摘要：本文結合長期的檢驗檢測實踐，從HDMI圖像質量、伴音質量、特殊功能檢驗及兼容性測試等四個部分，系統總結平面電視HDMI接口功能的檢驗方法。

關鍵詞：HDMI；平面電視；檢驗；源端設備

HDMI，全稱“High Definition Multimedia Interface”，即高清晰多媒體接口，可同時傳輸無壓縮的數字化音頻和視頻信号，自2004年5月HDMI 1.1規格标準發布以來，在全世界範圍内迅速普及（現在已到HDMI 2.0），廣泛應用于音視頻産品。作為平面電視的必備接口，系統的檢驗方法研究有利于保障其設計質量及節約HDMI委外測試的費用。

HMDI接口的基本信号傳輸見下圖1：

圖1 HDMI信号傳輸簡易圖

HDMI信号傳輸由源端設備、HDMI線及信号接收設備三部分構成。HDMI源端設備，如DVD機、電腦主機，或者專有測試設備，産生HDMI信号，該信号包含視頻信息，音頻信息，HDCP信息以及控制用的數據信息等等；這些信息通過HDMI連接線傳送到平面電視接收機；平面電視收到信息後，對信号進行識别處理，最終輸出圖像及伴音。

檢驗平面電視HDMI接口信号傳輸質量，就要考慮上述的影響因素，分别對圖像質量、伴音質量、特殊功能及兼容性等四個方面進行檢驗。

常規的畫質檢驗方法，例如各種圖譜測試，活動畫面測試等非本文重點，在此略過，以下重點介紹特殊畫質檢驗方法：

3.1 圖像灰度等級

HDMI規範對圖像灰階亮度的限定要求見下表1（已翻譯）：

表1 HDMI圖像灰階亮度電平限定對照表

标準中，對于HDMI 色差分量模式，黑電平和白電平是有限制的；而對于RGB模式則可限制也可不限制，同時對640×480模式，則要求必須為亮度無限制。

即：檢驗時需采用16灰階圖譜信号，要求16灰階信号必須能夠完全分清，具體檢驗步驟分解如下：

⑴在HDMI色差分量模式下，檢驗16灰階信号必須分清；

⑵在HDMI RGB分量模式下，切換分辨率模式到640*480，檢驗16灰階信号必須分清；

⑶在HDMI RGB分量模式下，切換分辨率模式到除了640*480之外的其他模式，檢驗16灰階信号必須分清。

3.2 顔色分量模式

HDMI規範要求，HDMI能支持的視頻顔色模式分别為RGB 4:4:4、YCrCb 4:4:4和YCbCr 4:2:2三種。因此為了兼容各種信号源，平面電視必須能夠支持這三種模式。檢驗時應采用能夠産生上述三種顔色模式的信号源發生設備，分别進行測試。

3.3 數字視頻分辨率模式

依據HDMI規範及産品設計标準要求，分别輸入各種應支持的分辨率的視頻信号逐一測試。由于HDMI是DVI的強化與延伸，兩者可以兼容，因此支持的數字視頻格式還要考慮與VESA标準模式的兼容，例如：産品設計标準中支持的VESA分辨率為：SXGA：1280x1024@85Hz和UXGA：1600x1200@60Hz等等。

HDMI音頻功能強大，不僅兼容壓縮音頻信号和未壓縮音頻信号，而且能夠運載MPEG-2、Dolby Digital（AC-3）、DTS等音頻格式，并支持立體聲、多頻道PCM音頻；到了HDMI 1.4版還新增支持ARC（聲音回傳）功能。因此檢驗伴音需要借助多種音源設備。以下将通過三種不同的音源設備，根據産品設計标準逐項進行測試：

4.1 DVD

通過不同音頻格式的碟片，分别切換音頻輸出模式，檢驗伴音：

⑴放入AC-3格式的DVD碟，分别設置DVD音頻輸出為PCM和5.1CH，檢驗電視伴音是否正常輸出；

⑵放入DTS格式的DVD碟，分别設置DVD音頻輸出為PCM和5.1CH，，檢驗電視伴音；

4.2 HDMI信号發生器

通過專業的HDMI信号發生器，模拟各種音頻格式，例如：16位的44.1KHz和48KHz采樣頻率音頻信号，檢驗HDMI接口對數字音頻的支持情況。

4.3 伴音功放

将平面電視與帶HDMI接口的功放相連接，播放電視，檢驗伴音功放發出的聲音是否正常，從而測試ARC功能。

5.1 HDCP的檢驗

HDCP即高帶寬數字内容保護技術，是一種視頻加密技術，廣泛運用于歐美市場的視頻産品上。HDCP的加密原理分為三個步驟：首先确認電視接口的合法性，源端設備（如DVD）與電視進行信息交換，電視将KEY傳給源端設備，源端設備驗證并用此産生公共密鑰，通過公共密鑰作為均衡KEY混入授權證實序列中，用于加密内容的解密，授權确認完成；緊接着源端設備将加密内容以雙方都知道的解密方式傳給電視；最後，如果是非授權設備接收時，源端設備通過檢測後，将中斷内容傳送，隻要系統中任何一方不配備此密匙芯片,那麼影像質量将有可能降低,甚至不能播放。

因此檢驗時，需考慮以下三種情況：

⑴使用專業的HDCP測試儀器，開啟HDCP功能即可檢驗電視的工作是否正常：若顯示屏幕共7個項目出現PASS的字樣，此時屏幕的左下方将顯示PASS，即表示儀器與電視機之間的HDCP通訊正常；反之若顯示NG字樣，則表示HDCP通訊協議不正常，電視機存在問題。

⑵使用具有HDCP協議的HDMI接口DVD，如果電視機的HDCP不正常，那麼播放DVD時表現出來的現象有可能是：伴音異常、圖象不清晰、沙塵暴（無圖象）、閃黑屏等。

⑶使用不帶HDCP協議的設備進行測試，電視機應能夠正常工作。實踐中，國内的一些視聽設備就不帶有HDCP協議，電視産品開發人員未考慮到“HDCP隻能保護已經加密的内容，而對沒有加密的内容不起作用”的原理，導緻電視無法識别不帶HDCP協議的視聽設備。

5.2 EDID的檢驗

該檢驗項目與電腦顯卡兼容性密切相關。其工作原理：當電視的HDMI接口與電腦連接，每改變一次電腦顯卡輸出的視頻信号分辨率，顯卡就會去讀取電視芯片裡的EDID信息，并根據EDID信息來判定電視機是否支持該分辨率模式。當EDID信息裡的值是電視能支持的，則顯卡輸出模式将不再變化；當EDID信息裡的值是電視無法支持，則顯卡就會改變現有的分辨率模式，自動選擇最适合電視的分辨率模式與電視相匹配。

檢驗時可采用以下兩種方法：

⑴軟件檢驗法

在電腦上安裝PowerStrip軟件，利用該軟件檢驗EDID的信息是否正确。打開軟件後，界面将顯示四個關鍵信息：

——“産品識别符”選項的信息包括生産廠家、整機型号、産品序号以及生産日期等。這些信息都必須與出廠時保持一緻；

——“顯示器參數”選項是最重要的檢驗項目；主要有“影像尺寸”、“最大分辨率”、“最大掃描頻率”三個子項目需檢驗；

——“色階特性”選項包含三個方面的信息：Gamma曲線特性，色域覆蓋率和色溫（即“色階系統”），屬于畫質調試檢驗項目；

——“時序說明”選項主要列舉了這個顯示器所支持的所有分辨率和刷新頻率的組合列表。檢驗時，先選擇“随插即用”，之後即可顯示兩個信息：第一，EDID版本信息；第二，離散時序中，顯示顯示器所支持的所有分辨率和刷新頻率的組合列表。通過改變分辨率模式，來驗證這些信息是否與顯示器的支持要求相一緻。若不一緻，則可能是EDID值寫入不正确。

⑵調節顯示器屬性法

進入電腦顯示屬性，調節分辨率模式，則最大分辨率模式應與設計要求對應。若最大分辨率模式與設計要求不一緻，則說明EDID的限頻功能存在問題，或者該機未燒寫EDID。

接着進入顯示設置的高級選項，選擇監視器選項，改變屏幕刷新頻率；對照設計标準，若屏幕刷新頻率不一緻，則說明EDID的“限制頻率”功能存在問題，或者該機未燒寫EDID。

注意：不可通過适配器中的“列出所有模式”去選定分辨率模式，原因是該選項為強制切換分辨率，不經過DDC來通訊，自然EDID也就失去“限制頻率”的功能。

HDMI接口應用廣泛，近十年來标準版本更新不斷，為了能夠與衆多的數字産品相兼容，就必須有一套測試兼容性和适應性的方法。HDMI标準特别制定了一套兼容測試規範(CTS)以及詳細的測試方法，如果廠家委托授權測試中心(ATC)測試産品，不僅費用高昂，且測試周期長。因此為了降低成本，提高設計開發效率，企業内部應建立一套兼容性測試系統：

首先調查終端市場上銷售的HDMI産品，主要分為五大類：個人電腦（帶HDMI接口）、數字視頻播放機（如DVD、電視盒子）、遊戲機（如PS3、XBOX）、數碼産品（如數碼攝象機和數碼相機）和數字供放（主要功能是ARC）。

接着從市場上分别購買以上具有代表性的、品牌知名度高的産品各若幹台，根據HDMI 規範的要求，按照以下表2的項目分别檢驗：

表2 HDMI兼容性測試項目一欄表

HDMI标準至今已更新到2.0版本，功能愈發強大，但檢驗的整體思路方法并沒有變化。對技術人員而言，需要做的是：緊随技術和市場的變化，及時更新用作測試的源端設備，鑽研檢驗技術。

本文作者：陳志安，健研檢測集團有限公司，福建廈門，361000