如何用自动脚本测试进行视频的质量分析

　　随着视频设备变得更复杂以及上市周期的变短，质量保证(QA)和质量控制(QC)测试人员要在更短的时间内测试更多的功能。通常测试人员而只是杂乱地测试一些基本功能。视频质量测试结果到底怎么样？你是否知道你的系统存在一些性能缺陷和失真？

设计和制造过程中的视频质量测试

随着数字电视(DTV)的出现，视频处理有了巨大的改变。几乎所有的视频被压缩，量化，通过广播和IP方式分发，以及解压缩。这为视频技术厂商提供了机会。

但是，这些机会涌现的速度极其危险。高技术设备从概念到供货的平均上市时间从90年代的5到6年缩短到目前的一到两年。最早提供一款高质量产品的厂商还可以勉强处于可持续竞争的边缘。随着更多公司相互竞逐而在很短的时间内加入更多的功能，从产品的开发速度到系统的验证速度，产品的许多控制因素都发生了改变。

图1：带有合格/不合格结果的ClearView GUI。

为了应对这一需求，一些测试机构采用了脚本，希望能节省时间。运行测试脚本尽管比手工测试要快，但如何使视频质量分析自动化？绝大多数公司采用带有“黄金眼”(golden eye)的测试仪器来验证质量是否可接受。此外，许多聪明的测试人员更喜欢手动测试，他们喜欢将他们的时间投入到创造性的测试案例，而非满足于只是熟悉复杂的脚本语言。

Video Clarity公司创造了一个突破性的视频质量测试解决方法，使得设备制造商增加覆盖并投入更多的时间到创造性测试上。该技术名为“ClearView”，是一个具有脚本的自动化视频质量测试系统。ClearView包括一个非压缩的视频服务器，一台视频录像机，一台视频播放设备，以及一台定量视频质量记录仪。通过在一台设备上提供所有这些设备功能，ClearView成为一套完整的测试系统，可以实现先进的视频质量评估和比较。

图2：主观分析显示模式(垂直分割)。

ClearView视频质量分析

Video Clarity公司的ClearView系统为软件开发人员、硬件设计师、QA/QC工程师、视频研究人员以及生产和视频分发机构提供了一系列视频质量分析工具。ClearView对视频进行播放、录像、显示和视频序列分析。该设备能够从任何源文件、数字或模拟源，例如SDI、HD-SDI、DVI、VGA、HDMI、分量视频、复合视频或S端获取视频内容。不管是什么输入，ClearView都能接收并将其转换成非压缩的 4:2:2 Y'CbCr, 4:4:4 RGB、ARGB、或RGBA。这使得编解码器能够方便地被相互比较和评估。

图3：编码器/解码器(DUT)合格/不合格视频测试实例。

ClearView提供了许多能够接近主观质量评估的数学模型。客观的数学方法根据具有最高质量的原始视频信号的有效性被分成如下几类：

1. 全基准方法(FR)

2. 降低的基准方法(RR)

3. 无基准方法(NR)

你是否曾经想过将你的H.264/VC-1 MPEG-2与其它的进行一下比较？现在就可以！你还可以测量视频延迟和音视频唇同步。

图4：scriptable合格/不合格评分背后的基本原理。

数字压缩的基本问题

和数据压缩相似，视频压缩需要在磁盘空间、视频质量和在合理的时间内对视频解压缩所需的硬件成本进行折中。不过，如果对视频过压缩，就会出现可视缺陷。这正是视频质量测试和测量的使命，以便对视频质量进行精确的建模。

在任何视频质量测量之前，只需将视频数据对齐。将会出现下面一些有关对齐的问题：

1. 处理后的视频时间上与原视频信号对不齐

2. 处理后的视频水平方向上有移位

3. 处理后的视频竖直方向上有移位

4. 处理后的视频有色彩保真度损失

5. 处理后的视频音视频不同步

时间对齐

客观度量视频质量是逐帧进行的，故视频序列必须时间对齐。由于通常并没有色栅/校准条，ClearView从一个视频帧开始，并将该帧放到视频序列中的另一个帧中，使之具有最小的差和(sum-of-difference)。ClearView然后进行修整使视频序列时间上对齐。

空间水平对齐

1932年创立的隔行视频，用来减小因CRT在刷新时间内无法遍及整个屏幕所引起的颤动。在数字电视规范中也用了隔行视频，因为对于一定的线数和刷新时间，可以将信号带宽降低一半。但是，只有CRT才可以显示隔行视频。于是，只有通过去隔行才能在DLP、LCD和等离子电视上显示隔行视频。由于去隔行算法的影响，处理单元将会引起几个像素的水平移位。ClearView中包括一个算法，用来确定帧位移量并适当地调整窗口尺寸。

空间竖直对齐

基于DCT的压缩算法- MPEG、JPEG和VC-1，要求视频必须可按16像素进行划分。由于块大小的限制，NTSC视频从486线缩至480线，而HD 1080视频实际上被压缩到1088线。由于压缩视频之间尺寸以及