CN102348127B - 电视画面质量检测系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种电视画面质量检测系统，其中包括：采样所述待测试画面的画面帧的信息获得采样信息的采样模块和对所述采样信息和选定的标准画面的标准采样信息进行比较得出画面质量比较结果的比较模块。所述采样模块通过识别所述画面帧中的行场同步信息，提取所述画面帧中的多个行信息和/或多个场信息作为采样信息。本发明还涉及一种上述系统运用的电视画面质量检测方法，采用本发明的电视画面质量检测系统以及方法，可以实现自动，快捷地检测电视画面质量从而加快电视的生产速度及效率。

Description

电视画面质量检测系统及方法

技术领域

本发明涉及一种电视画面检测技术，更具体地说，涉及一种电视画面质量检测系统以及该电视画面质量检测系统使用的方法。

背景技术

随着大屏幕和高清电视的普及，人们对电视的需求量，特别是大屏幕电视的需求量越来越大，因此电视画面的检查难度也越来越大，原有的电视画面质量检测需要人工观看，检查速度慢并且容易造成误判，无法保证检查的质量。随着大屏幕电视主板大规模的生产，急切需要一种自动，快捷的电视画面质量检测方法以加快电视的生产速度及效率。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于，针对现有技术的上述电视画面质量检测需要人工进行，并且检查速度慢无法保证检查质量的缺陷，提供一种自动，快捷误判少的电视画面质量检测系统以及该电视画面质量检测系统运用的方法。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：构造一种电视画面质量检测系统，其中，包括：采样所述待测试画面的画面帧的信息获得采样信息，并发送所述采样信息采样模块和接收所述采样信息，并对所述采样信息和选定的标准画面的标准采样信息进行比较得出画面质量比较结果的比较模块。

本发明所述的电视画面质量检测系统，其中，所述采样模块包括通过识别所述画面帧中的行场同步信息，采集所述画面帧的多个行信息和/或多个场信息作为采样信息的采集单元。

本发明所述的电视画面质量检测系统，其中，所述待测试画面包括低压差分信号的画面帧信号，所述采样模块包括将所述低压差分信号的画面帧信号转换为TTL电平信号的画面帧信号的第一信号转换单元、接收并采样所述TTL电平信号的画面帧信号的处理单元以及将所述TTL电平信号的画面帧信号转换为低压差分信号的画面帧信号发送出去的第二信号转换单元。

本发明所述的电视画面质量检测系统，其中，还包括与所述采样模块相连，显示所述画面帧的显示模块、根据所述比较结果自动切换所述待测试画面的控制信号发生器以及根据所述比较结果发出报警信号的报警模块。

本发明所述的电视画面质量检测系统，其中，还包括具有多套所述标准采样信息，选定一套所述标准采样信息并基于选定的标准采样信息发出采样指令的调整模块；所述采样模块包括根据所述采样指令采样所述待测试画面的画面帧信息获得与所选定的标准采样信息相应的采样信息的选择单元。

构造一种电视画面质量检测方法，其中，包括采样待测试画面的画面帧的信息获得采样信息；比较所述采样信息和选定的标准画面的标准采样信息进行比较得出画面质量比较结果。

本发明所述的电视画面质量检测方法，其中，通过识别所述画面帧中的行场同步信息，采集所述画面帧中的多个行信息或多个场信息作为采样信息。

本发明所述的电视画面质量检测方法，其中，包括：将所述待测试画面的低压差分信号的画面帧信号转换为TTL电平信号的画面帧信号；采样所述TTL电平信号的画面帧信号；将所述TTL电平信号的画面帧信号转换为低压差分信号的画面帧信号发送出去；接收所述低压差分信号的画面帧信号用于显示所述画面帧的显示过程。

本发明所述的电视画面质量检测方法，其中，还包括根据所述比较结果自动切换所述待测试画面的自动切换过程以及根据所述比较结果发出报警信号的报警过程。

本发明所述的电视画面质量检测方法，其中，还包括选定多套所述标准采样信息的其中一套并基于选定的标准采样信息发出采样指令；根据所述采样指令采样所述待测试画面的画面帧信息获得与所选定的标准采样信息相应的采样信息。

实施本发明的电视画面质量检测系统以及方法，具有以下有益效果：采用采样模块和比较模块的结构，由于采样模块提取的为待测试画面的画面帧中的采样信息，比较模块比较的是待测试画面的采样信息和标准画面的标准采样信息，在实现了画面质量自动比较的同时还兼顾了画面质量比较的速度，通过不同采样的比较结果反应整体的比较结果，适合电视工业化大规模的生产需要。

所述采样模块采用行场同步信息作为采样信息，这种采样信息获得方法简单、使用方便、传送数据量少、可比较性强。所述采样模块包括将低压差分信号的画面帧信号转换为TTL电平信号的画面帧信号的第一信号转换单元和实现TTL电平信号的画面帧信号转换为低压差分信号的画面帧信号的第二信号转换单元，第一信号转换单元将低摆幅的低压差分信号转换为高摆幅的TTL电平信号，使得通过识别电平高低实现行场同步信息的采样更加准确，第二信号转换单元将TTL电平信号转换为更易传输的低压差分信号，更加容易实现画面的实时传出。本发明还包括与采样模块相连的显示画面帧的显示模块，当比较模块发现画面质量问题时，可以通过人工观察该显示模块确认问题或在比较模块工作时通过人工观察该显示模块确认比较模块和采样模块的工作状态；本发明还包括自动切换待测试画面的控制信号发生器，该控制信号发生器根据比较模块产生的比较结果来切换待测试画面，使得不会出现前一画面没有检测完毕后一画面又要检测的问题，完全实现了画面质量检测的自动化，智能化；本发明还包括根据所述比较结果发出报警信号的报警模块，使得操作人员可以及时知道画面质量检测时出现的问题。由采样指令控制采样，可以调整采样信息的采样数量，类型，使得画面质量判断结果更加准确或采样过程更加快捷。

附图说明

下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明，附图中：

图1是本发明电视画面质量检测系统的一个优选实施例的结构示意图；

图2是本发明电视画面质量检测系统的另一个优选实施例的结构示意图；

图3是本发明电视画面质量检测系统的另一个优选实施例的结构示意图；

图4是本发明电视画面质量检测系统的另一个优选实施例的结构示意图；

图5是本发明电视画面质量检测系统的另一个优选实施例的结构示意图；

图6是本发明电视画面质量检测方法的一个优选实施例的流程图；

图7是本发明电视画面质量检测方法的一个优选实施例的流程图；

图8是本发明电视画面质量检测方法的一个优选实施例的流程图；

图9是本发明电视画面质量检测方法的一个优选实施例的流程图；

图10是本发明电视画面质量检测方法的一个优选实施例的第一信号转换单元的电路图；

图11是本发明电视画面质量检测方法的一个优选实施例的处理单元的电路图；

图12是本发明电视画面质量检测方法的一个优选实施例的第二信号转换单元的电路图。

具体实施方式

如图2所示，本发明电视画面质量检测系统包括采样模块1和比较模块2采样模块1用于接收所述待测试画面的画面帧同时提取所述画面帧中的采样信息，并发送所述采样信息。比较模块2用于接收所述采样信息，并对所述采样信息和选定的标准画面的标准采样信息进行比较得出画面质量比较结果。本电视画面质量检测系统工作时，首先将标准画面发送给采样模块1，由采样模块1提取标准画面的采样信息作为标准采样信息，并将标准采样信息发送给比较模块2，比较模块2接收并存储该标准采样信息作为画面质量比较的基准，如有多个不同的标准画面均可按照上述的方法处理提前存储在比较模块2中。然后开始待检测画面的检测，将待检测画面发送给采样模块1，由采样模块1提取待检测画面的采样信息并将该采样信息发送给比较模块2，比较模块2比较采样信息和相应的标准采样信息得出画面质量比较结果，确定该画面质量的好坏。本电视画面质量检测系统可以任意提取所需要的图像信息，而不是必须抓整个图像帧，极大减少了数据流量，使电视主板的大规模生产，电视画面检查全自动化成为可能。

作为本发明的一个优选实施例，采样模块1包括通过识别所述画面帧中的行场同步信息，采集所述画面帧的多个行信息和/或多个场信息作为采样信息的采集单元。采用行场同步信息作为采样信息方法简单，使用方便，传送数据量少，可比较性强。色彩判断无需涉及HSV，YUV色彩空间的复杂算法，而完全以二进制码流转换成的十进制数来实现比较判断。当然也可采用场消隐信息，行同步补偿信息，场同步补偿信息等。本电视画面质量检测系统以及方法采用采样信息比较电视画面质量，若选整个画面帧，以FHD分辨率/60P，R/G/B8bit编码为例，数据量为1920*1080*3*8＝48Mbit。RS232波特率设置为115200baud/s，二进制编码下也即115200bit/s，耗时＝数据量/比特率＝48Mbit/115200bit/s＝420S(程式运行时间较短忽略不计，仅计算数据传输时间，因此时间太长，不符合生产性要求。若选其中20行时，耗时则会约为整个画面帧耗时的1/50，即约为8S。若每个端口检查4个画面，即每个端口画面检查时间约为30S，符合大规模生产要求。使用代表一行或一场的同步信号采样，可以通过看门狗计时器精确读出任意行在任意场中为第几行，进而可精确识别任意像素点。而其他采样信息的方法只能大致确定问题的产生区域，不具备精确定位像素点的能力。根据实验表明，一般可选取10-20行来判断，这样既可以保证抽样覆盖的代表性和判断的准确率，又可以保证大规模生产对测试速度的要求。

如图3所示，作为本发明的一个优选实施例，采样模块1还包括将接收的画面帧的低压差分信号转换为晶体管-晶体管逻辑门电路(Transistor-TransistorLogic；简称TTL)电平信号的第一信号转换单元11、接收并采样所述TTL电平信号的画面帧信号的处理单元12以及将所述TTL电平信号的画面帧信号转换为低压差分信号的画面帧信号发送出去的第二信号转换单元13。由于低压差分信号为适合高速传送的小摆幅信号，进行采样信息的提取时出现错误的可能性较大，第一信号转换单元11将低压差分信号转换为TTL电平信号后，使得处理单元12更加容易识别出采样信号，使得通过识别电平高低实现行场同步信息的采样更加准确。第二信号转换单元13将TTL电平信号转换为更易传输的低压差分信号，更加容易实现画面的实时传出。

如图4所示，作为本发明的一个优选实施例，本电视画面质量检测系统还包括与采样模块1相连，显示被采样模块1接收的画面帧的显示模块3、根据所述比较结果自动切换所述待测试画面的控制信号发生器4以及根据所述比较结果发出报警信号的报警模块5。该显示模块3可接收(一般经TTL电平信号转换为低压差分信号之后接收)采样模块1处理的画面的画面帧信息，实现人工的辅助检查。当比较模块2发现画面质量问题时，可以通过人工观察该显示模块3确认问题或在比较模块2和采样模块1工作时通过人工观察该显示模块3确认比较模块2和采样模块1的工作状态。控制信号发生器4分别与比较模块2和待测试画面切换装置相连，根据比较模块2的比较结果，认定比较结束，可继续进行下个图像帧的比较或比较出现问题时，暂停待测试画面的处理。这样使得不会出现前一画面没有检测完毕后一画面又要检测的冲突问题，完全实现了画面质量检测的自动化，智能化。报警模块5根据比较结果发出报警信号，使得操作人员可以及时知道画面质量检测时出现的问题。

如图5所示，作为本发明的一个优选实施例，所述电视画面质量检测系统还包括具有多套所述标准采样信息，选定一套所述标准采样信息并基于选定的标准采样信息发出采样指令的调整模块，采样模块1包括根据所述采样指令采样所述待测试画面的画面帧信息获得与所选定的标准采样信息相应的采样信息的选择单元。调整模块发送采样指令给选择单元令其根据选定的标准采样信息提取采样信息，同时发送采样指令给比较模块2令其使用选定后的标准采样信息与相应的采样信息进行比较。当然可将调整模块设置在比较模块内，如图1所示，比较模块和采样模块的双向通信，就可实现调整模块的设置。这种设置实现了采样方式的及时调整，使得采样模块1不会一直采用固定的采样方式进行采样。采样模块1可以根据采样指令调整采样信息的采样数量、类型等参数使之与选定的标准采样信息相符，使得画面质量检测结果更加准确或画面质量检测速度更快。同时，提取标准画面的采样信息作为标准采样信息时，可以多提取甚至提取标准画面的全部信息，检测待测试画面的画面质量时，可以根据需要随时改变、增加或减少采集的与标准采样信息相应的采样信息。

如图6所示，本发明还包括一种电视画面质量检测方法，该电视画面质量检测方法包括采样待测试画面的画面帧的信息获得采样信息；比较所述采样信息和选定的标准画面的标准采样信息进行比较得出画面质量比较结果。本电视画面质量检测方法进行比较的为图像的采样信息，而不是必须整个图像帧，极大减少了数据流量，使电视主板的大规模生产，电视画面检查全自动化成为可能。

作为本发明的电视画面质量检测方法的一个优选实施例，步骤采样待测试画面的画面帧的信息获得采样信息是通过识别所述画面帧中的行场同步信息，抓取所述画面帧中的多个行信息或多个场信息。采用行场同步信息作为采样信息方法简单，使用方便，传送数据量少，可比较性强。色彩判断无需涉及HSV，YUV色彩空间的复杂算法，而完全以二进制码流转换成的十进制数来实现比较判断。当然也可采用场消隐信息，行同步补偿信息，场同步补偿信息等。

如图7所示，作为本发明的一个优选实施例，所述电视画面质量检测方法包括将所述待测试画面的低压差分信号的画面帧信号转换为TTL电平信号的画面帧信号；采样所述TTL电平信号的画面帧信号；将所述TTL电平信号的画面帧信号转换为低压差分信号的画面帧信号发送出去；接收所述低压差分信号的画面帧信号用于显示所述画面帧的显示过程。由于低压差分信号为适合高速传送的小摆幅信号，进行采样信息的提取时出现错误的可能性较大，将低压差分信号转换为TTL电平信号后，更加容易识别出采样信号，使得通过识别电平高低实现行场同步信息的采样更加准确。将TTL电平信号转换为更易传输的低压差分信号，更加容易实现画面的实时传出。所述显示过程实现人工的辅助检查，当发现画面质量问题时，可以通过人工观察问题的画面帧确认问题或在电视画面质量检测系统工作时通过人工观察画面帧确认电视画面质量检测系统是否正常工作。

如图8所示，作为本发明的一个优选实施例，所述电视画面质量检测方法还包括根据所述比较结果自动切换所述待测试画面的自动切换过程以及根据所述比较结果发出报警信号的报警过程。当在自动切换过程决定自动切换所述待测试画面时，步骤返回到采样待测试画面的画面帧的信息获得采样信息，当自动切换过程的判断结果为否时，结束画面质量检测过程。当报警过程发出警报时，结束画面质量检测过程；当报警过程不发出警报时，步骤返回到采样待测试画面的画面帧的信息获得采样信息。当然也可人为选定报警过程发出警报时只保存报警信息，步骤仍然返回到采样待测试画面的画面帧的信息获得采样信息。自动切换过程根据比较模块产生的比较结果来切换待测试画面，使得不会出现前一画面没有检测完毕后一画面又要检测的问题，完全实现了画面质量检测的自动化，智能化；报警过程根据所述比较结果发出报警信号，使得操作人员可以及时知道画面质量检测时出现的问题。

如图9所示，作为本发明的一个优选实施例，所述电视画面质量检测方法还包括：选定多套所述标准采样信息的其中一套并基于选定的标准采样信息发出采样指令；根据所述采样指令采样所述待测试画面的画面帧信息获得与所选定的标准采样信息相应的采样信息。所述电视画面质量检测方法加入了选定标准采样信息的采样指令，实现了采样方式的及时调整，使得不会一直采用固定的采样方式进行采样。可以根据采样指令调整采样信息的采样数量，类型等参数使之与标准采样信息相符，使得画面质量判断结果更加准确或画面质量检测速度更快。同时，提取标准画面的采样信息作为标准采样信息时，可以多提取甚至提取标准画面的全部信息，检测待测试画面的画面质量时，可以根据需要随时改变、增加或减少采集的与标准采样信息相应的采样信息。

硬件描述：如图1所示，

比较模块2为电脑主机。

第一信号转换单元11：如型号为DS90CF388(NS)的电平转换器件，可支持到QXGA分辨率，将LVDS电平转化为TTL电平，且提供H-SYNC，V-SYNC给FPGA实现行场的锁定和识别；

第二信号转换单元13：如型号为DS90C387(NS)的电平转换器件，可支持到QXGA分辨率，将TTL电平转化为LVDS电平，通过I2C的控制点屏。

处理单元12：如型号为XC3S1400A-4F6484C(Xilinx)的现场可编程门阵列芯片(Field-ProgrammableGateArray，FPGA)，接收程式发出的命令，抓取程式指定的某个画面帧中的某几行，识别行场同步信息，将含行场同步信息的像素编码比特流传给电脑主机。

闪存：如型号为M25P16(Numonyx)，提供给处理芯片Bootloader(引导加载)和初始设置。

软件描述：如图1所示，

控制信号发生器4控制待测试画面切换装置自动切换输出不同的画面输出到采样模块1，自动切换时间点由判断上一画面动作结束后的软件返回值来控制。

控制电脑主机通过RS232与处理芯片通信，通知处理芯片抓取图象码流，要求可以选择整个画面帧，也可以选择其中任意几行。

首先抓取标准画面，通过RS232传到电脑主机的串行bit流转化十进制数0-255(8bit)0-1024(10bit)，存成数据档，作为判断后续被检测画面质量的依据。

然后抓取待测试画面，通过RS232传到电脑主机的串行bit流转化为0-255(8bit)0-1024(10bit)，与标准画面数据档进行比较。

返回测试结果，NG则报警模块5以语音通知。

本电视画面质量检测系统以及方法采用的标准画面为：

由7色组成的标准彩条图：判断电视重显色彩的能力、色彩饱和度、锐利度以及亮色分离效果。

由红，绿，蓝，灰组成的64阶彩条图：判断电视画面彩色的层次(红绿蓝各饱和阶数)，画面是否有色偏(红绿蓝两两相差饱和阶数)，灰阶用来判断亮度的层次，饱和阶数越少，层次感越强。

Smpte(TheSocietyofMotionPictureandTelevisionEngineers；一种时间码概念)：判断系统频响特性。

三个标准画面通过客观评价基本上可以判断电视系统的视频部分的所有关键性能，这是目前电视系统视频特性测试最简单最客观的方法，当然也可增加其他适合的标准画面。

图10为本发明电视画面质量检测方法的一个优选实施例的第一信号转换单元的电路图。输入部分A0-A7为8对LVDS差分线，CLK为时钟信号，PLL为锁相环，SHFCLKOUT负责与后面FPGA芯片进行同步追踪。输出部分RED1、2，GRN1、2，BLU1、2为CMOS/TTL电平输出信号。

图11是本发明电视画面质量检测方法的一个优选实施例的处理单元的电路图。处理单元12为XC3S1400A的现场可编程门阵列芯片，其中VCCINT为内核电源接口，VCCAUX为辅助电源接口，VCCO为I/O电源接口。其他接口分别与比较模块、第一信号转换单元、第二信号转换单元和闪存相对应以完成相应的功能。

图12是本发明电视画面质量检测方法的一个优选实施例的第二信号转换单元的电路图。由于第二信号转换单元为第一信号转换单元的反转换单元，端口的定义与图10中类似或相同，具体参见图10的解释说明。

以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (6)

1.一种电视画面质量检测系统，其特征在于，包括：采样待测试画面的画面帧信息获得采样信息的采样模块(1)和对所述采样信息和选定的标准画面的标准采样信息进行比较得出画面质量比较结果的比较模块(2)，其中：

所述采样模块(1)包括通过识别所述画面帧中的行场同步信息采集所述画面帧的多个行信息和/或多个场信息作为采样信息的采集单元；

所述采样模块(1)包括将所述待测试画面的低压差分信号的画面帧信号转换为TTL电平信号的画面帧信号的第一信号转换单元(11)、采样所述TTL电平信号的画面帧信号的处理单元(12)以及将所述TTL电平信号的画面帧信号转换为低压差分信号的画面帧信号并发送出去的第二信号转换单元(13)；

所述标准画面为标准彩条图和64阶彩条图和Smpte。

2.根据权利要求1所述的电视画面质量检测系统，其特征在于，还包括与所述采样模块(1)相连，显示所述画面帧的显示模块(3)；根据所述比较结果自动切换所述待测试画面的控制信号发生器(4)以及根据所述比较结果发出报警信号的报警模块(5)。

3.根据权利要求1所述的电视画面质量检测系统，其特征在于，还包括具有多套所述标准采样信息，选定一套所述标准采样信息并基于选定的标准采样信息发出采样指令的调整模块；所述采样模块(1)包括根据所述采样指令采样所述待测试画面的画面帧信息获得与所选定的标准采样信息相应的采样信息的选择单元。

4.一种电视画面质量检测方法，其特征在于，包括：

采样待测试画面的画面帧信息获得采样信息，其中，通过识别所述画面帧中的行场同步信息，采集所述画面帧的多个行信息或多个场信息作为采样信息；包括：

将所述待测试画面的低压差分信号的画面帧信号转换为TTL电平信号的画面帧信号；

采样所述TTL电平信号的画面帧信号；

将所述TTL电平信号的画面帧信号转换为低压差分信号的画面帧信号并发送出去；

比较所述采样信息和选定的标准画面的标准采样信息进行比较得出画面质量比较结果，其中，所述标准画面为标准彩条图和64阶彩条图和Smpte。

5.根据权利要求4所述的电视画面质量检测方法，其特征在于，还包括根据所述比较结果自动切换所述待测试画面的自动切换步骤以及根据所述比较结果发出报警信号的报警步骤。

6.根据权利要求4所述的电视画面质量检测方法，其特征在于，还包括：

选定多套所述标准采样信息的其中一套并基于选定的标准采样信息发出采样指令；

根据所述采样指令采样所述待测试画面的画面帧信息获得与所选定的标准采样信息相应的采样信息。