通過(guò)捕捉與分析視頻幀來(lái)加快視頻設(shè)備的開(kāi)發(fā)和調(diào)試
墨菲定律告訴我們“有可能出錯(cuò)的事,就一定會(huì)出錯(cuò)”。在視頻設(shè)備的測(cè)試或生產(chǎn)過(guò)程中,出問(wèn)題的時(shí)候往往是我們最不想出問(wèn)題和最不方便解決的時(shí)候。其中,數(shù)字域的視頻問(wèn)題經(jīng)常是隨機(jī)發(fā)生,因而最難判斷和隔離。所以,在解決此類(lèi)問(wèn)題時(shí),能夠檢測(cè)視頻信號(hào)中錯(cuò)誤狀態(tài)的視頻監(jiān)控和測(cè)量設(shè)備就顯得必不可少。具備CaptureVu功能的泰克公司最新波形監(jiān)視儀就能在視頻信號(hào)出錯(cuò)時(shí),捕捉一個(gè)完整的視頻幀,并將其保存到儀器內(nèi)部的存儲(chǔ)器中。
本文引用地址:http://m.butianyuan.cn/article/193921.htm用戶(hù)可以通過(guò)菜單選項(xiàng)手動(dòng)捕捉視頻數(shù)據(jù),也可以讓儀器在發(fā)現(xiàn)表1所列的任何一種視頻錯(cuò)誤時(shí),自動(dòng)捕捉一個(gè)視頻幀。表1中的觸發(fā)條件涵蓋了SDI信號(hào)格式或視頻信號(hào)電平中的一系列錯(cuò)誤。
用戶(hù)可以使用“觸發(fā)類(lèi)型(Trigger Type)”菜單在儀器所支持的觸發(fā)類(lèi)型中任意選擇。配置好觸發(fā)菜單后,就可以將儀器設(shè)置為運(yùn)行模式,等待第一次出現(xiàn)任何與用戶(hù)所選觸發(fā)模式相匹配的錯(cuò)誤。在發(fā)現(xiàn)錯(cuò)誤后,波形監(jiān)視儀會(huì)將包含該錯(cuò)誤的視頻幀捕捉下來(lái),并存儲(chǔ)在儀器的內(nèi)部存儲(chǔ)器中。
參考樣本的捕捉
波形監(jiān)視儀可以在波形窗口、矢量窗口、色域窗口或圖像窗口顯示捕捉到的數(shù)據(jù)。在波形窗口(矢量窗口、色窗口和圖像窗口),捕捉到的信號(hào)以黃色跡線(xiàn)顯示。用戶(hù)可以單獨(dú)觀察捕捉到的信號(hào)跡線(xiàn),也可將其與當(dāng)前視頻信號(hào)的跡線(xiàn)進(jìn)行比較。這與大家熟知的截屏所用的“凍結(jié)”模式類(lèi)似,所不同的是,采用截屏方式“凍結(jié)”跡線(xiàn)或圖像后,儀器無(wú)法同時(shí)創(chuàng)建一個(gè)與捕捉到的屏幕圖像不同的新顯示窗口。
采用CaptureVu技術(shù)存儲(chǔ)下來(lái)的是一個(gè)完整的視頻幀,因此儀器可以根據(jù)捕捉到的數(shù)據(jù)重建任何一種它本身支持的顯示圖像。例如,假設(shè)儀器捕捉到的是包含一個(gè)RGB色域錯(cuò)誤的視頻幀,而最初儀器是在配置為YPbPr顯示模式的波形窗口下顯示捕捉到的數(shù)據(jù)。為了看清包含色域錯(cuò)誤的信號(hào)成分,用戶(hù)可能想在配置為YRGB顯示模式的顯示窗口下查看該數(shù)據(jù)。這時(shí),只需簡(jiǎn)單地將波形顯示模式改為YRGB顯示,儀器就能自動(dòng)創(chuàng)建一個(gè)新的波形顯示窗口,以YRGB模式顯示捕捉到的數(shù)據(jù)。用戶(hù)可以將其與另一個(gè)窗口顯示的YRGB模式下的當(dāng)前信號(hào)進(jìn)行比較。此外,用戶(hù)還可選擇利用泰克的Diamond顯示來(lái)分析捕捉到的信號(hào)中的色域錯(cuò)誤。此時(shí),儀器又會(huì)為捕捉到的數(shù)據(jù)創(chuàng)建一種全新的顯示。
圖1 利用WFM7100的CaptureVu功能捕捉存在RGB色域錯(cuò)誤的圖像。
用戶(hù)還可采用儀器面板上的USB接口將捕捉到的視頻幀數(shù)據(jù)存儲(chǔ)到USB記憶棒中。之后,也可從USB記憶棒中將數(shù)據(jù)導(dǎo)回本儀器或其他儀器中。例如,工程師在現(xiàn)場(chǎng)捕捉到一幀包含錯(cuò)誤的視頻數(shù)據(jù)后,可以將數(shù)據(jù)帶回測(cè)試中心與同事們共同研究,而測(cè)試中心的工程師則可以在另一臺(tái)波形監(jiān)視儀上恢復(fù)該數(shù)據(jù),并從中查找問(wèn)題。
視頻格式錯(cuò)誤,手動(dòng)捕捉,“黃金參考”校準(zhǔn)
再舉個(gè)例子,假設(shè)工作人員要為下次生產(chǎn)校準(zhǔn)相機(jī)。通常相機(jī)校準(zhǔn)是利用一套相機(jī)測(cè)試圖表并在波形監(jiān)視儀上測(cè)量拍攝得到的信號(hào)實(shí)現(xiàn)的。如果采用了帶CaptureVu功能的泰克監(jiān)視儀,那么在一臺(tái)相機(jī)完成校準(zhǔn)之后,操作員就可以利用CaptureVu手動(dòng)捕捉一組視頻信號(hào),然后將保存下的數(shù)據(jù)作為“黃金參考”。其他相機(jī)的校準(zhǔn)就可以通過(guò)比照其拍攝信號(hào)的顯示與之前保存下來(lái)的參考相機(jī)拍攝信號(hào)的顯示來(lái)實(shí)現(xiàn)。由于CaptureVu是利用原始視頻數(shù)據(jù)來(lái)創(chuàng)建顯示圖像,因此操作員可以通過(guò)各種波形顯示、矢量顯示、色域顯示和圖像顯示來(lái)比較被校準(zhǔn)相機(jī)與參考相機(jī)的輸出。而且,通過(guò)向USB記憶棒中保存數(shù)據(jù),操作員還可以比較不同時(shí)刻相機(jī)的校準(zhǔn)情況,檢查在使用時(shí)間增加后或攝影棚內(nèi)條件變化后,相機(jī)性能是否出現(xiàn)劣化。
在視頻設(shè)備的設(shè)計(jì)和調(diào)試中,工程師可以利用這種捕捉功能診斷視頻格式中的錯(cuò)誤。通常,這些錯(cuò)誤類(lèi)型都是間歇性出現(xiàn)的,而且可能很難將其從視頻信號(hào)中分離出來(lái)。但有了CaptureVu,工程師只需配置好波形監(jiān)視儀,利用儀器監(jiān)視視頻信號(hào),捕捉包含錯(cuò)誤的視頻幀。儀器檢測(cè)并捕捉到一個(gè)錯(cuò)誤幀之后,會(huì)在錯(cuò)誤日志中記錄捕捉時(shí)間。如此一來(lái),工程師通過(guò)查看錯(cuò)誤日志就能確定,當(dāng)視頻信號(hào)通路中的某些設(shè)備或其他系統(tǒng)發(fā)生改變,從而導(dǎo)致視頻信號(hào)源出現(xiàn)了變動(dòng)時(shí),這些錯(cuò)誤是否以某個(gè)固定的時(shí)間間隔出現(xiàn)。
CaptureVu捕捉到的完整視頻幀中既包含有效圖像數(shù)據(jù)也包含輔助數(shù)據(jù),并且這些數(shù)據(jù)以一種專(zhuān)有格式存儲(chǔ)至USB記憶棒中。泰克已為此開(kāi)發(fā)了一套實(shí)用程序,可按以下多種方式讀取和格式化捕捉到的數(shù)據(jù):
簡(jiǎn)單的CSV文件,其中包含捕捉到的數(shù)據(jù)中的原始Cb,Y,Cr,Y*樣本。該文件不能直接導(dǎo)出至電子表格軟件,但用戶(hù)自行開(kāi)發(fā)的應(yīng)用程序可將其用作原始文本文件輸入。
針對(duì)Excel優(yōu)化的CSV文件,可導(dǎo)出至Excel,包含單獨(dú)的樣本和行序號(hào)。
泰克TG700測(cè)試信號(hào)發(fā)生器可使用的 *.PIC文件。以這種格式存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)可以直接作為一幀完整的圖像發(fā)送到TG700中去。文件中只包含TG700需要的有效圖像數(shù)據(jù),輔助數(shù)據(jù)和空白數(shù)據(jù)由TG700模塊自行插入。該實(shí)用程序可從泰克網(wǎng)站上下載。
當(dāng)采用Excel電子表格格式時(shí),數(shù)據(jù)按照Cb, Y, Cr, Y*的順序出現(xiàn)。每個(gè)16進(jìn)制數(shù)值之前都有一個(gè)“x”前綴,而且在電子表格頂部會(huì)出現(xiàn)一個(gè)如表2所示的表頭。
表頭提供的信息包括被捕獲數(shù)據(jù)出現(xiàn)的時(shí)間、捕獲數(shù)據(jù)中存在的觸發(fā)錯(cuò)誤類(lèi)型以及視頻信號(hào)格式。在表2所示的例子中,信號(hào)是一個(gè)包含1920x1080有效圖像面積的1080i59.94信號(hào)。
在電子表格程序中,工程師可以采用各種手段對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行分類(lèi)和搜索,也可以開(kāi)發(fā)Visual Basic程序,通過(guò)多種方式進(jìn)行數(shù)據(jù)搜索和格式化。例如,它們可以在所有數(shù)據(jù)中查找有效視頻的起始點(diǎn)和結(jié)束點(diǎn)(序號(hào)為x3FF, x000, x000)。類(lèi)似的,工程師還可以通過(guò)查找數(shù)據(jù)圖案為x000, x3FF, x3FF的數(shù)據(jù),或者查找相應(yīng)視頻標(biāo)準(zhǔn)所規(guī)定的數(shù)據(jù)標(biāo)志(DID)對(duì)輔助數(shù)據(jù)進(jìn)行分類(lèi)。利用這些工具,工程師就能確定某個(gè)特定的視頻設(shè)備所輸出的輔助數(shù)據(jù)序列中是否包含由設(shè)備代碼或操作差錯(cuò)導(dǎo)致的錯(cuò)誤。
觀察假影噪聲,測(cè)試信號(hào)
通常,工程師通過(guò)測(cè)量一個(gè)測(cè)試信號(hào)經(jīng)過(guò)被測(cè)器件(DUT)后得到的輸出信號(hào)來(lái)測(cè)試被測(cè)器件。而有了CaptureVu后,就可以在波形監(jiān)視儀中先捕捉一個(gè)測(cè)試信號(hào)的視頻幀,然后將其與測(cè)試信號(hào)通過(guò)DUT之后的現(xiàn)場(chǎng)輸出進(jìn)行比較,以尋找二者的差異。通過(guò)被測(cè)器件之前和之后的測(cè)試信號(hào)均可在被捕捉后存入U(xiǎn)SB存儲(chǔ)器,因此,工程師們還可以利用多種手段對(duì)這兩個(gè)文件進(jìn)行比較,以尋找測(cè)試信號(hào)和被測(cè)器件輸出信號(hào)的差異。
在視頻設(shè)備的設(shè)計(jì)階段,工程師可能會(huì)發(fā)現(xiàn)設(shè)備對(duì)某種特殊的視頻序列或者某種類(lèi)型的圖像處理起來(lái)比較困難。此時(shí),他們就可以利用CaptureVu捕捉一幀此類(lèi)視頻信號(hào),并將其存儲(chǔ)至USB存儲(chǔ)器,然后將存儲(chǔ)下來(lái)的文件(*.cap文件)轉(zhuǎn)換為可下載至Tektronix TG700的圖像(*.pic文件)。通過(guò)配置測(cè)試信號(hào)發(fā)生器,還可讓這幀圖像水平或垂直移動(dòng),從而產(chǎn)生運(yùn)動(dòng)的測(cè)試圖像,以方便工程師觀察設(shè)備產(chǎn)品的任何假影噪聲。由于此時(shí)測(cè)試信號(hào)是由捕捉到的視頻幀轉(zhuǎn)換來(lái)的,因此工程師仍可讓這一已知的視頻數(shù)據(jù)源通過(guò)DUT,以比較DUT輸出信號(hào)和原始測(cè)試信號(hào)的差異。
由于CaptureVu具備視頻數(shù)據(jù)捕捉功能,允許工程師對(duì)各種視頻信號(hào)進(jìn)行快速比較,因此可以降低視頻設(shè)備開(kāi)發(fā)、安裝和維護(hù)所需的時(shí)間和精力。而其在多個(gè)波形顯示窗口重建視頻數(shù)據(jù)的能力又為工程師們提供了比簡(jiǎn)單的波形圖像凍結(jié)更豐富的處理手段,同時(shí)也讓用戶(hù)能夠更方便地確定視頻信號(hào)中的各種問(wèn)題。總而言之,CaptureVu的優(yōu)點(diǎn)就是能讓工程師用簡(jiǎn)單的技術(shù)手段快速找到視頻信號(hào)中的錯(cuò)誤,從而幫助他們確定和隔離其設(shè)備或視頻信號(hào)通路中存在的問(wèn)題。
評(píng)論