CN101184241A - 一种图像自动检测的方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种图像自动检测的方法及装置，用于对编解码设备进行测试，上述方法包括：(a)对被测编解码设备输出的模拟视频流进行采样；(b)对采样后的视频图像提取YUV分量，得到YUV图像；(c)将YUV图像与参考图像进行比较，获得分析结果，根据分析结果，判断当前视频图像是否出现异常，如果是，则触发告警；否则，继续检测。所述装置包括：视频采样模块、YUV分量提取模块、检测模块、主控模块、告警模块。采用本发明的方法，可以自动检测图像的蓝屏、灰屏、黑屏、图像冻结、图像中断、图像出现马赛克等异常，为图像编解码设备的自动化测试提供了一个非常有益的方法，可自动测试编解码设备的运行情况。

Description

一种图像自动检测的方法及装置

技术领域

本发明涉及图像处理领域，尤其涉及图像自动检测方法及装置。

背景技术

在图像编解码设备系统测试的过程中，对于解码设备解码后的图像异常现象的传统检测方法是凭借人工测试进行的，如图1所示。该模式工作存在效率低下、难以每次遍历系统测试规程中有关图像的所有测试项，且难以持续进行强度测试等缺陷。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种图像自动检测的方法，完成对解码图像的自动检测，不依赖于人眼检测。

为了解决上述问题，本发明提供了一种图像自动检测的方法，用于对编解码设备进行测试，包括：

(a)对被测编解码设备输出的模拟视频流进行采样；

(b)对采样后的视频图像提取YUV分量，得到YUV图像；

(c)将YUV图像与参考图像进行比较，获得分析结果，根据分析结果，判断当前视频图像是否出现异常，如果是，则触发告警；否则，继续检测。

进一步地，所述步骤(a)中，所述编解码设备的视频源为动态图像视频流，所述步骤(c)中，选取当前时刻前已获得的YUV图像作为参考图像，所述YUV图像与参考图像进行比较时，判断所述YUV图像中宏块与所述参考图像中的对应位置的宏块是否相同，如果是，则分析结果为图像未变化，否则，分析结果为图像正常。

进一步地，所述步骤(c)中，如果连续M次的分析结果为图像未变化，判断当前视频图像出现异常，触发告警，M为设定的门限值。

进一步地，所述步骤(a)中，将一幅静止图像的视频流作为编解码设备的视频源，对所述静止图像视频流直接采样，提取YUV分量获得的YUV图像保存为参考图像；

所述步骤(c)中，将其每个宏块分别与已保存的参考图像中相应位置的宏块进行比较，如果存在一个或多个宏块与参考中宏块不相同时，则判断图像异常。

进一步地，所述步骤(a)中，将多幅静止图像的视频流作为编解码设备的视频源，提前将此多幅静止图像采样再进行提取YUV分量后保存，将此多帧YUV图像作为多个参考图像；

所述步骤(c)中，获得YUV图像后，将其每个宏块分别与已保存的多个参考图像中相应位置的宏块进行比较，如果找不到完全相同的一帧，则判断图像异常。

进一步地，判断YUV图像中宏块与所述参考图像中的对应位置的宏块是否相同是通过如下方式实现：随机选取宏块中的多个像素比较其YUV值是否均相同，如果是，认为两个宏块相同；否则，认为两个宏块不同。

进一步地，所述步骤(d)中，判断当前视频图像出现异常后，将该图像异常通知所述被测编解码设备。

为了解决上述问题，本发明还提供了一种图像自动检测装置，用于对编解码设备进行图像自动检测，包括：视频采样模块、YUV分量提取模块、检测模块、主控模块、告警模块，其中，

所述视频采样模块，对被测编解码设备输出的模拟视频流进行采样；

所述YUV分量提取模块，从采样后的视频图像中提取YUV分量，发送YUV图像至检测模块；

所述检测模块，对收到的所述YUV图像进行分析，与参考图像进行比较，将分析结果发送给主控模块‘

所述主控模块，用于根据所述分析结果，判断图像是否异常，如果图像异常，则触发告警模块；

所述告警模块，收到主控模块的触发信号后，发出告警。

进一步地，将动态图像的视频流作为被测编解码设备的视频源，所述检测模块选取当前时刻前已获得的YUV图像作为参考图像，所述检测模块将当前提取的YUV图像与参考图像进行比较时，判断所述YUV图像中宏块与所述参考图像中的对应位置的宏块是否相同，如果是，则分析结果为图像未变化，发送图像未变化消息给主控模块，如果主控模块连续收到M次的图像未变化消息，判断当前视频图像出现异常，触发告警，M为设定的门限值。

进一步地，所述图像自动检测装置提前对一幅或几幅静止图像的视频流直接采样，提取YUV分量获得的YUV图像保存为参考图像，进行图像自动检测时，将该静止图像的视频流或多幅静止图像反复切换的视频流作为被测编解码设备的视频源，YUV分量提取模块提取YUV图像后，所述检测模块将所述YUV图像的每个宏块分别与已保存的参考图像中相应位置的宏块进行比较，如果与预先采样保存的一幅或几幅图像帧都不匹配，则发送图像异常消息给主控模块，所述主控模块收到图像异常消息后，触发告警。

相比传统的人眼检测图像的测试方法，采用本发明的方法，可以自动检测图像的蓝屏、灰屏、黑屏、图像冻结、图像中断、图像出现马赛克等异常，为图像编解码设备的自动化测试提供了一个非常有益的方法，可自动测试编解码设备的运行情况。通过本发明的应用可以大大减少模拟视频系统测试的人力投入，增大设备测试的能力，遍历了设备数百种组合下的图像测试、对图像异常的问题重现也提供了很好的测试工具。

附图说明

图1是现有技术中通过人眼检测图像的方法示意图；

图2是本实施例中自动检测图像的方法示意图；

图3是图像自动检测设备原理框图；

图4是图像自动检测方法的流程图；

图5是本实施例的自动检测图像方法在视频通讯系统测试中应用的流程图；

图6是本实施例的自动检测图像方法在IPTV系统测试中应用的流程图；

图7是本实施例中示出的测试图；

图8是本实施例中示出的测试图。

具体实施方式

本发明的核心思想是：将被测设备(如图像编解码设备)输出的模拟视频接入图像自动检测装置的视频输入口，经过视频采样、提取YUV(亮度，色度，色饱和度)分量，根据主控程序的分析算法对YUV分量进行分析得出是否有异常的判定，主控模块发现异常则驱动相关电路触发告警设备。

通常图像异常包括以下情况：蓝屏(整个图像为蓝色)、灰屏(整个图像为灰色)、黑屏(整个图像为黑色)、图像冻结(一段时间内整个图像呈现为同一幅画面)、图像中断(无模拟信号)及图像出现马赛克(图像局部或整个出现马赛克)、图像左右或上下倒置等误码情况。

对上述图像异常的检测，可以使用以下检测方法，一种是使用动态图像进行检测，即使用动态图像作为被测编解码设备的输入视频流，可以检测出图像是否是蓝屏、灰屏、黑屏、图像冻结与图像中断，另一种是使用静态图像检测，即使用静态图像作为被测编解码设备的输入视频流，可以检测出图像是否出现马赛克、图像左右或上下倒置等误码情况，也可以检测出蓝屏、灰屏、黑屏等异常。不同的检测方法可以通过自动测试设备的配置项来区分。

如图3所示，本发明提出一种图像自动检测装置，包括：视频采样模块，YUV分量提取模块，检测模块，主控模块，告警模块，测试接口模块，其中：

视频采样模块，用于对被测编解码设备输出的模拟视频流进行采样；

YUV分量提取模块，用于从采样后的视频图像中提取YUV分量，得到YUV图像。

检测模块，用于对YUV图像进行分析，将YUV图像中宏块和参考图像中对应位置的宏块进行比较，并向主控模块发送分析结果；

主控模块，用于接收检测模块发出的分析结果，判断当前视频图像是否出现异常，如果是，则触发告警模块告警；还用于接收判断测试平台的编码启/停消息，并相应启动/停止自动检测程序；还用于接收测试平台图像检测类型的消息，图像检测类型包含：1)使用动态图像检测，可以用于检测蓝屏、灰屏、黑屏、图像冻结、图像中断；2)使用静态图像检测，用于检测图像误码，比如出现马赛克，图像上下或左右倒置或其他解码错误等。还可以有其他检测类型。

告警模块，用于收到主控模块的触发信号后，发出告警；

测试接口模块，用于将主控模块发送的图像异常的消息发送给被测设备。

首先说明使用动态图像进行测试的方法。将动态图像作为被测编解码设备的视频源，如一段连续的视频(如事先录制的旋转的风扇、跑动的人等)或多个视频图像反复播放。如图7与图8所示的测试图表示的动态视频作为视频源反复播放，如果编解码设备编解码正常，图像检测设备不会出现连续多次检测图像未变化；如果编解码设备编解码异常，可能出现图像的总是定格在某幅图像上，具体表现为图像定格在图7、图8、灰屏、蓝屏、黑屏的图像上。

如图4所示，本发明实施例一使用动态图像进行图像自动检测的方法包括以下步骤：

步骤401，视频采样模块对输入的动态模拟视频进行采样；

步骤402，YUV分量提取模块对采样后的视频提取YUV分量，向检测模块发送YUV图像；

步骤403，检测模块对接收到的YUV图像进行分析，判断图像中宏块和参考图像中对应位置的宏块是否相同，并向主控模块发送分析结果；

检测模块确定参考图像。检测模块接收YUV分量提取模块发送的YUV分量图像后，在当前时刻前系统设定的时间间隔内随机选取已提取的YUV图像作为参考图像。此参考图像随着时间推移不断更新。

检测模块判断接收到的YUV图像中所有宏块与所述参考图像中的相应的宏块是否均相同，如果是，向主控模块发送图像未变化的消息，否则发送图像正常消息。

宏块的大小由系统设定，可设为16×16(单位为像素)、或8×8、或其它形式。

比较当前图像帧和参考中相应宏块是否相同，可随机选取宏块中的多个像素，比较其YUV值是否均相同，如果是，认为两个宏块相同；否则，认为不同。

步骤404，主控模块接收检测模块发出的分析结果，判断当前视频图像是否出现异常，如果是，则触发告警模块告警；否则，继续检测。

如果主控模块连续M次收到图像未变化的消息，则认为图像出现异常，如出现蓝屏、灰屏、黑屏、图像冻结或图像中断等，触发告警模块。其中，M为系统设定的门限值。

主控模块判断当前视频图像出现异常时，还可以通过测试接口模块将该异常通知被测设备。

测试过程中，主控模块还可以通过接收判断测试平台的启动/停止消息，相应启动/停止自动检测程序。

上述使用动态图像进行检测的方法，不能检测出图像出现马赛克、图像上下或左右倒置等误码情况，因为图像中出现马赛克时，可能是图像部分区域解码错误，马赛克在图像中出现的位置不固定，而且可能马赛克的大小是不断变化的，如果采用上述动态图像检测方法，需要通过调节源与编解码后的图像的时延，可能会导致判断错误。可以通过使用静态图像进行检测，方法如下：

检测设备同时接入多路源，除了原始模拟视频流，其中原始模拟视频流为一静态图像，还接入编解码后的模拟视频流，分别对两路视频流进行采样和YUV分量提取，将这两路的YUV图像进行比较，如果两者图像不同则认为出现了图像异常，否则认为图像正常，具体实现有如下两种方法：

1)将一幅静止图像作为原始视频图像(如果视频的速率为1秒钟25帧图像的话，则在1秒中传输25帧此幅静止图像)，提前将该静止图像视频流直接输入图像自动检测装置，进行采样再提取YUV分量后保存，将此帧YUV图像为参考图像。

将该静态图像视频流通过编解码后的视频流输入到图像自动检测装置，检测模块接收到YUV分量提取模块发送的YUV图像后，将其每个宏块分别与已存参考图像中相应位置的宏块进行比较，如果存在一个或多个宏块与参考中宏块不匹配时，则向主控模块发送图像异常消息；否则，向主控模块发送图像正常消息。

例如，将图7静止图像作为视频源，并提前进行采样和提取YUV分量后保存为参考图像，检测设备的检测模块接收到YUV分量提取模块发送的YUV图像后，将其每个宏块分别与已存参考图像中相应位置的宏块进行比较，如果有宏块与图7所示的YUV参考图像中相应宏块不匹配时，则向主控模块发送图像异常消息。

方法2，将多幅静止图像作为原始视频图像(即反复播放上述多幅图像作为视频源)，提前将此多幅静止图像采样再提取YUV分量后保存，将此多帧YUV图像作为多个参考图像。

检测模块接收到YUV分量提取模块发送的YUV图像后，将其每个宏块分别与已存的多个参考图像中相应位置的宏块进行比较，如果找不到完全相同的一帧，则向主控模块发送图像异常消息；否则，向主控模块发送图像正常消息。

例如，将图7和图8所示的两幅测试图作为静止图像，反复播放此两帧图像作为视频源，并将此两幅图像提前进行采样和提取YUV分量后保存为两个参考图像，检测设备的检测模块接收到YUV分量提取模块发送的YUV图像后，将其每个宏块分别与已存的两个参考图像中相应位置的宏块进行比较，如果找不到完全相同的一帧，即此YUV图像和图7在相同宏块位置有不同的宏块，和图8在相同宏块位置也有不同的宏块，则认为图像异常，向主控模块发送图像异常消息。使用多幅静止图像主要是为了使编码设备的视频源更丰富、码率更高、应用场景更大众化。

主控模块接收到检测模块发送的图像异常消息，则触发告警模块。

上述使用静态图像进行测试的方法，也可以检测出图像是否是蓝屏、灰屏、黑屏、图像中断等。

在本发明另一实施例中，使用静态图像进行检测，包含如下步骤：

步骤701，视频采样模块首先对原始静态图像的视频流进行采样，提取YUV分量保存为参考图像，

步骤702，对静态图像视频流编解码后的模拟视频流进行采样；

步骤703，YUV分量提取模块对采样后的视频提取YUV分量，向检测模块发送YUV图像；

步骤704，检测模块对接收到的YUV图像进行分析，判断图像中宏块和参考图像中对应位置的宏块是否相同，并向主控模块发送分析结果；

检测模块判断接收到的YUV图像中所有宏块与所述参考图像中的相应的宏块是否均相同，如果是，向主控模块发送图像正常的消息，否则发送图像异常消息。

宏块的大小由系统设定，可设为16×16(单位为像素)、或8×8、或其它形式。

比较当前图像帧和参考中相应宏块是否相同，可随机选取宏块中的多个像素，比较其YUV值是否均相同，如果是，认为两个宏块相同；否则，认为不同。

步骤705，主控模块接收检测模块发出的分析结果，判断当前视频图像是否出现异常，如果是，则触发告警模块告警；否则，继续检测。

如果主控模块接收到检测模块发送的图像异常消息，则触发告警模块。

在上述使用动态图像和静态图像进行检测的实施例中，步骤404和步骤705中，如果主控模块判断当前视频图像出现异常时，还可以通过测试接口模块将该异常通知被测设备。

另外，测试过程中，主控模块还可以通过接收判断测试平台的启动/停止消息，相应启动/停止自动检测程序。

主控模块还可以接收测试平台图像检测类型的消息，如果主控模块只收到使用动态图像进行检测的指示消息时，只进行动态图像检测；如果只收到使用静态图像进行检测的指示消息时，则只进行静态图像检测。

上述的图像自动检测方法可用于所有对模拟视频的测试的领域。

采用本发明所述的图像自动检测装置，测试强度大大增加，可以输入各种格式的模拟视频流，遍历被测编解码设备对各种格式图像的编解码是否正常，另外，也可以批量检测编解码设备，相对人工方式，大大提供了测试效率。

对于视频通讯系统的测试重点是关注终端解码的图像是否出现异常，上述方法可用到的主要场景有：

(1)开始会议后图像是否有异常；

(2)开始会议后图像切换后是否有异常；

(3)静态(即不操作)拷机测试中图像是否有异常等。

如图5所示，所述方法应用于上述场景(2)的实际案例的流程，包括以下步骤：

步骤501，视频会议开始；

步骤502，视频图像切换；

步骤503，启动图像自动检测设备，开始检测；

步骤504，判定图像检测结果是否异常；如果是，进行下一步；否则，进行转到步骤502；

步骤505，停止检测；

步骤506，终止自动化测试。

对于IPTV(网络电视)系统图像测试重点是关注终端解码的图像是否出现异常，上述方法可用到的主要场景有：

<1>点播后图像是否出现异常；

<2>快进后图像是否出现异常；

<3>快退后图像是否出现异常；

<4>时移后图像是否出现异常；

<5>静态拷机(即不操作)测试后图像是否出现异常。

如图6所示，上述方法应用于上述场景<1>的实际案例的流程，包括以下步骤：

步骤601，机顶盒点播系统开始运行；

步骤602，图像切换；

步骤602，启动图像自动检测设备，开始检测；

步骤603，判断图像检测结果是否异常，如果是，进行下一步；否则，执行602；

步骤604，停止检测；

步骤605，终止自动化测试。

本发明还可有其他多种实施例，在不背离本发明精神及其实质的情况下，熟悉本领域的技术人员当可根据本发明做出各种相应的改变和变形，这些相应的改变和变形都应属于本发明所附的权利要求的保护范围。

Claims (10)

1.一种图像自动检测的方法，用于对编解码设备进行测试，其特征在于，包括：

(a)对被测编解码设备输出的模拟视频流进行采样；

(b)对采样后的视频图像提取YUV分量，得到YUV图像；

(c)将YUV图像与参考图像进行比较，获得分析结果，根据分析结果，判断当前视频图像是否出现异常，如果是，则触发告警；否则，继续检测。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，

所述步骤(a)中，所述编解码设备的视频源为动态图像视频流，所述步骤(c)中，选取当前时刻前已获得的YUV图像作为参考图像，所述YUV图像与参考图像进行比较时，判断所述YUV图像中宏块与所述参考图像中的对应位置的宏块是否相同，如果是，则分析结果为图像未变化，否则，分析结果为图像正常。

3.如权利要求3所述的方法，其特征在于，

所述步骤(c)中，如果连续M次的分析结果为图像未变化，判断当前视频图像出现异常，触发告警，M为设定的门限值。

4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，

所述步骤(a)中，将一幅静止图像的视频流作为编解码设备的视频源，对所述静止图像视频流直接采样，提取YUV分量获得的YUV图像保存为参考图像；

所述步骤(c)中，将其每个宏块分别与已保存的参考图像中相应位置的宏块进行比较，如果存在一个或多个宏块与参考中宏块不相同时，则判断图像异常。

5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，

所述步骤(a)中，将多幅静止图像的视频流作为编解码设备的视频源，提前将此多幅静止图像采样再进行提取YUV分量后保存，将此多帧YUV图像作为多个参考图像；

所述步骤(c)中，获得YUV图像后，将其每个宏块分别与已保存的多个参考图像中相应位置的宏块进行比较，如果找不到完全相同的一帧，则判断图像异常。

6.如权利要求2或4或5所述的方法，其特征在于，

判断YUV图像中宏块与所述参考图像中的对应位置的宏块是否相同是通过如下方式实现：随机选取宏块中的多个像素比较其YUV值是否均相同，如果是，认为两个宏块相同；否则，认为两个宏块不同。

7.如权利要求4或6所述的方法，其特征在于，

所述步骤(d)中，判断当前视频图像出现异常后，将该图像异常通知所述被测编解码设备。

8.一种图像自动检测装置，用于对编解码设备进行图像自动检测，其特征在于，包括：视频采样模块、YUV分量提取模块、检测模块、主控模块、告警模块，其中，

所述视频采样模块，对被测编解码设备输出的模拟视频流进行采样；

所述YUV分量提取模块，从采样后的视频图像中提取YUV分量，发送YUV图像至检测模块；

所述检测模块，对收到的所述YUV图像进行分析，与参考图像进行比较，将分析结果发送给主控模块；

所述主控模块，用于根据所述分析结果，判断图像是否异常，如果图像异常，则触发告警模块；

所述告警模块，收到主控模块的触发信号后，发出告警。

9.如权利要求8所述的图像自动检测装置，其特征在于，将动态图像的视频流作为被测编解码设备的视频源，所述检测模块选取当前时刻前已获得的YUV图像作为参考图像，所述检测模块将当前提取的YUV图像与参考图像进行比较时，判断所述YUV图像中宏块与所述参考图像中的对应位置的宏块是否相同，如果是，则分析结果为图像未变化，发送图像未变化消息给主控模块，如果主控模块连续收到M次的图像未变化消息，判断当前视频图像出现异常，触发告警，M为设定的门限值。

10.如权利要求8所述的图像自动检测装置，其特征在于，所述图像自动检测装置提前对一幅或几幅静止图像的视频流直接采样，提取YUV分量获得的YUV图像保存为参考图像，进行图像自动检测时，将该静止图像的视频流或多幅静止图像反复切换的视频流作为被测编解码设备的视频源，YUV分量提取模块提取YUV图像后，所述检测模块将所述YUV图像的每个宏块分别与已保存的参考图像中相应位置的宏块进行比较，如果与预先采样保存的一幅或几幅参考图像都不匹配，则发送图像异常消息给主控模块，所述主控模块收到图像异常消息后，触发告警。

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