用自動腳本測試進行視頻質(zhì)量分析

隨著視頻設備變得更復雜以及上市周期的變短，質(zhì)量保證(QA)和質(zhì)量控制(QC)測試人員要在更短的時間內(nèi)測試更多的功能。通常測試人員而只是雜亂地測試一些基本功能。視頻質(zhì)量測試結(jié)果到底怎么樣？你是否知道你的系統(tǒng)存在一些性能缺陷和失真？

設計和制造過程中的視頻質(zhì)量測試

隨著數(shù)字電視(DTV)的出現(xiàn)，視頻處理有了巨大的改變。幾乎所有的視頻被壓縮，量化，通過廣播和IP方式分發(fā)，以及解壓縮。這為視頻技術廠商提供了機會。

但是，這些機會涌現(xiàn)的速度極其危險。高技術設備從概念到供貨的平均上市時間從90年代的5到6年縮短到目前的一到兩年。最早提供一款高質(zhì)量產(chǎn)品的廠商還可以勉強處于可持續(xù)競爭的邊緣。隨著更多公司相互競逐而在很短的時間內(nèi)加入更多的功能，從產(chǎn)品的開發(fā)速度到系統(tǒng)的驗證速度，產(chǎn)品的許多控制因素都發(fā)生了改變。



圖1：帶有合格/不合格結(jié)果的ClearView GUI。

為了應對這一需求，一些測試機構(gòu)采用了腳本，希望能節(jié)省時間。運行測試腳本盡管比手工測試要快，但如何使視頻質(zhì)量分析自動化？絕大多數(shù)公司采用帶有“黃金眼”(golden eye)的測試儀器來驗證質(zhì)量是否可接受。此外，許多聰明的測試人員更喜歡手動測試，他們喜歡將他們的時間投入到創(chuàng)造性的測試案例，而非滿足于只是熟悉復雜的腳本語言。

Video Clarity公司創(chuàng)造了一個突破性的視頻質(zhì)量測試解決方法，使得設備制造商增加覆蓋并投入更多的時間到創(chuàng)造性測試上。該技術名為“ClearView”，是一個具有腳本的自動化視頻質(zhì)量測試系統(tǒng)。ClearView包括一個非壓縮的視頻服務器，一臺視頻錄像機，一臺視頻播放設備，以及一臺定量視頻質(zhì)量記錄儀。通過在一臺設備上提供所有這些設備功能，ClearView成為一套完整的測試系統(tǒng)，可以實現(xiàn)先進的視頻質(zhì)量評估和比較。



圖2：主觀分析顯示模式(垂直分割)。

ClearView視頻質(zhì)量分析

Video Clarity公司的ClearView系統(tǒng)為軟件開發(fā)人員、硬件設計師、QA/QC工程師、視頻研究人員以及生產(chǎn)和視頻分發(fā)機構(gòu)提供了一系列視頻質(zhì)量分析工具。ClearView對視頻進行播放、錄像、顯示和視頻序列分析。該設備能夠從任何源文件、數(shù)字或模擬源，例如SDI、HD-SDI、DVI、VGA、HDMI、分量視頻、復合視頻或S端獲取視頻內(nèi)容。不管是什么輸入，ClearView都能接收并將其轉(zhuǎn)換成非壓縮的 4:2:2 YCbCr, 4:4:4 RGB、ARGB、或RGBA。這使得編解碼器能夠方便地被相互比較和評估。



圖3：編碼器/解碼器(DUT)合格/不合格視頻測試實例。

ClearView提供了許多能夠接近主觀質(zhì)量評估的數(shù)學模型?？陀^的數(shù)學方法根據(jù)具有最高質(zhì)量的原始視頻信號的有效性被分成如下幾類：

1. 全基準方法(FR)

2. 降低的基準方法(RR)

3. 無基準方法(NR)

你是否曾經(jīng)想過將你的H.264/VC-1 & MPEG-2與其它的進行一下比較？現(xiàn)在就可以！你還可以測量視頻延遲和音視頻唇同步。



圖4：scriptable合格/不合格評分背后的基本原理。

數(shù)字壓縮的基本問題

和數(shù)據(jù)壓縮相似，視頻壓縮需要在磁盤空間、視頻質(zhì)量和在合理的時間內(nèi)對視頻解壓縮所需的硬件成本進行折中。不過，如果對視頻過壓縮，就會出現(xiàn)可視缺陷。這正是視頻質(zhì)量測試和測量的使命，以便對視頻質(zhì)量進行精確的建模。
在任何視頻質(zhì)量測量之前，只需將視頻數(shù)據(jù)對齊。將會出現(xiàn)下面一些有關對齊的問題：

1. 處理后的視頻時間上與原視頻信號對不齊

2. 處理后的視頻水平方向上有移位

3. 處理后的視頻豎直方向上有移位

4. 處理后的視頻有色彩保真度損失

5. 處理后的視頻音視頻不同步

時間對齊

客觀度量視頻質(zhì)量是逐幀進行的，故視頻序列必須時間對齊。由于通常并沒有色柵/校準條，ClearView從一個視頻幀開始，并將該幀放到視頻序列中的另一個幀中，使之具有最小的差和(sum-of-difference)。ClearView然后進行修整使視頻序列時間上對齊。

空間水平對齊

1932年創(chuàng)立的隔行視頻，用來減小因CRT在刷新時間內(nèi)無法遍及整個屏幕所引起的顫動。在數(shù)字電視規(guī)范中也用了隔行視頻，因為對于一定的線數(shù)和刷新時間，可以將信號帶寬降低一半。但是，只有CRT才可以顯示隔行視頻。于是，只有通過去隔行才能在DLP、LCD和等離子電視上顯示隔行視頻。由于去隔行算法的影響，處理單元將會引起幾個像素的水平移位。ClearView中包括一個算法，用來確定幀位移量并適當?shù)卣{(diào)整窗口尺寸。