CN103024434B - 一种基于图像匹配的自动测试系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种基于图像匹配的自动测试系统，包括测试终端和图像采集设备。所述图像采集设备用于采集待测显示设备的实际输出图像，并将所述实际输出图像传送给所述测试终端；所述测试终端还用于接收所述实际输出图像后，截取所述实际输出图像的指定区域图像，并对所述指定区域图像进行分析处理，获取所述实际输出图像的指定区域图像的像素点的颜色编码值；所述测试终端还用于判断所述实际输出图像与所述正常输出图像是否匹配。本发明所提供的一种基于图像匹配的自动测试系统，避免了耗时长、重复、机械的人机交互操作，提高了对显示设备的测试效率和测试质量，并进一步地降低显示设备的生产成本。

Description

一种基于图像匹配的自动测试系统
技术领域
本发明涉及显示设备测试技术领域，尤其涉及一种基于图像匹配的自动测试系统。
背景技术
目前，大部分的数字电视技术领域的产品，如显示器、电视机、机顶盒、广告机等，在其开发过程中，为了保证产品的系统性能，通常需要对其的各项条目进行性能测试。
显示设备，是指以可见光的形式传递和处理信息的设备。目前，显示设备主要包括显示器、电视机和各种视频播放终端等。
目前现有的显示设备的接收性能指标的测试过程非常繁琐，主要的测试方法主要是通过人为地操作按键板或红外遥控器等来控制显示设备的每一项条目的测试，并且主观地判断该显示设备的输出图像是否与输入信号的设置及预期相符为标志，来检测该显示设备的系统性能是否正常。
在实际的测试过程中，这些显示设备的测试条目繁多，且测试过程复杂、测试形式多样、测试耗时长，现有的基于测试人员手动控制的显示设备测试方法受到了测试人员的主观因素(如测试人员的精力集中程度等)的限制，测试过程中非常容易出现漏测和误测，因而测试结果的准确性也难以得到保证。大部分显示设备的测试过程都是简单而重复的。在现有的测试技术中，测试人员需要不断地重复相同的操作，测试过程非常机械。在整个产品的研发过程中，人为控制的测试方法消耗了大量的人力资源，并导致产品研发成本高、周期长，且测试结果不可靠，甚至可能导致产品质量下降等严重后果。因此，现有的人为控制的测试方法已经难以适应实际应用需要。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是，提供一种基于图像匹配的自动测试系统，将重复、机械的测试工作交给计算机或其他测试终端来操作，提高测试结果的可靠性。
为解决以上技术问题，本发明提供一种基于图像匹配的自动测试系统，包括测试终端和图像采集设备。
所述测试终端存储有待测显示设备的正常输出图像的像素点的颜色编码值；
所述测试终端用于向所述待测显示设备发送控制信号，控制所述待测显示设备输出相应的图像；
所述图像采集设备用于采集所述待测显示设备的实际输出图像，并将所述实际输出图像传送给所述测试终端；
所述测试终端还用于接收所述实际输出图像后，截取所述实际输出图像的指定区域图像，并对所述指定区域图像进行分析处理，获取所述实际输出图像的指定区域图像的像素点的颜色编码值；
所述测试终端还用于判断所述实际输出图像的指定区域图像的像素点的颜色编码值与所述正常输出图像的相应区域图像的像素点的颜色编码值是否一一对应相同，包括：所述测试终端逐一计算所述实际输出图像的指定区域图像的像素点P1_i的颜色编码值与所述正常输出图像的相应区域图像的像素点P0_i的颜色编码值的误差值Ri，其中，Ri≥0，i＝1，2，……，N；
所述测试终端逐一判断所述误差值Ri是否在允许范围内；
若所述误差值Ri是在允许范围内，则所述测试终端判定所述实际输出图像的指定区域图像的像素点P1_i的颜色编码值与所述正常输出图像的相应区域图像的像素点P0_i的颜色编码值相同；反之，则所述测试终端判定所述实际输出图像的指定区域图像的像素点P1_i的颜色编码值与所述正常输出图像的相应区域图像的像素点P0_i的颜色编码值不相同；
所述测试终端还用于计算出所述实际输出图像的指定区域图像的总像素点数量N，以及颜色编码值一一对应相同的像素点的数量M，其中，M为自然数，N为正整数，且M≤N；
所述测试终端还用于判断所述实际输出图像与所述正常输出图像是否匹配，包括：
若比值M/N≥δ，则所述测试终端判定所述实际输出图像与所述正常输出图像相匹配，并产生测试正常信息；若比值0≤M/N<δ，所述测试终端判定所述实际输出图像与所述正常输出图像不匹配，并产生测试异常信息；其中，0<δ≤1。
本发明提供的一种基于图像匹配的自动测试系统，克服了现有的显示设备测试技术的不足，利用图像采集设备摄取所述显示设备的实际输出图像，并将该实际输出图像传输给测试终端，测试终端对该实际输出图像进行处理，通过计算图像的颜色编码值来判断所述实际输出图像与正常输出图像是否匹配来判断该显示设备的系统性能是否正常。其中，所述测试终端存储有预设的测试操作指令，在测试过程中，测试终端执行所述的预设的测试操作指令，控制整个测试工作的自动进行，整个测试过程完全几乎不需要人为干预。本发明提供的一种基于图像匹配的自动测试系统，操作简单、测试结果可靠，缩短了显示设备的研发时间，同时也节省了人力资源和降低了生产成本。
附图说明
图1是本发明提供的一种基于图像匹配的自动测试系统的第一实施例的结构示意图；
图2是图1所提供的基于图像匹配的自动测试系统所截取的实际输出图像的指定区域图像与正常输出图像的相应区域图像的对比示意图；
图3是本发明提供的一种基于图像匹配的自动测试系统的第二实施例的结构示意图；
图4是图3所提供的基于图像匹配的自动测试系统将实际输出图像的指定区域图像的像素点与正常输出图像的相应区域图像的像素点的颜色编码值一一对比的示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。
参见图1，是本发明提供的一种基于图像匹配的自动测试系统的第一实施例的结构示意图。
在第一实施例中，所述的一种基于图像匹配的自动测试系统包括有测试终端100和图像采集设备200。
其中，所述测试终端100存储有待测显示设备300的正常输出图像的各个像素点的颜色编码值。
所述测试终端100用于向所述待测显示设备300发送控制信号，控制所述待测显示设备300输出相应的图像。
具体实施时，测试终端100先存储所述待测显示设备300的所有显示界面的正常输出图像，并提取出每一个正常输出图像的各个像素点的颜色编码值，以作为每次测试过程中的基准值。在正常启动所述的基于图像匹配的自动测试系统后，待测显示设备300按照所述测试终端100传送过来的控制信号的指示，输出相应的信息以形成不同的显示界面。
在本实施例中，所述图像采集设备200用于采集所述待测显示设备300的实际输出图像，并将所述实际输出图像传送给所述测试终端100。
作为一种优选的实现方式，图像采集设备200为图像采集卡或摄像头。在本实施例中，具体地，图像采集设备200对待测显示设备300的显示界面的全画面进行采集，得到的数字图像信号(包括实际输出图像和正常输出图像)可称为位图(Bit Map)图像。位图图像是由多个称作“像素”的点组成的，这些像素点可以进行不同的排列和染色以构成显示图样。在对像素点进行染色时，每一个像素点都按照某种颜色编码模型进行颜色编码，相应地，每一个像素点都对应着一个或多个颜色编码值。
在本实施例中，所述测试终端100还用于接收所述实际输出图像后，截取所述实际输出图像的指定区域图像，并对所述指定区域图像进行分析处理，获取所述实际输出图像的指定区域图像的像素点的颜色编码值。
具体实施时，测试终端100中截取所述实际输出图像的指定区域图像的基本原理是：根据截图数学算法，测试终端100中存储有预先编写好的软件代码，以指定在所述实际输出图像中的所需测试的某一区域的位置参数；测试终端100根据该位置参数，将该指定的某一区域保存为一个位图图像(即指定区域图像)；所述测试终端100再将该指定区域图像进行颜色分析，获取该指定区域图像的各个像素点的颜色编码值。
在本实施例中，所述测试终端100还用于判断所述实际输出图像的指定区域图像的像素点的颜色编码值与所述正常输出图像的相应区域图像的像素点的颜色编码值是否一一对应相同。
所述测试终端100还用于计算出所述实际输出图像的指定区域图像的总像素点数量N，以及颜色编码值一一对应相同的像素点的数量M。其中，M为自然数，N为正整数，且M≤N。
参看图2，是图1所提供的基于图像匹配的自动测试系统所截取的实际输出图像的指定区域图像P100与正常输出图像的相应区域图像P200的对比示意图。
在实际输出图像的指定区域图像P100中，黑色方块的像素点表示：该像素点与正常输出图像的相应区域图像P200中的相应像素点的颜色编码值不相同。具体实施时，测试终端100需要计算出实际输出图像的指定区域图像P100(或正常输出图像的相应区域图像P200)的总像素点的数量N，并统计出在实际输出图像的指定区域图像P100中与正常输出图像的相应区域图像P200的颜色编码值相同的像素点的数量M。
所述测试终端100还用于判断所述实际输出图像与所述正常输出图像是否匹配。
具体实施时，待测显示设备300根据测试终端100的控制信号输出相应的图像，但在测试过程中，该实际输出图像与正常输出图像(又称为理想输出图像)之间往往存在一定的差异，因而在实际输出图像的指定区域图像中，通常只有一部分的像素点的颜色编码值与正常输出图像中的相应像素点的颜色编码值相同。
因此，在本实施例所提供的一种基于图像匹配的自动测试系统中，测试终端100在判断所述实际输出图像与所述正常输出图像是否匹配时，包括以下步骤：
若比值M/N≥δ，则所述测试终端100判定所述实际输出图像与所述正常输出图像相匹配，并产生测试正常信息；若比值0≤M/N<δ，所述测试终端100判定所述实际输出图像与所述正常输出图像不匹配，并产生测试异常信息；其中，0<δ≤1。
具体实施时，在实际输出图像的指定区域图像P100中，与正常输出图像的相应区域图像P200的颜色编码值相同的像素点的数量M与所述指定区域图像P100的总像素点的数量N的比例值M/N≥85％时，即δ＝85％时，测试终端100可判定所述实际输出图像与所述正常输出图像相匹配，即该待测显示设备300的系统性能正常，可满足一般应用场合的需要。在本实施例中，无需将待测显示设备300输出的实际输出图像与正常输出图像进行全画面的对比，提高了对显示设备的测试效率。
所述测试终端100还用于存储测试结果，即所述测试正常信息或所述测试异常信息。具体实施时，测试终端100可将测试结果记录在自定义的二进制数据文件中，再将该二进制数据文件存储在存储器中。工作人员可根据实际应用需要，随时查看该二进制数据文件中的记录信息，从而获取此次测试的情况。
进一步地，在本实施例中，所述测试终端100存储有预设的测试操作指令；所述测试终端100还用于根据所述预设的测试操作指令，控制所述图像采集设备200和所述待测显示设备300的工作。
参见图3，是本发明提供的一种基于图像匹配的自动测试系统的第二实施例的结构示意图。
在第二实施例中，所述的一种基于图像匹配的自动测试系统还包括电视信号发生器400。作为优选的实现方式，所述待测显示设备为电视信号接收终端500。在实践过程中，电视信号接收终端500主要是指能接收各种制式的电视信号的电视机。
在本实施例中，所述测试终端100还用于控制所述电视信号发生器400发送电视测试信号至所述电视信号接收终端500。
所述电视信号接收终端500还用于将所述电视测试信号转换为相应的输出图像。
在本实施例中，具体地，所述测试终端100还用于判断所述实际输出图像的指定区域图像的像素点的颜色编码值与所述正常输出图像的相应区域图像的像素点的颜色编码值是否一一对应相同，包括：
所述测试终端100逐一计算所述实际输出图像的指定区域图像的像素点P1_i的颜色编码值与所述正常输出图像的相应区域图像的像素点P0_i的颜色编码值的误差值Ri，其中，Ri≥0，i＝1，2，……，N。
图4是图3所提供的基于图像匹配的自动测试系统将实际输出图像的指定区域图像的像素点P1_i与正常输出图像的相应区域图像的像素点P0_i的颜色编码值一一对比的示意图。
所述测试终端100逐一判断所述误差值Ri是否在允许范围内。其中，误差值Ri＝(像素点P1_i的颜色编码值－像素点P0_i的颜色编码值)。具体地，当i＝1时，误差值R1＝(像素点P1_1的颜色编码值－像素点P0_1的颜色编码值)；当i＝2时，误差值R2＝(像素点P1_2的颜色编码值－像素点P0_2的颜色编码值)；如此类推，则当i＝N时，误差值RN＝(像素点P1_N的颜色编码值－像素点P0_N的颜色编码值)。具体实施时，若误差值允许范围是[-ε,+ε]，其中，ε≥0，即测试终端100要求误差值Ri的绝对值|Ri|≤ε，或误差值Ri的取值范围为：-ε≤Ri≤+ε。
若所述误差值Ri是在允许范围内，则所述测试终端100判定所述实际输出图像的指定区域图像的像素点P1_i的颜色编码值与所述正常输出图像的相应区域图像的像素点P0_i的颜色编码值相同；反之，则所述测试终端100判定所述实际输出图像的指定区域图像的像素点P1_i的颜色编码值与所述正常输出图像的ε相应区域图像的像素点P0_i的颜色编码值不相同。
在一种实现方式中，进一步地，所述正常输出图像和所述实际输出图像均采用红绿蓝色彩编码模型进行颜色编码，具体地，所述正常输出图像和所述实际输出图像中的每个像素点采用红(Red)、绿(Green)、蓝(Blue)，简称RGB色彩编码模型进行颜色编码。因此，在本实施例的各个像素点中，所述颜色编码值包括红色编码值、绿色编码值和蓝色编码值。
RGB色彩编码模型，其为位图图像中每一个像素的红、绿、蓝分量分配一个0～255范围内的强度值。RGB位图图像只使用红、绿、蓝三种基本颜色(简称三基色)，就可以通过不同比例的混合，在各种显示设备上重现达上千万种颜色，完全满足人眼对颜色体验的需要。
在本实施例中，当所述测试终端100逐一判断所述误差值Ri是否在允许范围内时，需要判断红、绿、蓝三种颜色的颜色编码值分别是否在允许范围内。因此，包括以下步骤：
所述测试终端100逐一判断所述实际输出图像的指定区域图像的像素点P1_i的红色编码值与所述正常输出图像的相应区域图像的像素点P0_i的红色编码值的误差值RR_i是否在允许范围内；
所述测试终端100逐一判断所述实际输出图像的指定区域图像的像素点P1_i的绿色编码值与所述正常输出图像的相应区域图像的像素点P0_i的绿色编码值的误差值RG_i是否在允许范围内；
所述测试终端100逐一判断所述实际输出图像的指定区域图像的像素点P1_i的蓝色编码值与所述正常输出图像的相应区域图像的像素点P0_i的蓝色编码值的误差值RB_i是否在允许范围内；
当所述误差值RR_i、误差值RG_i和误差值RB_i均在允许范围内时，所述测试终端100判定所述实际输出图像的指定区域图像的像素点P1_i的颜色编码值与所述正常输出图像的相应区域图像的像素点P0_i的颜色编码值相同；反之，所述测试终端100判定所述像素点P1_i的颜色编码值与所述像素点P0_i的颜色编码值不相同。
通常，在RGB色彩编码模型中，当误差值RR_i、误差值RG_i和误差值RB_i三者均在±10范围内时，测试终端100可判定所述实际输出图像的指定区域图像的像素点P1_i的颜色编码值与所述正常输出图像的相应区域图像的像素点P0_i的颜色编码值相同。
在另一种实现方式中，进一步地，所述正常输出图像和所述实际输出图像均采用“色调/饱和度/亮度”色彩编码模型进行颜色编码，简称HSV色彩编码模型。具体地，所述正常输出图像和所述实际输出图像中的每一个像素点均对其色调(Hue)、饱和度(Saturation)和亮度(Value)进行编码。因此，所述颜色编码值包括色调编码值、饱和度编码值和亮度编码值。
HSV色彩编码模型是根据颜色的直观特性而创建的一种颜色空间，也称六角锥体模型(Hexcone Model)。其中，色调(简称H)用角度度量，其取值范围为0°～360°，并且色调H从红色开始按逆时针方向计算，红色为0°，绿色为120°，蓝色为240°；饱和度(简称S)的取值范围为0.0～1.0；亮度(简称V)的取值范围为0.0(黑色)～1.0(白色)。在各种颜色编码模型中，RGB模型是面向硬件的，而HSV模型是面向用户的。
具体实施时，所述测试终端100逐一判断所述误差值Ri是否在允许范围内，包括：
所述测试终端100逐一判断所述实际输出图像的指定区域图像的像素点P1_i的色调编码值与所述正常输出图像的相应区域图像的像素点P0_i的色调编码值的误差值RH_i是否在允许范围内；
所述测试终端100逐一判断所述实际输出图像的指定区域图像的像素点P1_i的饱和度编码值与所述正常输出图像的相应区域图像的像素点P0_i的饱和度编码值的误差值RS_i是否在允许范围内；
所述测试终端100逐一判断所述实际输出图像的指定区域图像的像素点P1_i的亮度编码值与所述正常输出图像的相应区域图像的像素点P0_i的亮度编码值的误差值RV_i是否在允许范围内；
当所述误差值RH_i、误差值RS_i和误差值RV_i均在允许范围内时，所述测试终端100判定所述实际输出图像的指定区域图像的像素点P1_i的颜色编码值与所述正常输出图像的相应区域图像的像素点P0_i的颜色编码值相同；反之，所述测试终端100判定所述像素点P1_i的颜色编码值与所述像素点P0_i的颜色编码值不相同。
本发明实施例所提供的一种基于图像匹配的自动测试系统，基于图像颜色编码值的分析方法，将显示设备的实际输出图像与正常输出图像进行匹配，避免了耗时长、重复、机械的人机操作，提高了对显示设备的测试效率和测试质量，并进一步地降低显示设备的生产成本。
以上所述是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本发明的保护范围。

Claims (5)

1.一种基于图像匹配的自动测试系统，其特征在于，包括测试终端和图像采集设备；
所述测试终端存储有待测显示设备的正常输出图像的像素点的颜色编码值；
所述测试终端用于向所述待测显示设备发送控制信号，控制所述待测显示设备输出相应的图像；
所述图像采集设备用于采集所述待测显示设备的实际输出图像，并将所述实际输出图像传送给所述测试终端；
所述测试终端还用于接收所述实际输出图像后，截取所述实际输出图像的指定区域图像，并对所述指定区域图像进行分析处理，获取所述实际输出图像的指定区域图像的像素点的颜色编码值；
所述测试终端还用于判断所述实际输出图像的指定区域图像的像素点的颜色编码值与所述正常输出图像的相应区域图像的像素点的颜色编码值是否一一对应相同，包括：所述测试终端逐一计算所述实际输出图像的指定区域图像的像素点P1_i的颜色编码值与所述正常输出图像的相应区域图像的像素点P0_i的颜色编码值的误差值Ri，其中，Ri≥0，i＝1，2，……，N；
所述测试终端逐一判断所述误差值Ri是否在允许范围内；
若所述误差值Ri是在允许范围内，则所述测试终端判定所述实际输出图像的指定区域图像的像素点P1_i的颜色编码值与所述正常输出图像的相应区域图像的像素点P0_i的颜色编码值相同；反之，则所述测试终端判定所述实际输出图像的指定区域图像的像素点P1_i的颜色编码值与所述正常输出图像的相应区域图像的像素点P0_i的颜色编码值不相同；
所述测试终端还用于计算出所述实际输出图像的指定区域图像的总像素点数量N，以及颜色编码值一一对应相同的像素点的数量M，其中，M为自然数，N为正整数，且M≤N；
所述测试终端还用于判断所述实际输出图像与所述正常输出图像是否匹配，包括：
若比值M/N≥δ，则所述测试终端判定所述实际输出图像与所述正常输出图像相匹配，并产生测试正常信息；若比值0≤M/N<δ，所述测试终端判定所述实际输出图像与所述正常输出图像不匹配，并产生测试异常信息；其中，0<δ≤1。
2.如权利要求1所述的基于图像匹配的自动测试系统，其特征在于，
所述测试终端存储有预设的测试操作指令；
所述测试终端还用于根据所述预设的测试操作指令，自动控制所述图像采集设备和待测显示设备的工作。
3.如权利要求2所述的基于图像匹配的自动测试系统，其特征在于，还包括电视信号发生器；
所述的待测显示设备为电视信号接收终端；
所述测试终端还用于控制所述电视信号发生器发送电视测试信号至所述电视信号接收终端；
所述电视信号接收终端还用于将所述电视测试信号转换为相应的输出图像。
4.如权利要求1所述的基于图像匹配的自动测试系统，其特征在于，所述正常输出图像和所述实际输出图像均采用红绿蓝色彩编码模型进行颜色编码，所述颜色编码值包括红色编码值、绿色编码值和蓝色编码值；
所述测试终端逐一判断所述误差值Ri是否在允许范围内，包括：
所述测试终端逐一判断所述实际输出图像的指定区域图像的像素点P1_i的红色编码值与所述正常输出图像的相应区域图像的像素点P0_i的红色编码值的误差值RR_i是否在允许范围内；
所述测试终端逐一判断所述实际输出图像的指定区域图像的像素点P1_i的绿色编码值与所述正常输出图像的相应区域图像的像素点P0_i的绿色编码值的误差值RG_i是否在允许范围内；
所述测试终端逐一判断所述实际输出图像的指定区域图像的像素点P1_i的蓝色编码值与所述正常输出图像的相应区域图像的像素点P0_i的蓝色编码值的误差值RB_i是否在允许范围内；
当所述误差值RR_i、误差值RG_i和误差值RB_i均在允许范围内时，所述测试终端判定所述实际输出图像的指定区域图像的像素点P1_i的颜色编码值与所述正常输出图像的相应区域图像的像素点P0_i的颜色编码值相同；反之，所述测试终端判定所述像素点P1_i的颜色编码值与所述像素点P0_i的颜色编码值不相同。
5.如权利要求1所述的基于图像匹配的自动测试系统，其特征在于，所述正常输出图像和所述实际输出图像均采用“色调/饱和度/亮度”色彩编码模型进行颜色编码，所述颜色编码值包括色调编码值、饱和度编码值和亮度编码值；
所述测试终端逐一判断所述误差值Ri是否在允许范围内，包括：
所述测试终端逐一判断所述实际输出图像的指定区域图像的像素点P1_i的色调编码值与所述正常输出图像的相应区域图像的像素点P0_i的色调编码值的误差值RH_i是否在允许范围内；
所述测试终端逐一判断所述实际输出图像的指定区域图像的像素点P1_i的饱和度编码值与所述正常输出图像的相应区域图像的像素点P0_i的饱和度编码值的误差值RS_i是否在允许范围内；
所述测试终端逐一判断所述实际输出图像的指定区域图像的像素点P1_i的亮度编码值与所述正常输出图像的相应区域图像的像素点P0_i的亮度编码值的误差值RV_i是否在允许范围内；
当所述误差值RH_i、误差值RS_i和误差值RV_i均在允许范围内时，所述测试终端判定所述实际输出图像的指定区域图像的像素点P1_i的颜色编码值与所述正常输出图像的相应区域图像的像素点P0_i的颜色编码值相同；反之，所述测试终端判定所述像素点P1_i的颜色编码值与所述像素点P0_i的颜色编码值不相同。
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