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一種對視頻幀率及音視頻同步性能進行測試的方法

文檔序號:7701852閱讀:695來源:國知局
專利名稱:一種對視頻幀率及音視頻同步性能進行測試的方法
技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明屬于多i某體信息處理技術(shù)領(lǐng)域,具體涉及一種對一見頻幀率及音^L頻 同步性能進行測試的方法。
背景技術(shù)
數(shù)字視頻技術(shù)已經(jīng)用于了數(shù)字電視、網(wǎng)絡(luò)數(shù)字視頻、電腦、電視會議、手 持視頻終端數(shù)字視頻監(jiān)控等領(lǐng)域,但是對于數(shù)字視頻的重要特性視頻顯示幀率 和音視頻同步性能的準(zhǔn)確測量還沒有十分有效的方法。
目前在行業(yè)內(nèi)有多種測量方法,這些方法中有的方法簡單,缺點是不準(zhǔn)確; 有的方法測試準(zhǔn)確,但是對測試設(shè)備有特殊要求,測試費用高昂,無法滿足目 前數(shù)字視頻產(chǎn)品形態(tài)快速發(fā)展的需求。目前對視頻幀率進行測試的主要方法有
(1 )將標(biāo)有幀號的圖像序列輸入到編碼設(shè)備,逐幀察看編碼后的文件,通 過幀號的連續(xù)性確定編碼設(shè)備的特性,這個方法很準(zhǔn)確,但是只能用于音視頻 編碼的設(shè)備測量,無法用于其他形態(tài)的產(chǎn)品。
(2) 編制專門的測試程序完成顯示幀率的測量,這種方法普遍用于電腦, 由于軟件運行環(huán)境的兼容性,不可能適用于其他軟件平臺。
(3) 使用專業(yè)的測試設(shè)備,這種方法需要高昂的測試設(shè)備,同時需要被測 設(shè)備提供一些數(shù)據(jù)和控制接口,適用于數(shù)字電視等設(shè)備的測量,測試時間長, 費用高?;蛘卟捎酶咚贁z像機拍攝顯示屏后分析,可以應(yīng)用于多種設(shè)備測試。 這些方法不適宜普遍〗吏用。
(4) 主觀測試,使用人眼觀察,這種方法只能測試出幀率偏差大的情況, 無法準(zhǔn)確測量。
目前對音視頻同步性能進行測試的主要方法有
(1 )制作具有音視頻同步標(biāo)識的錄像序列,使用人眼觀察,這種方法只能測試出同步差異比4吏大的情況,而且無法準(zhǔn)確測量。
(2) 使用專業(yè)的測試設(shè)備,這種方法需要高昂的測試設(shè)備,同時需要被測 設(shè)備提供一些數(shù)據(jù)和控制接口,適用于數(shù)字電—見等設(shè)備的測量,測試時間長, 費用高。這種方法不適宜普遍使用。
(3) 主觀測試,使用人眼觀察,這種方法只能測試出同步偏差大的情況, 無法準(zhǔn)確測量。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的技術(shù)解決問題是克服現(xiàn)有技術(shù)的不足,提供一種對視頻幀率及 音視頻同步性能進行測試的方法。該方法對視頻顯示設(shè)備的視頻顯示幀率和音 視頻同步性能能夠準(zhǔn)確地進行測試,并且該方法使用方便、適用范圍廣、測試 范圍大。
本發(fā)明的技術(shù)解決方案是
本發(fā)明提供的對視頻幀率進行測試的方法,步驟包括
(a) 制作指定測試幀率的視頻測試序列;
(b) 在視頻測試序列每幀的固定位置疊加可識別的標(biāo)識;
(c) 在被測設(shè)備上播放視頻測試序列;
(d )分析被測設(shè)備播放的視頻測試序列上標(biāo)識的變化,計算實際的視頻顯 示幀率。
進一步地,在步驟(d)中,通過分析標(biāo)識的連續(xù)性,還可確定視頻幀顯示 丟失的情況;標(biāo)識連續(xù)時還可確定視頻幀率偏差和視頻幀顯示的均勻性。
進一步地,步驟(b)中所述可識別的標(biāo)識為不同灰度等級或顏色的圖標(biāo)。 進一步地,所述步驟(b)中在視頻測試序列每幀的中間位置上疊加可識別 的標(biāo)識。
進一步地,所述(d)分析被測設(shè)備播放的視頻測試序列上標(biāo)識的變化,計 算實際的視頻顯示幀率的步驟,具體包括
(d1 )采集被測設(shè)備播放的視頻測試序列上的標(biāo)識;(d2)使用參考時鐘統(tǒng)計每秒鐘內(nèi)標(biāo)識的變化,計算出實際的視頻顯示幀率。
本發(fā)明提供的對音視頻同步性能進行測試的方法,步驟包括 (a )制作指定測試幀率的視頻測試序列; (b )在視頻測試序列每幀的固定位置疊加可識別的標(biāo)識; (c )對應(yīng)視頻測試序列的每幀制作不同頻率的音頻信號; (d )在被測設(shè)備上播放視頻測試序列,同時播放對應(yīng)于視頻測試序列每幀 的音頻信號;
(e)通過對被測設(shè)備播放的視頻測試序列上標(biāo)識和對應(yīng)音頻信號的分析, 計算音視頻的同步性能。
進一步地,步驟(b)中所述可識別的標(biāo)識為不同灰度等級或顏色的圖標(biāo)。 進一步地,所述音頻信號根據(jù)所述圖標(biāo)的個數(shù)來確定,每個不同的圖標(biāo)對
應(yīng)一個固定頻率的音頻信號。
進一步地,所述步驟(b )中在視頻測試序列每幀的中間位置上疊加可識別
的標(biāo)識。
進一步地,所述(e)通過對被測設(shè)備播放的視頻測試序列上標(biāo)識和對應(yīng)音
頻信號的分析,計算音視頻的同步性能的步驟,具體包括
(e1 )采集被測設(shè)備播放的視頻測試序列上的標(biāo)識和對應(yīng)的音頻信號; (e2)將采樣的標(biāo)識與對應(yīng)的音頻信號進行比對,計算出實際的音視J頃同
步偏差。
本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有如下優(yōu)點
(1 )本發(fā)明通過在視頻測試序列每幀的固定位置上疊加可識別的標(biāo)識,佳: 得對視頻顯示設(shè)備的視頻顯示幀率和音視頻同步性能的測試筒單易行,且構(gòu)思 巧妙;通過選耳又可識別的標(biāo)識為不同灰度等級或顏色的圖標(biāo),在視頻測試序列 的中間位置使用視頻編輯軟件嵌入以上圖標(biāo),提高了測試準(zhǔn)確度,并且才乘4乍方 便。(2 )本發(fā)明通過采集被測設(shè)備播放的視頻測試序列上的標(biāo)識,使用參考時 鐘統(tǒng)計每秒鐘內(nèi)標(biāo)識的變化,能夠準(zhǔn)備計算出實際的視頻顯示幀率,測量誤差 小于等于1幀/秒。
(3 )本發(fā)明通過采集被測設(shè)備播放的視頻測試序列上的標(biāo)識和對應(yīng)的音頻 信號,將采樣的標(biāo)識與對應(yīng)的音頻信號進行比對,能夠準(zhǔn)確計算出實際的音^L 頻同步偏差,準(zhǔn)確度達到了 1幀/秒。
(4) 本發(fā)明的測試方法適用范圍廣,能夠用于各種視頻顯示設(shè)備,如數(shù)字 電視、IP電視、電腦、電視會議設(shè)備、手持視頻終端(PDA、 MP4、手機)、 數(shù)字視頻監(jiān)控設(shè)備。
(5) 本發(fā)明的測試方法測試范圍大。通過配合不同的視頻測試序列,不僅 能夠用于測試1~30幀/秒傳統(tǒng)的參^:范圍,而且能夠用于測試高清產(chǎn)品50幀/ 秒、60幀/秒、甚至更高的范圍。
(6) 使用該測試方法制作的測試設(shè)備的成本很低,適合推廣使用;且該測 試方法對被測設(shè)備無-皮壞,也無特定要求。


以下將結(jié)合附圖對本發(fā)明的具體實施方式
進行說明。 圖1是本發(fā)明實施方式的整體結(jié)構(gòu)示意圖。
圖2是本發(fā)明實施方式的視頻測試序列兩階灰度四位編碼圖標(biāo)示意圖。 圖3是本發(fā)明實施方式的^L頻測試序列圖標(biāo)使用示意圖。 圖4是本發(fā)明實施方式的視頻測試序列不同編碼形式圖標(biāo)示意圖,其中(a ) 為一位編碼圖標(biāo)示意圖,(b)為兩位編碼圖標(biāo)示意圖,(c)為三位編碼圖標(biāo)示 意圖,(d)為另一種四位編碼圖標(biāo)示意圖,(e)為五位編碼圖標(biāo)示意圖。
圖5是本發(fā)明實施方式的信號采集分析示意圖。
具體實施例方式
如圖1所示,本發(fā)明系統(tǒng)包括信號采集分析和視頻測試序列兩部分。 對視頻幀率進行測試時信號采集分析包括光敏部件和數(shù)據(jù)分析部件,光敏部件用于采集被測設(shè)備上的圖像變化;視頻測試序列產(chǎn)生規(guī)律的序列在被測
設(shè)備上顯示。
對音視頻同步性能進行測試時信號采集分析包括光敏部件、音頻采集部 件和數(shù)據(jù)分析部件,光敏部件用于釆集被測設(shè)備上顯示的圖像標(biāo)識,音頻采集 部件用于采集被測i殳備上圖像標(biāo)識對應(yīng)的音頻信號;視頻測試序列產(chǎn)生規(guī)律的 序列在被測設(shè)備上播放,同時對應(yīng)每一幀音頻信號頻率不同。
具體實施方式
中,不同灰度等級或顏色的圖標(biāo)選取兩階四位編碼圖標(biāo), 如圖2所示。該圖標(biāo)可以使用二進制方法表示,白色為0,黑色為1,即
0000000100100011
0100010101100111
■0100110101011
1100110111101111
對視頻幀率進4亍測試的方法,包括以下步驟
(a) 制作指定測試幀率的視頻測試序列。
目前國內(nèi)視頻顯示主要使用25幀,所以本實施方式的測試幀率以25幀/ 秒為例。測試不同的幀率需要制作不同幀率的測試序列,25幀/秒播放顯示的 視頻幀率偏差只能用25幀/秒的視頻測試序列來測試(測試30幀/秒的設(shè)備需 要制作30幀/秒的錄像)。測試序列可以是^L頻文件(MP4、 MPEG、 AVI、 RM、 WMV、 H.264等標(biāo)準(zhǔn)文件格式),用于下載到手機、MP4播放器等設(shè)備中來測 試;測試序列也可以做成光盤(DVD或高清光盤),在光盤播放器上播放,用 于測試具有視頻輸入的設(shè)備。
(b) 在視頻測試序列每幀的固定位置(優(yōu)選為中間位置,這樣會進一步4是 高測試的準(zhǔn)確度)疊加兩階灰度四位編碼圖標(biāo)。
使用視頻編輯軟件在測試序列1 ~ 16幀的中間位置分別嵌入上述序列中的 圖標(biāo),第一幀為第一個圖標(biāo),第二幀為第二個圖標(biāo),依此類推,這樣就可以區(qū) 別開1 16幀;以后的序列重復(fù)以上的圖標(biāo),即17~32幀重復(fù)1 ~ 16圖標(biāo), 33~48幀重復(fù)1 ~16圖標(biāo),依此類推。圖標(biāo)在測試序列中的位置如圖3所示,這樣排列可以使四個光敏傳感器排
列成兩排兩列,對于不同尺寸的顯示設(shè)備都可以直接對準(zhǔn)圖標(biāo)采樣。測試點也 可以使用其他方式或分散排列,只是那樣光敏傳感器的位置就與顯示屏大小有 關(guān),不利于測試。
(c)在被測設(shè)備上播放視頻測試序列;
(d )分析被測設(shè)備播放的視頻測試序列上標(biāo)識的變化,計算實際的視頻顯 示幀率。
如圖5所示,四個光敏傳感器釆集顯示設(shè)備上測試序列中的圖標(biāo),把數(shù)據(jù) 送入CPU中,CPU根據(jù)參考時鐘分析計算出實際結(jié)果。具體包括
(d1)采集顯示設(shè)備上的標(biāo)識,光敏傳感器的采樣頻率應(yīng)保證每幀時間內(nèi) 至少采集3個點。
(d2)使用參考時^l中統(tǒng)計每秒鐘內(nèi)標(biāo)識的變化,計算出實際的視頻顯示幀 率。通過分析標(biāo)識的連續(xù)性,還可確定視頻幀顯示丟失的情況;標(biāo)識連續(xù)時還 可確定視頻幀率偏差和一見頻幀顯示的均勻性。
以25幀/秒的錄像測試為例,通過標(biāo)識統(tǒng)計一秒鐘內(nèi)視頻顯示的幀凄t即可 得到此時的幀率;通過對標(biāo)識連續(xù)性的分析就知道中間有沒有缺失幀;每一幀 顯示時間應(yīng)該為40毫秒(顯示時間=1秒/幀數(shù)),使用參考時鐘對每一幀顯示 的時間進行比對,就可得到每一幀顯示時間偏差,即顯示均勻性特性。 對音視頻同步性能進行測試的方法,包括以下步驟 (a)制作指定測試幀率的視頻測試序列。
目前國內(nèi)^L頻顯示主要使用25幀,所以本實施方式的測試幀率以25幀/ 秒為例,制作的視頻測試序列為25幀/秒。測試序列可以是視頻文件,用于下 載到手機、MP4播放器等設(shè)備中來測試;測試序列也可以做成光盤,在光盤播 放器上播放,用于測試具有視頻輸入的設(shè)備。
(b )在視頻測試序列每幀的固定位置(這里采用中間位皇,可進一步"^是高 測試的準(zhǔn)確度)疊加兩階灰度四位編碼圖標(biāo)。(C)對應(yīng)視頻測試序列的每幀制作不同頻率的音頻信號; 音頻信號的個數(shù)由圖標(biāo)的個數(shù)來確定,每一個不同的圖標(biāo)對應(yīng)一個固定頻
率的音頻信號,本實施方式中16個圖標(biāo)對應(yīng)16個不同頻率的音頻信號。
使用視頻編輯軟件在測試序列1 ~ 16幀的中間位置分別嵌入上述序列中的
圖標(biāo),第一幀為第一個圖標(biāo),第二幀為笫二個圖標(biāo),依此類推,這樣就可以區(qū)
別開1 16幀;以后的序列重復(fù)以上的圖標(biāo),即17~32幀重復(fù)1 ~ 16圖標(biāo),
33~48幀重復(fù)1~16圖標(biāo),依此類推。
圖標(biāo)在測試序列中的位置如圖3所示,這樣排列可以使四個光敏傳感器排
列成兩排兩列,對于不同尺寸的顯示設(shè)備都可以直接對準(zhǔn)圖標(biāo)采樣。測試點也
可以使用其他方式或分散排列,只是那樣光敏傳感器的位置就與顯示屏大小有
關(guān),不利于測試。
(d) 在被測設(shè)備上播放視頻測試序列,同時播放對應(yīng)于視頻測試序列每幀 的音頻信號;
(e) 通過對被測設(shè)備播放的視頻測試序列上標(biāo)識和對應(yīng)音頻信號的分析, 計算音視頻的同步性能。
如圖5所示,四個光敏傳感器采集顯示設(shè)備上測試序列中的圖標(biāo),把數(shù)據(jù) 送入CPU中,同時音頻信號也同步采樣,CPU根據(jù)參考時鐘分析計算出實際 結(jié)果。具體包括
(e1 )采集顯示設(shè)備上的標(biāo)識和對應(yīng)的音頻信號;
光敏傳感器的采樣頻率應(yīng)保證每幀時間內(nèi)至少采集3個點,音頻采樣頻率 應(yīng)保證正確采樣到測試序列中的音頻信號,以避免時間邊界點采樣造成的測量 誤差。
(e2)將采樣的標(biāo)識與對應(yīng)的音頻信號進行比對,計算出實際的音-見頻同 步偏差。
以25幀/秒的錄像測試為例,每一幀顯示時間應(yīng)該為40毫秒,通過標(biāo)識和 音頻信號對應(yīng)關(guān)系,就可得到幀和它原有聲音的時間偏差,即音視頻同步特性。本發(fā)明不僅能夠用于測試1~30幀/秒傳統(tǒng)的參數(shù)范圍,而且能夠用于測試 高清產(chǎn)品50幀/秒、60幀/秒、甚至更高的范圍。只要針對不同的測試幀率制作 相應(yīng)幀率的視頻測試序列即可,50幀/秒的錄像測試制作50幀/秒的視頻測試序 列,80幀/秒的錄像測試制作80幀/秒的視頻測試序列。
本發(fā)明的測試方法能夠測量幀率偏差和同步誤差范圍為1~16幀,測量誤 差小于等于1幀/秒,滿足大多數(shù)情況下的使用。超過16幀的誤差人眼會很容 易識別出來。
如果采用兩階灰度兩位二進制編碼,那么測量范圍為1~4幀。 下面兩種方法能夠更精確地測試視頻幀率及音視頻同步性能 (1 )采用高精度的光敏傳感器,通過制作不同灰度等級或顏色的圖標(biāo)來區(qū) 別不同的幀。比如采用16階灰度圖標(biāo)1位編碼就可以達到測量范圍為1~16 幀,采用四階灰度圖標(biāo)兩位編碼就可以達到測量范圍為1 ~ 16幀,3位編碼就 可以達到測量范圍為1~64幀。圖4為其他排列形式的圖標(biāo),其中(a)為一 位編碼圖標(biāo)示意圖,(b)為兩位編碼圖標(biāo)示意圖,(c)為三位編碼圖標(biāo)示意圖, (d)為另一種四位編碼圖標(biāo)示意圖,(e)為五位編碼圖標(biāo)示意圖。
(2 )釆用更長的編碼方式,比如5位2階編碼測量范圍為1 ~ 32幀。 圖標(biāo)灰度級的選擇與光敏傳感器有關(guān),采用高精度的光敏傳感器可以使用 多灰度/顏色的圖標(biāo)進行測量,減少編碼位數(shù);采用2階灰度可以使用 一般的光 敏傳感器測量,同時很容易適應(yīng)不同特性的顯示設(shè)備。
本發(fā)明說明書中未作詳細(xì)描述的內(nèi)容屬于本領(lǐng)域?qū)I(yè)技術(shù)人員公知技術(shù)。 以上所述,僅是本發(fā)明的較佳實施例,并非對本發(fā)明作任何形式上的限制, 凡是依據(jù)本發(fā)明的技術(shù)實質(zhì)對以上實施例所作的任何筒單修改、等同變化與修 飾,均仍屬本發(fā)明技術(shù)方案的保護范圍。
權(quán)利要求
1、一種對視頻幀率進行測試的方法,其特征在于,包括以下步驟(a)制作指定測試幀率的視頻測試序列;(b)在視頻測試序列每幀的固定位置疊加可識別的標(biāo)識;(c)在被測設(shè)備上播放視頻測試序列;(d)分析被測設(shè)備播放的視頻測試序列上標(biāo)識的變化,計算實際的視頻顯示幀率。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的對視頻幀率進行測試的方法,其特征在于在 所述步驟(d)中,通過分析標(biāo)識的連續(xù)性,還可確定視頻幀顯示丟失的情況; 標(biāo)識連續(xù)時還可確定-見頻幀率偏差和視頻幀顯示的均勻性。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的對視頻幀率進行測試的方法,其特征在于步 驟(b)中所述可識別的標(biāo)識為不同灰度等級或顏色的圖標(biāo)。
4、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的對視頻幀率進行測試的方法,其特征在于所 述步驟(b)中在視頻測試序列每幀的中間位置疊加可識別的標(biāo)識。
5、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的對視頻幀率進行測試的方法,其特征在于所 述步驟(d )分析被測設(shè)備播放的視頻測試序列上標(biāo)識的變化,計算實際的視頻 顯示幀率的步驟,具體包括(d1 )采集被測設(shè)備播放的視頻測試序列上的標(biāo)識;(d2)使用參考時鐘統(tǒng)計每秒鐘內(nèi)標(biāo)識的變化,計算出實際的視頻顯示幀率。
6、 一種對音視頻同步性能進行測試的方法,其特征在于,包括以下步-豫(a) 制作指定測試幀率的視頻測試序列;(b) 在視頻測試序列每幀的固定位置疊加可識別的標(biāo)識;(c) 對應(yīng)視頻測試序列的每幀制作不同頻率的音頻信號;(d )在被測設(shè)備上播放視頻測試序列,同時播放對應(yīng)于視頻測試序列每幀的音頻信號;(e)通過對被測設(shè)備播放的視頻測試序列上標(biāo)識和對應(yīng)音頻信號的分析, 計算音視頻的同步性能。
7、 根據(jù)權(quán)利要求6所述的對音視頻同步性能進行測試的方法,其特征在 于步驟(b)中所述可識別的標(biāo)識為不同灰度等級或顏色的圖標(biāo)。
8、 根據(jù)權(quán)利要求7所述的對音視頻同步性能進行測試的方法,其特征在 于所述音頻信號根據(jù)所述圖標(biāo)的個數(shù)來確定,每個不同的圖標(biāo)對應(yīng)一個固定 頻率的音頻信號。
9、 根據(jù)權(quán)利要求6所述的對音視頻同步性能進行測試的方法,其特征在 于所述步驟(b)中在視頻測試序列每幀的中間位置疊加可識別的標(biāo)識。
10、 根據(jù)權(quán)利要求6所述的對音視頻同步性能進行測試的方法,其特征在 于所述步驟(e)通過對被測設(shè)備播放的視頻測試序列上標(biāo)識和對應(yīng)音頻信號 的分析,計算音視頻的同步性能的步驟,具體包括(e1 )采集被測設(shè)備播放的視頻測試序列上的標(biāo)識和對應(yīng)的音頻信號; (e2)將采樣的標(biāo)識與對應(yīng)的音頻信號進行比對,計算出實際的音視頻同 步偏差。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種對視頻幀率及音視頻同步性能進行測試的方法,步驟包括(a)制作指定測試幀率的視頻測試序列;(b)在視頻測試序列每幀的固定位置疊加可識別的標(biāo)識;(c)對應(yīng)視頻測試序列的每幀制作不同頻率的音頻信號;(d)在被測設(shè)備上播放視頻測試序列,同時播放對應(yīng)于視頻測試序列每幀的音頻信號;(e)分析被測設(shè)備播放的視頻測試序列上標(biāo)識的變化,計算實際的視頻顯示幀率;通過對被測設(shè)備播放的視頻測試序列上標(biāo)識和對應(yīng)音頻信號的分析,計算音視頻的同步性能。本發(fā)明能夠?qū)σ曨l顯示設(shè)備的視頻顯示幀率和音視頻同步性能進行準(zhǔn)確地測試,并且使用方便、適用范圍廣、測試范圍大。
文檔編號H04N7/52GK101616331SQ20091009006
公開日2009年12月30日 申請日期2009年7月27日 優(yōu)先權(quán)日2009年7月27日
發(fā)明者張海峰 申請人:北京漢邦高科數(shù)字技術(shù)有限公司
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  • 訪客 來自[中國] 2020年05月07日 12:22
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