CN110855982A - 一种4k视频通信网络质量计量方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种4K视频通信网络质量计量方法及装置，可对影响4K视频通信网络图像质量的关键参数：传输时延和信噪比进行计量。本发明包括如下三个步骤：4K格式测试图像序列的发送、测试图像序列的接收测量和测量结果的修正。测试图像序列的发送用于生成并发送测试图像序列；测试图像序列的接收测量用于测试通过网络传输的图像序列；测试结果的修正用于修正接收端电光转换对测量结果的影响。本发明设计了4K视频通信网络图像质量的可行性测试流程、计量方法及计量装置，解决了4K视频通信网络质量计量评价方法缺失的问题，为4K视频通信网络图像传输能力的评估提供依据。

Description

一种4K视频通信网络质量计量方法及装置

技术领域

本公开涉及计量领域，尤其涉及一种4K视频通信网络质量计量方法及装置。

背景技术

目前4K视频通信网络质量计量方法缺失。由于4K格式视频图像需要的传输带宽很大，在视频通信网络传输过程中，视频图像质量将受到视频通信网络性能的影响，导致通信终端得到的视频图像质量低于原始视频图像质量，因此视频通信网络对于4K视频传输的能力决定了终端的视频图像质量。对视频通信网络传输4K图像质量的计量，即是对视频通信网络质量的定量评价。

发明内容

有鉴于此，为了解决现有技术的问题，本发明提供一种4K视频通信网络质量计量方法及装置，技术方案如下：

第一方面，本发明提供了一种4K视频通信网络质量计量方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤1：测试图像序列的发送；

步骤2：测试图像序列的接收测量；

步骤3：测量结果的修正。

进一步的，所述4K视频图像数据的通讯传输网络介质是无线通信网络、网线、同轴线或光纤中的一种，或是两种以上的组合。

进一步的，所述步骤1，包括：

步骤1.1：生成发送测试图像序列；

步骤1.2：设置发送测试图像帧间隔t₀；

步骤1.3：测量发送测试图像序列的信噪比SNR₀并存储；

步骤1.4：发送测试图像序列。

进一步的，所述测试图像的要求如下：测试图像符合MPEG-4/H.264格式；测试图像分辨率为3840×2160；测试图像包括极限八灰度等级图像、垂直彩条图像及其他自定义类型图像；测试图像序列由在水平方向移动相同像素的同类型测试图像组成，测试序列容量不少于400；移动像素数量可调；发送测试图像帧间隔<40ms且可调整。

进一步的，以Socket通讯的方式发送和接收测试图像序列。

进一步的，所述步骤2，包括：

步骤2.1：接收测试图像序列；

步骤2.2：测量相邻两帧图像的时间间隔t₁；

步骤2.3：计算视频通信网络的帧时延测试值T_t＝t₀-t₁；

步骤2.4：测量接收测试图像序列的信噪比SNR₁；

步骤2.5：计算视频通信网络的信噪比测试值SNR_t＝SNR₀-SNR₁。

进一步的，所述步骤3，包括：

步骤3.1：运行测量修正软件；

步骤3.2：测量修正时间间隔t_m；

步骤3.3：测量修正信噪比SNR_m；

步骤3.4：计算视频通信网络的帧时延T＝T_t-t_m；

步骤3.5：计算视频通信网络的信噪比SNR＝SNR_t-SNR_m。

进一步的，所述步骤2的测试图像序列和步骤3的测试修正软件发送的图像序列：通过PCI-Express总线传输接收数据至4K显卡内存，通过GPU解码运算后在4K显示器上显示，使用高速数字照相系统拍摄测量相邻两帧图像的时间间隔，使用VTC高清视频分析仪测量测试图像序列的信噪比。

第二方面，本发明提供了一种4K视频通信网络质量计量装置，其特征在于，利用权利要求1至9任意一项所述的一种4K视频通信网络质量计量方法进行4K视频通信网络质量计量，所述4K视频通信网络质量计量装置包括：

发送模块：用于生成并发送测试图像序列；

接收测量模块：用于接收测试通过网络传输的测试图像序列；

修正测量模块：用于修正接收端电光转换对测量结果的影响。

本发明提供了一种4K视频通信网络图像质量计量方法及装置，按照本发明，可以开展对影响4K视频通信网络图像质量的关键参数：帧时延和信噪比的计量，解决了4K视频通信网络质量计量评价方法缺失的问题，为4K视频通信网络图像传输能力的评估提供了依据。

附图说明

图1为本发明提供的一种4K视频通信网络质量计量方法示意图；

图2为视频通信网络架构示意图；

图3为本发明提供的4K视频通信网络图像质量计量方法流程示意图；

图4为本发明提供的的4K视频通信网络图像质量计量装置示意图。

具体实施例

下面结合附图对本公开实施例进行详细描述。

以下通过特定的具体实例说明本公开的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本公开的其他优点与功效。显然，所描述的实施例仅仅是本公开一部分实施例，而不是全部的实施例。本公开还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本公开的精神下进行各种修饰或改变。需说明的是，在不冲突的情况下，以下实施例及实施例中的特征可以相互组合。基于本公开中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本公开保护的范围。

需要说明的是，下文描述在所附权利要求书的范围内的实施例的各种方面。应显而易见，本文中所描述的方面可体现于广泛多种形式中，且本文中所描述的任何特定结构及/或功能仅为说明性的。基于本公开，所属领域的技术人员应了解，本文中所描述的一个方面可与任何其它方面独立地实施，且可以各种方式组合这些方面中的两者或两者以上。

还需要说明的是，以下实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本公开的基本构想，图式中仅显示与本公开中有关的组件而非按照实际实施时的组件数目、形状及尺寸绘制，其实际实施时各组件的型态、数量及比例可为一种随意的改变，且其组件布局型态也可能更为复杂。

另外，在以下描述中，提供具体细节是为了便于透彻理解实例。然而，所属领域的技术人员将理解，可在没有这些特定细节的情况下实践所述方面。

实施例一

本发明实施例提供了一种4K视频通信网络图像质量计量方法，按照本发明，可以开展对影响4K视频通信网络图像质量的关键参数：帧时延和信噪比的计量，解决了4K视频通信网络质量计量评价方法缺失的问题，为4K视频通信网络图像传输能力的评估提供了依据。

参见图1，本公开实施例提供了一种4K视频通信网络质量计量方法，包括测试图像序列的发送、测试图像序列的接收测量、测量结果的修正三个步骤。测试图像序列的发送用于生成并发送测试图像序列；测试图像序列的接收测量用于测试通过网络传输的图像序列；测量结果的修正用于修正接收端电光转换对测量结果的影响。所述4K视频图像数据的通讯传输网络介质是无线通信网络、网线、同轴线或光纤中的一种，或是两种以上的组合。本公开实施例提供的4K视频通信网络质量计量流程详见图2所示，视频通信网络架构如图3所示。

本公开实施例提供的一种4K视频通信网络质量计量方法，包括如下步骤：

步骤1：测试图像序列的发送；

本公开具体实施时测试图像序列的发送由可编程4K视频信号发生器完成，所述测试图像的要求如下：测试图像符合MPEG-4/H.264格式；测试图像分辨率为3840×2160；测试图像包括极限八灰度等级图像、垂直彩条图像及其他自定义类型图像；测试图像序列由在水平方向移动相同像素的同类型测试图像组成，测试序列容量不少于400；移动像素数量可调；发送测试图像帧间隔<40ms且可调整。所述可编程4K视频信号发生器配置RJ-45、SC光纤、FDDI等类型的网络接口和HDMI、USB的数据接口，同时具有图像信噪比SNR测试功能。根据测试要求确定发送测试图像，设置图像水平间隔像素，组成发送测试图像序列；根据网络环境设置发送图像帧间隔t₀；使用VTC高清视频分析仪测量测量发送测试图像序列的信噪比SNR₀并存储；作为客户端连接网络接收终端以Socket通讯的方式发送测试图像序列。

步骤2：测试图像序列的接收测量；

本公开实施例测试图像序列的接收测量，所需配置如下：接收终端(PCI-Express总线、配置CPU的4K显卡及DDR4内存)、接收软件、4K显示器、拍摄速度不小于2000帧/秒的高速数字照相系统和VTC高清视频分析仪。测试图像序列的接收测量具体实施时详细步骤如下：作为服务器端以Socket通讯的方式接收测试图像序列；通过PCI-Express总线传输接收数据至4K显卡内存；通过GPU解码运算后在4K显示器上显示；使用高速数字照相系统拍摄测量相邻两帧图像的时间间隔t1；计算视频通信网络的帧时延测试值T_t＝t₀-t₁；使用VTC高清视频分析仪测量接收图像的信噪比SNR₁；计算视频通信网络的信噪比测试值SNR_t＝SNR₀-SNR₁。

步骤3：测试结果的修正。

本公开实施例，在接收终端使用数据修正软件，修正软件主要功能：以本地机模式连接接收终端；采用发送端相同的方式发送测试图像序列至接收终端。测试结果的修正具体实施时详细步骤如下：在接收终端运行数据修正软件；将修正软件发送的数据通过PCI-Express总线传输接收数据至4K显卡内存；通过GPU解码运算后在4K显示器上显示；使用高速数字照相系统拍摄测量相邻两帧图像的时间间隔，得到修正值t_m；使用VTC高清视频分析仪测量接收图像的信噪比，得到修正值SNR_m；计算视频通信网络的帧时延T＝T_t-t_m；计算视频通信网络的信噪比SNR＝SNR_t-SNR_m。最终输出4K视频通信网络图像质量计量结果：视频通信网络的帧时延T和视频通信网络的信噪比SNR。

实施例二

本发明实施例二提供了一种4K视频通信网络图像质量计量装置，利用4K视频通信网络质量计量方法进行4K视频通信网络质量计量，所述4K视频通信网络质量计量装置包括：

发送模块：用于生成并发送测试图像序列，其可编程4K视频信号发生器：配置RJ-45、SC光纤、FDDI等类型的网络接口和HDMI、USB的数据接口、具有图像信噪比SNR测试功能。

接收测量模块：用于接收测试通过网络传输的图像序列，接收终端(PCI-Express总线、配置CPU的4K显卡及DDR4内存)、接收软件、4K显示器、拍摄速度不小于2000帧/秒的高速数字照相系统和VTC高清视频分析仪。

修正测量模块：用于修正接收端电光转换对测量结果的影响，以本地机模式连接接收终端，采用发送端相同的方式发送测试图像序列至接收终端。

本发明提供了一种4K视频通信网络图像质量计量方法及装置，按照本发明，可以开展对影响4K视频通信网络图像质量的关键参数：帧时延和信噪比的计量，解决了4K视频通信网络质量计量评价方法缺失的问题，为4K视频通信网络图像传输能力的评估提供了依据。

以上仅为说明本发明的实施方式，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，凡在本发明的精神和原则之内，不经过创造性劳动所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种4K视频通信网络质量计量方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤1：测试图像序列的发送；

步骤2：测试图像序列的接收测量；

步骤3：测量结果的修正。

2.根据权利要求1所述的4K视频通信网络质量计量方法，其特征在于，4K视频图像数据的通讯传输网络介质是无线通信网络、网线、同轴线或光纤中的一种，或是两种以上的组合。

3.根据权利要求1所述的4K视频通信网络质量计量方法，其特征在于，所述步骤1，包括：

步骤1.1：生成发送测试图像序列；

步骤1.2：设置发送测试图像帧间隔t₀；

步骤1.3：测量发送测试图像序列的信噪比SNR₀并存储；

步骤1.4：发送测试图像序列。

4.根据权利要求1所述的4K视频通信网络质量计量方法，其特征在于，所述测试图像的要求如下：测试图像符合MPEG-4/H.264格式；测试图像分辨率为3840×2160；测试图像包括极限八灰度等级图像、垂直彩条图像及其他自定义类型图像；测试图像序列由在水平方向移动相同像素的同类型测试图像组成，测试序列容量不少于400；移动像素数量可调；发送测试图像帧间隔<40ms且可调整。

5.根据权利要求1所述的4K视频通信网络质量计量方法，其特征在于，以Socket通讯的方式发送和接收测试图像序列。

6.根据权利要求1所述的4K视频通信网络质量计量方法，其特征在于，所述步骤2，包括：

步骤2.1：接收测试图像序列；

步骤2.2：测量相邻两帧图像的时间间隔t₁；

步骤2.3：计算视频通信网络的帧时延测试值T_t＝t₀-t₁；

步骤2.4：测量接收测试图像序列的信噪比SNR₁；

步骤2.5：计算视频通信网络的信噪比测试值SNR_t＝SNR₀-SNR₁。

7.根据权利要求1所述的4K视频通信网络质量计量方法，其特征在于，所述步骤3，包括：

步骤3.1：运行测量修正软件；

步骤3.2：测量修正时间间隔t_m；

步骤3.3：测量修正信噪比SNR_m；

步骤3.4：计算视频通信网络的帧时延T＝T_t-t_m；

步骤3.5：计算视频通信网络的信噪比SNR＝SNR_t-SNR_m。

8.根据权利要求1所述的4K视频通信网络质量计量方法，其特征在于，所述步骤2的测试图像序列和步骤3的测试修正软件发送的图像序列：通过PCI-Express总线传输接收数据至4K显卡内存，通过GPU解码运算后在4K显示器上显示，使用高速数字照相系统拍摄测量相邻两帧图像的时间间隔，使用VTC高清视频分析仪测量测试图像序列的信噪比。

9.一种4K视频通信网络质量计量装置，其特征在于，利用权利要求1至9任意一项所述的一种4K视频通信网络质量计量方法进行4K视频通信网络质量计量，所述4K视频通信网络质量计量装置包括：

发送模块：用于生成并发送测试图像序列；

接收测量模块：用于接收测试通过网络传输的测试图像序列；

修正测量模块：用于修正接收端电光转换对测量结果的影响。

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