CN102695075A - 检测显示屏上无视频信号的方法和设备及其系统 - Google Patents

Abstract

公开了一种检测显示屏上无视频信号的方法和设备以及系统。该方法包括步骤：捕获待检测的显示屏的整个屏幕的图像；计算捕获的图像的直方图；将直方图满足预定分布的图像确定为候选图像；基于相邻的候选图像的直方图之间的距离来判断该相邻的候选图像是否相似；在相似的连续候选图像数目达到预定值的情况下，输出表示显示屏上无视频信号的信号。本发明的上述方案能够提高检测的可靠性和检测精度。

Description

检测显示屏上无视频信号的方法和设备及其系统

技术领域

本发明涉及对视频信号的分析，具体涉及对摄像机捕获的视频进行分析，用于对显示设备的自动检测。

背景技术

诸如LCD显示屏之类的显示屏在出厂之前要对屏幕进行测试，避免有缺陷的产品投放到市场上。通常的测试方法是由人进行目测或者手动测试。这种测试方法的效率较低，只能在工作时间，例如白天，进行测试。尤其在需要大批量生产的情况下，特别需要不依赖人力的对显示屏进行自动测试的技术。

中国专利文献(公告号：CN201278570Y，公告日：2009年7月22日)公开了一种测试并发送无线数字电视的黑屏的装置。该专利文献提出了一种识别无线数字电视的黑屏的装置，其中将检测结果以无线的方式上传。如图1所示，该装置1包括摄像头11、A/D转换器12、存储器13、图像处理器14、移动通讯模块15和天线16。摄像头11捕获无线数字电视接收机2的显示屏上显示的图标(Logo)。如果电视的图标(Logo)未出现在屏幕的左侧或者不正常并且持续时间超过一个阈值，则检测到黑屏错误。然后，通过移动通讯模块15和天线16将检测结果报告给中心监控服务器。图1示出了根据该现有技术的检测装置的结构示意图。

但是，该专利文献提出的技术仍旧存在一些问题。例如，它仅仅通过检测电视屏幕上显示的图标来判断是否存在黑屏。该方法的应用领域非常狭窄。例如，尽管图标出现在屏幕上，但是没有其它的图像出现在屏幕上时，将会导致错误的检测结果。再如，由于屏幕显示图像的背景处于变动之中，导致检测结果不可靠。例如，如果电视的图标是半透明并且图标区域中的背景是变化的，对图标的检测将会不可靠。因此，需要一种能够提高显示屏的检测可靠性的技术。

发明内容

本发明的目的是提供一种检测显示屏上无视频信号的方法和设备及其系统，其能够提高检测的可靠性和检测精度。

在本发明的一个方面，提出了一种检测显示屏上无视频信号的方法，包括步骤：捕获待检测的显示屏的整个屏幕的图像；计算捕获的图像的直方图；将直方图满足预定分布的图像确定为候选图像；基于相邻的候选图像的直方图之间的距离来判断该相邻的候选图像是否相似；在相似的连续候选图像数目达到预定值的情况下，输出表示显示屏上无视频信号的信号。

根据本发明的实施例，通过判断直方图之间的距离是否大于预定的距离阈值来判断相邻的候选图像是否相似。

根据本发明的实施例，所述预定分布具体为：整幅图像的灰度分布仅仅有一个峰。

根据本发明的实施例，所述预定分布具体为：整幅图像的灰度分布仅仅有一个峰，并且该峰两侧预定范围内的像素的数目与整幅图像的像素数之比大于预定的阈值。

根据本发明的实施例，所述的方法还包括在捕获待检测的显示屏的整个屏幕的图像之前通过远程设备发送信号以启动显示屏的步骤。

在本发明的另一方面，提出了一种检测显示屏上无视频信号的设备，包括：计算针对待检测的显示屏的整个屏幕所捕获的图像的直方图的装置；将直方图满足预定分布的图像确定为候选图像的装置；基于相邻的候选图像的直方图之间的距离来判断该相邻的候选图像是否相似的装置；在相似的连续候选图像数目达到预定值的情况下，输出表示显示屏上无视频信号的信号的装置。

根据本发明的实施例，为了提高检测的可靠性，使用显示屏的整个图像来进行检测。这避免了仅仅依赖屏幕上的一小块区域或者依赖于像检测器来进行检测带来的不可靠性。

另外，为了提高检测的精度，使用了无信号图像的特征，例如，灰度值的窄分布和分布的相似度。这种检测方法不但能够检测黑屏，而且能够检测没有视频信号的其它屏幕。

另外，为了减小计算复杂度，本发明用直方图来表示图像灰度值的分布。

附图说明

从下面结合附图的详细描述中，本发明的上述特征和优点将更明显，其中：

图1示出了根据现有技术的检测装置的结构示意图；

图2示出了根据本发明实施例的检测系统的结构示意图；

图3示出了检测单元的结构示意图；

图4示出了没有视频信号情况下的显示屏的例子；

图5示出了根据本发明实施例的检测方法的示意图；

图6示出了根据本发明实施例的方法中判断无视频信号的候选者的示意图；

图7示出了根据本发明实施例的检测方法的流程图；

图8示出了根据本发明实施例的检测模块的操作过程的示意图；以及

图9示出了根据本发明实施例的自动测试显示屏的应用例子。

具体实施方式

下面，参考附图详细说明本发明的优选实施方式。在附图中，虽然示于不同的附图中，但相同的附图标记用于表示相同的或相似的组件。为了清楚和简明，包含在这里的已知的功能和结构的详细描述将被省略，否则它们将使本发明的主题不清楚。

图2示出了根据本发明实施例的识别显示屏上无视频信号的系统的示意图。

如图2所示，该屏幕70是诸如LCD的显示屏或者其它的待测试的显示屏。摄像头30捕获屏幕70上的图像并且将捕获的图像序列发送给检测单元10。检测单元10能够对这些捕获的图像进行处理并检测屏幕上没有视频信号。这里，检测单元10可以是诸如PC之类的计算机。然后，检测单元10通过有线或者无线的方式将检测结果发送给远程监视器50。图3示出了根据本发明实施例的系统中的检测单元10的结构示意图。

如图3所示，通过处理器140执行软件来识别显示屏上没有视频信号。本发明的实施例提出了基于直方图来检测屏幕上没有视频信号。图4示出了没有视频信号的情况下图像序列的例子。这里，没有视频信号时屏幕是黑的。需要注意的是，捕获的没有视频信号的图像可能表现出绿色或者其它的颜色。这取决于显示器的类型。如果捕获的没有视频信号的图像表现出其它的颜色，使用相同的方法进行检测。

如图3所示，根据本发明实施例的检测检测单元10优选地实施为一计算机，包括视频输入接口130，从摄像头30接收所捕获的待检测的显示屏的图像序列或视频，通过处理器140执行软件来对输入的图像序列进行分析和处理，判断显示屏上是否有视频信号。检测得到的结果或者通过视频输出接口110输出，或者是通过其它的接口120输出。另外，该检测单元10包括鼠标接口150，显示器180和键盘190，以及RAM 160和ROM170。电源100向整个检测单元10的各个部件供电。

对于通常的视频，图像的灰度值的分布是变化的。而且，分布的范围比较宽。在一幅正常图像的直方图中通常有多个局部的峰值。但是，对于没有视频信号的图像，灰度的分布非常窄，并且在直方图中仅仅有一个峰值。如果构成该峰值的像素的数目对该图像的全部像素的比值大于一个阈值，则将该图像看作没有视频信号图像的候选者。此外，对于没有视频信号的视频剪辑，候选图像的直方图非常类似。因此，如果仅仅检测一帧，可能会产生误判。

根据本发明的实施例，为了提高检测可靠性，对持续预定时间的一段视频进行分析，如果该段视频中的候选图像都具有相似的直方图，则认为检测到了无信号的图像。图5示出根据本发明实施例的方法。根据本发明的实施例，当一段视频中连续出现黑屏时才认为显示屏上没有视频信号。

图6示出了根据本发明实施例的方法中判断候选图像的示意图，即判断是否一幅图像中的灰度值的分布是窄还是宽。这里，假设最大峰值的位置是T_max。为了确定最大峰值的范围，需要获得最大峰值所在范围W的下限T₀和上限T₁。从最大峰值的位置T_max向左侧算起像素数小于或等于最大峰值的20％时的第一个位置为T₀，类似地从最大峰值的位置T_max向右侧算起像素数小于或等于最大峰值的20％时的第一个位置为T₁。然后，将T₀位置到T₁位置之间的范围W中所有像素进行求和。如果求和所得像素数目S对整幅图像的所有像素的数目之比大于预定的阈值S_t，则将该幅图像认为是没有视频信号的候选图像。这里，阈值S_t例如设置为80％以获得最优的结果。

然后，根据检测的候选图像的直方图来确定两幅图像之间的分布相似度。如果两幅图像之间的归一化欧拉距离小于预定的阈值，则认为两幅图像分布是类似的。如果具有相似分布的连续候选图像的长度大于或等于预定的阈值，则认为屏幕上没有视频信号。

如上所述，使用一幅图像的灰度值的直方图来表示该图像的灰度值分布。该方法简单而有效。图7示出了根据本发明实施例的方法的整体示意图。如图7所示，检测方法20主要分成两个部分，也就是初始化过程和检测过程。该初始化过程对整个系统进行初始化。在方框21，设置n(具有窄的分布并且具有相似分布的直方图的连续图像的数目)为0。在方框22，执行检测过程。图8示出了根据本发明实施例的检测过程所执行的操作。

如图8所示，N表示具有相似直方图的连续图像的数目的阈值。当n大于N时，输出无视频信号的错误。如果当前图像的直方图满足公式(1)，则该直方图被认为具有窄的分布(D＝1)。

D＝1，如果r＞R；否则为0……(1)

其中R是阈值，并且r＝A′/A。这里，A表示当前图像中所有的像素的数目并且A′表示峰值两侧预定范围内的像素的数目。

为了确定两个直方图是否相似，用下面的公式(2)计算距离两个直方图H_curr和H_prev之间的距离l：

$l=\frac{1}{M}\underset{i=1}{\overset{M}{\mathrm{\Σ}}}\left|\right|H_{\mathrm{curr}}\left(i\right)-H_{\mathrm{prev}}\left(i\right)\left|\right|......\left(2\right)$

其中，M表示直方图的维数。如果距离l大于预定的阈值L，则认为这两个直方图是相似的。需要注意的是，也可以使用其它类型的距离度量。如果该图像被检测为没有视频信号的图像，则该图像的直方图被保存并且替换存储器中之前的图像的直方图，用于对下一帧进行处理。

检测单元10接收从摄像头30输入的图像序列。在方框220，处理器140判断n是否大于N，如果小于，则流程前进到方框222，计算当前图像的直方图，然后在方框223按照如上所述的方法判断当前图像的直方图是否是窄的直方图。

例如，假设最大峰值的位置是T_max。为了确定最大峰值的范围，需要获得最大峰值所在范围W的下限T₀和上限T₁。从最大峰值的位置T_max向左侧算起像素数小于或等于最大峰值的20％时的第一个位置为T₀，类似地从最大峰值的位置T_max向右侧算起像素数小于或等于最大峰值的20％时的第一个位置为T₁。然后，将T₀位置到T₁位置之间的范围W中所有像素进行求和。如果求和所得像素数目S对整幅图像的所有像素的数目之比大于预定的阈值S_t，则将该幅图像认为是没有视频信号的候选图像。这里，阈值S_t例如设置为80％以获得最优的结果。

如果在方框223判断的结果是否定的，则流程前进到步骤224，将n设置为0，流程前进到方框220。

如果在方框223，处理器判断当前图像的直方图是窄的分布，则流程前进到方框225，判断n是否为0。如果是的话，流程前进到方框226，将n加1进行更新，并且将当前图像的直方图替换前一图像的直方图。接下来，流程前进到方框220。

如果在方框225判断的结果是否定的，则在方框227基于公式(2)计算两幅相邻的图像直方图之间的相似度。然后在方框228判断二者是否相似，如果相似，则流程转到方框226，否则将n置0，流程转到方框220。在方框220，如果n大于N，则在方框221输出表示检测的无视频信号的信号。

除了上述的实施例，本发明还可以应用于其它的领域。例如LCD电视，移动终端等等。这些产品在出厂之前必须仔细检查是否有缺陷。而且，当LCD产品有问题并且导致屏幕没有信号时，必须找到原因来解决。例如，该检测认为需要在晚上完成，一个或多个工人必须要晚上工作才能够进行检测。因此，简单的目测工作变成了沉重的工作压力。利用本发明上述实施例的方法就能够解决该问题。这样，工人可以对检测结果进行分析来判断哪里出现了问题。这种方法非常有效并且大大降低了工人的工作压力，提高了工作效率。

图9示出了根据本发明实施例的方法和设备的一个具体应用。如图9所示，远程服务器通过因特网连接PC向遥控器发送信号来启动显示屏，然后对作为目标的显示屏进行检测。摄像头捕获显示屏的图像，通过有线或者无线的方式传输到PC，执行相应的判断操作，PC按照本发明的上述方法进行判断，并且将判断结果传输给服务器。

当然，上述的应用可以扩展到其它的领域，诸如无人值守电视广播站。当出现了无信号问题时，远程检测系统能够用本发明的方法检测到这种类型的错误，并采取相应的措施。传输信号的方法可以是无线的或者是有线的。本发明实施例提出的识别显示屏上没有视频信号的方法简单、快速且有效。本发明具有较宽的应用范围，诸如显示器自动测试系统，远程监控雄和一些智能系统中。

上面的描述仅用于实现本发明的实施方式，本领域的技术人员应该理解，在不脱离本发明的范围的任何修改或局部替换，均应该属于本发明的权利要求限定的范围，因此，本发明的保护范围应该以权利要求书的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种检测显示屏上无视频信号的方法，包括步骤：

捕获待检测的显示屏的整个屏幕的图像；

计算捕获的图像的直方图；

将直方图满足预定分布的图像确定为候选图像；

基于相邻的候选图像的直方图之间的距离来判断该相邻的候选图像是否相似；

在相似的连续候选图像数目达到预定值的情况下，输出表示显示屏上无视频信号的信号。

2.如权利要求1所述的方法，其中，通过判断直方图之间的距离是否大于预定的距离阈值来判断相邻的候选图像是否相似。

3.如权利要求1所述的方法，其中，所述预定分布具体为：整幅图像的灰度分布仅仅有一个峰。

4.如权利要求1所述的方法，其中，所述预定分布具体为：整幅图像的灰度分布仅仅有一个峰，并且该峰两侧预定范围内的像素的数目与整幅图像的像素数之比大于预定的阈值。

5.如权利要求1所述的方法，还包括在捕获待检测的显示屏的整个屏幕的图像之前通过远程设备发送信号以启动显示屏的步骤。

6.一种检测显示屏上无视频信号的设备，包括：

计算针对待检测的显示屏的整个屏幕所捕获的图像的直方图的装置；

将直方图满足预定分布的图像确定为候选图像的装置；

基于相邻的候选图像的直方图之间的距离来判断该相邻的候选图像是否相似的装置；

在相似的连续候选图像数目达到预定值的情况下，输出表示显示屏上无视频信号的信号的装置。

7.如权利要求6所述的设备，其中，通过判断直方图之间的距离是否大于预定的距离阈值来判断相邻的候选图像是否相似。

8.如权利要求6所述的设备，其中，所述预定分布具体为：整幅图像的灰度分布仅仅有一个峰。

9.如权利要求6所述的设备，其中，所述预定分布具体为：整幅图像的灰度分布仅仅有一个峰，并且该峰两侧预定范围内的像素的数目与整幅图像的像素数之比大于预定的阈值。

10.一种检测系统，包括：

如权利要求6～9之一所述的设备；以及

远程设备，在捕获待检测的显示屏的整个屏幕的图像之前发送信号以启动显示屏。

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