阅读说明：本技术 一种视频监控系统中视频质量检测方法及装置 (Video quality detection method and device in video monitoring system ) 是由 祝接金 于 2018-06-12 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种视频监控系统中视频质量检测方法及装置,通过定制的视频源播放在显示设备上,通过采集摄像机采集显示设备的画面,客户端点播该采集摄像机的实况,获取实况视频流,对实况视频流进行解码检测,或直接从视频监控系统获取解码后的视频图像帧,进行检测。然后根据GOP帧组中的数字水印和每一帧的灰度值,输出检测结果。采用本发明的技术方案,实现了全自动的检测,提高了检测的效率,并且大大提高了检测的准确度。(The invention discloses a method and a device for detecting video quality in a video monitoring system, wherein a customized video source is played on a display device, a picture of the display device is collected by a collection camera, a client requests the live of the collection camera to obtain a live video stream, the live video stream is decoded and detected, or a decoded video image frame is directly obtained from the video monitoring system to be detected. And then outputting a detection result according to the digital watermark in the GOP frame group and the gray value of each frame. By adopting the technical scheme of the invention, full-automatic detection is realized, the detection efficiency is improved, and the detection accuracy is greatly improved.)

一种视频监控系统中视频质量检测方法及装置

技术领域

本发明属于视频质量检测技术领域，尤其涉及一种视频监控系统中视频质量检测方法及装置。

背景技术

在视频监控自动化测试领域，经常需要对视频画面进行测试。例如需要对实况、回放等视频画面进行观察，判断是否出现花屏，卡顿等情况。通过人眼可以很方便的观察视频画面是否有花屏，卡顿等现象，但如何通过自动化的手段去检测是一个自动化领域亟待解决的问题。

当前自动化测试中对视频画面质量的检测还是通过半人工的方式完成，首先通过自动化对实况、回放等视频画面进行截屏保存，后续有测试人员对图片进行观察确认画面是否正常。

然而，上述检测方法存在的技术问题也是显而易见的，例如通过半人工的方式使得自动化测试效率大大降低，影响测试效率；通过人工方式使得结果记录错误的概率提高；对于一些较小的细节，人工的方式可能也无法有效分辨出来，使得测试结果不准确。

发明内容

本发明的目的是提供一种视频监控系统中视频质量检测方法及装置，克服了上述背景技术中提出的问题，实现全自动的检测，提高了检测的效率，并且大大提高了检测的准确度。

为了实现上述目的，本发明技术方案如下：

一种视频监控系统中视频质量检测方法，用于对待检测视频监控系统的视频质量进行检测，所述视频监控系统中视频质量检测方法，包括：

通过待检测视频监控系统点播预先定制的视频源，所述预先定制的视频源中GOP帧组中每一帧的灰度值不同，每个GOP帧组叠加有预设的数字水印；

获取所述预先定制的视频源对应的解码后的视频图像帧；

分析解码后的视频图像帧，根据GOP帧组中的数字水印和每一帧的灰度值，输出检测结果。

进一步地，所述根据GOP帧组中的数字水印和每一帧的灰度值，输出检测结果，包括：

检测每一个GOP帧组中叠加的数字水印，如果检测到数字水印则记录检测到的数字水印，如果检测不到数字水印，则说明该帧解码不正确，输出解码不正确的检测结果。

进一步地，所述根据GOP帧组中的数字水印和每一帧的灰度值，输出检测结果，还包括：

统计预定时间段内解码后的视频图像上数字水印检测结果，与预先定制的视频源的原始数字水印进行比较，如果不一致，则认为存在卡顿，输出画面卡顿的检测结果；

或，统计预定时间段内解码后的视频图像上数字水印检测结果，查看是否有连续重复的数字水印，如果有则认为存在卡顿，输出画面卡顿的检测结果。

进一步地，所述根据GOP帧组中的数字水印和每一帧的灰度值，输出检测结果，包括：

检测每一个GOP帧组中每一帧的灰度值，与预先定制的视频源原始灰度值进行比较，如果不一致则认为存在解码异常，输出解码异常的检测结果。

进一步地，所述GOP帧组中每一帧的灰度值间隔为设定的值。

本发明还提出了一种视频监控系统中视频质量检测装置，用于对待检测视频监控系统的视频质量进行检测，所述视频监控系统中视频质量检测装置，包括：

采集模块，用于通过待检测视频监控系统点播预先定制的视频源，所述预先定制的视频源中GOP帧组中每一帧的灰度值不同，每个GOP帧组叠加有预设的数字水印，获取所述预先定制的视频源对应的解码后的视频图像帧；

分析模块，用于分析解码后的视频图像帧，根据GOP帧组中的数字水印和每一帧的灰度值，输出检测结果。

进一步地，所述分析模块根据GOP帧组中的数字水印和每一帧的灰度值，输出检测结果，执行如下操作：

检测每一个GOP帧组中叠加的数字水印，如果检测到数字水印则记录检测到的数字水印，如果检测不到数字水印，则说明该帧解码不正确，输出解码不正确的检测结果。

进一步地，所述分析模块根据GOP帧组中的数字水印和每一帧的灰度值，输出检测结果，还执行如下操作：

统计预定时间段内解码后的视频图像上数字水印检测结果，与预先定制的视频源的原始数字水印进行比较，如果不一致，则认为存在卡顿，输出画面卡顿的检测结果；

或，统计预定时间段内解码后的视频图像上数字水印检测结果，查看是否有连续重复的数字水印，如果有则认为存在卡顿，输出画面卡顿的检测结果。

进一步地，所述分析模块根据GOP帧组中的数字水印和每一帧的灰度值，输出检测结果，执行如下操作：

检测每一个GOP帧组中每一帧的灰度值，与预先定制的视频源原始灰度值进行比较，如果不一致则认为存在解码异常，输出解码异常的检测结果。

本发明提出了一种视频监控系统中视频质量检测方法及装置，通过定制的视频源播放在显示设备上，视频监控系统的采集摄像机采集显示设备的画面，客户端点播该采集摄像机的实况，获取实况视频流，对实况视频流进行检测，根据GOP帧组中的数字水印和每一帧的灰度值，输出检测结果。采用本发明的技术方案，实现了全自动的检测，提高了检测的效率，并且大大提高了检测的准确度。

附图说明

图1为本发明视频监控系统中视频质量检测方法流程图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明技术方案做进一步详细说明，以下实施例不构成对本发明的限定。

本发明的总体思路是利用图像检测技术来判断视频画面是否存在卡顿或花屏等异常情况。通过待检测视频监控系统点播定制的视频源(视频流采用纯灰色画面，例如每一帧使用一个灰度的图，每一帧组叠加一个数字水印)，通过对解码后的视频图像帧进行分析，确定画面是否出现花屏，卡顿等异常现象。当一个帧组中检测出的灰度值与定制的视频源出现整体的灰度偏移或者一致，则认为画面正常(即无花屏或卡顿现象)，反之如果同一帧组中出现多个灰度相同的画面或画面非纯色画面，则认为画面异常。此外，针对不同帧组内，如果画面上出现的数字水印一样，则说明画面出现卡顿，反之则画面正常。

本发明定制的视频源是预先准备的一段用于测试视频解码功能是否正常的视频文件M。视频文件M除按需要满足规定码率、分辨率、帧率等特定要求外，还需要对视频内容进行定制。本技术方案采用的视频文件M有如下要求：

视频内容为纯灰色画面，即每一帧解码出来都是一个纯灰色图片。

每个GOP帧组中每一帧的灰度值不同，灰度值的可用范围为0～255，可以采用连续的一段灰度值或等差灰度值用于每一帧图片。例如假设每个GOP帧组中包括50帧，可以给一帧一个灰度值，例如分别为0、1、2、3……49；或取范围里任一段灰度范围。或者可以采用等差灰度值，例如0、5、10、15…，依次类推。本技术方案优选采用等差灰度值，即每帧的灰度值间隔为设定的固定值，例如为5，可以增加画面被正常解码分析出灰度值的成功率。

可以多个GOP帧组连续使用一段灰度范围，例如第一个帧组为0～49，第二个帧组为50～99，依次类推，直到255后，继续从0开始变换。

每一GOP帧组都需要给图像画面叠加数字水印，用于区分不同的GOP帧组。数字水印可以采用自然序数，即0、1、2、3、4、5……等以此类推。例如第一个帧组叠加数字水印0，第二个帧组叠加数字水印1，依次类推，当达到指定的数字(例如30000)后，可以从头开始。数字水印直接叠加到画面中，并且采用其他非灰颜色(假设采用红色)用于区分。

根据以上规定定制出视频源之后，采用定制出的视频源进行视频质量检测。

如图1所示，本技术方案一种视频监控系统中视频质量检测方法，包括：

步骤S1、通过待检测视频监控系统点播预先定制的视频源，所述预先定制的视频源中GOP帧组中每一帧的灰度值不同，每个GOP帧组叠加有预设的数字水印。

为了对待检测视频监控系统进行检测，本实施例将预先定制的视频源输入到待检测视频监控系统中，以供客户端来点播。为了实现方便，采用一仿真IPC在待检测视频监控的视频管理平台注册并上线，将定制的视频源作为仿真IPC的输入流，从而可以通过客户端点播该仿真IPC。

在客户端上，可以配置解码器将仿真IPC的实况流上墙，实现硬解码，将视频图像帧显示在电视墙上；也可以通过软解码将解码后的视频图像帧显示在客户端的显示器。

需要说明的是，本技术方案预先定制的视频源中GOP帧组中每一帧的灰度值不同，每个GOP帧组叠加有预设的数字水印，预设的数字水印可以是连续的数字或按照规律排序的图案，这里不再赘述。

步骤S2、获取所述预先定制的视频源对应的解码后的视频图像帧。

本步骤有两种具体的实现方式，以下通过实施例来进行说明。

实施例1、待检测视频监控系统点播所述预先定制的视频源，进行硬解码后上墙，配置一台采集摄像机监控播放的视频图像帧，采集图像并进行编码，存储到本地，然后对本地存储的视频流进行解码，得到所述预先定制的视频源对应的解码后的视频图像帧。

本实施例为了实现方便，采用一仿真IPC在待检测视频监控的视频管理平台注册并上线，配置解码器将仿真IPC的实况流上墙。将定制的视频源作为仿真IPC的输入流，可以将定制的视频源上墙到电视墙或者是显示到客户端的显示器等。

采用一台摄像机作为采集摄像机，对准显示设备上的实况画面。为了减少环境对测试结果的影响，可以将采集摄像机对准显示设备上的实况画面，并调整焦距和距离，使采集摄像机的监控范围固定在显示设备的画面内，即画面中只会有显示设备的纯色画面和叠加的数字水印。

从而，通过点播采集摄像机的实况画面，并将实况视频流保存到本地文件，以便后续对该视频流进行分析，检测是否有解码不正确或卡顿现象。本实施例获取采集摄像机的实况视频流，可以直接是点播客户端将实况视频流保存到本地文件，由分析设备从本地文件中读取进行分析，或者通过RTSP方式直接将媒体流发送给后续的分析设备进行分析。

实施例2、待检测视频监控系统点播所述预先定制的视频源，进行软解码并输出解码后的视频图像帧，从而可以直接获取所述预先定制的视频源对应的解码后的视频图像帧，进行后续的分析。

即待检测视频监控系统能够直接输出所述预先定制的视频源对应的解码后的视频图像帧，分析设备只需要提供相应的接口，就可以获取到所述预先定制的视频源对应的解码后的视频图像帧，进行后续的分析。

步骤S3、分析解码后的视频图像帧，根据GOP帧组中的数字水印和每一帧的灰度值，输出检测结果。

本实施例分析设备可以是一台服务器或普通PC电脑，分析解码后的视频图像帧。在解码时，根据I帧分成不同的GOP帧组，根据GOP帧组中叠加的数字水印、以及GOP帧组中每一帧的灰度值进行分析，具体包括以下实施例：

实施例3、检测每一个GOP帧组中叠加的数字水印，如果检测到数字水印，则记录检测到的数字水印，如果检测不到数字水印，则说明该帧解码不正确，输出解码不正确的检测结果。

容易理解的是，对实况视频流进行解码后获取到视频图像，以及对视频图像中的数字水印进行识别，在现有技术中已经是比较成熟的技术。本技术方案数字水印采用红色或其他非灰颜色的字体，容易识别。

在解码出每一帧视频图像后，看是否检测到数字水印，如果检测到有数字水印，说明解码正确，此时记录检测到的数字水印，用于后续分析；如果检测不到数字水印，则说明解码不正确，输出解码不正确的检测结果。在本实施例中，暂不考虑采集摄像机采集的视频或编码有问题。

例如：第一个GOP帧组中检测到数字水印为自然序数“1”，则记录第一个GOP帧组对应数字水印为自然序数“1”，如果检测不到，则输出解码不正确的检测结果。

实施例4、检测每一个GOP帧组中每一帧的灰度值，与预先定制的视频源原始灰度值进行比较，如果不一致则认为存在解码异常，输出解码异常的检测结果。

本实施例针对一个GOP帧组，计算该GOP帧组中每一帧的颜色分布直方图和灰度值，正常解码下颜色分布直方图应只有灰色和红色(红色为数字水印设定的颜色，数字水印也可设定为其他非灰颜色)。通过图像变换等技术可以去掉画面中数字水印部分，而只剩下灰色部分。通过计算灰度直方图，可以判断该画面中灰度的分布情况。

根据预先定制的视频源中每个GOP帧组中灰度值的排列规则，应该每一帧都只有一个灰度值，且一个GOP帧组中不重复。本实施例记录下GOP帧组中每一帧的灰度值，与预先定制的视频源进行比较，如果是整体偏移一个灰度单位或与预先定制的视频源中的灰度值分布规律一致，则认为画面解码正常，反之则认为画面解码失败或出现异常，输出解码异常的检测结果。

例如，对于一个GOP帧组，检测该GOP帧组中每一帧的灰度值，如果排列为：0、5、10、15…，且与预先定制的视频源中该GOP帧组中每一帧的灰度值一致(整体偏移一个灰度单位或相同)，则认为画面解码正常，反之则认为画面解码失败或出现异常，输出解码异常的检测结果。

实施例5、统计预定时间段内解码后的视频图像上的数字水印检测结果，与预先定制的视频源的原始数字水印进行比较，如果不一致，则认为存在卡顿，输出画面卡顿的检测结果。或，统计预定时间段内解码后的视频图像上的数字水印检测结果，查看是否有连续重复的数字水印，如果有则认为存在卡顿，输出画面卡顿的检测结果。

本实施例统计预定时间段内的数字水印检测结果，假设30秒，每秒一个GOP帧组，读取各GOP帧组中的数字水印部分，若数字水印与原视频流中的一致(即为连续的自然数)则认为画面正常无卡顿，反之，若中间自然序数出现重复，则认为画面出现卡顿，输出画面卡顿的检测结果。

例如，在30秒内，检测了30个GOP帧组，记录的数字水印为：0、1、2、3、4、5……、29，与预先定制的视频源中各GOP帧组对应的数字水印相同，则认为画面正常无卡顿。

反之，如果记录的数字水印为：0、1、1、2、2、2、3、4、5……，发现与预先定制的视频源中各GOP帧组对应的数字水印出现不一致，则认为视频画面出现卡顿。优选地，只要发生连续重复的数字水印，即认为视频画面出现卡顿，输出视频画面卡顿的检测结果。

通过上述实施例，本技术方案可以通过对实况视频流进行分析，判断是否存在解码异常或卡顿现象，持续分析直至分析任务结束或分析时长足够。最后，本技术方案还可以保存出现异常的视频画面，并统计异常的次数进行记录，以便生成最终的测试结果进行报告。

与上述方法对应地，本技术方案还给出了一种视频监控系统中视频质量检测装置的实施例，本装置用于对待检测视频监控系统的视频质量进行检测，包括：

采集模块，用于通过待检测视频监控系统点播预先定制的视频源，所述预先定制的视频源中GOP帧组中每一帧的灰度值不同，每个GOP帧组叠加有预设的数字水印，获取所述预先定制的视频源对应的解码后的视频图像帧；

分析模块，用于分析解码后的视频图像帧，根据GOP帧组中的数字水印和每一帧的灰度值，输出检测结果。

与上述方法对应的，本实施例分析模块根据GOP帧组中的数字水印和每一帧的灰度值，输出检测结果，执行如下操作：

检测每一个GOP帧组中叠加的数字水印，如果检测到数字水印则记录检测到的数字水印，如果检测不到数字水印，则说明该帧解码不正确，输出解码不正确的检测结果。

此外，所述分析模块根据GOP帧组中的数字水印和每一帧的灰度值，输出检测结果，还执行如下操作：

统计预定时间段内解码后的视频图像上数字水印检测结果，与预先定制的视频源的原始数字水印进行比较，如果不一致，则认为存在卡顿，输出画面卡顿的检测结果；

或，统计预定时间段内解码后的视频图像上数字水印检测结果，查看是否有连续重复的数字水印，如果有则认为存在卡顿，输出画面卡顿的检测结果。

此外，所述分析模块根据GOP帧组中的数字水印和每一帧的灰度值，输出检测结果，执行如下操作：

检测每一个GOP帧组中每一帧的灰度值，与预先定制的视频源原始灰度值进行比较，如果不一致则认为存在解码异常，输出解码异常的检测结果。

需要说明的是，本实施例装置采集模块有两种实现方式，分别与实施例1和实施例2对应。与实施例1对应的，本装置采集模块包括一采集摄像机及对应的解码器，采集摄像机监控待检测视频监控系统播放的视频图像帧(对应预先定制的视频源)，采集图像并进行编码，存储到本地，然后对本地存储的视频流进行解码，得到所述预先定制的视频源对应的解码后的视频图像帧。这种情况下，本装置直接采集待检测视频监控系统播放的视频，对待检测视频监控系统没有任何设备方面的配置要求，可以直接针对任何视频监控系统进行检测。与实施例2对应的，本装置采集模块仅提供与待检测视频监控系统对接的接口，获取已经解码的视频图像帧，适用于待检测视频监控系统已经具备解码后视频图像帧的输出接口，直接进行对接即可。

以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其进行限制，在不背离本发明精神及其实质的情况下，熟悉本领域的技术人员当可根据本发明作出各种相应的改变和变形，但这些相应的改变和变形都应属于本发明所附的权利要求的保护范围。