基于NIPXI的驗(yàn)證數(shù)字視頻信號(hào)參數(shù)的自動(dòng)化系統(tǒng)

挑戰(zhàn):

開發(fā)一個(gè)制造測(cè)試系統(tǒng)(MTS)，該系統(tǒng)可根據(jù)目前行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，測(cè)試無線HDMI多輸入多輸出(MIMO)產(chǎn)品，并消除判斷視頻傳輸質(zhì)量時(shí)的人工介入需求。

解決方案:

使用NIPXI、NIVideoMASTER、NILabVIEW和NITestStand管理軟件，開發(fā)一個(gè)驗(yàn)證數(shù)字視頻信號(hào)參數(shù)的自動(dòng)化系統(tǒng)，驗(yàn)證范圍從信道延遲測(cè)量和顏色驗(yàn)證，到同步脈沖定時(shí)、噪聲譜和非線性測(cè)量。

“使用基于NITestStand軟件的通用軟件平臺(tái)，Benetel公司從根本上將新項(xiàng)目開發(fā)時(shí)間縮短了75%，并更加易于生產(chǎn)高質(zhì)量、高可靠性的最終產(chǎn)品。”

Benetel公司在射頻(RF)和無線設(shè)計(jì)、測(cè)試系統(tǒng)上擁有豐富的經(jīng)驗(yàn)，我們致力于將高質(zhì)量、高性能的產(chǎn)品提供給全球各行各業(yè)的客戶群。數(shù)字視頻測(cè)試占據(jù)我們很大一部分業(yè)務(wù)范圍，需要靈活的，適應(yīng)性強(qiáng)，且全面升級(jí)的測(cè)試系統(tǒng)來支持一部分無線數(shù)字視頻流媒體產(chǎn)品。

我們的應(yīng)用需要一個(gè)制造測(cè)試系統(tǒng)(MTS)來測(cè)試傳輸單元和接收單元。傳輸單元基于無線媒體，通過多個(gè)無線輸出信道和低速率數(shù)據(jù)輸出無線信道的多輸入和多輸出配置來進(jìn)行調(diào)制，并傳輸下行流高清視頻和音頻內(nèi)容。

接收單元接收無線高清視頻內(nèi)容，并且使用產(chǎn)生數(shù)據(jù)內(nèi)容傳輸?shù)纳闲行诺赖亩鄠€(gè)無線數(shù)據(jù)信道和低速率信道的多輸入多輸出配置對(duì)視頻內(nèi)容進(jìn)行解調(diào)，重新產(chǎn)生視頻、音頻和控制信息。接收單元輸出的是數(shù)字非壓縮視頻，數(shù)字音頻和控制信息，所有的輸出都通過HDMI連接器。

我們將制造測(cè)試系統(tǒng)軟件基于Benetel的通用測(cè)試平臺(tái)，該軟件是一個(gè)基于NITestStand軟件和LabVIEW軟件，功能強(qiáng)大的，靈活的軟件核，能夠?qū)π枰嗑€程，數(shù)據(jù)庫連接和測(cè)試固定裝置控制應(yīng)用程序進(jìn)行積極地支持。

我們將制造測(cè)試系統(tǒng)硬件基于NIVideoMASTER硬件的NIPXI系統(tǒng)，該硬件系統(tǒng)由NIPXI-6542數(shù)字視頻發(fā)生器和邏輯儀模塊組成，而且還支持各種模塊，如NIPXI-5122高速率數(shù)字分析儀，NIPXI射頻信號(hào)產(chǎn)生器和NIPXI-8430串口接口模塊。我們通過高質(zhì)量的電纜，將信號(hào)進(jìn)行布線，連接到一對(duì)TX(發(fā)送)和RX(接收)的保護(hù)屏蔽罩，這對(duì)于基于單元測(cè)試的空中測(cè)試是非常必要的。

我們可以使用制造測(cè)試系統(tǒng)，獨(dú)立地對(duì)TX和RX中的UUTs進(jìn)行測(cè)試。這種并行測(cè)試方法，形成了Benetel的生產(chǎn)測(cè)試策略的核心部分，大大地提高了整體的吞吐量。使用NI公司的TestStand軟件中的自動(dòng)調(diào)度功能通過自動(dòng)地調(diào)度并行測(cè)試執(zhí)行順序，還提高了測(cè)試操作效率，減少了測(cè)試消耗時(shí)間和增加了資源利用率。

我們使用制造測(cè)試系統(tǒng)來分析任何射頻頻率上，信號(hào)分辨率為720i/p和1080i/p的各種無線視頻信號(hào)，包括5.8和60GHz。我們?yōu)闇y(cè)試系統(tǒng)配置了許多功能，從記錄序列號(hào)，配置和軟件版本到視頻和音頻測(cè)試，如水平定時(shí)、信道延遲、彩條、K系數(shù)、噪聲譜、失真，和多波群測(cè)試。該系統(tǒng)還包括對(duì)峰值信噪比(PSNR)算法的高速率自動(dòng)實(shí)現(xiàn)，我們還使用該算法作為圖像重構(gòu)質(zhì)量的人體感知的近似，以驗(yàn)證傳輸中的視頻圖像質(zhì)量。

測(cè)試無線和其他視頻信號(hào)的主要生產(chǎn)要求是對(duì)傳輸視頻和音頻的質(zhì)量檢驗(yàn)。從以往的經(jīng)驗(yàn)來看，視頻質(zhì)量驗(yàn)證一直是一種主觀科學(xué)。曾嘗試將這種特殊的測(cè)試需求進(jìn)行自動(dòng)化的努力，繼續(xù)需要依靠人工介入，用明顯對(duì)吞吐量的效果以維持質(zhì)量在一個(gè)可接受的水平。使用NIVideoMASTER客觀地量化和測(cè)量大量峰值信噪比數(shù)字信號(hào)參數(shù)，我們大大地提高了對(duì)實(shí)現(xiàn)視頻信號(hào)質(zhì)量的信心，同時(shí)保持了較高的吞吐量。

除了視頻質(zhì)量以外，制造測(cè)試系統(tǒng)還測(cè)量音頻質(zhì)量等參數(shù)，接收信號(hào)強(qiáng)度和上行流信息。這些測(cè)試需求充分利用了LabVIEW和NITestStand軟件的串行接口工具和字符串處理功能的優(yōu)勢(shì)，快速可靠地將往返于UUT的數(shù)據(jù)進(jìn)行解析。

使用NI公司工具的優(yōu)勢(shì)

我們使用一個(gè)基于PXI的系統(tǒng)，將所有的模塊化系統(tǒng)需求集成到一個(gè)安裝包中。與其他方法相比，將相對(duì)較低的開發(fā)預(yù)算的PXI驅(qū)動(dòng)與可廣泛使用的LabVIEW內(nèi)置工具和工具箱進(jìn)行結(jié)合，可創(chuàng)建高成本效益的系統(tǒng)。我們還可以從NI公司的有效售后支持中獲益。此外，NIVideoMASTERPXI-6542數(shù)字視頻發(fā)生器可輕松與Benetel通用測(cè)試平臺(tái)進(jìn)行交互，從而可以使用專用測(cè)試模式，這樣我們可以開發(fā)一個(gè)單獨(dú)的模式，將所有的組件組合在一起，這對(duì)任何視頻或圖像測(cè)試應(yīng)用程序是非常必要的。通過減少測(cè)試模式間切換的需要，從而降低了所需要的采樣數(shù)量，從整個(gè)測(cè)試時(shí)間來說，NI公司的VideoMASTER發(fā)生器可以節(jié)省大量的測(cè)試時(shí)間。

圖1：Benetel控制臺(tái)

圖2：無線HDMI數(shù)字視頻測(cè)試系統(tǒng)框圖

圖3：峰值信噪比測(cè)試中使用的測(cè)試模式