利用高級影音檢測技術(shù)滿足智能型多媒體設備的發(fā)展趨勢

前言

全球影音產(chǎn)品市場在消費性娛樂需求帶動下，維持高成長多面向的發(fā)展趨勢。而觀察主要影音娛樂產(chǎn)品開發(fā)動能可發(fā)現(xiàn)，除了在規(guī)格與功能方面不斷被要求提升之外，還需要產(chǎn)品能符合隨時隨地與跨平臺設備觀賞的發(fā)展需求。面對這樣的市場產(chǎn)品需求，影音設備商必須面對各種相對應的輸入接口、多樣化的顯示分辨率以及色彩空間變化等影音檢測項目，而通過自動化影音檢測設備的使用，將為多媒體影音產(chǎn)品制造商提供更快速、經(jīng)濟且精確的檢測環(huán)境，滿足影音市場瞬息萬變且廣大的商機。

數(shù)字影音已經(jīng)貼近于我們的日常生活，網(wǎng)絡與多媒體的整合勢在必行。近期市場上G領(lǐng)導品牌所新上市的USB大小智能電視棒設備，就是因應市場趨勢所開發(fā)的產(chǎn)品。只要將該設備直接插于電視的HDMI輸入孔，立即將各種智能型手機、平板與計算機的高畫質(zhì)影音，通過該WIFI無線串流跨平臺到大尺寸電視播放，優(yōu)酷等各種網(wǎng)絡影音資源也能直接通過電視收看。更高端的智能電視棒設備甚至本身即可獨立運作，執(zhí)行各種豐富APP以及播放多媒體影音資源，將客廳電視機直接變成一臺大平板，隨手可得的影音娛樂不再局限于小屏幕個人分享，也延伸至客廳電視變成家庭娛樂。類似這樣即插即用的多媒體影音智能電視棒，在市場上因為功能豐富實用與價格經(jīng)濟極獲好評,并成為影音產(chǎn)品領(lǐng)域的黑馬。如何在各種規(guī)格顯示器與屏幕上播放，以及提供穩(wěn)定正確的影音數(shù)據(jù)串流，成為此類設備的檢測重點。設備商此時需采用更高質(zhì)量、支持廣泛的多媒體影音檢測技術(shù)與設備方能更正確快速地進行檢測，以滿足快速上市的需求并掌握商機。

智能型多媒體影音檢測需求

智能型多媒體影像的檢測，已從過去僅支持采集影像畫質(zhì)的分析，調(diào)整成更多方面的檢測。舉例來說下面有幾個比較重要的檢測項目以及因應所需的支持規(guī)格，如EDID (Extended display identification data)/DDC、HDCP (High Definition Content Protection)，而檢測方式有PSNR (Peak Signal to Noise Ratio)、OCR (Optical character recognition)等等。通過以上項目支持與檢測，可確保影音產(chǎn)品的影像數(shù)據(jù)傳輸效能與正確性。

l EDID/DDC支持 (Plug & Play機制)：

EDID (Extended display identification data)信息 主要是存在于顯示端，記錄顯示端支持的分辨率數(shù)據(jù)與掃描頻率，數(shù)據(jù)內(nèi)容也包括了廠商名稱與序號。而這些EDID數(shù)據(jù)一般存在于顯示端的EEPROM中。

DDC (Display Data Channel)是由VESA所推出的標準規(guī)范，信號發(fā)送端(EX: 機頂盒)與接收端(EX: TV)可利用DDC通道獲知彼此的傳送與接收能力，因此當發(fā)送端接收到了接收端所提供的EDID后，會通過DDC通道雙向溝通后，會自動規(guī)劃并送出相對應的分辨率，這就是即插即用 (Plug & Play) 機制。用戶不需要麻煩地去調(diào)整分辨率，也不需要理解當中的通訊過程，發(fā)送端與接收端即溝通完成，并做出適當顯示。

因此檢測用的高級圖像采集卡是否可以支持市面上大多數(shù)設備的EDID/DDC非常重要，若在既有EDID/DDC設定無法滿足檢測設備的情況下，EDID/DDC是否可編輯與可更新以滿足檢測更大范圍產(chǎn)品，是彈性與擴展性的考慮重點。

l HDCP (High Definition Content Protection) 支持：

HDCP是由Intel公司所發(fā)展的技術(shù)，主要目的是確保數(shù)字化的影音在通過HDMI或是DVI接口傳輸時不會遭到非法的拷貝或是盜錄。若是欲播放具有HDCP保護的影音內(nèi)容，則發(fā)送端與接收端都需要內(nèi)建HDCP密鑰芯片才能正常播放。否則會有影像質(zhì)量降低，或是看到片片雪花狀，這些現(xiàn)象都是HDCP的機制。為了提供檢測設備端測試具有HDCP加密的影音內(nèi)容，其檢測設備中所使用的圖像采集卡是否內(nèi)建HDCP密鑰芯片，以接收具有HDCP 的高畫質(zhì)影音，將是必要的考慮。

l PSNR (Peak Signal to Noise Ratio) 檢測：

PSNR是目前相當普遍，廣泛使用的評價畫質(zhì)的客觀量測法，主要是利用影像信號的最大值與影像中噪聲的比值作為評估的標準。通常PSNR值越高表示質(zhì)量越好，一般而言當PSNR的值< 30db時，代表以人的肉眼看起來是不能容忍的范圍。因此大部分PSNR值都要> 30db。在采用PSNR的算法進行自動化檢測時，如何確保影像的采集來自未壓縮、高分辨率，以及高頻率的影像，也是必要的考慮。

l OCR (Optical character recognition) 檢測：

智能型多媒體設備與過去多媒體設備最大的不同在于，智慧化往往來自于云的概念。智能型多媒體設備需通過網(wǎng)絡來實現(xiàn)其功能。設備與顯示屏幕間需通過WIFI無線串流傳輸數(shù)字數(shù)據(jù)以播放多媒體影音，因此WIFI部分的數(shù)據(jù)(IP address、傳輸量)也因此變成當今必要檢測項目之一。在過去要做IP address以及傳輸量的效能的檢查，大多需配置人工檢測，然而可能會造成誤判，且檢測的速度效能無法提升。在生產(chǎn)在線，可將設備測得的WIFI數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)為影像，再通過多媒體設備的HDMI輸出后，搭配影像捕獲設備與影像辨識軟件進行字符的識別，則可立即檢測出WIFI 數(shù)據(jù)傳輸異常，大幅提升檢測效能。

影音自動化檢測更精確、提升效率與降低成本

由于影音測試的復雜度高，若通過人工檢測，容易產(chǎn)生因人為主觀因素及肉眼疲勞、注意力缺乏所造成判定上差異的問題，且有些信息更是無法直接通過肉眼判讀，需通過儀器方可察覺驗出。使用支持多種影像輸出入接口豐富且質(zhì)量穩(wěn)定的工業(yè)級影音采集卡搭配易于彈性開發(fā)的檢測辨識軟件，可將多媒體影音設備的檢測自動化，降低人力成本與檢測誤差，提升生產(chǎn)效率與良率。

影音檢測二合一

多媒體設備影音頻號檢測除了以影像部分為重點之外，聲音信號的檢測也不容忽視。影音采集卡本身是否可支持HDMI 多聲道、一或多個環(huán)繞音效、高采樣率等無壓縮零失真的高規(guī)格，也會是采用檢測產(chǎn)品時的注意事項。(如圖：現(xiàn)行常見各種影音傳輸信號接口所示)

圖：現(xiàn)行常見各種影音傳輸信號接口

影音檢測的軟件需求

在檢測過程中，軟件支持可區(qū)分為取像、測試與辨識等方面。開發(fā)者最重視的部分包含所提供的開發(fā)工具是否易于使用，可快速上手?是否具備豐富的API范例程序?是否支持熱門第三方軟件，例如Microsoft DirectShow、NI LabVIEW、Euresys Open eVision等?檢測功能客制化是否容易，易于自行開始用戶接口?具備以上條件的開發(fā)工具就能輕松將檢測程序調(diào)整以符合各種多媒體設備的需求，是提升檢測效率與檢測流程自動化的重要關(guān)鍵。

僅需單一影音采集卡即可完成高畫質(zhì)影音采集與檢測

凌華科技PCIe-HDV62A影音采集卡支持Full HD (1920x1080p)影像，提供非壓縮、每秒可采集高達60張的影像串流數(shù)據(jù)，同時整合數(shù)字音源采集，影像部分提供HDMI、D-Sub、YPbPr、CVBS/SVideo與AV端子豐富的All in one輸入接口，支持EDID/DDC可編程與更新-與HDCP數(shù)字內(nèi)容加密機制，使用者可搭配PSNR (Peak Signal to Noise Ratio)與OCR (Optical character recognition) 以及影像比對等檢測方式進行影像信號自動比對與檢測。針對音頻方面支持HDMI 8聲道無壓縮與環(huán)繞音效，以及RCA /Toslink for SPDIF音源信號，采樣率可達96K HZ，支持光纖無失真音源傳輸，可滿足市面上大多數(shù)多媒體設備的影音采集，如智能電視棒、網(wǎng)絡串流電視盒、模擬/數(shù)字機頂盒、藍光播放器、KVM的影像質(zhì)量把關(guān)，以及筆記本電腦、手持或平板設備的VGA/HDMI影像輸出的檢測。

凌華科技HDV62A提供ViewCreatorPro應用軟件，通過簡潔的參數(shù)設定與圖形化操作接口，無需編寫程序，即具備取像、色彩空間轉(zhuǎn)換、影像裁切等功能測試，是客戶便利取像和組態(tài)驗證的好幫手。此外由于HDV62A兼容Microsoft的DirectShow，對第三方軟件提供了豐富的支持，具備高彈性高擴展性強的特性，客戶可直接使用GraphEdit、VLC & AmCap來作為初期的測試評估。若進一步想開發(fā)自己的用戶接口，凌華科技HDV62A也提供標準C++ DLL鏈接庫，可供程序人員開發(fā)。HDV62A亦提供VB.NET、C#、BCB、MFC的范例程序，可縮短用戶的開發(fā)時程。更支持NI 的LabVIEW、Euresys的Open eVision、OpenCV進行影像分析與辨識。

結(jié)論

新時代多媒體影音的趨勢銳不可擋，消費者對影音娛樂的需求與日俱增，在1080p Full HD高畫質(zhì)已經(jīng)成為普遍規(guī)格時，各種多媒體影音設備將以HDMI成為影音輸出接口主流。選用快速上手、支持性強、擴展性高的工業(yè)級高畫質(zhì)HDMI影音采集檢測產(chǎn)品，能協(xié)助設備商加快導入自動化HDMI 檢測的時程，在瞬息萬變的市場中，搶得先機。