CN101827280B - 视频输出质量的检测方法和装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种视频输出质量的检测方法，该方法包括：提供一信源，所述信源为S个相同的连续帧的信号，其中，总帧数S为大于1的正整数；待检测视频输出设备接收所述信源的输入，并输出视频；根据所述输出视频的S个帧的加权平均峰值信噪比的平均值P_average检测所述输出视频的S个帧中每一帧的帧内质量；检测所述输出视频的S个帧中相邻帧的帧间质量；若所述帧内质量和帧间质量均合格，则判断所述待检测视频输出设备的视频输出质量合格；否则，判断视频输出质量不合格。同时，本发明还公开了一种视频输出质量的检测装置，采用该方法和装置能够提高视频输出质量的检测精度。

Description

视频输出质量的检测方法和装置

技术领域

本发明涉及视频检测领域，特别涉及一种视频输出质量的检测方法和装置。

背景技术

随着科技的发展，视频输出设备，例如机顶盒，已经得到了广泛的应用。在实际的生产过程中，视频输出设备出厂之前，需要对视频输出设备的视频输出质量进行检测，以验证所生产的视频输出设备是否合格。视频输出设备常见的故障类型一般为以下几种：没有视频信号输出、输出的视频信号中断或图像质量低，其中，图像质量低通常表现为图像模糊、图像扭曲或图像存在马赛克等。

现有技术提供了三种视频输出质量的检测方法，下面分别对这三种方法进行简单的介绍。

现有技术一：提供一信源，将视频输出设备所输出的视频信号输入到电视机等播放设备中，然后检测人员观察播放设备所呈现的视频是否正常。但是，这种方法依赖于检测人员的经验，有可能因为检测人员经验不足而导致错误的判断结果，而且，这种方法检测效率比较低。

现有技术二：首先对信源进行处理，处理的方法具体为，在信源的每一帧图像上增加特殊标记，特殊标记用于表明每一帧图像的序列号；然后将处理后的信源作为视频输出设备的信源，在视频输出设备的输出端得到一系列帧，将每一帧中的标记转换为序列号，判断相邻帧之间的序列号是否连续，如果相邻帧之间的序列号连续，则判断没有出点丢帧或乱帧的现象。然而，这种方法只能对帧间质量进行检测，例如，可检测视频信号是否发生中断，但是无法检测帧内质量，例如，当图像模糊或扭曲时，这种方法就无法进行检测。

现有技术三：提供一信源，使用标准的视频输出设备输出一系列帧，保存每个帧作为参考帧；然后，采用所述信源，被测视频输出设备也输出一系列帧，对于每一帧，当前帧中的宏块与上一帧中相同位置的宏块进行比较，如果这两个宏块的数据不同，则表明视频信号没有中断，帧间质量是合格的，其次，在保存的参考帧中搜索和当前帧中所有宏块的数据都相同的帧，如果能找到这样的参考帧，则表明帧内质量也是合格的。然而，这种方法依赖于宏块数据的比较，而宏块数据是采样量化后的数据，由于参考帧和当前帧采样精度不同或量化精度不同，宏块的数据也有可能不同，这样会影响搜索的结果，而且，在保存的参考帧中搜索和当前帧中所有宏块数据都相同的帧，计算量也很大，不具有可实用性。

可见，现有技术所提供的三种视频输出质量的检测方法的检测精度都比较低。

发明内容

有鉴于此，本发明提供一种视频输出质量的检测方法，能够提高视频输出质量的检测精度。

本发明还提供一种视频输出质量的检测装置，能够提高视频输出质量的检测精度。

为解决上述技术问题，本发明的技术方案是这样实现的：

一种视频输出质量的检测方法，该方法包括：

提供一信源，所述信源为S个相同的连续帧的信号，其中，总帧数S为大于1的正整数；

待检测视频输出设备接收所述信源的输入，并输出视频；

根据所述输出视频的S个帧的加权平均峰值信噪比的平均值P_average检测所述输出视频的S个帧中每一帧的帧内质量；

检测所述输出视频的S个帧中相邻帧的帧间质量；

若所述帧内质量和帧间质量均合格，则判断所述待检测视频输出设备的视频输出质量合格；否则，判断视频输出质量不合格。

所述检测帧内质量的方法包括：

采集所述输出视频的S个帧中的每一帧；

计算每一帧的帧内加权平均峰值信噪比；

根据每一帧的帧内加权平均峰值信噪比计算所有帧的加权平均峰值信噪比的平均值P_average；

判断所述平均值P_average是否在预先设定的阈值范围内，如果是，则判断帧内质量合格；否则，判断帧内质量不合格。

所述计算帧内加权平均峰值信噪比的方法包括：

A、预先采用标准的视频输出设备根据所述信源输出视频，按照与采集待检测视频输出设备的每一帧相同的采样格式，采集所述标准的视频输出设备的输出视频的任意一帧作为参考帧；

根据采样格式，从参考帧中提取亮度分量图、第一色度分量图和第二色度分量图；

B、根据采样格式，从待检测视频输出设备的每一帧中分别提取亮度分量图、第一色度分量图和第二色度分量图；

C、根据每一帧的亮度分量图、第一色度分量图和第二色度分量图，计算每一帧的亮度分量峰值信噪比、第一色度分量峰值信噪比和第二色度分量峰值信噪比；

D、根据所述每一帧的亮度分量峰值信噪比、第一色度分量峰值信噪比和第二色度分量峰值信噪比，按照下式计算每一帧的帧内加权平均峰值信噪比：

P(t)＝k₀Y_PSNR_t+k₁U_PSNR_t+k₂V_PSNR_t；

其中，K₀、K₁和K₂分别为亮度分量峰值信噪比、第一色度分量峰值信噪比和第二色度分量峰值信噪比的权系数，P(t)为第t帧的帧内加权平均峰值信噪比，Y_PSNR_t为第t帧的亮度分量峰值信噪比，U_PSNR_t为第t帧的第一色度分量峰值信噪比，V_PSNR_t为第t帧的第二色度分量峰值信噪比。

当所述采样格式为：亮度分量、第一色度分量和第二色度分量的采样比例为4∶2∶2时，K₀＝0.5、K₁＝0.25和K₂＝0.25。

所述从参考帧中提取亮度分量图的方法为：分离出每一个目标像素的亮度分量y₀(i_y，j_y)，将亮度分量构成的图像称为亮度分量图，其中，(i_y，j_y)为每一个亮度分量在亮度分量图的坐标，i_y大于等于0且小于等于N_y-1，j_y大于等于0且小于等于M_y-1，M_y和N_y分别为亮度分量在亮度分量图的高和宽两个方向上的个数；

所述从待检测视频输出设备的每一帧中提取亮度分量图的方法为：分离出每一个目标像素的亮度分量y_t(i_y，j_y)，将亮度分量构成的图像称为亮度分量图，其中，在第t帧中，亮度分量坐标为(i_y，j_y)的像素的亮度分量为y_t(i_y，j_y)。

所述采样格式为：亮度分量、第一色度分量和第二色度分量的采样比例为4∶2∶2时，将参考帧中的每一个像素作为目标像素。

所述从参考帧中提取第一色度分量图的方法为：分离出每一个目标像素的第一色度分量u₀(i_u，j_u)，将第一色度分量构成的图像称为第一色度分量图，其中，(i_u，j_u)为每一个第一色度分量在第一色度分量图的坐标，i_u大于等于0且小于等于N_u-1，j_u大于等于0且小于等于M_u-1，M_u和N_u分别为第一色度分量在第一色度分量图的高和宽两个方向上的个数；

所述从待检测视频输出设备的每一帧中提取第一色度分量图的方法为：分离出每一个目标像素的第一色度分量u_t(i_u，j_u)，将第一色度分量构成的图像称为第一色度分量图，其中，在第t帧中，第一色度分量坐标为(i_u，j_u)的像素的第一色度分量为u_t(i_u，j_u)。

当所述采样格式为：亮度分量、第一色度分量和第二色度分量的采样比例为4∶2∶2时，从参考帧的第一列像素开始，每隔一列像素选取一列像素，将所选取的像素作为目标像素。

所述从参考帧中提取第二色度分量图的方法为：分离出每一个目标像素的第二色度分量v₀(i_v，j_v)，将第二色度分量构成的图像称为第二色度分量图，其中，(i_v，j_v)为每一个第二色度分量在第二色度分量图的坐标，i_v大于等于0且小于等于N_v-1，j_v大于等于0且小于等于M_v-1，M_v和N_v分别为第二色度分量在第二色度分量图的高和宽两个方向上的个数；

所述从待检测视频输出设备的每一帧中提取第二色度分量图的方法为：分离出每一个目标像素的第二色度分量v_t(i_v，j_v)，将第二色度分量构成的图像称为第二色度分量图，其中，在第t帧中，第二色度分量坐标为(i_v，j_v)的像素的第二色度分量为v_t(i_v，j_v)。

当所述采样格式为：亮度分量、第一色度分量和第二色度分量的采样比例为4∶2∶2时，从参考帧的第一列像素开始，每隔一列选取一列像素，将所选取的像素作为目标像素。

所述计算每一帧的亮度分量峰值信噪比的方法为：根据所述每一帧中每一个目标像素的亮度分量，按照下式计算每一帧的亮度分量峰值信噪比：

${Y\_\mathrm{PSNR}}_t=10\×{\log }_{10}\frac{M_y{N}_y\·{255}^2}{\underset{j_y=0}{\overset{M_y-1}{\mathrm{\Σ}}}\underset{i_y=0}{\overset{N_y-1}{\mathrm{\Σ}}}{(y_t(i_y,j_y)-y_0(i_y,j_y))}^2}.$

所述计算每一帧的第一色度分量峰值信噪比的方法为：根据所述每一帧中每一个目标像素的第一色度分量，按照下式计算每一帧的第一色度分量峰值信噪比：

${U\_\mathrm{PSNR}}_t=10\×{\log }_{10}\frac{M_u{N}_u\·{255}^2}{\underset{j_u=0}{\overset{M_u-1}{\mathrm{\Σ}}}\underset{i_u=0}{\overset{N_u-1}{\mathrm{\Σ}}}{(u_t(i_u,j_u)-u_0(i_u,j_u))}^2}.$

所述计算每一帧的第二色度分量峰值信噪比的方法包括：根据所述每一帧中每一个目标像素的第二色度分量，按照下式计算每一帧的第二色度分量峰值信噪比：

${V\_\mathrm{PSNR}}_t=10\×{\log }_{10}\frac{M_v{N}_v\·{255}^2}{\underset{j_v=0}{\overset{M_v-1}{\mathrm{\Σ}}}\underset{i_v=0}{\overset{N_v-1}{\mathrm{\Σ}}}{(v_t(i_v,j_v)-v_0(i_v,j_v))}^2}.$

所述计算所有帧的加权平均峰值信噪比的平均值P_average的方法为：累加所有帧的帧内加权平均峰值信噪比，将累加和除以总帧数S。

所述阈值范围为大于60db。

所述检测帧间质量的方法为：

设置帧频采集频率，使帧频采集频率大于等于输出视频的标称帧频的二倍；

按照设置的帧频采集频率进行帧频采集，若采集到的实际帧频均等于标称帧频，则判断帧间质量合格；否则，记录采集到的实际帧频小于标称帧频的次数，若实际帧频小于标称帧频的次数小于预先设定的阈值，则判断帧间质量合格；否则，判断帧间质量不合格。

一种视频输出质量的检测装置，用于对待检测视频输出设备的视频输出质量进行检测，该装置包括：信源提供模块、帧内质量检测模块、帧间质量检测模块和结果输出模块；其中，

所述信源提供模块，用于提供一信源，所述信源为S个相同的连续帧的信号，其中，总帧数S为大于1的正整数；

所述帧内质量检测模块，用于根据所述输出视频的S个帧的加权平均峰值信噪比的平均值P_average检测待检测视频输出设备的输出视频的S个帧中每一帧的帧内质量；

所述帧间质量检测模块，用于检测待检测视频输出设备的输出视频的S个帧中相邻帧的帧间质量；

所述结果输出模块，用于判断所述待检测视频输出设备的视频输出质量是否合格，若所述帧内质量和帧间质量均合格，则判断所述待检测视频输出设备的视频输出质量合格；否则，判断视频输出质量不合格。

所述帧内质量检测模块包括：帧采集单元、计算单元、平均值计算单元和帧内质量判断单元；其中，

所述帧采集单元，用于采集所述输出视频的S个帧中的每一帧；

所述计算单元，用于计算每一帧的帧内加权平均峰值信噪比；

所述平均值计算单元，用于根据每一帧的帧内加权平均峰值信噪比计算所有帧的加权平均峰值信噪比的平均值P_average；

所述帧内质量判断单元，用于判断所述平均值P_average是否在预先设定的阈值范围内，如果是，则判断帧内质量合格；否则，判断帧内质量不合格。

所述计算单元包括：参考帧采集子单元、参考帧分量提取子单元、帧分量提取子单元、峰值信噪比计算子单元和加权平均峰值信噪比计算子单元；其中，

所述参考帧采集子单元，用于按照与采集待检测视频输出设备的每一帧相同的采样格式，采集采用合格的视频输出设备根据所述信源所输出视频的任意一个帧作为参考帧；

所述参考帧分量提取子单元，用于根据采样格式，从参考帧中提取亮度分量图、第一色度分量图和第二色度分量图；

所述帧分量提取子单元，用于根据采样格式，从待检测视频输出设备的每一帧中分别提取亮度分量图、第一色度分量图和第二色度分量图；

所述峰值信噪比计算子单元，用于根据每一帧的亮度分量图、第一色度分量图和第二色度分量图，计算每一帧的亮度分量峰值信噪比、第一色度分量峰值信噪比和第二色度分量峰值信噪比；

所述加权平均峰值信噪比计算子单元，用于根据所述每一帧的亮度分量峰值信噪比、第一色度分量峰值信噪比和第二色度分量峰值信噪比，按照下式计算每一帧的帧内加权平均峰值信噪比：

P(t)＝k₀Y_PSNR_t+k₁U_PSNR_t+k₂V_PSNR_t；

其中，K₀、K₁和K₂分别为亮度分量峰值信噪比、第一色度分量峰值信噪比和第二色度分量峰值信噪比的权系数，P(t)为第t帧的帧内加权平均峰值信噪比，Y_PSNR_t为第t帧的亮度分量峰值信噪比，U_PSNR_t为第t帧的第一色度分量峰值信噪比，V_PSNR_t为第t帧的第二色度分量峰值信噪比。

所述帧间质量检测模块包括：帧频设置单元和帧间质量判断单元；其中，

所述帧频设置单元，用于设置帧频采集频率，使帧频采集频率大于等于输出视频的标称帧频的二倍；

所述帧间质量判断单元，用于按照设置的帧频采集频率进行帧频采集，若采集到的实际帧频均等于标称帧频，则判断帧间质量合格；否则，记录采集到的实际帧频小于标称帧频的次数，若实际帧频小于标称帧频的次数小于预先设定的阈值，则判断帧间质量合格；否则，判断帧间质量不合格。

可见，根据本发明的技术方案，提供一信源，信源为S个相同的连续帧的信号，待检测视频输出设备根据信源输出视频，其次，检测输出视频的S个帧中每一帧的帧内质量和相邻帧的帧间质量，若帧内质量和帧间质量均合格，则判断待检测视频输出设备的视频输出质量合格；否则，判断视频输出质量不合格，可见，本发明所提供的方法完成了对帧内和帧间质量的检测，提高了视频输出质量的检测精度。

附图说明

图1为本发明所提供的一种视频输出质量的检测方法的实施例的流程图。

图2为本发明所提供的一种视频输出质量的检测装置的实施例的结构图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下参照附图并举实施例，对本发明所述方案作进一步地详细说明。

图1为本发明所提供的一种视频输出质量的检测方法的实施例的流程图。如图1所示，该方法包括以下步骤：

步骤101，提供一信源，所述信源为S个相同的连续帧的信号，其中，总帧数S为大于1的正整数。

本领域技术人员可以理解，视频是由若干个连续的帧组成，在本发明中，首先进行信源的制作，使得信源的信号表示多个相同的连续帧。在实际应用中，我们可以采用100％的彩条信号作为每个帧的信号，也就是说，在S个连续的帧中，每帧均为100％的彩条图案。

步骤102，待检测视频输出设备根据信源输出视频。

将信源的信号输入到待检测视频输出设备中，待检测视频输出设备根据信源所输出的视频即为待检测的视频。

步骤103，检测输出视频的S个帧中每一帧的帧内质量。

具体地说，步骤103包括以下流程：

步骤a，预先采用标准的视频输出设备根据信源输出视频，采集输出视频的任意一个帧作为参考帧，并根据采样格式，从参考帧中提取亮度分量(Y)图、第一色度分量(U)图和第二色度分量(V)图，需要说明的是，在本发明中，标准的视频输出设备是指视频输出质量合格的视频输出设备。

由于信源为S个相同的连续帧的信号，因此，输出视频的每一个帧均是相同的，可采集任意一个帧作为参考帧。

在实际应用中，采用视频采集卡对输出视频进行采集，视频采集卡的作用是采集视频信号并对视频信号进行模数(A/D)转换，若视频输出设备所输出的视频信号类型与视频采集卡所支持的输入信号类型不匹配，还需对输出视频的信号格式进行转换，例如，当视频采集卡所支持的输入信号为复合视频信号(CVBS，Composite Video Broadcast Signa)类型时，若视频输出设备所输出的视频信号类型也为CVBS类型，则可直接将视频输出设备所输出的视频信号输入到视频采集卡中，若视频输出设备所输出的视频信号类型不是CVBS类型，则需将视频信号类型转换为CVBS类型后，再将转换后的信号输入到视频采集卡中，其中，信号转换的方法可参考现有技术中相应的方法。

另外，当采集输出视频时，基于不同的采样格式，参考帧所包含的数据内容和格式也会不同。下面以动态图像专家组(MPEG，Moving PicturesExperts Group)标准的亚采样格式4∶2∶2情况为例进行说明，也就是说，在这种采样格式中，亮度分量、第一色度分量和第二色度分量的采样比例为4∶2∶2。

当亚采样格式为4∶2∶2时，采集卡采集数据后，将数据存入内存，内存中的数据按YUY2格式排列：Y0U0Y1V0 Y2U2Y3V2......其中，Y0、Y1、Y2和Y3分别为第一、二、三和四个像素的亮度分量，U0和U2分别为第一和第三个像素的第一色度分量，U0和U2分别为第一和第三个像素的第二色度分量，每个分量占用一个字节。

也就是说，当亮度分量、第一色度分量和第二色度分量的采样比例为4∶2∶2时，采集卡采集每一个像素的亮度分量，而对于第一色度分量和第二色度分量，从第一列像素开始，间隔选取像素，采集所选取的像素的第一色度分量和第二色度分量。

基于上述采样格式，下面对从参考帧中提取亮度分量图、第一色度分量图和第二色度分量图的方法进行介绍。

从参考帧中提取亮度分量图的方法为：将参考帧中的每一个像素作为目标像素，分离出每一个目标像素的亮度分量y₀(i_y，j_y)，将亮度分量构成的图像称为亮度分量图，其中，(i_y，j_y)为每一个亮度分量在亮度分量图的坐标，i_y大于等于0且小于等于N_y-1，j_y大于等于0且小于等于M_y-1，M_y和N_y分别为亮度分量在亮度分量图的高和宽两个方向上的个数。

从参考帧中提取第一色度分量图的方法为：从参考帧的第一列像素开始，每隔一列选取一列像素，将所选取的像素作为目标像素，分离出每一个目标像素的第一色度分量u₀(i_u，j_u)，将第一色度分量构成的图像称为第一色度分量图，其中，(i_u，j_u)为每一个第一色度分量在第一色度分量图的坐标，i_u大于等于0且小于等于N_u-1，j_u大于等于0且小于等于M_u-1，M_u和N_u分别为第一色度分量在第一色度分量图的高和宽两个方向上的个数。

从参考帧中提取第二色度分量图的方法为：从参考帧的第一列像素开始，每隔一列像素选取一列像素，将所选取的像素作为目标像素，分离出每一个目标像素的第二色度分量v₀(i_v，j_v)，将第二色度分量构成的图像称为第二色度分量图，其中，(i_v，j_v)为每一个第二色度分量在第二色度分量图的坐标，i_v大于等于0且小于等于N_v-1，j_v大于等于0且小于等于M_v-1，M_v和N_v分别为第二色度分量在第二色度分量图的高和宽两个方向上的个数。

以上所述提取亮度分量图、第一色度分量图和第二色度分量图的方法仅为举例说明，可基于不同的信号采样格式，采用不同的提取方法，此处不再赘述。

可见，上述从参考帧中提取亮度分量图、第一色度分量图和第二色度分量图的过程相当于按照参考帧的数据内容和格式，将内存中所存储的参考帧数据提取出来，从而分离出亮度分量图、第一色度分量图和第二色度分量图。

步骤b，采集输出视频的S个帧中的每一帧。

其中，按照与采集参考帧相同的采样格式对待检测视频输出设备的输出视频进行采集。

步骤c，计算每一帧的帧内加权平均峰值信噪比。

具体地说，步骤c包括以下几个流程：

步骤c1，根据采样格式，从待检测视频输出设备的每一帧中分别提取亮度分量图、第一色度分量图和第二色度分量图。

由于采集输出视频的S个帧中的每一帧的采样格式与采集参考帧的采样格式相同，因此从待检测视频输出设备的每一帧中分别提取亮度分量图、第一色度分量图和第二色度分量图的方法与从参考帧中提取亮度分量图、第一色度分量图和第二色度分量图的方法基本一致。

下面以亚采样格式中，亮度分量、第一色度分量和第二色度分量的采样比例为4∶2∶2的情况为例进行说明。

从待检测视频输出设备的每一帧中分别提取亮度分量图的方法为：将帧中的每一个像素作为目标像素，分离出每一个目标像素的亮度分量y_t(i_y，j_y)，将亮度分量构成的图像称为亮度分量图，其中，在第t帧中，亮度分量坐标为(i_y，j_y)的像素的亮度分量为y_t(i_y，j_y)。

从待检测视频输出设备的每一帧中分别提取第一色度分量图的方法为：从帧的第一列像素开始，每隔一列选取一列像素，将所选取的像素作为目标像素，分离出每一个目标像素的第一色度分量u_t(i_u，j_u)，将第一色度分量构成的图像称为第一色度分量图，其中，在第t帧中，第一色度分量坐标为(i_u，j_u)的像素的第一色度分量为u_t(i_u，j_u)。

从待检测视频输出设备的每一帧中分别提取第二色度分量图的方法为：从帧的第一个像素开始，每隔一列选取一列像素，将所选取的像素作为目标像素，分离出每一个目标像素的第二色度分量v_t(i_v，j_v)，将第二色度分量构成的图像称为第二色度分量图，其中，在第t帧中，第二色度分量坐标为(i_v，j_v)的像素的第二色度分量为v_t(i_v，j_v)。

步骤c2，根据每一帧的亮度分量图、第一色度分量图和第二色度分量图，计算每一帧的亮度分量峰值信噪比、第一色度分量峰值信噪比和第二色度分量峰值信噪比。

按照下式计算每一帧的亮度分量峰值信噪比：

${Y\_\mathrm{PSNR}}_t=10\×{\log }_{10}\frac{M_y{N}_y\·{255}^2}{\underset{j_y=0}{\overset{M_y-1}{\mathrm{\Σ}}}\underset{i_y=0}{\overset{N_y-1}{\mathrm{\Σ}}}{(y_t(i_y,j_y)-y_0(i_y,j_y))}^2},$

其中，Y_PSNR_t为第t帧的亮度分量峰值信噪比。

按照下式计算每一帧的第一色度分量峰值信噪比：

${U\_\mathrm{PSNR}}_t=10\×{\log }_{10}\frac{M_u{N}_u\·{255}^2}{\underset{j_u=0}{\overset{M_u-1}{\mathrm{\Σ}}}\underset{i_u=0}{\overset{N_u-1}{\mathrm{\Σ}}}{(u_t(i_u,j_u)-u_0(i_u,j_u))}^2},$

其中，U_PSNR_t为第t帧的第一色度分量峰值信噪比。

按照下式计算每一帧的第二色度分量峰值信噪比：

${V\_\mathrm{PSNR}}_t=10\×{\log }_{10}\frac{M_v{N}_v\·{255}^2}{\underset{j_v=0}{\overset{M_v-1}{\mathrm{\Σ}}}\underset{i_v=0}{\overset{N_v-1}{\mathrm{\Σ}}}{(v_t(i_v,j_v)-v_0(i_v,j_v))}^2},$

其中，V_PSNR_t为第t帧的第二色度分量峰值信噪比

步骤c3，根据每一帧的亮度分量峰值信噪比、第一色度分量峰值信噪比和第二色度分量峰值信噪比，按照下式计算每一帧的帧内加权平均峰值信噪比：

P(t)＝k₀Y_PSNR_t+k₁U_PSNR_t+k₂V_PSNR_t；

其中，K₀、K₁和K₂分别为亮度分量峰值信噪比、第一色度分量峰值信噪比和第二色度分量峰值信噪比的权系数，P(t)为第t帧的帧内加权平均峰值信噪比。

K₀、K₁和K₂的值按照采样格式设置，具体为：若亮度分量、第一色度分量和第二色度分量的采样比例为a∶b∶c，则：

$k_0=\frac{a}{a+b+c},$

$k_1=\frac{b}{a+b+c},$

$k_2=\frac{c}{a+b+c}.$

例如，当亮度分量、第一色度分量和第二色度分量的采样比例为4∶2∶2，则

$k_0=\frac{4}{4+2+2}=0.5,$

$k_1=\frac{2}{4+2+2}=0.25,$

$k_2=\frac{2}{4+2+2}=0.25.$

步骤d，根据每一帧的帧内加权平均峰值信噪比计算所有帧的加权平均峰值信噪比的平均值P_average，，其中，

步骤e，判断平均值P_average是否在预先设定的阈值范围内，如果是，则判断帧内质量合格；否则，判断帧内质量不合格。

在实际应用中，预先设定阈值范围的步骤可在步骤e之前的任意一个步骤执行，通常将阈值范围设置为大于60分贝(dB)。

步骤104，检测输出视频的S个帧中相邻帧的帧间质量。

首先，设置帧频采集频率，使帧频采集频率f大于等于输出视频的标称帧频f₀的二倍。

其中，标称帧频f₀是指合格的视频输出设备根据信源所输出的视频的帧频，也就是说，标称帧频f₀是指在理想情况下，输出视频的帧频。

在实际应用中，若出现丢帧或乱帧的现象，则相邻帧会发生中断或停顿现象，此时，实际帧频fx小于标称帧频f₀。

当采集帧频时，必须保证帧频采集频率f大于等于输出视频的标称帧频f₀的二倍，以避免遗漏发现帧中断或停顿的现象。

其次，按照设置的帧频采集频率f进行帧频采集，若采集到的实际帧频fx均等于标称帧频f₀，则表明没有发生中断和停顿现象，判断帧间质量合格；否则，记录采集到的实际帧频fx小于标称帧频f₀的次数，实际帧频fx小于标称帧频f₀的一次，则表明发生一次中断或停顿现象，若实际帧频fx小于标称帧频f₀的次数小于预先设定的阈值，则判断帧间质量合格；否则，判断帧间质量不合格，其中，阈值视实际情况而定。

步骤105，若帧内质量和帧间质量均合格，则判断待检测视频输出设备的视频输出质量合格；否则，判断视频输出质量不合格。

至此，本流程结束。

另外，需要说明的是，上述描述并不限定步骤103与104的执行顺序，在实际应用中，步骤103与104并行执行为较佳实施例。

基于上述通话方法，图2为本发明所提供的一种视频输出质量的检测装置的实施例的结构图。如图2所示，该装置用于对待检测视频输出设备202的视频输出质量进行检测，该装置包括：信源提供模块201、帧内质量检测模块203、帧间质量检测模块204和结果输出模块205。

其中，信源提供模块201提供一信源，所述信源为S个相同的连续帧的信号，其中，总帧数S为大于1的正整数；帧内质量检测模块203检测待检测视频输出设备202的输出视频的S个帧中每一帧的帧内质量；帧间质量检测模块204检测待检测视频输出设备202的输出视频的S个帧中相邻帧的帧间质量；结果输出模块205判断所述待检测视频输出设备202的视频输出质量是否合格，若所述帧内质量和帧间质量均合格，则判断所述待检测视频输出设备202的视频输出质量合格；否则，判断视频输出质量不合格。

检测帧内质量检测模块203包括：帧采集单元2031、计算单元2032、平均值计算单元2033和帧内质量判断单元2034。

其中，帧采集单元2031采集所述输出视频的S个帧中的每一帧；计算单元2032计算每一帧的帧内加权平均峰值信噪比；平均值计算单元2033根据每一帧的帧内加权平均峰值信噪比计算所有帧的加权平均峰值信噪比的平均值P_average；帧内质量判断单元2034判断所述平均值P_average是否在预先设定的阈值范围内，如果是，则判断帧内质量合格；否则，判断帧内质量不合格。

计算单元2032包括：参考帧采集子单元20321、参考帧分量提取子单元20322、帧分量提取子单元20323、峰值信噪比计算子单元20324和加权平均峰值信噪比计算子单元20325。

其中，参考帧采集子单元20321按照与采集待检测视频输出设备的每一帧相同的采样格式，采集采用合格的视频输出设备根据所述信源所输出视频的任意一个帧作为参考帧；参考帧分量提取子单元20322根据采样格式，从参考帧中提取亮度分量图、第一色度分量图和第二色度分量图；帧分量提取子单元20323根据采样格式，从待检测视频输出设备的每一帧中分别提取亮度分量图、第一色度分量图和第二色度分量图；峰值信噪比计算子单元20324根据每一帧的亮度分量图、第一色度分量图和第二色度分量图，计算每一帧的亮度分量峰值信噪比、第一色度分量峰值信噪比和第二色度分量峰值信噪比；加权平均峰值信噪比计算子单元20325根据所述每一帧的亮度分量峰值信噪比、第一色度分量峰值信噪比和第二色度分量峰值信噪比，按照下式计算每一帧的帧内加权平均峰值信噪比：

P(t)＝k₀Y_PSNR_t+k₁U_PSNR_t+k₂V_PSNR_t；

其中，K₀、K₁和K₂分别为亮度分量峰值信噪比、第一色度分量峰值信噪比和第二色度分量峰值信噪比的权系数，P(t)为第t帧的帧内加权平均峰值信噪比，Y_PSNR_t为第t帧的亮度分量峰值信噪比，U_PSNR_t为第t个帧的第一色度分量峰值信噪比，V_PSNR_t为第t帧的第二色度分量峰值信噪比。

帧间质量检测模块204包括：帧频设置单元2041和帧间质量判断单元2042。

其中，帧频设置单元2041设置帧频采集频率，使帧频采集频率大于等于输出视频的标称帧频的二倍；帧间质量判断单元2042按照设置的帧频采集频率进行帧频采集，若采集到的实际帧频均等于标称帧频，则判断帧间质量合格；否则，记录采集到的实际帧频小于标称帧频的次数，若实际帧频小于标称帧频的次数小于预先设定的阈值，则判断帧间质量合格；否则，判断帧间质量不合格

本发明所提供的一种视频输出质量的检测装置的实施例的具体说明请参照图1所示方法实施例中的相应说明，此处不再赘述。

综上，在本发明中，首先，提供一信源，信源为S个相同的连续帧的信号，待检测视频输出设备根据信源输出视频，其次，检测输出视频的S个帧中每一帧的帧内质量和相邻帧的帧间质量，若帧内质量和帧间质量均合格，则判断待检测视频输出设备的视频输出质量合格；否则，判断视频输出质量不合格，可见，本发明所提供的方法完成了对帧内和帧间质量的检测，提高了视频输出质量的检测精度。

另外，当对帧内质量进行检测时，利用帧的加权平均峰值信噪比的平均值对帧内质量的合格与否进行评估，使视频输出质量的检测完全依赖于输出信号的数据统计特性，使检测方法具有一致性、客观性和可记录性，而且，利用帧的加权平均峰值信噪比的平均值对帧内质量的合格与否进行评估并不依赖于原始数据的比较，从而能够提高检测的可靠性。

以上所述，仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (20)

1.一种视频输出质量的检测方法，其特征在于，该方法包括：

提供一信源，所述信源为S个相同的连续帧的信号，其中，总帧数S为大于1的正整数；

待检测视频输出设备接收所述信源的输入，并输出视频；

根据所述输出视频的S个帧的加权平均峰值信噪比的平均值P_average检测所述输出视频的S个帧中每一帧的帧内质量；

检测所述输出视频的S个帧中相邻帧的帧间质量；

若所述帧内质量和帧间质量均合格，则判断所述待检测视频输出设备的视频输出质量合格；否则，判断视频输出质量不合格。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述检测帧内质量的方法包括：

采集所述输出视频的S个帧中的每一帧；

计算每一帧的帧内加权平均峰值信噪比；

根据每一帧的帧内加权平均峰值信噪比计算所有帧的加权平均峰值信噪比的平均值P_average；

判断所述平均值P_average是否在预先设定的阈值范围内，如果是，则判断帧内质量合格；否则，判断帧内质量不合格。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述计算帧内加权平均峰值信噪比的方法包括：

A、预先采用标准的视频输出设备根据所述信源输出视频，按照与采集待检测视频输出设备的每一帧相同的采样格式，采集所述标准的视频输出设备的输出视频的任意一帧作为参考帧；

根据采样格式，从参考帧中提取亮度分量图、第一色度分量图和第二色度分量图；

B、根据采样格式，从待检测视频输出设备的每一帧中分别提取亮度分量图、第一色度分量图和第二色度分量图；

C、根据每一帧的亮度分量图、第一色度分量图和第二色度分量图，计算每一帧的亮度分量峰值信噪比、第一色度分量峰值信噪比和第二色度分量峰值信噪比；

D、根据所述每一帧的亮度分量峰值信噪比、第一色度分量峰值信噪比和第二色度分量峰值信噪比，按照下式计算每一帧的帧内加权平均峰值信噪比：

P(t)＝k₀Y_PSNR_t+k₁U_PSNR_t+k₂V_PSNR_t；

其中，K₀、K₁和K₂分别为亮度分量峰值信噪比、第一色度分量峰值信噪比和第二色度分量峰值信噪比的权系数，P(t)为第t帧的帧内加权平均峰值信噪比，Y_PSNR_t为第t帧的亮度分量峰值信噪比，U_PSNR_t为第t帧的第一色度分量峰值信噪比，V_PSNR_t为第t帧的第二色度分量峰值信噪比。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，当所述采样格式为：亮度分量、第一色度分量和第二色度分量的采样比例为4∶2∶2时，K₀＝0.5、K₁＝0.25和K₂＝0.25。

5.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述从参考帧中提取亮度分量图的方法为：分离出每一个目标像素的亮度分量y₀(i_y，j_y)，将亮度分量构成的图像称为亮度分量图，其中，(i_y，j_y)为每一个亮度分量在亮度分量图的坐标，i_y大于等于0且小于等于N_y-1，j_y大于等于0且小于等于M_y-1，M_y和N_y分别为亮度分量在亮度分量图的高和宽两个方向上的个数；

所述从待检测视频输出设备的每一帧中提取亮度分量图的方法为：分离出每一个目标像素的亮度分量y_t(i_y，j_y)，将亮度分量构成的图像称为亮度分量图，其中，在第t帧中，亮度分量坐标为(i_y，j_y)的像素的亮度分量为y_t(i_y，j_y)。

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，当所述采样格式为：亮度分量、第一色度分量和第二色度分量的采样比例为4∶2∶2时，将参考帧中的每一个像素作为目标像素。

7.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述从参考帧中提取第一色度分量图的方法为：分离出每一个目标像素的第一色度分量u₀(i_u，j_u)，将第一色度分量构成的图像称为第一色度分量图，其中，(i_u，j_u)为每一个第一色度分量在第一色度分量图的坐标，i_u大于等于0且小于等于N_u-1，j_u大于等于0且小于等于M_u-1，M_u和N_u分别为第一色度分量在第一色度分量图的高和宽两个方向上的个数；

所述从待检测视频输出设备的每一帧中提取第一色度分量图的方法为：分离出每一个目标像素的第一色度分量u_t(i_u，j_u)，将第一色度分量构成的图像称为第一色度分量图，其中，在第t帧中，第一色度分量坐标为(i_u，j_u)的像素的第一色度分量为u_t(i_u，j_u)。

8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，当所述采样格式为：亮度分量、第一色度分量和第二色度分量的采样比例为4∶2∶2时，从参考帧的第一列像素开始，每隔一列像素选取一列像素，将所选取的像素作为目标像素。

9.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述从参考帧中提取第二色度分量图的方法为：分离出每一个目标像素的第二色度分量v₀(i_v，j_v)，将第二色度分量构成的图像称为第二色度分量图，其中，(i_v，j_v)为每一个第二色度分量在第二色度分量图的坐标，i_v大于等于0且小于等于N_v-1，j_v大于等于0且小于等于M_v-1，M_v和N_v分别为第二色度分量在第二色度分量图的高和宽两个方向上的个数；

所述从待检测视频输出设备的每一帧中提取第二色度分量图的方法为：分离出每一个目标像素的第二色度分量v_t(i_v，j_v)，将第二色度分量构成的图像称为第二色度分量图，其中，在第t帧中，第二色度分量坐标为(i_v，j_v)的像素的第二色度分量为v_t(i_v，j_v)。

10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，当所述采样格式为：亮度分量、第一色度分量和第二色度分量的采样比例为4∶2∶2时，从参考帧的第一列像素开始，每隔一列选取一列像素，将所选取的像素作为目标像素。

11.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述计算每一帧的亮度分量峰值信噪比的方法为：根据所述每一帧中每一个目标像素的亮度分量，按照下式计算每一帧的亮度分量峰值信噪比：

${Y\_\mathrm{PSNR}}_t=10\×{\log }_{10}\frac{M_y{N}_y\·{255}^2}{\underset{j_y=0}{\overset{M_y-1}{\mathrm{\Σ}}}\underset{i_y=0}{\overset{N_y-1}{\mathrm{\Σ}}}{(y_t(i_y,j_y)-y_0(i_y,j_y))}^2}.$

12.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述计算每一帧的第一色度分量峰值信噪比的方法为：根据所述每一帧中每一个目标像素的第一色度分量，按照下式计算每一帧的第一色度分量峰值信噪比：

${U\_\mathrm{PSNR}}_t=10\×{\log }_{10}\frac{M_u{N}_u\·{255}^2}{\underset{j_u=0}{\overset{M_u-1}{\mathrm{\Σ}}}\underset{i_u=0}{\overset{N_u-1}{\mathrm{\Σ}}}{(u_t(i_u,j_u)-u_0(i_u,j_u))}^2}.$

13.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，所述计算每一帧的第二色度分量峰值信噪比的方法包括：根据所述每一帧中每一个目标像素的第二色度分量，按照下式计算每一帧的第二色度分量峰值信噪比：

${V\_\mathrm{PSNR}}_t=10\×{\log }_{10}\frac{M_v{N}_v\·{255}^2}{\underset{j_v=0}{\overset{M_v-1}{\mathrm{\Σ}}}\underset{i_v=0}{\overset{N_v-1}{\mathrm{\Σ}}}{(v_t(i_v,j_v)-v_0(i_v,j_v))}^2}.$

14.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述计算所有帧的加权平均峰值信噪比的平均值P_average的方法为：累加所有帧的帧内加权平均峰值信噪比，将累加和除以总帧数S。

15.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述阈值范围为大于60db。

16.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述检测帧间质量的方法为：

设置帧频采集频率，使帧频采集频率大于等于输出视频的标称帧频的二倍；

按照设置的帧频采集频率进行帧频采集，若采集到的实际帧频均等于标称帧频，则判断帧间质量合格；否则，记录采集到的实际帧频小于标称帧频的次数，若实际帧频小于标称帧频的次数小于预先设定的阈值，则判断帧间质量合格；否则，判断帧间质量不合格。

17.一种视频输出质量的检测装置，用于对待检测视频输出设备的视频输出质量进行检测，其特征在于，该装置包括：信源提供模块、帧内质量检测模块、帧间质量检测模块和结果输出模块；其中，

所述信源提供模块，用于提供一信源，所述信源为S个相同的连续帧的信号，其中，总帧数S为大于1的正整数；

所述帧内质量检测模块，用于根据所述输出视频的S个帧的加权平均峰值信噪比的平均值P_average检测待检测视频输出设备的输出视频的S个帧中每一帧的帧内质量；

所述帧间质量检测模块，用于检测待检测视频输出设备的输出视频的S个帧中相邻帧的帧间质量；

所述结果输出模块，用于判断所述待检测视频输出设备的视频输出质量是否合格，若所述帧内质量和帧间质量均合格，则判断所述待检测视频输出设备的视频输出质量合格；否则，判断视频输出质量不合格。

18.根据权利要求17所述的装置，其特征在于，所述帧内质量检测模块包括：帧采集单元、计算单元、平均值计算单元和帧内质量判断单元；其中，

所述帧采集单元，用于采集所述输出视频的S个帧中的每一帧；

所述计算单元，用于计算每一帧的帧内加权平均峰值信噪比；

所述平均值计算单元，用于根据每一帧的帧内加权平均峰值信噪比计算所有帧的加权平均峰值信噪比的平均值P_average；

所述帧内质量判断单元，用于判断所述平均值P_average是否在预先设定的阈值范围内，如果是，则判断帧内质量合格；否则，判断帧内质量不合格。

19.根据权利要求18所述的装置，其特征在于，所述计算单元包括：参考帧采集子单元、参考帧分量提取子单元、帧分量提取子单元、峰值信噪比计算子单元和加权平均峰值信噪比计算子单元；其中，

所述参考帧采集子单元，用于按照与采集待检测视频输出设备的每一帧相同的采样格式，采集采用合格的视频输出设备根据所述信源所输出视频的任意一个帧作为参考帧；

所述参考帧分量提取子单元，用于根据采样格式，从参考帧中提取亮度分量图、第一色度分量图和第二色度分量图；

所述帧分量提取子单元，用于根据采样格式，从待检测视频输出设备的每一帧中分别提取亮度分量图、第一色度分量图和第二色度分量图；

所述峰值信噪比计算子单元，用于根据每一帧的亮度分量图、第一色度分量图和第二色度分量图，计算每一帧的亮度分量峰值信噪比、第一色度分量峰值信噪比和第二色度分量峰值信噪比；

所述加权平均峰值信噪比计算子单元，用于根据所述每一帧的亮度分量峰值信噪比、第一色度分量峰值信噪比和第二色度分量峰值信噪比，按照下式计算每一帧的帧内加权平均峰值信噪比：

P(t)＝k₀Y_PSNR_t+k₁U_PSNR_t+k₂V_PSNR_t；

其中，K₀、K₁和K₂分别为亮度分量峰值信噪比、第一色度分量峰值信噪比和第二色度分量峰值信噪比的权系数，P(t)为第t帧的帧内加权平均峰值信噪比，Y_PSNR_t为第t帧的亮度分量峰值信噪比，U_PSNR_t为第t帧的第一色度分量峰值信噪比，V_PSNR_t为第t帧的第二色度分量峰值信噪比。

20.根据权利要求17所述的装置，其特征在于，所述帧间质量检测模块包括：帧频设置单元和帧间质量判断单元；其中，

所述帧频设置单元，用于设置帧频采集频率，使帧频采集频率大于等于输出视频的标称帧频的二倍；

所述帧间质量判断单元，用于按照设置的帧频采集频率进行帧频采集，若采集到的实际帧频均等于标称帧频，则判断帧间质量合格；否则，记录采集到的实际帧频小于标称帧频的次数，若实际帧频小于标称帧频的次数小于预先设定的阈值，则判断帧间质量合格；否则，判断帧间质量不合格。

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