CN103686158B - 模拟视频信号输出设备检测方法和系统 - Google Patents

Abstract

一种模拟视频信号输出设备检测方法和系统，其中方法包括：采集标准模拟视频信号输出设备中的模拟信号和待测模拟视频信号输出设备中的模拟信号，每路信号连续采集相同多张图像，将每路信号中的多张图像按照预设合成规则合并成单张图像，每路信号获得一张合成图像；根据所述合成图像的大小将待测模拟视频信号输出设备对应的合成图像进行拆分处理，获得多个子图像；根据所述标准模拟视频信号输出设备对应的合成图像的像素值和所述待测模拟视频信号输出设备对应的合成图像的像素值计算各子图像的峰值信噪比；当子图像的峰值信噪比小于预设阈值时，判定该子图像对应的待测模拟视频信号输出设备异常。本发明方案实现实时检测待测，并且提高检测精度。

Description

模拟视频信号输出设备检测方法和系统

技术领域

本发明涉及信号检测技术领域，特别是涉及一种模拟视频信号输出设备检测方法和系统。

背景技术

为了提高视频画面的质量，往往会对视频信号输出设备进行检测。视频信号输出设备分为数字视频信号输出设备和模拟视频信号输出设备。对于数字视频信号输出设备的检测方法有很多种，但是对于模拟视频信号输出设备，由于模拟信号的不确定性，所以，没法像数字视频信号那样，通过采集单张图像来进行图像的客观评价。

传统技术中，对模拟视频信号输出设备的检测基本都是通过肉眼来观看，即主观评价方法，它的优点是能够真实的反映输出图像的直观质量，无技术障碍。但是它也有很多缺点，如需要对图像进行多次重复实验，无法应用数学模型对其进行描述，另外，主观评价结果还会受观察者的知识背景、观测动机、观测环境等因素的影响。耗时多、费用高，难以实现实时的质量评价。此外，由于模拟信号是不稳定的，主观质量评价无法查看到输出图像中闪烁、暗边角等情况，导致检测精度差。

发明内容

基于此，有必要针对无法实时检测模拟信号和检测精度差的问题，提供一种模拟视频信号检测方法和系统。

一种模拟视频信号输出设备检测方法，包括：

采集标准模拟视频信号输出设备中的模拟信号和待测模拟视频信号输出设备中的模拟信号，每路信号连续采集多张图像且每路信号采集图像张数相同，其中，所述标准模拟视频信号输出设备和所述待测模拟视频信号输出设备存储的模拟信号相同；

将每路信号中的多张图像按照预设合成规则合并成单张图像，每路信号获得一张合成图像；

根据所述合成图像的大小将待测模拟视频信号输出设备对应的合成图像进行拆分处理，获得多个子图像；

根据所述标准模拟视频信号输出设备对应的合成图像的像素值和所述待测模拟视频信号输出设备对应的合成图像的像素值计算各子图像的峰值信噪比；

当子图像的峰值信噪比小于预设阈值时，判定该子图像对应的待测模拟视频信号输出设备异常。

一种模拟视频信号输出设备检测系统，包括：

采集模块，用于采集标准模拟视频信号输出设备中的模拟信号和待测模拟视频信号输出设备中的模拟信号，每路信号连续采集多张图像且每路信号采集图像张数相同，其中，所述标准模拟视频信号输出设备和所述待测模拟视频信号输出设备存储的模拟信号相同；

合成模块，用于将每路信号中的多张图像按照预设合成规则合并成单张图像，每路信号获得一张合成图像；

拆分模块，用于根据所述合成图像的大小将待测模拟视频信号输出设备对应的合成图像进行拆分处理，获得多个子图像；

峰值信噪比计算模块，用于根据所述标准模拟视频信号输出设备对应的合成图像的像素值和所述待测模拟视频信号输出设备对应的合成图像的像素值计算各子图像的峰值信噪比；

异常判定模块，用于当子图像的峰值信噪比小于预设阈值时，判定该子图像对应的待测模拟视频信号输出设备异常。

上述模拟视频信号输出设备检测方法和系统，通过采集标准模拟视频信号输出设备中的模拟信号和待测模拟视频信号输出设备中的模拟信号，每路信号连续采集多张图像，将每路信号中的多张图像按照预设合成规则合并成单张图像，每路信号获得一张合成图像，由于机器截取速度快，从而检测出模拟信号不稳定的情况。然后将待测设备中的合成图像进行拆分，并与标准设备中的合成图像进行比对，计算出峰值信噪比，从而检测出待测设备是否异常，实现了实时检测待测模拟信号，并且提高了检测精度。

附图说明

图1为本发明模拟视频信号输出设备检测方法实施例的流程示意图；

图2为本发明模拟视频信号输出设备检测系统实施例的结构示意图。

具体实施方式

以下针对本发明模拟视频信号输出设备检测方法和系统的各实施例进行详细的描述。

如图1所示，为本发明模拟视频信号输出设备检测方法实施例的流程示意图，包括：

步骤S101：采集标准模拟视频信号输出设备中的模拟信号和待测模拟视频信号输出设备中的模拟信号，每路信号连续采集多张图像且每路信号采集图像张数相同，其中，标准模拟视频信号输出设备和待测模拟视频信号输出设备存储的模拟信号相同；

标准模拟视频信号输出设备是指预先调试好的输出设备，可以输出标准模拟视频信号。为了检测待测模拟视频信号输出设备，可以在标准设备和待测设备中存储相同的模拟信号。可以通过采集卡采集数据，采集数据时，可以分别对标准模拟视频信号输出设备和待测模拟视频信号输出设备进行采集，必须保证每路信号采集的图像必须是连续的，而且采集张数是大于或等于两张。在另一个优选方案中，采用采集卡同时对标准模拟视频信号输出设备和待测模拟视频信号输出设备的数据进行采集。其中，具体每路信号采集多少张图片（用N表示，且N>=2）是根据人眼识别率和采集卡的采集帧率决定，然后进行预设。比如，已知人眼识别率为每秒25帧，即接收一帧的时间不能大于秒。假设采集卡每秒采集100帧，则当采用公式计算出来的N值小于2时，N至少取2。比如，如果采集卡每秒采集20帧，则N>=2。

待测模拟视频信号输出设备可以只有一个，即每次检测只检测一路待测试模拟视频信号，将该信号与标准模拟视频信号进行比对，从而可以判断出该待测模拟视频信号输出设备是否异常。在另一个优选方案中，待测模拟视频信号输出设备的数量大于或等于两个。可以通过采集卡同时采集多路待测模拟视频信号，然后与标准模拟视频信号进行比对，从而实现同时对多台待测模拟视频信号输出设备进行检测。比如，采集卡可以有八个采集端口，其中一个端口用于采集标准模拟视频信号输出设备的视频信号，其他七个端口采集七个待测模拟视频信号输出设备，每各端口同时采集多张图片，且图片张数相同，从而实现同时对八个待测设备进行检测，可以检测出模拟信号不稳定情况，且提高了检测效率。

步骤S102：将每路信号中的多张图像按照预设合成规则合并成单张图像，每路信号获得一张合成图像；

当只检测一个待测模拟视频信号输出设备时，这里的每路是指标准设备输出的一路信号和待测设备输出的一路信号。当然，当检测多个待测设备时，这里的每路是指一路标准设备输出的信号和多路待测设备输出的信号。比如这里根据预先计算得到的多张是N张，则将每路信号的N张图像按照预设合成规则合并成单张图像。预设合成规则可以是很多种，比如：步骤S102包括：

A1：获取一路信号中每张图像像素点的R分量、G分量和B分量；

A2：计算多张图像对应像素点的R分量特征值、G分量特征值和B分量特征值；

A3：将R分量特征值、G分量特征值和B分量特征值分别设为该路信号的合成图像对应像素点的R分量、G分量和B分量。

步骤A2这里是根据获取的每张图像的像素点的R分量、G分量和B分量分别计算多张图像对应像素点的R分量特征值、G分量特征值和B分量特征值，即根据每张图像的像素点的R分量计算这几张图像对应的该像素点的R分量特征值，比如获取每张图像的第一个像素点的R分量，根据这些R分量确定第一个像素点的R分量特征值，最终将所有像素点的R分量特征值计算出来，即可确定合成图像的R分量。同理可推断合成图像的B分量和G分量。

在其中一个实施例中，R分量特征值、G分量特征值和B分量特征值可以是R分量平均值、G分量平均值和B分量平均值。即合成图像中像素点的R分量取N张图像对应像素点的R分量的平均值，合成图像中像素点的G分量取N张图像对应像素点的G分量的平均值，合成图像中像素点的B分量取N张图像对应像素点的B分量的平均值。

在其中一个实施例中，R分量特征值、G分量特征值和B分量特征值可以是R分量最大值、G分量最大值和B分量最大值。即合成图像中像素点的R分量取N张图像对应像素点的R分量的最大值，合成图像中像素点的G分量取N张图像对应像素点的G分量的最大值，合成图像中像素点的B分量取N张图像对应像素点的B分量的最大值。

在其中一个实施例中，R分量特征值、G分量特征值和B分量特征值可以是R分量最小值、G分量最小值和B分量最小值。即合成图像中像素点的R分量取N张图像对应像素点的R分量的最小值，合成图像中像素点的G分量取N张图像对应像素点的G分量的最小值，合成图像中像素点的B分量取N张图像对应像素点的B分量的最小值。

步骤S103：根据合成图像的大小将待测模拟视频信号输出设备对应的合成图像进行拆分处理，获得多个子图像；

可以根据合成图像的分辨率对待测设备的合成图像进行拆分，也可根据合成图像的长宽对待测设备的合成图像进行拆分。将合成图像分成多个子图像，从而可以通过对子图像的判断，判断出该合成图像是否异常，即该合成图像对应的待测设备是否异常，从而提高了检测精度。

在一个优选方案中可以按照合成图像的图像大小进行拆分，其中拆分后的子图像宽度与原合成图像宽度相同，拆分后的子图像长度小于原合成图像长度。通过这种拆分方式可以提高后续计算峰值信噪比效率。

步骤S104：根据标准模拟视频信号输出设备对应的合成图像的像素值和待测模拟视频信号输出设备对应的合成图像的像素值计算各子图像的峰值信噪比；

在其中一个实施例中，计算各子图像的峰值信噪比包括以下公式：

$\mathrm{MSE}=\frac{1}{M\×N}\underset{0\≤i\≤N}{\mathrm{\Σ}}\underset{0\≤j\≤M}{\mathrm{\Σ}}{(f_{\mathrm{ij}}-{f_{\mathrm{ij}}}^{,})}^2$

$\mathrm{PSNR}=10\×1g\frac{L\×L}{\mathrm{MSE}}$

其中，MSE表示均方误差，M表示子图像的长，N表示子图像的宽，f_ij表示标准模拟视频信号输出设备对应的合成图像像素点(i,j)的像素值，f_ij'表示待测模拟视频信号输出设备对应的合成图像像素点(i,j)的像素值，PSNR表示子图像的峰值信噪比，L表示子图像中像素的最大灰度值。

因此，计算前可以先获取子图像的长与宽、标准设备合成图像中每个像素点的像素值、待测设备合成图像中每个像素点的像素值、子图像中像素的最大灰度值。一般情况下，最大灰度值采用255。在其中一个方案中，还可以将标准设备中的合成图像按照待测设备合成图像的拆分方式进行拆分，后续计算中对应获取相应的像素值进行计算。

步骤S105：当子图像的峰值信噪比小于预设阈值时，判定该子图像对应的待测模拟视频信号输出设备异常。

当子图像的峰值信噪比大于预设阈值时，表示该子图像正常。当所有子图像的峰值信噪比都大于预设阈值时，则表示该待测设备正常。否则，该待测设备异常，可以提供报警，以便用户检修。

在其中一个实施例中，当子图像的峰值信噪比小于预设阈值时，可以保存标准设备对应的合成图像和待测设备对应的合成图像，以供用户进一步分析和确认。

可以通过重复步骤S101至步骤S105，实现对待测模拟视频信号输出设备的多次检测，从而提高检测精度。

上述实施例可以任意组合，在此不再一一赘述。比如，其中一个实施例可以通过安装在计算机里的模拟视频信号采集卡同时采集多路模拟视频信号，其中有一路为标准信号，每路信号都连续采集n张(n>=2)。接着将每一路信号的N张图像通过一定的规则合成单张图像，然后计算待测信号的图像与标准信号的图像在对应分块内的峰值信噪比PSNR，如果任一分块的峰值信噪比低于一定的阀值则判断该信号有问题，即待测模拟视频信号输出设备异常，并分别保存测试信号与标准信号图像，以供用户的进一步确认。

本发明还提供一种模拟视频信号输出设备检测系统，如图2所示，为本发明模拟视频信号输出设备检测系统实施例的结构示意图，包括：

采集模块210，用于采集标准模拟视频信号输出设备中的模拟信号和待测模拟视频信号输出设备中的模拟信号，每路信号连续采集多张图像且每路信号采集图像张数相同，其中，标准模拟视频信号输出设备和待测模拟视频信号输出设备存储的模拟信号相同；

合成模块220，用于将每路信号中的多张图像按照预设合成规则合并成单张图像，每路信号获得一张合成图像；

拆分模块230，用于根据合成图像的大小将待测模拟视频信号输出设备对应的合成图像进行拆分处理，获得多个子图像；

峰值信噪比计算模块240，用于根据标准模拟视频信号输出设备对应的合成图像的像素值和待测模拟视频信号输出设备对应的合成图像的像素值计算各子图像的峰值信噪比；

异常判定模块250，用于当子图像的峰值信噪比小于预设阈值时，判定该子图像对应的待测模拟视频信号输出设备异常。

在其中一个实施例中，待测模拟视频信号输出设备的数量大于或等于两个。

在其中一个实施例中，合成模块，包括：

获取模块，用于获取一路信号中每张图像像素点的R分量、G分量和B分量；

分量特征值计算模块，用于计算多张图像对应像素点的R分量特征值、G分量特征值和B分量特征值；

子合成模块，用于将R分量特征值、G分量特征值和B分量特征值分别设为该路信号的合成图像对应像素点的R分量、G分量和B分量。

在其中一个实施例中，R分量特征值、G分量特征值和B分量特征值为：R分量平均值、G分量平均值和B分量平均值，

在其中一个实施例中，R分量特征值、G分量特征值和B分量特征值为：R分量最大值、G分量最大值和B分量最大值

在其中一个实施例中，R分量特征值、G分量特征值和B分量特征值为：R分量最小值、G分量最小值和B分量最小值。

在其中一个实施例中，峰值信噪比计算模块用于采用以下公式计算峰值信噪比：

$\mathrm{MSE}=\frac{1}{M\×N}\underset{0\≤i\≤N}{\mathrm{\Σ}}\underset{0\≤j\≤M}{\mathrm{\Σ}}{(f_{\mathrm{ij}}-{f_{\mathrm{ij}}}^{,})}^2$

$\mathrm{PSNR}=10\×1g\frac{L\×L}{\mathrm{MSE}}$

其中，MSE表示均方误差，M表示子图像的长，N表示子图像的宽，f_ij表示标准模拟视频信号输出设备对应的合成图像像素点(i,j)的像素值，f_ij'表示待测模拟视频信号输出设备对应的合成图像像素点(i,j)的像素值，PSNR表示子图像的峰值信噪比，L表示子图像中像素的最大灰度值。

本发明的模拟视频信号输出设备检测系统与本发明的模拟视频信号输出设备检测方法是一一对应的，上述模拟视频信号输出设备检测方法实施例中的相关技术特征及其技术效果均适用于模拟视频信号输出设备检测系统实施例中，在此不再赘述。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (8)

1.一种模拟视频信号输出设备检测方法，其特征在于，包括：

采集标准模拟视频信号输出设备中的模拟信号和待测模拟视频信号输出设备中的模拟信号，每路信号连续采集多张图像且每路信号采集图像张数相同，其中，所述标准模拟视频信号输出设备和所述待测模拟视频信号输出设备存储的模拟信号相同；

将每路信号中的多张图像按照预设合成规则合并成单张图像，每路信号获得一张合成图像，其中，所述将每路信号中的多张图像按照预设合成规则合并成单张图像的步骤包括：获取一路信号中每张图像像素点的R分量、G分量和B分量；计算多张图像对应像素点的R分量特征值、G分量特征值和B分量特征值；将所述R分量特征值、G分量特征值和B分量特征值分别设为该路信号的合成图像对应像素点的R分量、G分量和B分量；

根据所述合成图像的大小将待测模拟视频信号输出设备对应的合成图像进行拆分处理，获得多个子图像；

根据所述标准模拟视频信号输出设备对应的合成图像的像素值和所述待测模拟视频信号输出设备对应的合成图像的像素值计算各子图像的峰值信噪比；

当子图像的峰值信噪比小于预设阈值时，判定该子图像对应的待测模拟视频信号输出设备异常。

2.根据权利要求1所述的模拟视频信号输出设备检测方法，其特征在于，所述待测模拟视频信号输出设备的数量大于或等于两个。

3.根据权利要求1或2所述的模拟视频信号输出设备检测方法，其特征在于，所述R分量特征值、G分量特征值和B分量特征值为：

R分量平均值、G分量平均值和B分量平均值，

或

R分量最大值、G分量最大值和B分量最大值

或

R分量最小值、G分量最小值和B分量最小值。

4.根据权利要求1或2所述的模拟视频信号输出设备检测方法，其特征在于，所述根据所述标准模拟视频信号输出设备对应的合成图像的像素值和所述待测模拟视频信号输出设备对应的合成图像的像素值计算各子图像的峰值信噪比包括以下公式：

$MSE=\frac{1}{M\&times;N}\underset{0\&le;i<N}{\&Sigma;}\underset{0\&le;j<M}{\&Sigma;}{(f_{ij}-{f_{ij}}^{,})}^2$

$PSNR=10\&times;\lg \frac{L\&times;L}{MSE}$

其中，MSE表示均方误差，M表示子图像的长，N表示子图像的宽，f_ij表示标准模拟视频信号输出设备对应的合成图像像素点(i,j)的像素值，f_ij'表示待测模拟视频信号输出设备对应的合成图像像素点(i,j)的像素值，PSNR表示子图像的峰值信噪比，L表示子图像中像素的最大灰度值。

5.一种模拟视频信号输出设备检测系统，其特征在于，包括：

采集模块，用于采集标准模拟视频信号输出设备中的模拟信号和待测模拟视频信号输出设备中的模拟信号，每路信号连续采集多张图像且每路信号采集图像张数相同，其中，所述标准模拟视频信号输出设备和所述待测模拟视频信号输出设备存储的模拟信号相同；

合成模块，用于将每路信号中的多张图像按照预设合成规则合并成单张图像，每路信号获得一张合成图像；所述合成模块包括获取模块、分量特征值计算模块和子合成模块；

所述获取模块，用于获取一路信号中每张图像像素点的R分量、G分量和B分量；

所述分量特征值计算模块，用于计算多张图像对应像素点的R分量特征值、G分量特征值和B分量特征值；

所述子合成模块，用于将所述R分量特征值、G分量特征值和B分量特征值分别设为该路信号的合成图像对应像素点的R分量、G分量和B分量；

拆分模块，用于根据所述合成图像的大小将待测模拟视频信号输出设备对应的合成图像进行拆分处理，获得多个子图像；

峰值信噪比计算模块，用于根据所述标准模拟视频信号输出设备对应的合成图像的像素值和所述待测模拟视频信号输出设备对应的合成图像的像素值计算各子图像的峰值信噪比；

异常判定模块，用于当子图像的峰值信噪比小于预设阈值时，判定该子图像对应的待测模拟视频信号输出设备异常。

6.根据权利要求5所述的模拟视频信号输出设备检测系统，其特征在于，所述待测模拟视频信号输出设备的数量大于或等于两个。

7.根据权利要求5或6所述的模拟视频信号输出设备检测系统，其特征在于，所述R分量特征值、G分量特征值和B分量特征值为：

R分量平均值、G分量平均值和B分量平均值，

或

R分量最大值、G分量最大值和B分量最大值

或

R分量最小值、G分量最小值和B分量最小值。

8.根据权利要求5或6所述的模拟视频信号输出设备检测系统，其特征在于，所述峰值信噪比计算模块用于采用以下公式计算峰值信噪比：

$MSE=\frac{1}{M\&times;N}\underset{0\&le;i<N}{\&Sigma;}\underset{0\&le;j<M}{\&Sigma;}{(f_{ij}-{f_{ij}}^{,})}^2$

$PSNR=10\&times;\lg \frac{L\&times;L}{MSE}$

其中，MSE表示均方误差，M表示子图像的长，N表示子图像的宽，f_ij表示标准模拟视频信号输出设备对应的合成图像像素点(i,j)的像素值，f_ij'表示待测模拟视频信号输出设备对应的合成图像像素点(i,j)的像素值，PSNR表示子图像的峰值信噪比，L表示子图像中像素的最大灰度值。