阅读说明：本技术 一种具备一致性对比功能的iptv和ott机顶盒测试方法及测试装置 (IPTV and OTT set top box test method and test device with consistency comparison function ) 是由 林桂云 于 2019-10-31 设计创作，主要内容包括：本发明提出了一种具备一致性对比功能的IPTV和OTT机顶盒测试方法及装置,所述方法步骤如下：S1、配置虚拟遥控器模型和机顶盒测试任务；S2、采集遥控器红外信号进行虚拟遥控器模型的按键学习；S3、利用虚拟遥控器模型执行机顶盒测试任务,获取测试结果；S4、基于图像匹配算法分析测试结果,进行视频数据一致性对比。所述装置包括箱体和箱盖,所述箱体前面板上设置有网络接口,箱体后面板上设置有电源输入口、电源输出口、HDMI输入口和HDMI输出口,箱体内部设置交换模块、HDMI三通模块、HDMI公头、HDMI母头和继电器。本发明方法和装置的测试成本较低,测试配置简单,测试环境与用户环境一致,测试结果更贴近用户实际感知,测试精准度高。(The invention provides a method and a device for testing an IPTV set top box and an OTT set top box with consistency comparison functions, wherein the method comprises the following steps: s1, configuring a virtual remote controller model and a set top box test task; s2, collecting infrared signals of the remote controller to learn the keys of the virtual remote controller model; s3, executing a set top box test task by using the virtual remote controller model to obtain a test result; and S4, analyzing the test result based on the image matching algorithm, and performing video data consistency comparison. The device comprises a box body and a box cover, wherein a network interface is arranged on a front panel of the box body, a power input port, a power output port, an HDMI input port and an HDMI output port are arranged on a rear panel of the box body, and an exchange module, an HDMI three-way module, an HDMI male head, an HDMI female head and a relay are arranged inside the box body. The method and the device have the advantages of low test cost, simple test configuration, consistent test environment and user environment, closer test result to the actual perception of the user and high test accuracy.)

一种具备一致性对比功能的IPTV和OTT机顶盒测试方法及测 试装置

技术领域

本发明涉及一种用于测试IPTV和OTT视频业务质量的机顶盒测试方法及其测试装置，属于视频业务质量测试技术领域。

背景技术

IPTV/OTT业务依靠IP网络传输，视频业务流量较大，随着用户对视频体验的要求的提升，超清、4K视频逐渐普及，对于IPTV/OTT业务质量的保障要求也越来越高。各种基于IPTV/OTT业务内容一致性比对、网络质量、业务质量、安全防护、用户行为分析等的测试技术和测试仪器应运而生，现有的IPTV/OTT业务质量相关的测试仪器存在以下缺陷：

(1)在机顶盒上安装测试软件，通过采样抓包和网络测试任务下发的形式分析机顶盒上每个采样周期的用户行为和质量，这种方法虽然可以实现大批量机顶盒终端数据的采集和质量分析需求，但是由于网络质量指标比较敏感，测试中的指标波动与用户实际观影体验不一定能完全对应，故需要大量的数据样本结合运营商网络架构、视频分辨率、视频内容、机顶盒终端型号等信息进行分析，监测成本较高；

(2)在机顶盒上层网络部署专业的监测仪器，通过监测仪器模拟用户视频播放行为全量抓包分析，由于检测设备需要支持大并发量的测试请求发起，所以设备配置远高于机顶盒设备，与机顶盒终端设备硬件和网络环境都有差异，监测结果存在差异，只能评估整体质量趋势。

发明内容

针对现有的IPTV/OTT视频业务测试方法监测成本过高、测试仪器监测结果精准度不足的问题，本发明提出了一种具备一致性对比功能的IPTV和OTT机顶盒测试方法及测试装置，本发明装置直接连接在TV网络、机顶盒和电视机显示器之间，利用虚拟遥控器发送遥控指令，进行测试操作，采集视频源数据和机顶盒数据，实时进行视频一致性对比，测试视频业务质量。

为解决上述技术问题，本发明采用了如下技术手段：

一种具备一致性对比功能的IPTV和OTT机顶盒测试方法，具体包括以下步骤：

S1、在人机操作界面上配置虚拟遥控器模型和机顶盒测试任务；

S2、采集实体遥控器的红外信号，进行虚拟遥控器模型的按键学习；

S3、利用学习完毕的虚拟遥控器模型执行机顶盒测试任务，获取并存储测试结果；

S4、基于图像匹配算法分析测试结果，对节目源侧数据与机顶盒用户侧数据进行一致性对比。

进一步的，所述在人机操作界面上配置虚拟遥控器模型的具体操作为：

根据机顶盒厂家、遥控器厂家和遥控器型号在遥控器模型库中检索遥控器模型，当检索到遥控器模型时，判断该遥控器模型是否符合要求，符合要求的以该遥控器模型作为虚拟遥控器模型，当没有检索到模型或检索的模型不符合要求时，在空白遥控器模型上配置每个按键的名称、位置和按键形状，生成虚拟遥控器模型。

进一步的，所述在人机操作界面上配置机顶盒测试任务的具体操作为：

根据测试需求依次选择测试指标、遥控器按键和测试操作，生成机顶盒测试任务；所述测试指标包括机顶盒总开机时长、机顶盒频道响应时长、机顶盒频道切换时长、页面海报加载时长、机顶盒输出视频，所述遥控器按键包括按键名称、按键顺序，所述测试操作包括视频录制、截屏、数据抓取、测试异态分析。

进一步的，步骤S2的具体操作如下：

S21、在虚拟遥控器模型上选取一个按键进行按键学习；

S22、在实体遥控器上按动对应的按键，利用红外接收设备接收实体遥控器发射的红外信号，并将红外信号转换成电信号；

S23、对电信号进行检波、整形、放大操作，再对其进行数据采样，将每个采样点的二进制数据以8位为一个单位存储到数据库中；

S24、重复步骤S21～S23，直到完成虚拟遥控器模型上所有按键的按键学习，获得与该虚拟遥控器模型对应的遥控命令库。

进一步的，步骤S3的具体操作为：

选取一个机顶盒测试任务，获取该机顶盒测试任务的测试指标、遥控器按键和测试操作，利用遥控器按键和遥控命令库发送虚拟遥控指令，控制机顶盒进行测试操作，利用软件获取测试指标，同时利用测试装置提取节目源侧视频数据和机顶盒侧的视频数据，将测试指标、采集的视频数据作为测试结果进行存储。

进一步的，步骤S4的具体操作为：

根据时间坐标在测试装置内设置多个测试点，并给每个测试点的红外探针配置截屏测试操作，利用测试装置依次截取节目源侧视频数据和机顶盒侧视频数据的图像，获取多组截屏数据，基于图像匹配算法对每组截屏数据中节目源侧图像和机顶盒侧图像进行数据匹配，判断节目源侧图像与机顶盒用户侧图像是否一致性。

一种具备一致性对比功能的IPTV和OTT机顶盒测试装置，包括箱体和箱盖，所述箱体前面板上设置有网络接口，箱体后面板上设置有电源输入口、电源输出口、HDMI输入口和HDMI输出口，箱体内部设置交换模块、HDMI三通模块、2个HDMI公头、2个HDMI母头和继电器；所述交换模块安装在机箱前面板内侧，交换模块依次连接前面板上的网络接口，所述HDMI三通模块和2个HDMI公头分别固定安装在箱体底部面板上，所述2个HDMI母头分别安装在箱体后面板上，HDMI三通模块的输入端和输出端分别连接2个HDMI公头的一端，2个HDMI公头的另一端分别连接2个HDMI母头的一端，2个HDMI母头的另一端分别连接后面板上的HDMI输入口和HDMI输出口，所述继电器固定安装在箱体底部面板上，继电器的两端分别连接电源输入口和电源输出口；所述电源输入口连接外部直流电源。

进一步的，所述箱体内部安装有主板固定支架，所述主板固定支架上固定有设备主板，所述设备主板上安装有内存、CPU风扇、CPU散热片和LAN口，所述CPU风扇和CPU散热片固定在内存一侧，CPU散热片分布在CPU风扇周围，所述LAN口通过线缆连接交换模块。

进一步的，所述箱体后面板上还设置有IR接口，箱体内部设置有与IR接口连接的USB-IR线。

进一步的，所述箱体内部还安装有DC-DC转换模块，所述DC-DC转换模块的一端连接电源输入口，DC-DC转换模块的另一端分别连接分别连接继电器、交换模块和电源输出口。

采用以上技术手段后可以获得以下优势：

本发明提出了一种具备一致性对比功能的IPTV和OTT机顶盒测试方法及测试装置，本发明方法利用虚拟遥控器模型和机顶盒测试任务自动进行测试操作，通过图像识别和抓包分析实现机顶盒视频播放时的IPTV/OTT视频业务质量测试和一致性对比，由于直接采集节目源侧和机顶盒侧的视频数据进行对比，测试环境与实际用户环境一直，测试结果准确可靠。本发明装置的优势如下：(1)功能多，同时具备网络转发、红外学习、红外发射、测试脚本录制和执行、测试结果分析等功能；(2)装置体积较小且易部署，前后面板上设置有电源接口、网络接口、HDMI接口等多种接口，可以满足机顶盒自动化测试过程中对网络、电源、显示器等设备的连接需求，在不增加额外接口、硬件设备的情况下实现机顶盒连接功能，并实现视频业务质量测试；(3)本装置效率更高，只需要进行一次遥控器配置和测试任务配置，配合脚本就可以实现全自动、不间断测试。本发明方法和装置，测试成本较低，测试配置简单，测试环境与用户环境一致，测试结果更贴近用户实际感知，测试精准度更高。

附图说明

图1为本发明一种具备一致性对比功能的IPTV和OTT机顶盒测试方法的步骤流程图。

图2为本发明一种具备一致性对比功能的IPTV和OTT机顶盒测试装置的结构图；其中，(a)是装置内部结构图，(b)是箱体前面板结构图，(c)是箱体后面板结构图，(d)是装置中设备主板结构图，(e)是装置中主板固定支架结构图。

图3为本发明实施例中装置与TV网络、机顶盒、电视机显示器的连接示意图。

图中，1是箱体，2是箱盖，3是交换模块，4是HDMI三通模块，5是HDMI公头，6是HDMI母头，7是继电器，8是USB-IR线，9是USB模块，10是散热扇，11是线缆，12是网状散热口，13是上架耳朵，14是网络接口，15是电源输入口，16是电源输出口，17是HDMI输入口，18是HDMI输出口，19是电源开关，20是串口，21是USB口，22是IR接口，23是设备主板，24是内存，25是CPU风扇，26是CPU散热片，27是LAN口，28是SATA-PWR口，29是SATA口，30是ATX口，31是SYS-FAN口，32是主板固定支架，33是螺丝孔，34是交换模块散热片，35是固定板，36是DC-DC转换模块，37是TV网络，38是机顶盒，39是电视机显示器，40是外部电源，41是上级设备，42是机顶盒电源接口，43是HDMI口，44是机顶盒LAN口。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的技术方案作进一步说明：

一种具备一致性对比功能的IPTV和OTT机顶盒测试方法，如图1所示，具体包括以下步骤：

S1、在人机操作界面上配置虚拟遥控器模型和机顶盒测试任务；人机操作界面一般为电脑端配置的页面，人机操作界面不仅可以用来配置虚拟遥控器模型和机顶盒测试任务，还可以发送测试任务执行指令、显示测试结果等。

针对市面上常用的机顶盒，可以先采集机顶盒遥控器的数据，建立对应的遥控器模型，并存入遥控器模型库，遥控器模型库中的每个遥控器模型都对应有厂家、型号信息，此外遥控器模型库中还设置有空白遥控器模型，也就是只有空壳没有具体按键的模型。遥控器模型库链接有一个按键库，按键库中存储有多种按键形状。当需要配置虚拟遥控器模型时，首先从人机操作界面访问遥控器模型库，根据机顶盒厂家、遥控器厂家和遥控器型号在遥控器模型库中检索遥控器模型，当检索到遥控器模型时，在人机操作界面显示该遥控器模型，可以人为的或利用机器判断该遥控器模型是否符合要求，即该遥控器模型与实体遥控器是否一样，符合要求的以该遥控器模型作为虚拟遥控器模型，当没有检索到模型或检索的模型不符合要求时，可以调取空白遥控器模型，根据实体遥控器从链接的按键库中选取按键形状，在空白遥控器模型上配置每个按键的名称、位置和按键形状，生成虚拟遥控器模型。

在人机操作界面上根据测试需求依次选择测试指标、遥控器按键和测试操作，生成机顶盒测试任务；测试指标包括机顶盒总开机时长、机顶盒频道响应时长、机顶盒频道切换时长、页面海报加载时长、机顶盒输出视频等，遥控器按键包括按键名称、按键顺序等，测试操作包括视频录制、截屏、数据抓取、测试异态分析等。比如某个机顶盒测试任务的测试指标是机顶盒频道切换时长，对应的遥控器按键中按键名称包括开机按键、频道切换案件和确认按键，按键顺序为第一步、点击开机按键，第二步、点击确认确认案件进入第一个频道，第三步、点击频道切换按键，第四步、点击确认按键进入下一个频道。对应的测试操作为视频录制和时间数据抓取。

S2、采集实体遥控器的红外信号，进行虚拟遥控器模型的按键学习；具体操作如下：

S21、在虚拟遥控器模型上选取一个按键进行按键学习。

S22、在实体遥控器上按动对应的按键，实体遥控器会利用红外发光二极管，以红外光为载体传递按键信息，利用红外接收设备接收实体遥控器发射的红外信号，并将红外信号转换成电信号。

S23、对电信号进行检波、整形、放大操作，在对其进行数据采样，将每个采样点的二进制数据以8位为一个单位存储到数据库中。

S24、重复步骤S21～S23，直到完成虚拟遥控器模型上所有按键的按键学习，获得与该虚拟遥控器模型对应的遥控命令库，遥控命令库中包括按键名称和按键对应的数字遥控指令，即使不在实体遥控器上进行按键操作，也可以通过调取遥控指令来控制机顶盒。

S3、利用学习完毕的虚拟遥控器模型执行机顶盒测试任务，获取并存储测试结果；具体操作为：

选取一个机顶盒测试任务，获取该机顶盒测试任务的测试指标、遥控器按键和测试操作，利用遥控器按键和遥控命令库发送虚拟遥控指令，控制机顶盒进行测试操作，利用软件获取测试指标，同时利用测试装置提取节目源侧视频数据和机顶盒侧的视频数据，将测试指标、采集的视频数据作为测试结果进行存储。

S4、基于图像匹配算法分析测试结果，对节目源侧数据与机顶盒用户侧数据进行一致性对比；具体操作为：

根据时间坐标在测试装置内设置多个测试点，并给每个测试点的红外探针配置截屏测试操作，利用测试装置依次截取节目源侧视频数据和机顶盒侧视频数据的图像，获取多组截屏数据，基于图像匹配算法对每组截屏数据中节目源侧图像和机顶盒侧图像进行数据匹配，判断节目源侧图像与机顶盒用户侧图像是否一致性。

本发明方法在配置机顶盒测试任务时，可以设置测试任务执行的时间间隔和每次执行时长，这样在步骤S3选取了机顶盒测试任务后，就可以根据时间间隔和执行时长自动化重复执行该机顶盒测试任务，不断更新测试结果，以确保测试结果的时效性和准确性。

此外，本发明方法只需要错开不同机顶盒测试任务的执行时间，就可以自动化的执行多个机顶盒测试任务，实现全面、可靠的视频业务质量测试。

一种一体化机顶盒测试装置，如图2、3所示，该装置包括箱体1和箱盖2，箱盖两侧设置有凸出的固定板35，在固定板和箱体的两侧面板的顶部均开设有螺丝孔33，将箱盖覆盖在箱体上，通过与螺丝孔配套的螺栓可以将箱盖和箱体固定在一起。在箱体两侧分别安装有上架耳朵13，上架耳朵上设置有螺丝孔，利用上架耳朵和配套的螺栓可以将本装置固定在机柜、墙体等位置。

在箱体的前面板上设置有3个网络接口14，其中2个网络接口分别用来连接TV网络37和机顶盒38上的机顶盒LAN口44，另一个网络接口是以太网管理口，用来连接上级设备41，进行测试装置管理、虚拟遥控器模板录制任务下发、机顶盒测试任务下发、测试结果上报等操作。在箱体的后面板上设置有电源输入口15、电源输出口16、HDMI输入口17、HDMI输出口18、电源开关19、串口20、USB口21和IR接口22，电源输入口可以通过配套的数据线连接外部电源40，为测试装置提供电能；电源输出口通过配套的数据线连接机顶盒电源接口42，将电源输入口接入的电能传输到机顶盒内，为机顶盒供电；HDMI输入口连接机顶盒的HDMI口43，HDMI输出口连接电视机显示器39；电源开关分别和电源输入口和电源输出口连接，串口和USB口用于连接外部设备，进行数据传递，IR接口可以接收红外信号。

在箱体内部设置有交换模块3、HDMI三通模块4、2个HDMI公头5、2个HDMI母头6、继电器7、USB-IR线8、USB模块9和线缆11。交换模块用于网络视频业务转接，交换模块安装在机箱前面板内侧，并与前面板上的网络接口连接，交换模块通过网络接口接收TV网络信号，并将信号转换后再通过网络接口传输到机顶盒，本发明实施例中交换模块的具体型号为DYR-S5QI-003。在交换模块旁边固定安装有交换模块散热片34，用于在交换模块工作时进行散热，防止交换模块温度过高损坏。HDMI三通模块和2个HDMI公头分别固定安装在箱体底部面板上，2个HDMI母头分别安装在箱体后面板上，HDMI三通模块的输入端和1个输出端分别连接2个HDMI公头的一端，2个HDMI公头的另一端分别连接2个HDMI母头的一端，2个HDMI母头的另一端分别连接后面板上的HDMI输入口和HDMI输出口，HDMI三通模块、HDMI公头、HDMI母头、HDMI输入口和HDMI输出口共同实现视频数据从机顶盒到电视机显示器的转接功能，本发明实施例中HDMI三通模块的具体型号为eKLUH02。继电器固定安装在箱体底部面板上，继电器分别连接电源输入口、电源输出口和电源开关，继电器与电源开关共同控制装置通、断电，当供电异常时，继电器可以及时断开电路，保护装置内部电器元件，本发明实施例中继电器采用LCUS-2型2路。USB-IR线安装在箱体后面板内侧，与后面板上的IR接口相连，USB-IR线可以将IR接口接收到的红外信号传递给上级设备，本发明实施例中USB-IR线的型号为AUL01。USB模块固定安装在USB-IR线上方，且与后面板上的USB口连接，当USB口外接设备时，USB模块可以实现数据的双向传输。

由于本装置内部包含大量电子器件，当装置通电工作时，这些电子器件会产生一定的热量，如果箱体内的热量无法及时排出，会导致箱体内温度过高，造成安全隐患。在本装置的箱体内部一侧设置有散热扇10，并且在箱体两侧均开设有网状散热口12，装置接通电源后，散热扇开始工作，将箱体内的热量从网状散热口处排出，可以有效降低箱体内部温度，防止温度过高损坏器件。

本装置的电源输入口通常连接12V电压，为了确保装置内部各个电子器件的正常运行，箱体内部安装有DC-DC转换模块36，DC-DC转换模块的一端连接电源输入口，DC-DC转换模块的另一端分别连接电源输出口、交换模块、继电器、散热扇等设备，DC-DC转换模块可以将接入的12V电压转换成5V电压，以供设备使用。

在箱体的内部还安装有主板固定支架32，主板固定支架表面设置有螺丝孔，主板固定支架的两侧设置有安装板，安装板上开设有螺丝孔，主板固定支架通过螺栓固定在箱体内，并与箱体底部面板间隔一定距离。在主板固定支架上利用螺柱固定有设备主板，设备主板上安装有内存24、CPU风扇25、CPU散热片26、USB口21、LAN口27、SATA-PWR口28、SATA口29、ATX口30和SYS-FAN口31，设备主板的LAN口通过线缆连接交换模块，USB口连接USB模块和USB-IR线，设备主板还通过线缆连接HDMI三通模块的另1个输出端。设备主板的内存固定在主板一侧，CPU风扇和CPU散热片固定在主板中间位置并位于内存一侧，CPU散热片均匀的分布在CPU风扇周围。设备主板可以通过交换模块和HDMI三通模块获取TV网络的视频数据和机顶盒视频数据。

本发明装置的工作原理如下：通过箱体前面板上的网络接口分别连接TV网络和机顶盒网口，通过机箱后面板上的电源输入口连接外部电源，电源输出口连接机顶盒电源口，HDMI输入口连接机顶盒的HDMI口，HDMI输出口连接电视机的显示器。电源接通后，根据虚拟遥控器模型按键学习任务，IR接口接收实体遥控器的红外信号，设备主板分析接受到的红外信号，完成按键学习。交换模块从网络接口处获取TV网络的视频数据，同时通过网络接口将网络视频数据转接到机顶盒内，HDMI母头通过HDMI输入口获取机顶盒的视频数据，并通过HDMI输出口将数据传输给电视机显示器。设备主板通过线缆连接交换模块、HDMI三通模块，根据机顶盒测试任务，设备主板分别获取TV网络传输的节目源侧视频数据、机顶盒侧视频数据和测试指标，并对节目源侧视频数据和机顶盒侧视频数据进行一致性对比，完成视频业务质量测试。

本发明方法和装置，基于机顶盒终端实际播放效果进行测试，可以获取用户在机顶盒终端设备的实际观影感受，并通过图像识别+抓包分析的方式，实现机顶盒视频播放和EPG浏览时的视频业务质量测试，并可以将节目源侧和机顶盒用户侧的数据进行对比，实现IPTV/OTT视频业务的一致性对比功能。该装置具有一体化、便携的特性，可以提升设备的测试环境部署效率，相对于现有技术，装置部署成本低，视频测试成本低、测试配置简单、测试内容广、测试环境与用户环境一致、测试结果更贴近用户实际感知。

上面结合附图对本发明的实施方式作了详细地说明，但是本发明并不局限于上述实施方式，在本领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明宗旨的前提下做出各种变化。