bch纠错码 码长8_从HDMI视频数据带有BCH纠错码讨论线材对画质的影响
一直感覺幾十元的HDMI線已經可以正常傳輸視頻信號,那么幾百元應該是接近完美了,再聽人說換上幾千塊的線就讓畫質黑位什么的提升一大截,認為非常不可思議.
但別人又信誓旦旦的說自己是感覺到了明顯改變,對這種情況產生的爭論最終不會得到正確答案,所以數據黨還是從科學的角度先分析一下線材能對數據產生多大影響.
首先要說的就是數據傳輸錯誤的問題,數據出了錯,對畫面絕對產生影響,這是任何人都認可的問題,但影響有多大,在哪里產生影響又有了不同的看法.在模擬時代,一個信號從3V改變到2.8V,就會讓音質畫質產生影響,但從數字信號的原理上講,就完全不是這樣了,數字里只有兩種情況,就是0和1,在電路上也就表示為0V和非0V,一般電路如果設計3V代表1的話,那就算傳輸了2.5V甚至2V,也知道這個數據是1,只有降到1.5V甚至更底,才會被誤認為是0,所以出錯機率大大減少.并且一個數位出錯,對畫面的影響非常小,假如一個數據塊里有8個像素,錯誤導致這個數據塊無法解壓,那么最終的影響也就是8個點,對屏幕上的200萬個點來說,只能是9牛一毛.
再說一下長度對數據錯誤的影響,10米長的線錯誤率比5米長的線高的不是1倍,有可能是3倍5倍,而在超出HDMI設計范圍以后,這個錯誤率就會成指數性增長,也許每增加10%長度,錯誤率就增加了10倍.所以說如果你用同質量的10米線看電影時如果不能看到明顯的畫面錯誤,那么在使用兩米線時就不可能發現問題了,因為錯誤率降低了幾十倍.
說完錯誤率,再說一下最重要的東西,就是HDMI對傳輸數據的校驗,以前一直不清楚,以為傳輸錯了,就會顯示出錯誤的畫面,今天找資料時卻發現,HDMI中的視頻傳輸,是使用了BCH糾錯碼的,這個BCH的功能,就是把傳輸過程中出現的錯誤位給糾正過來,讓接收端顯示出來正確的信息.
HDMI在1080P下每秒傳輸的數位接近3G,如果每100萬個位中會有一個錯誤的話,那么每秒會出現3000個錯誤,好像很嚴重的樣子,我不知道實際的情況是什么樣,就再估計得嚴重一點,每1萬個位就有一位是錯誤的吧,這樣一秒產生300000個錯誤.
1秒就有30萬個錯誤,很厲害吧,那么會不會對畫質產生影響呢?我們借用別人的HDMI分組結構圖來分析,這種萬分之1的錯誤率的情況下,我們一秒能看到幾個壞了的像素點.
從上圖可以看出,一個分組包括32個像素,含有整組數據的糾錯碼,并且被分成4個子分組,每個子分組里包括8個像素的數據,并有對應的BCH糾錯碼.
分組的長度是約300個字節,2400位左右.子分組是64字節,512個位.
在萬分之1的錯誤位進入這個長度2400的數據里的時候,立即就會被改正為正確的位.
那如果有兩個錯誤位進入2400的數據里呢,因為按機率兩萬個位才會有兩個錯誤位,錯誤位進同一個2400里機率降低到了1/32,但這時,同樣不會造成錯誤結果,原因同樣是BCH糾錯碼.
8位的BCH的糾錯能力大約在4位左右,這個請高手指正,下面我們先按3位的能力分析.3位的糾錯能力,代表的就是在數據塊內,有3個或以內的錯誤位,會被發現并用正確的數據代替,只有錯誤達到4個,才有可能無法糾正.
而4個錯誤的機率是多大呢,4萬個數據才有4個錯誤,2400的長度里集中這4個錯誤的機率是1/(16*16*16*16),6萬分之1的機率.
就算4個錯誤全在這段2400長的數據里,仍然不會讓畫質受影響,為什么?因為每個子分組都帶有BCH糾正碼,如果這4個錯誤被分散到了任何兩個子分組中,那么他仍然會被糾正為完全正確的數據.而4個錯誤完全進入一個子分組的機率是多大呢,256分之一,再乘上剛才的6萬分之一,就是1500萬分之一.
通過數據計算,可以明顯看出,在誤碼率萬分之一的情況下,出現畫面顯示錯誤的機率是1500萬分之一,而一秒只有30萬個錯誤,這樣50秒種才會出現一個無法被糾正的錯誤,然后僅僅產生了8個像素點的影響,而8個像素在每屏的200萬像素,以及每秒的60偵畫面里,僅僅是大海里的一滴水,非鈦合金狗眼無法看出其中的差別.如果你非要說自己看出來了,但又沒有任何數據支持,那我只能把你的看法歸類到玄學或是臆癥中去了,抱歉.
以上數據分析除BCH校驗外,全為個人猜測,但都是較為保守的估計,實際情況還需要各位拿出更有力的數據.如果錯誤率為1/1000,最終結果就可能是5秒看到8個壞點.如果錯誤1/100,那就是每秒看到16個壞點,當然錯誤率不會這么低了,16個壞點也不會對畫面產生明顯影響.另外在56比特數據加8位BCH校驗的情況下,糾錯能力如果能達到4個位或是更多,那最終出錯的機率就會降到幾十億分之一以上,基本不會出錯了,這時只有無恥到沒有底線的商家生產的線材,才會讓畫面產生一些問題.
謝謝觀看.
總結
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