CN108769672A - 一种代替人工感知的音视频自动测试系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种代替人工感知的音视频自动测试系统，包括控制模块和依次连接的信号接收模块、信号处理模块、数字音频分析模块、数字视频分析模块和测试数据生成模块，以及一种代替人工感知的音视频自动测试方法，包括创建音视频自动测试系统；控制模块设置判定参数；信号处理模块将从信号接收模块接收的信号解析，将数字音频信号发送数字音频分析模块进行静音、爆音分析，将数字视频信号发送数字视频分析模块进行黑场、静帧和马赛克分析。控制模块根据测试数据生成报告。本发明对音视频信号进行分析，按照预先设置的判定标准对音视频质量进行判定，可完全替代研发和生产工人的重复性劳动，提高仪器设备的利用率，降低人工投入。

Description

一种代替人工感知的音视频自动测试系统及方法

技术领域

本发明涉及音视频信号检测技术领域，具体的说，是一种代替人工感知的音视频自动测试系统及方法。

背景技术

针对机顶盒、卫星接收机等音视频接收装配的生产研发企业，产品对接收信号中音视频还原能力是非常重要的质量参数。企业在研发和生产过程中将卫星、无线或者CATV同轴线调制的信号进行解调，转换为基带信号，解码芯片再降基带信号进行解码，以HDMI、SDI或者模拟音视频的形式输出，供下级设备进行处理或者播放，满足企业数据处理或者终端用户观看音视频的需求。如果产品性能较差，会出现输出的音视频出现卡顿、黑屏、爆音或者静音等故障现象，当前针对故障现象的检测基本通过人工感知监视和记录数据，最后判断产品是否达标。目前采用的人工感知、记录并判定结果的方法在研发和生产阶段能够有效避免不良产品流入下一环节或者市场，控制产品质量，避免企业和客户的损失。但是，由于产品覆盖很宽的频段和不同的调制方式，为了保证产品在任何条件和环境下能够正常解码和还原音视频，被测产品需要覆盖所有的频段和调制方式，以完成DVB-C产品的接收灵敏度和过载测试为例，测试需要覆盖3台样机，需要覆盖98个频道，需要覆盖64QAM和256QAM，需要覆盖大信号(过载)和小信号(灵敏度)测试，共需要1176项测试，若每项测试耗费1分钟，共需要19.6小时，约2.5个工作日。测试过程中需要切换信号制式、切换频道和调制方式等操作皆为重复性操作，耗费研发及生产系统大量的人力和时间。

发明内容

本发明的目的在于提供一种代替人工感知的音视频自动测试系统及方法，用于解决现有技术中人工感知的方法测试音视频信号耗时费力的问题。

本发明通过下述技术方案解决上述问题：

一种代替人工感知的音视频自动测试系统，包括信号接收模块、信号处理模块、音视频分析部分和控制模块，其中：

信号接收模块，用于接收SDI信号、模拟音频信号、模拟视频信号和HDMI信号，并输出至信号处理模块；

信号处理模块，用于接收信号接收模块输入的信号，并进行模数转换和信号分离后，将得到的数字音频信号、数字视频信号分别输出至音视频分析部分；

音视频分析部分，分别对输入的数字音频信号和数字视频信号进行检测，并将检测结果汇总生成测试数据并输出至所述控制模块；

控制模块，用于设定音视频分析部分的音频和视频质量判定参数并将参数传输至音视频分析部分，用于控制所述信号接收模块、信号处理模块和音视频分析部分以及读取测试数据生成测试报告。

本系统能够针对音视频接收产品的声音视频输出性能进行检测并上报测试结果，能够由控制模块控制信号源输出预设的信号，能够复制并支持多台设备同时测试，能够控制被测设备接收预设的信号，能够接收模拟音视频、SDI及HDMI信号，能够检测视频静帧、黑场及马赛克等故障现象，能够检测音频静音、爆音等故障，能够将检测结果上报和形成测试报告。采用自动测试流程，降低人力成本，减少测试时间。

优选地，所述音视频分析部分包括数字音频分析模块、数字视频分析模块和测试数据生成模块，其中：

数字音频分析模块，将输入的数字音频信号进行检测，并将检测结果输出至测试数据生成模块；

数字视频分析模块，将输入的数字视频信号进行检测，并将检测结果输出至测试数据生成模块；

测试数据生成模块，根据数字视频分析模块和数字视频分析模块的输入数据生成测试数据并上传至控制模块。

优选地，所述信号处理模块包括串并转换电路、第一编码电路、第二编码电路和音视频解析电路，其中：

串并转换电路，用于将输入的SDI信号串并转换并解析成数字音频信号和数字视频信号，并将分解后的数字音频信号输入数字音频分析模块，将分解后的数字视频信号输入数字视频分析模块；

第一编码电路，用于将输入的模拟音频信号进行模数转换，并将转换后的数字音频信号输入数字音频分析模块；

第二编码电路，用于将输入的模拟视频信号进行模数转换，并将转换后的数字视频信号输入数字视频分析模块；

音视频解析电路，用于将输入的HDMI信号解析成数字音频信号和数字视频信号，并将分解后的数字音频信号输入数字音频分析模块，将分解后的数字视频信号输入数字视频分析模块。

优选地，所述数字视频分析模块包括用于检测每一帧图像中纯黑像素占比的黑场检测单元、用于检测当前帧图像与前帧图像重复像素数目的静帧检测单元和用于检测当前帧与相同时间段的参考图像中不一致帧的数目的马赛克检测单元，所述黑场检测单元和马赛克检测单元分别与所述信号处理模块的输出端连接，所述黑场检测单元、静帧检测单元和马赛克检测单元分别连接视频检测结果输出单元。

优选地，所述数字音频分析模块包括依次连接的静音检测单元、爆音检测单元和声音细节检测单元，所述声音细节检测单元和静音检测模块分别与所述信号处理模块的输出端连接，所述静音检测模块、爆音检测模块和声音细节检测单元分别连接音频检测结果输出单元。

一种代替人工感知的音视频自动测试方法，包括：

步骤S1：创建音视频自动测试系统；

步骤S2：控制模块设置判定黑场、静帧、马赛克、静音、爆音和声音细节的参数，并将所述判定参数对应输入数字视频分析模块和数字音频分析模块；

步骤S3：被测设备将信号输入信号接收模块，信号接收模块将输入信号发送至信号处理模块，信号处理模块将解析后的数字音频信号发送至数字音频分析模块，将解析后的数字视频信号发送至数字视频分析模块；

步骤S4：包括，

A)数字音频分析模块检测到有输入信号时，黑场检测单元将检测的纯黑像素占与对应的设定值比较，静帧检测单元将检测重复像素数目与对应的设定值比较，马赛克检测单元将将检测的不一致帧的数目与对应的设定值比较，并将判定结果汇总输出；

B)数字视频分析模块检测到有输入信号时，静音检测单元将连续多个字节数据的变化率与对应的设定值比较，爆音检测单元将音量增大比例与对应的设定值比较，声音细节检测单元将当前音频出现数据异常的数目与对应的设定值比较，并将判定结果汇总输出。

优选地，所述A)具体包括：

数字音频分析模块中的静音检测单元判断输入信号中连续多个字节的数据的变化率，若变换率为0或者变化率小于设定值，则判断出现静音；

爆音检测单元对输入信号中的连续两个音频数据进行分析，若后一个音频数据的音频音量突然增大到设定比例，则判断出现爆音；

声音细节检测单元对输入信号的左右声道的数据进行分别求和以及CRC校验并进行缓存为参考音频，并将当前数据生成的求和以及CRC校验值与参考音频进行查找、对比，在设定时间内出现的数据异常超过设定比例则认定声音细节丢失；

对静音、爆音及声音细节丢失的情况进行汇总并由音频输出单元输出音频检测结果。

优选地，所述B)具体包括：

数字视频分析模块中的黑场检测单元检测输入信号中每一帧图像的像素，当帧中纯黑像素占总像素比例大于设定值，判定数字视频出现黑场；

静帧检测单元对当前帧图像的前N帧图像进行缓存，再将当前帧每个像素和缓存的帧像素进行一一比对，当重复像素数大于设定比例时，判定数字视频出现静帧；

马赛克检测单元首先将输入信号中的数字视频按照秒进行缓存，并计算每秒时间段内各个帧内各像素的亮度均值和对比度均值，对各个帧内的所有像素求CRC校验值；计算当前帧各像素的亮度均值和对比度均值和当前帧所有像素求CRC校验值，然后将当前帧的亮度均值、对比度均值和CRC校验值与与缓存中的各个帧的亮度均值、对比度均值和CRC校验值进行对比，确认当前图像所处时间段，将当前帧与缓存中所处时间段相同的图像进行对比，当数据不一致帧的数量大于设定值时判定图像出现马赛克；

对黑场检测单元、静帧检测单元和马赛克检测单元的结果进行汇总并由视频检测结果输出单元输出检测结果。

本发明与现有技术相比，具有以下优点及有益效果：

(1)本发明可以接收多种格式的音视频信号，对音视频信号进行分析，按照预先设置的判定标准对音视频质量进行判定，可完全替代研发和生产工人的重复性劳动，极大提高仪器设备的利用率，降低人工投入，提高研发和生产效率。

(2)本发明能够针对音视频接收产品的声音视频输出性能进行检测并上报测试结果，能够接收模拟音视频、SDI及HDMI信号，能够检测视频静帧、黑场及马赛克等故障现象，能够检测音频静音、爆音等故障，能够将检测结果上报和形成测试报告。

附图说明

图1为本发明的系统原理框图；

图2为数字音频分析模块的原理框图；

图3为数字视频分析模块的原理框图。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明作进一步地详细说明，但本发明的实施方式不限于此。

实施例1：

结合附图1所示一种代替人工感知的音视频自动测试系统，包括信号接收模块、信号处理模块、音视频分析部分和控制模块，其中：

信号接收模块，用于接收SDI信号、模拟音频信号、模拟视频信号和HDMI信号，并输出至信号处理模块；

信号处理模块，用于接收信号接收模块输入的信号，并进行模数转换和信号分离后，将得到的数字音频信号、数字视频信号分别输出至音视频分析部分；

音视频分析部分，分别对输入的数字音频信号和数字视频信号进行检测，并将检测结果汇总生成测试数据并输出至所述控制模块；

控制模块，用于设定音视频分析部分的音频和视频质量判定参数并将参数传输至音视频分析部分，用于控制所述信号接收模块、信号处理模块和音视频分析部分以及读取测试数据生成测试报告。

实施例2：

在实施例1的基础上，结合附图1所示，所述音视频分析部分包括数字音频分析模块、数字视频分析模块和测试数据生成模块，其中：

数字音频分析模块，将输入的数字音频信号进行检测，并将检测结果输出至测试数据生成模块；

数字视频分析模块，将输入的数字视频信号进行检测，并将检测结果输出至测试数据生成模块；

测试数据生成模块，根据数字视频分析模块和数字视频分析模块的输入数据生成测试数据并上传至控制模块。

实施例3：

在实施例2的基础上，结合附图1所示，所述信号处理模块包括串并转换电路、第一编码电路、第二编码电路和音视频解析电路，其中：

串并转换电路，用于将输入的SDI信号串并转换并解析成数字音频信号和数字视频信号，并将分解后的数字音频信号输入数字音频分析模块，将分解后的数字视频信号输入数字视频分析模块；

第一编码电路，用于将输入的模拟音频信号进行模数转换，并将转换后的数字音频信号输入数字音频分析模块；

第二编码电路，用于将输入的模拟视频信号进行模数转换，并将转换后的数字视频信号输入数字视频分析模块；

音视频解析电路，用于将输入的HDMI信号解析成数字音频信号和数字视频信号，并将分解后的数字音频信号输入数字音频分析模块，将分解后的数字视频信号输入数字视频分析模块。

实施例4：

在实施例2或3的基础上，结合附图2所示，所述数字视频分析模块包括用于检测每一帧图像中纯黑像素占比的黑场检测单元、用于检测当前帧图像与前帧图像重复像素数目的静帧检测单元和用于检测当前帧与相同时间段的参考图像中不一致帧的数目的马赛克检测单元，所述黑场检测单元和马赛克检测单元分别与所述信号处理模块的输出端连接，所述黑场检测单元、静帧检测单元和马赛克检测单元分别连接视频检测结果输出单元。

实施例5：

在实施例4的基础上，结合附图3所示，所述数字音频分析模块包括依次连接的静音检测单元、爆音检测单元和声音细节检测单元，所述声音细节检测单元和静音检测模块分别与所述信号处理模块的输出端连接，所述静音检测模块、爆音检测模块和声音细节检测单元分别连接音频检测结果输出单元。

实施例6：

结合附图1-3所示，一种代替人工感知的音视频自动测试方法，包括：

步骤S1：创建音视频自动测试系统；

步骤S2：控制模块设置判定黑场、静帧、马赛克、静音、爆音和声音细节的参数，并将所述判定参数对应输入数字视频分析模块和数字音频分析模块；

步骤S3：被测设备将信号输入信号接收模块，信号接收模块将输入信号发送至信号处理模块，信号处理模块将解析后的数字音频信号发送至数字音频分析模块，将解析后的数字视频信号发送至数字视频分析模块；

步骤S4：数字音频分析模块检测到有输入信号时：

数字音频分析模块中的静音检测单元判断输入信号中连续多个字节的数据的变化率，若变换率为0或者变化率小于设定值，则判断出现静音；

爆音检测单元对输入信号中的连续两个音频数据进行分析，若后一个音频数据的音频音量突然增大到设定比例，则判断出现爆音；

声音细节检测单元对输入信号的左右声道的数据进行分别求和以及CRC校验并进行缓存为参考音频，并将当前数据生成的求和以及CRC校验值与参考音频进行查找、对比，在设定时间内出现的数据异常超过设定比例则认定声音细节丢失；

对静音、爆音及声音细节丢失的情况进行汇总并由音频输出单元输出音频检测结果。

数字视频分析模块检测到有输入信号时：

数字视频分析模块中的黑场检测单元检测输入信号中每一帧图像的像素，当帧中纯黑像素占总像素比例大于设定值，判定数字视频出现黑场；

静帧检测单元对当前帧图像的前N帧图像进行缓存，再将当前帧每个像素和缓存的帧像素进行一一比对，当重复像素数大于设定比例时，判定数字视频出现静帧；

马赛克检测单元首先将输入信号中的数字视频按照秒进行缓存，并计算每秒时间段内各个帧内各像素的亮度均值和对比度均值，对各个帧内的所有像素求CRC校验值；计算当前帧各像素的亮度均值和对比度均值和当前帧所有像素求CRC校验值，然后将当前帧的亮度均值、对比度均值和CRC校验值与与缓存中的各个帧的亮度均值、对比度均值和CRC校验值进行对比，确认当前图像所处时间段，将当前帧与缓存中所处时间段相同的图像进行对比，当数据不一致帧的数量大于设定值时判定图像出现马赛克；

对黑场检测单元、静帧检测单元和马赛克检测单元的结果进行汇总并由视频检测结果输出单元输出检测结果。

尽管这里参照本发明的解释性实施例对本发明进行了描述，上述实施例仅为本发明较佳的实施方式，本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，应该理解，本领域技术人员可以设计出很多其他的修改和实施方式，这些修改和实施方式将落在本申请公开的原则范围和精神之内。

Claims (8)

1.一种代替人工感知的音视频自动测试系统，其特征在于，包括信号接收模块、信号处理模块、音视频分析部分和控制模块，其中：

信号接收模块，用于接收SDI信号、模拟音频信号、模拟视频信号和HDMI信号，并输出至信号处理模块；

信号处理模块，用于接收信号接收模块输入的信号，并进行模数转换和信号分离后，将得到的数字音频信号、数字视频信号分别输出至音视频分析部分；

音视频分析部分，分别对输入的数字音频信号和数字视频信号进行检测，并将检测结果汇总生成测试数据并输出至所述控制模块；

控制模块，用于设定音视频分析部分的音频和视频质量判定参数并将参数传输至音视频分析部分，用于控制所述信号接收模块、信号处理模块和音视频分析部分以及读取测试数据生成测试报告。

2.根据权利要求1所述的一种代替人工感知的音视频自动测试系统，其特征在于，所述音视频分析部分包括数字音频分析模块、数字视频分析模块和测试数据生成模块，其中：

数字音频分析模块，将输入的数字音频信号进行检测，并将检测结果输出至测试数据生成模块；

数字视频分析模块，将输入的数字视频信号进行检测，并将检测结果输出至测试数据生成模块；

测试数据生成模块，根据数字视频分析模块和数字视频分析模块的输入数据生成测试数据并上传至控制模块。

3.根据权利要求2所述的一种代替人工感知的音视频自动测试系统，其特征在于，所述信号处理模块包括串并转换电路、第一编码电路、第二编码电路和音视频解析电路，其中：

串并转换电路，用于将输入的SDI信号串并转换并解析成数字音频信号和数字视频信号，并将分解后的数字音频信号输入数字音频分析模块，将分解后的数字视频信号输入数字视频分析模块；

第一编码电路，用于将输入的模拟音频信号进行模数转换，并将转换后的数字音频信号输入数字音频分析模块；

第二编码电路，用于将输入的模拟视频信号进行模数转换，并将转换后的数字视频信号输入数字视频分析模块；

音视频解析电路，用于将输入的HDMI信号解析成数字音频信号和数字视频信号，并将分解后的数字音频信号输入数字音频分析模块，将分解后的数字视频信号输入数字视频分析模块。

4.根据权利要求2或3所述的一种代替人工感知的音视频自动测试系统，其特征在于，所述数字视频分析模块包括用于检测每一帧图像中纯黑像素占比的黑场检测单元、用于检测当前帧图像与前帧图像重复像素数目的静帧检测单元和用于检测当前帧与相同时间段的参考图像中不一致帧的数目的马赛克检测单元，所述黑场检测单元和马赛克检测单元分别与所述信号处理模块的输出端连接，所述黑场检测单元、静帧检测单元和马赛克检测单元分别连接视频检测结果输出单元。

5.根据权利要求4所述的一种代替人工感知的音视频自动测试系统，其特征在于，所述数字音频分析模块包括依次连接的静音检测单元、爆音检测单元和声音细节检测单元，所述声音细节检测单元和静音检测模块分别与所述信号处理模块的输出端连接，所述静音检测模块、爆音检测模块和声音细节检测单元分别连接音频检测结果输出单元。

6.一种代替人工感知的音视频自动测试方法，其特征在于，包括：

步骤S1：创建音视频自动测试系统；

步骤S2：控制模块设置判定黑场、静帧、马赛克、静音、爆音和声音细节的参数，并将所述判定参数对应输入数字视频分析模块和数字音频分析模块；

步骤S3：被测设备将信号输入信号接收模块，信号接收模块将输入信号发送至信号处理模块，信号处理模块将解析后的数字音频信号发送至数字音频分析模块，将解析后的数字视频信号发送至数字视频分析模块；

步骤S4：包括，

A)数字音频分析模块检测到有输入信号时，黑场检测单元将检测的纯黑像素占与对应的设定值比较，静帧检测单元将检测重复像素数目与对应的设定值比较，马赛克检测单元将将检测的不一致帧的数目与对应的设定值比较，并将判定结果汇总输出；

B)数字视频分析模块检测到有输入信号时，静音检测单元将连续多个字节数据的变化率与对应的设定值比较，爆音检测单元将音量增大比例与对应的设定值比较，声音细节检测单元将当前音频出现数据异常的数目与对应的设定值比较，并将判定结果汇总输出。

7.根据权利要求6所述的一种代替人工感知的音视频自动测试方法，其特征在于，所述A)具体包括：

数字音频分析模块中的静音检测单元判断输入信号中连续多个字节的数据的变化率，若变换率为0或者变化率小于设定值，则判断出现静音；

爆音检测单元对输入信号中的连续两个音频数据进行分析，若后一个音频数据的音频音量突然增大到设定比例，则判断出现爆音；

声音细节检测单元对输入信号的左右声道的数据进行分别求和以及CRC校验并进行缓存为参考音频，并将当前数据生成的求和以及CRC校验值与参考音频进行查找、对比，在设定时间内出现的数据异常超过设定比例则认定声音细节丢失；

对静音、爆音及声音细节丢失的情况进行汇总并由音频输出单元输出音频检测结果。

8.根据权利要求6所述的一种代替人工感知的音视频自动测试方法，其特征在于，所述B)具体包括：

数字视频分析模块中的黑场检测单元检测输入信号中每一帧图像的像素，当帧中纯黑像素占总像素比例大于设定值，判定数字视频出现黑场；

静帧检测单元对当前帧图像的前N帧图像进行缓存，再将当前帧每个像素和缓存的帧像素进行一一比对，当重复像素数大于设定比例时，判定数字视频出现静帧；

马赛克检测单元首先将输入信号中的数字视频按照秒进行缓存，并计算每秒时间段内各个帧内各像素的亮度均值和对比度均值，对各个帧内的所有像素求CRC校验值；计算当前帧各像素的亮度均值和对比度均值和当前帧所有像素求CRC校验值，然后将当前帧的亮度均值、对比度均值和CRC校验值与与缓存中的各个帧的亮度均值、对比度均值和CRC校验值进行对比，确认当前图像所处时间段，将当前帧与缓存中所处时间段相同的图像进行对比，当数据不一致帧的数量大于设定值时判定图像出现马赛克；

对黑场检测单元、静帧检测单元和马赛克检测单元的结果进行汇总并由视频检测结果输出单元输出检测结果。