一种基于图像水印的视频通信系统延迟测试方法和设备技术方案

本发明专利技术提供了一种基于图像水印的视频通信系统延迟测试设备，属于成像技术领域，包括上位机、FPGA和显示器，所述上位机和显示器分别与FPGA通信连接，所述FPGA还与待测系统通信连接所述上位机用于发送初始视频信息，并接收识别FPGA回传的视频信息，计算出待测系统的视频通信延迟；所述FPGA用于接收上位机发送的初始视频信息，并为该视频信息添加水印信息，之后发送至显示器，并驱动显示器显示添加水印信息后的视频信息；所述FPGA还用于接收待测系统回传的视频信息，并将其回传至上位机；所述显示器用于接收FPGA发送的视频信息，并显示该视频信息供待测系统采集；以及利用该测试设备的方法；本发明专利技术能简化图像匹配过程，且减小测试设备对结果的影响。设备对结果的影响。设备对结果的影响。

【技术实现步骤摘要】
一种基于图像水印的视频通信系统延迟测试方法和设备


[0001]本专利技术属于成像
，具体涉及一种基于图像水印的视频通信系统延迟测试方法和设备。

技术介绍

[0002]视频传输过程主要包括对图像帧进行编码、传输和解码，在此过程中产生视频通信延迟。其中编码延迟包括视频采集延迟（即块捕获延迟）、帧排序延迟和视频编码处理延迟；传输延迟包括编码缓冲区延迟，网络延迟和解码缓冲区延迟；解码延迟包括视频解码处理延迟和帧重排序延迟。传统的延迟测量方式主要基于秒表实验进行测量，由于受到人为因素影响较大，产生误差较大，且测试效率较低。
[0003]为了解决上述问题，公开号为CN113612988A的中国专利公开了一种自动测试视频延迟的方法、装置及视频传输设备。该视频延迟测试方法将动态视频信号传输至待测设备内，并将动态视频信号重新输出；抓取动态视频信号中的一帧图像作为第一图像，并获得对应的第一时间；抓取待测设备输出的动态视频信号的每一帧图像，获得多帧第二图像和对应的多个第二时间；将第一图像与多个第二图像依次对比，以确定与与第一图像为同一帧的第二图像，使用对应的第二时间与第一时间计算待测设备的视频延时。该方法可以自动测试视频延迟，测试误差小、成本低、方便调试等优势。但该方法对图像帧的匹配准确度要求较高，匹配工作量较大，对算力要求较高。
[0004]在现有技术中，公开号为US20170039999A1的美国专利公开了“Photon Latency Measurement System and Method”（光子延迟测量系统和方法）。该方法提供了一种用于测量计算机应用程序到物理显示器的延迟的基准测试方法，包括显示器、测量框架和硬件检测三部分。其中，显示器用于显示被测计算机应用程序，测量框架用于获取计算机硬件时间戳（例如检测执行应用程序的计算机信号传输的时间戳），硬件检测用于检测显示器上的变换（例如使用摄像头检测和捕捉屏幕的变化）。当计算机应用程序和测量框架被执行时，在显示器上显示应用程序，并通知测量框架开始一个延迟测量实例。同步执行测量框架来获取当前计算机硬件内部的时间戳作为第一时间戳。硬件检测进行信息检测，当检测到显示器上发生变化，向测量框架发送通知，测量框架记录当前时间戳为第二时间戳。通过比较应用程序生成的第一时间戳和与指示显示器呈现新信息有关的第二时间戳，并减去硬件检测的特点延迟计算得到视频传输延迟。该方法准确获得应用程序变化的时间戳，可以用于较为明确的PC系统测试中，如虚拟现实游戏。但该方法中硬件检测环节，检测显示器变化容易出现误差，且外部时延存在不确定性，对测量结果影响较大。
[0005]公开号为US20140085459A1的美国专利公开了“Latency Measurement System and Methon”（延迟测试系统和方法）。包括一个事件生成装置，该装置生成一个用于测量系统延迟的初始事件；一个组件测试系统接收该事件，并响应输出一个测试组件信号和一个零延迟指标；一个包括多功能显示单元的电子系统接收测试组件的输出信号，并在多功能显示单元上显示一个可见元素；一个摄像头产生一系列记录的图像，其中每个记录的图像
包含零延迟指示器的图像和可见元素的图像。处理器通过确定一系列连续记录图像中零延迟指示器图像中事件发生的状态和可见元素图像中事件发生的状态之间的时间差来确定系统延迟。该方法适用于对电子系统内特定组件的延迟测量，采用非入侵式测量可以避免对电子系统的影响，操作简单。但对测量设备要求较高，如摄像头帧率。
[0006]上述延迟测试方式存在以下缺陷：（1）测试过程需要精准比对并匹配图像处理效率较低，导致时效性差；（2）测试设备存在不确定性，对测试结果精确性影响较大。

技术实现思路

[0007]本专利技术的目的是为了解决
技术介绍
中提及的问题，提供一种基于图像水印的视频通信系统延迟测试方法和设备，能简化图像匹配过程，提升测试结果处理效率，且减小测试设备对结果的影响，提高精确性，同时降低测试成本。
[0008]为实现上述技术目的，本专利技术采取的技术方案为：一种基于图像水印的视频通信系统延迟测试方法，包括如下步骤：步骤一：测试设备对视频信息进行预处理；为视频信息中的每帧图像信息添加数字水印，驱动显示器显示添加图像水印后的视频信息；所述数字水印包括若干定位点和该帧图像通过接口输出时的时间戳信息T1；步骤二：待测系统对显示器的视频信息进行采集并传输至测试设备；步骤三：测试设备获取待测系统回传的视频信息，并记录接收到每帧图像的时间戳信息T2.步骤四：测试设备对待测系统回传的视频信息进行处理，通过定位点确定每帧图像中数字水印对应的时间戳T1的位置，并对时间戳信息T1进行识别恢复；步骤五：通过计算每帧图像被测试设备接收时的时间戳信息T2和该帧图像数字水印对应的时间戳信息T1的差值，得出待测系统的视频通信延迟。
[0009]一种基于图像水印的视频通信系统延迟测试设备，包括上位机、FPGA和显示器，所述上位机和显示器分别与FPGA通信连接，所述FPGA还与待测系统通信连接；所述上位机用于发送初始视频信息，并接收识别FPGA回传的视频信息，计算出待测系统的视频通信延迟；所述FPGA用于接收上位机发送的初始视频信息，并为该视频信息添加水印信息，之后发送至显示器，并驱动显示器显示添加水印信息后的视频信息；所述FPGA还用于接收待测系统回传的视频信息，并将其回传至上位机；所述显示器用于接收FPGA发送的视频信息，并显示该视频信息供待测系统采集；所述上位机包括通信模块、图像识别模块和延迟计算模块；所述通信模块用于实现上位机与FPGA的信息传输；所述图像识别模块用于识别FPGA发送回的视频信息中每帧图像的水印信息，获得每帧图像水印信息中的时间戳T1；所述延迟计算模块，依据FPGA接收到待测系统回传视频信息中一帧图像时的时间戳T2和该帧图像中水印信息包含的时间戳T1，计算得到待测系统的视频通信延迟；所述FPGA包括计时器模块和图像预处理模块所述计时器模块用于获取当前帧图像的在接收或发送时的时间戳；
所述图像预处理模块用于对视频信息中每帧图像添加水印信息，所述水印信息包括若干定位点和FPGA发送当前帧图像时的时间戳T1；作为优选，所述水印信息包括3个定位点。
[0010]作为优选，所述上位机还包括结果显示模块和通信配置模块；所述结果显示模块用于显示当前帧图像的延迟信息和实时接收到的待测系统经FPGA回传的视频信息；所述通信配置模块用于启动上位机和FPGA之间的通信。
[0011]作为优选，所述通信模块使用UDP通信协议作为上位机与FPGA的信息传输协议。
[0012]作为优选，所述FPGA还包括DDR3控制模块、DDR存储模块、UART串口模块、ETH网口模块、高速显示驱动模块和测试结果回传模块；所述DDR3控制模块用于根据UART串口模块输出的串口指令，筛选出所需要的数据信息并控制高速显示驱动模块将其在显示器上显示；所述DDR3还决定DDR存储模块的突发长度和地址最大值；所述DDR存储模块包括MIG 本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于图像水印的视频通信系统延迟测试方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤一：测试设备对视频信息进行预处理；为视频信息中的每帧图像信息添加数字水印，驱动显示器显示添加图像水印后的视频信息；所述数字水印包括若干定位点和该帧图像通过接口输出时的时间戳信息T1；步骤二：待测系统对显示器的视频信息进行采集并传输至测试设备；步骤三：测试设备获取待测系统回传的视频信息，并记录接收到每帧图像的时间戳信息T2.步骤四：测试设备对待测系统回传的视频信息进行处理，通过定位点确定每帧图像中数字水印对应的时间戳T1的位置，并对时间戳信息T1进行识别恢复；步骤五：通过计算每帧图像被测试设备接收时的时间戳信息T2和该帧图像数字水印对应的时间戳信息T1的差值，得出待测系统的视频通信延迟。2.一种基于图像水印的视频通信系统延迟测试设备，其特征在于：包括上位机、FPGA和显示器，所述上位机和显示器分别与FPGA通信连接，所述FPGA还与待测系统通信连接；所述上位机用于发送初始视频信息，并接收识别FPGA回传的视频信息，计算出待测系统的视频通信延迟；所述FPGA用于接收上位机发送的初始视频信息，并为该视频信息添加水印信息，之后发送至显示器，并驱动显示器显示添加水印信息后的视频信息；所述FPGA还用于接收待测系统回传的视频信息，并将其回传至上位机；所述显示器用于接收FPGA发送的视频信息，并显示该视频信息供待测系统采集；所述上位机包括通信模块、图像识别模块和延迟计算模块；所述通信模块用于实现上位机与FPGA的信息传输；所述图像识别模块用于识别FPGA发送回的视频信息中每帧图像的水印信息，获得每帧图像水印信息中的时间戳T1；所述延迟计算模块，依据FPGA接收到待测系统回传视频信息中一帧图像时的时间戳T2和该帧图像中水印信息包含的时间戳T1，计算得到待测系统的视频通信延迟；所述FPGA包括计时器模块和图像预处理模块所述计时器模块用于获取当前帧图像的在接收或发送时的时间戳；所述图像预处理模块用于对视频信息中每帧图像添加水印信息，所述水印信息包...

【专利技术属性】
技术研发人员：水云鹏，任翔，刘雅婧，陈伯昕，宋锐，
申请(专利权)人：南京仙电同圆信息科技有限公司，
类型：发明
国别省市：