专利名称：一种基于图像客观质量评估进行视频劣播检测的方法及设备的制作方法
技术领域：
本发明涉及广播电视领域，具体涉及ー种基于图像客观质量评估进行视频劣播检测的方法及设备。
背景技术：
随着广播电视系统不断地发展，广播电视系统的传输方式和信号形式越来越多，系统的复杂度越来越高，如何保证和保障上述复杂广播电视系统的播出质量就成了ー个非常重要的问题，这涉及到如何保证广电节目完整、安全、高质量、不被干扰和破坏的送达接受终端。常见的播出系统链路中，至少会有主路、备路，当主路出现故障时或自动或手动切 到备路，来保障最终输出的安全。但由于主路、备路经过不同的传输环节，不同环节之间不同传输方式上会对视频信号有影响，如转码引发的方块效应，误码引发的黑场静帧无声等等故障，有的严重的会直接导致信号中断。如何将这些安全播出隐患在故障发生的第一时间发现并排除，技术上一直是ー个严重挑战。传统方式中对误码引发的黑场静帧无声等故障有比较好的图像判定技术方案，但是对如何判定方块效应及马赛克等图像劣化的技术方案未见报道。
发明内容
本发明的目的是，针对播出系统中来自不同源头的相同视音频节目，提供ー种基于图像客观质量评估，实时判定电视播出视频通道发生劣播的方法。本发明的再一目的是，针对播出系统中来自不同源头的相同视音频节目，提供一种基于图像客观质量评估，实时判定电视播出视频通道发生劣播的设备。为实现上述目的，本发明采取的技术方案是对播出系统中来自不同源头的相同视音频节目，进行图像客观质量评估，以确定播出系统质量劣化，包括以下步骤
步骤a，两路信号源视频同步的步骤；
步骤b，提取两路信号源视频对应的关键帧的步骤；
步骤C，对关键帧图像间的客观质量比对打分，计算图像相似度的步骤；
步骤山图像相似度小于同步阈值说明视频质量剧烈下降，判定失去视频同步的步骤；或步骤e，图像相似度小于劣播阈值说明视频质量严重下降，判定发生劣播的步骤。本发明ー种基于图像客观质量评估进行视频劣播检测的方法，步骤a包括
步骤al，两路信号源视频帧率相同，视频同步到帧精度；
或步骤a2，两路信号源视频帧率不同，视频同步到时间戳精度。为实现上述第二个目的，本发明采取的技术方案是ー种基于图像客观质量评估进行视频劣播检测的设备，包括视频信号接ロ电路，微处理器及外围器件，视频信号接ロ电路输入来自播出系统中不同源头的相同视音频节目，包括以下模块视频同步模块，使输入两路信号源视频同步；关键帧提取模块，提取两路信号源视频对应的关键帧；相似度打分模块，对关键帧图像间的客观质量比对打分，计算图像相似度；劣播判定模块，图像相似度小于同步阈值说明视频质量剧烈下降，判定失去视频同步，图像相似度小于劣播阈值说明视频质量严重下降，判定发生劣播。本发明ー种基于图像客观质量评估进行视频劣播检测的设备，视频同步模块包括帧精度同步模块，两路信号源视频帧率相同，视频同步到帧精度；时间戳精度同步模块，两路信号源视频帧率不同，视频同步到时间戳精度。本发明有如下有益效果采用图像客观质量比对方法进行视频质量的实时监控，从而不仅可对误码引发的黑场静帧无声等视频劣播做出及时判定，而且对方块效应及马赛克等引起的视频劣播也可做出正确及时的判定；有帧精度同步和时间戳精度同步功能可自适应帧率不同的两个视音频流间的同歩。
图I是ー种基于图像客观质量评估进行视频劣播检测的方法流程图。图2是ー种基于图像客观质量评估进行视频劣播检测的设备模块结构示意图。
具体实施例方式下面结合实施例并參照附图对本发明作进ー步描述。实施例1，本实施例实现ー种基于图像客观质量评估进行视频劣播检测的方法，对播出系统中来自不同源头的相同视音频节目进行图像客观质量评估，以确定播出系统质量劣化。參见图1，一种基于图像客观质量评估进行视频劣播检测的方法流程图。主要是针对播出系统中来自不同源头的相同视音频节目，进行视音频同步后做视频层的客观质量比对，质量比对的结果采用质量阈值来判定当前节目出现了质量劣化。信号源I :可以为任意广播电视信号，如卫星音视频信号，光缆音视频信号…
信号源2 :为信号源I的备份信号或不同级信号，如IPTV集成播控平台信号…
当系统正常工作时，为了保证两路播出信号的同步，系统会选择一路信号源作为參考
信号源，并自动提取音频信号特征及视频信号特征做两路信号相关，将两路视音频信号源同步到帧精度级别，即使两路信号源帧率不同，信号源同步也至少同步到秒级别。之后同步的两路信号源将提取相关图像进行客观质量比对，计算出相关图像的相似性，范围为0，1，其中0代表完全不相似，I代表完全相似。系统中根据经验值提取了两个阈值，其一劣播阈值为0. 8，视频质量比对结果如果小于0. 8，即意味着有明显质量劣化；其ニ同步阈值为0. 4，视频质量比对结果如果小于0. 4，即意味有可能信号已经失去同步，有插入其他节目或发生黑场静帧等较严重质量事故的可能。具体步骤细化如下
步骤a，两路信号源视频同歩；
如果两路信号源视频帧率相同，执行步骤al，视频同步到帧精度；
如果两路信号源视频帧率不同，执行步骤a2，视频同步到时间戳精度；
步骤b，提取两路信号源视频对应的关键帧；
步骤C，对关键帧图像间的客观质量比对打分，计算图像相似度，图像相似度的范围为O，I；
步骤d，如果图像相似度小于同步阈值，同步阈值设置为0. 4，说明视频质量剧烈下降，判定失去视频同步；
或步骤e，如果图像相似度小于劣播阈值，劣播阈值设置为0. 8，说明视频质量严重下降，判定发生劣播。步骤f，根据步骤d或步骤e的判定结果进行报警，报警可以基于声音，也可以基于光亮闪烁。实施例2 :本实施例实现ー种基于图像客观质量评估进行视频劣播检测的设备，对播出系统中来自不同源头的相同视音频节目进行图像客观质量评估，以确定播出系统质量劣化。參见图2，一种基于图像客观质量评估进行视频劣播检测的设备模块结构示意图。本设备专为实施例I所述的方法而设计，包括视频信号接ロ电路，微处理器及外 围器件，视频信号接ロ电路输入来自播出系统中不同源头的相同视音频节目，信号类型可以是复合视频信号，SDI，ASI，或基于以太网络IP包的TS流，故根据信号类型视频接ロ电路要做相应的变换。信号源I :可以为任意广播电视信号，如卫星音视频信号，光缆音视频信号…
信号源2 :为信号源I的备份信号或不同级信号，如IPTV集成播控平台信号…
以下模块可以由微处理器实现，也可以由微处理器和FPGA协同实现，即部分功能由FPGA完成，例如视频同步模块，具体视应用场合而定。视频同步模块，使输入两路信号源视频同步，其中帧精度同步模块，如果两路信号源视频帧率相同，视频同步到帧精度；时间戳精度同步模块，如果两路信号源视频帧率不同，视频同步到时间戳精度。关键巾贞提取ホ吴块，提取两路信号源视频对应的关键巾贞；相似度打分ホ吴块，对所述关键帧图像间的客观质量比对打分，计算图像相似度，相似度范围为0，1，其中0代表完全不相似，I代表完全相似。劣播判定模块，图像相似度小于同步阈值，同步阈值设置为0. 4，说明视频质量剧烈下降，判定失去视频同歩；图像相似度小于劣播阈值，劣播阈值设置为0.8，说明视频质量严重下降，判定发生劣播。根据劣播判定模块判定结果进行报警的模块，报警可以基于声音，也可以基于光亮闪烁。以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和补充，这些改进和补充也应视为本发明的保护范围。
权利要求
1.一种基于图像客观质量评估进行视频劣播检测的方法，对播出系统中来自不同源头的相同视音频节目，进行图像客观质量评估，以确定播出系统质量劣化，其特征在于包括以下步骤 步骤a，两路信号源视频同步的步骤； 步骤b，提取两路信号源视频对应的关键帧的步骤； 步骤C，对所述关键帧图像间的客观质量比对打分，计算图像相似度的步骤； 步骤d，所述图像相似度小于同步阈值说明视频质量剧烈下降，判定失去视频同步的步骤； 或步骤e，所述图像相似度小于劣播阈值说明视频质量严重下降，判定发生劣播的步骤。
2.根据权利要求I所述视频劣播检测的方法，其特征在于，所述步骤a包括 步骤al，所述两路信号源视频帧率相同，视频同步到帧精度； 或步骤a2，所述两路信号源视频帧率不同，视频同步到时间戳精度。
3.根据权利要求I所述视频劣播检测的方法，其特征在于 所述步骤c，所述图像相似度的范围为O，I； 所述步骤d，所述同步阈值等于O. 4 ； 所述步骤e，所述劣播阈值等于O. 8。
4.根据权利要求I到3任一权利要求所述视频劣播检测的方法，其特征在于还包括以下步骤 步骤f，根据步骤d或步骤e的判定结果进行报警的步骤。
5.一种基于图像客观质量评估进行视频劣播检测的设备，包括视频信号接口电路，微处理器及外围器件，所述视频信号接口电路输入来自播出系统中不同源头的相同视音频节目，其特征在于包括以下模块视频同步模块，使输入两路信号源视频同步；关键帧提取模块，提取两路信号源视频对应的关键帧；相似度打分模块，对所述关键帧图像间的客观质量比对打分，计算图像相似度；劣播判定模块，所述图像相似度小于同步阈值说明视频质量剧烈下降，判定失去视频同步，所述图像相似度小于劣播阈值说明视频质量严重下降，判定发生劣播。
6.根据权利要求5所述视频劣播检测的设备，其特征在于，所述视频同步模块包括帧精度同步模块，所述两路信号源视频帧率相同，视频同步到帧精度；时间戳精度同步模块，所述两路信号源视频帧率不同，视频同步到时间戳精度。
7.根据权利要求5所述视频劣播检测的设备，其特征在于所述图像相似度的范围为O，I，所述同步阈值等于O. 4，所述劣播阈值等于O. 8。
8.根据权利要求5到7任一权利要求所述视频劣播检测的设备，其特征在于还包括根据劣播判定模块判定结果进行报警的模块。
全文摘要
本发明涉及一种基于图像客观质量评估进行视频劣播检测的方法，对播出系统中来自不同源头的相同视音频节目，进行图像客观质量评估，以确定播出系统质量劣化，包括以下步骤两路信号源视频同步；提取两路信号源视频对应的关键帧；对关键帧图像间的客观质量比对打分，计算图像相似度；图像相似度小于同步阈值说明视频质量剧烈下降，判定失去视频同步；图像相似度小于劣播阈值说明视频质量严重下降，判定发生劣播。本发明可对误码引发的黑场静帧无声，方块效应及马赛克等引起的视频劣播做出正确及时的判定。本发明还涉及一种基于图像客观质量评估进行视频劣播检测的设备。
文档编号H04N17/02GK102761771SQ201210218920
公开日2012年10月31日 申请日期2012年6月29日 优先权日2012年6月29日
发明者叶楠, 惠新标, 陈志强, 陈立德, 顾樑 申请人:上海风格信息技术股份有限公司, 上海风格软件有限公司, 无锡风格软件有限公司