基于NIPXI的驗證數字視頻信號參數的自動(dòng)化系統

挑戰:

開(kāi)發(fā)一個(gè)制造測試系統(MTS)，該系統可根據目前行業(yè)標準，測試無(wú)線(xiàn)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(kāi)發(fā)一個(gè)驗證數字視頻信號參數的自動(dòng)化系統，驗證范圍從信道延遲測量和顏色驗證，到同步脈沖定時(shí)、噪聲譜和非線(xiàn)性測量。

“使用基于NITestStand軟件的通用軟件平臺，Benetel公司從根本上將新項目開(kāi)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(wú)線(xiàn)設計、測試系統上擁有豐富的經(jīng)驗，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(hù)群。數字視頻測試占據我們很大一部分業(yè)務(wù)范圍，需要靈活的，適應性強，且全面升級的測試系統來(lái)支持一部分無(wú)線(xiàn)數字視頻流媒體產(chǎn)品。

我們的應用需要一個(gè)制造測試系統(MTS)來(lái)測試傳輸單元和接收單元。傳輸單元基于無(wú)線(xiàn)媒體，通過(guò)多個(gè)無(wú)線(xiàn)輸出信道和低速率數據輸出無(wú)線(xiàn)信道的多輸入和多輸出配置來(lái)進(jìn)行調制，并傳輸下行流高清視頻和音頻內容。

接收單元接收無(wú)線(xiàn)高清視頻內容，并且使用產(chǎn)生數據內容傳輸的上行信道的多個(gè)無(wú)線(xiàn)數據信道和低速率信道的多輸入多輸出配置對視頻內容進(jìn)行解調，重新產(chǎn)生視頻、音頻和控制信息。接收單元輸出的是數字非壓縮視頻，數字音頻和控制信息，所有的輸出都通過(guò)HDMI連接器。

我們將制造測試系統軟件基于Benetel的通用測試平臺，該軟件是一個(gè)基于NITestStand軟件和LabVIEW軟件，功能強大的，靈活的軟件核，能夠對需要多線(xiàn)程，數據庫連接和測試固定裝置控制應用程序進(jìn)行積極地支持。

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

我們可以使用制造測試系統，獨立地對TX和RX中的UUTs進(jìn)行測試。這種并行測試方法，形成了Benetel的生產(chǎn)測試策略的核心部分，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)調度功能通過(guò)自動(dòng)地調度并行測試執行順序，還提高了測試操作效率，減少了測試消耗時(shí)間和增加了資源利用率。

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

測試無(wú)線(xiàn)和其他視頻信號的主要生產(chǎn)要求是對傳輸視頻和音頻的質(zhì)量檢驗。從以往的經(jīng)驗來(lái)看，視頻質(zhì)量驗證一直是一種主觀(guān)科學(xué)。曾嘗試將這種特殊的測試需求進(jìn)行自動(dòng)化的努力，繼續需要依靠人工介入，用明顯對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(guān)地量化和測量大量峰值信噪比數字信號參數，我們大大地提高了對實(shí)現視頻信號質(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，制造測試系統還測量音頻質(zhì)量等參數，接收信號強度和上行流信息。這些測試需求充分利用了LabVIEW和NITestStand軟件的串行接口工具和字符串處理功能的優(yōu)勢，快速可靠地將往返于UUT的數據進(jìn)行解析。

使用NI公司工具的優(yōu)勢

我們使用一個(gè)基于PXI的系統，將所有的模塊化系統需求集成到一個(gè)安裝包中。與其他方法相比，將相對較低的開(kāi)發(fā)預算的PXI驅動(dòng)與可廣泛使用的LabVIEW內置工具和工具箱進(jìn)行結合，可創(chuàng )建高成本效益的系統。我們還可以從NI公司的有效售后支持中獲益。此外，NIVideoMASTERPXI-6542數字視頻發(fā)生器可輕松與Benetel通用測試平臺進(jìn)行交互，從而可以使用專(zhuān)用測試模式，這樣我們可以開(kāi)發(fā)一個(gè)單獨的模式，將所有的組件組合在一起，這對任何視頻或圖像測試應用程序是非常必要的。通過(guò)減少測試模式間切換的需要，從而降低了所需要的采樣數量，從整個(gè)測試時(shí)間來(lái)說(shuō)，NI公司的VideoMASTER發(fā)生器可以節省大量的測試時(shí)間。

圖1：Benetel控制臺

圖2：無(wú)線(xiàn)HDMI數字視頻測試系統框圖

圖3：峰值信噪比測試中使用的測試模式