电平表测量出左声道信号电平；d)在相同的输入信号电平下，对左声道其他频率20Hz～20kHz(1／30ct优选频点)重复进行同样的测试，并计算与参考频率的电平差，记录数值用dB表示；e)重复c)～d)步骤，测量右声道的幅频响应特性。9．2．3左右声道音频信噪比9．2．3．1特征说明表明被测设备解码输出双声道模拟音频信号时，音频输出端的信号电平与噪声之比。9．2．3．2输入音频信号输入音频信号为：a)L、R：997Hz、0dBFS的正弦波信号；b)L、R：数字无声，7 GB／T22122--20089．2．3．3测量方法a)按图1连接系统，将被测设备的控制器调到规定的标准位置；b)MPEG码流发生器发出含L、R：997Hz、odBFS正弦波信号的音频测试序列的TS流；c)调节增益控制器将被测设备音量输出调至最大}d)用音频分析仪读出音频输出端的输出电平，记为Us；e)MPEG码流发生器发出含L、R：数字无声的音频测试序列的TS流；f)测量被测设备的左声道音频输出端电平，记为uw，测量时加A计权滤波器；g)音频信噪比为：rr．s／N一2019旱UNh)重复b)～g)步骤，测量右声道的信噪比，记录数值用dB表示。9．2．4左右声道失真加噪声9．2．4．1特征说明表明被测设备解码输出双声道模拟音频信号时，测量以百分率表示的失真加噪声，它是由失真和噪声引起的输出电平对规定频率和输出电平的有用信号输出信号电平之比。9．2．4．2输入音频信号输入音频信号为：L、R：997Hz、一20dBFS的正弦波信号。9，2，4．3测量方法a)按图l接好系统，将被测设备的控制器调到规定的标准位置；b)MPEG码流发生器发出含L、R：997Hz、一20dBFS的正弦波信号的音频测试序列的TS流；c)用音频分析仪测量被测设备左声道音频输出端的失真加噪声；d)记录数值用百分率表示；e)重复b)--d)步骤，测量右声道的信噪比。9．2．5左右声道增益差9，2．5．1特征说明表明被测设备解码输出双声道模拟音频信号时、左右声道平衡状态下，左右声道输出电平差。9．2．5．2输入音频信号输入音频信号为：L、R；997Hz、一20dBFS的正弦波信号。9．2．5．3测量方法a)按图1接好系统，将被测设备的控制器调到规定的标准位置，将增益控制器调到最大位置；b)MPEG码流发生器发出含L、R：997Hz、一20dBFS正弦波信号的音频测试序列的TS流；c)用音频分析仪分别测量被测设备左右音频输出端的电平；d)算出左右声道的电平差，记录数值用dB表示。9．2．6左右声道相位差9．2．6．1特征说明表明被涮设备解码输出双声道模拟音频信号时，左右声道输出的相位差。9，2．6．2输入音频信号输入音频信号为：L、R：997Hz、一20dBFS的正弦波信号。9．2．6．3测量方法a)按图1接好系统，将被测设备的控制器调到规定的标准位置；8 GB／T22122—2008b)MPEG码流发生器发出含L、R：997Hz、一20dBF正弦波信号的音频测试序列的TS流；c)用音频分析仪测量被测设备左右音频输出端的相位；d)算出左右声道的相位差。9．2．7左右声道串扰9．2．7．1特征说明表明被测设备解码输出双声道模拟音频信号时，该项测量的是在具有立体声声道(或L、R声道)的输出端测得的从一个声道串扰到另一声道的信号总量。9．2．7．2输入音频信号输入音频信号为：a)L：997Hz、0dBFS的正弦波信号，R：数字无声；b)R：997Hz、0dBFS的正弦波信号，L；数字无声。9．2．7．3测量方法a)按图1接好系统，将被测设备的控制器调到规定的标准位置；b)MPEG码流发生器分别发出带L：997Hz、0dBFS正弦波信号，R：数字无声的音频测试序列的TS流；c)用音频分析仪测量被测设备的左声道音频输出电平和右声道串扰信号电平；d)MPEG码流发生器分别发出带R：997Hz、0dBFS正弦波信号，L：数字无声的音频测试序列的TS流；e)用音频分析仪测量被测设备的右声道音频输出电平和左声道串扰信号电平；f)算出差值取绝对值即为左声道到右声道的串扰、右声道到左声道的串扰，记录数值用dB表示。9．2．8左右声道动态范围9．2．8．1特征说明表明被测设备解码输出双声道模拟音频信号时，该项测量的动态范围是在有信号存在时相对噪声电平和失真的度量。9．2．8．2输入音频信号输入音频信号为：L、R：997Hz、一60dBFS的正弦波信号。9．2．8．3测量方法a)按图1接好系统，将被测设备的控制器调到规定的标准位置；b)MPEG码流发生器分别发出L、R：997Hz、一60dBFS正弦波信号的音频测试序列的TS流；c)用音频分析仪RMS电平表读出左、右声道的输出电平，记为Us；d)用音频分析仪RMS电平表加A计权滤波器和失真仪或准峰值电平表加ITu—R计权滤波器和失真仪测量失真加噪声电平uw；e)动态范围由下式计算：⋯、2019(事)4-60⋯Nf)记录数值用dB表示。9．2．9下混合立体声(Lt／Rt)9．2．9．1特征说明表明被测设备解码输出双声道模拟音频信号时，测量被测设备按照GB／T17975．72002的8．3．8．3或ITu—RBS．1196的17．3．2规定方式，将多声道音频信号(L、C、R、Ls、Rs)向下混合为Lt、Rt矩阵环绕编码的立体声输出，Lt、Rt记录的是全部的L、R、环绕声的信息，经过矩阵重解可得到环绕声信息。9 GB／T22122--20089．2．9．2输入音频信号输入音频信号为：L(一38．3415dBFS)、C(一20dBFS)、R(一17．7683dBFS)、Ls(一27．651dBFS)、Rs(一27．651dBFS)：400Hz的正弦波信号，其中L、R同相，C、Ls、Rs与L反相。9．2．9．3测量方法a)按图1接好系统，将被测设备的控制器调到规定的标准位置；b)MPEG码流发生器分别发出含9．2．9．2规定的音频测试序列的TS流；c)用音频分析仪RMS电平表读出左、右声道的输出电平，记为Us；d)如果检测不出400Hz音频信号，则下混合为Lt／Rt矩阵环绕编码的立体声。9．2．10下混合立体声(Lo／Ro)9．2．10．1特征说明表明被测设备输出双声道模拟音频信号时，测量被测设备按照GB／T17975．7—2002的8．3．8．3或ITU—RBS．1196的17．3．2规定方式，将多声道音频信号(L、C、R、Ls、Rs)下混合为Lo／Ro普通的立体声输出，Lo、Ro是将环绕声信息分别增加到L、R信号中，无法再重现环绕声信号信息。9．2．10．2输入音频信号输入音频信号为：L(一20dBFS)、C(一20dBFS)、R(一20dBFS)、Ls(--27．651dBFS)、Rs(--27．651dBFS)：400Hz的正弦波信号，其中L、R同相，c、Ls、Rs与L反相。9．2．10．3测量方法a)按图1接好系统，将被测设备的控制器调到规定的标准位置；b)MPEG码流发生器分别发出含9．2．10．2规定的音频测试序列的TS流；c)用音频分析仪RMS电平表分别读出左、右声道的输出电平，记为Us；d)如果检测不出400Hz音频信号，则下混合为Lo／Ro普通的立体声。9．3数字音频输出口特性9．3．1数字音频输出端口数字电视接收机数字音频同轴或光纤输出端口。9．3．2眼图9．3．2．1特征说昵用数字音频输出口的眼图的眼高、眼宽、抖动等特性反应被测设备的音频频数据在传输过程中，由于受声道的幅频特性和群时延的影响所导致的波形误差情况。9．3．2．2输入音频信号任一音频信号。9．3．2．3测量方法a)按图2连接系统，MPEG码流发生器发出带任一音频信号测试序列的Ts流；M籼PEC鹕器H勰H粼备H淼ll流发生器广_1测试发射机『]兰!兰!．．广一I音频分析仅l图2数字音频输出特性测试框图b)用示波器或音频分析仪测量数字音频输出信号眼图的眼高、眼宽和抖动。9．3．3数字音频解码9．3．3．1特征说明用于测量解码输出的两声道PCM数字音频的幅值和频率。10 GB／T22122—20089．3．3．2输入青频信号输入音频信号为：L、R：997Hz、一20dBFS正弦波信号。9．3．3．3测量方法a)按图1连接系统，MPEG码流发生器发出带L、R：997Hz、一20dBFS正弦波音频信号测试序列的TS流；b)用音频分析仪测量数字音频输出端口的解码后的PCM数字音频的幅值和频率。'