一种对视频编解码系统的视频帧率进行测试的方法.pdf

本发明涉及一种对视频编解码系统的视频帧率进行测试的方法，其方法步骤为：将已知文件大小和视频帧率的视频序列文件输入待测视频编解码系统；将经视频编解码系统处理的视频序列文件输出并存贮在一个存贮器中；按照公式F2＝F1×(A2/A1)计算得到待测视频编解码系统的视频帧率；式中：F2为待测视频编解码系统的视频帧率，F1为已知视频序列文件的视频帧率，A1为已知视频序列文件的文件大小，A2为存贮器中的视频序列文件的文件大小。用本发明方法对视频编解码系统的视频帧率进行测试，不需要具有对待测视频编解码系统内部程序进行操作的权限，对白盒系统和黑盒系统均可适用。

1、  一种对视频编解码系统的视频帧率进行测试的方法，其特征在于：其方法步骤为：
(1)将已知文件大小和视频帧率的视频序列文件，通过待测视频编解码系统的视频输入接口输入待测视频编解码系统；
(2)通过待测视频编解码系统的视频输出接口，将经视频编解码系统处理的视频序列文件输出并存贮在一个存贮器中，存贮的视频序列文件的格式与输入待测视频编解码系统的视频序列文件格式相同；
(3)查看存贮器中的视频序列文件大小；
(4)按照公式F₂＝F₁×(A₂/A₁)计算得到待测视频编解码系统的视频帧率；式中：F₂为待测视频编解码系统的视频帧率，F₁为已知视频序列文件的视频帧率，A₁为已知视频序列文件的文件大小，A₂为存贮器中的视频序列文件的文件大小。

2、  如权利要求1所述的方法，其特征在于：视频序列文件的格式为YUV视频序列文件的格式。

3、  如权利要求1所述的方法，其特征在于：已知文件大小和视频帧率的视频序列文件，由计算机输出至待测视频编解码系统。

4、  如权利要求1所述的方法，其特征在于：存贮器设置在计算机内，经视频编解码系统处理的视频序列文件通过待测视频编解码系统的视频输出接口输入计算机。

一种对视频编解码系统的视频帧率进行测试的方法
技术领域
本发明涉及多媒体信息处理技术领域，特别是对视频编解码系统的视频帧率进行测试的方法。
背景技术
在视频编解码系统中，每秒处理图像的帧数即帧率，视频帧率取决于编解码系统图像处理速度。在基于PC机的视频编解码系统中，图像处理速度又决定于CPU的处理速度、总线的传输速度、硬盘的存取速度和内存容量。当图像处理速度过低时，编解码系统就会采取跳帧的策略，即跳过一些帧(降低帧率)不进行编解码，以使每秒处理图像的帧数与系统的图像处理速度相匹配。但是当帧率过低时，就会影响图像的实时性。研究表明，当视频帧率低于17帧/秒时，就会对观众的主观感觉造成影响。因此，视频帧率的测试对于评价一个视频编解码系统的性能是十分必要的。
现有的视频帧率测试方法主要是基于内部语法标识的客观测试法。基于内部语法标识的客观测试法就是利用系统内部的帧号标识(如低码率通信视频编码国际标准H.263中定义的时域参考值TR就标识了H.263标准视频的帧数、帧号)得到输出视频流的实际帧数，利用系统时间函数得到输出视频流的实际时间长度，前者除以后者即可算出视频帧率。
基于内部标识的客观测试法虽然能比较精确地计算出视频帧率，但是它要求测试方具有对被测视频编解码系统内部程序进行操作的权限，也就是说被测系统必须是一个白盒系统。而这个条件在很多情况下都难以满足，例如在对数字录像设备的视频编解码系统进行测试时，被测系统实际上是一个黑盒系统，其内部程序是保密的。此时基于内部标识的客观测试法就不能适用。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是：提供一种对视频编解码系统的视频帧率进行测试的方法，该方法可在不具有对系统内部程序进行操作的权限的情况下，能比较精确地对视频编解码系统的视频帧率进行测试，即，能对白盒系统和黑盒系统的视频帧率进行测试。
本发明解决上述技术问题所采用的技术方案是：
一种对视频编解码系统的视频帧率进行测试方法，其方法步骤为：
(1)将已知文件大小和视频帧率的视频序列文件，通过待测视频编解码系统的视频输入接口输入待测视频编解码系统；
(2)通过待测视频编解码系统的视频输出接口，将经视频编解码系统处理的视频序列文件输出并存贮在一个存贮器中，存贮的视频序列文件的格式与输入待测视频编解码系统的视频序列文件格式相同；
(3)查看存贮器中的视频序列文件大小；
(4)按照公式F₂＝F₁×(A₂/A₁)计算得到待测视频编解码系统的视频帧率；式中：F₂为待测视频编解码系统的视频帧率，F₁为已知视频序列文件的视频帧率，A₁为已知视频序列文件的文件大小，A₂为存贮器中的视频序列文件的文件大小。
上述方案中，视频序列文件的格式为YUV视频序列文件的格式。
上述方案中，已知文件大小和视频帧率的视频序列文件，由计算机输出至待测视频编解码系统。
上述方案中，存贮器设置在计算机内，经视频编解码系统处理的视频序列文件通过待测视频编解码系统的视频输出接口输入计算机。
用本发明方法对视频编解码系统的视频帧率进行测试，不需要具有对待测视频编解码系统内部程序进行操作的权限，对白盒系统和黑盒系统均可适用。
附图说明
图1为本发明测试方法的示意图
图2为输入待测视频编解码系统的视频序列的示意图
图3为待测视频编解码系统输出的视频序列的示意图
具体实施方式
如图1所示的本发明测试方法实施方案，待测设备为具有视频编解码系统的测试数字录像设备，测试项目为测试待测设备输出的视频帧率，其方法步骤为：
(1)通过一台计算机，将已知文件大小为8M、视频帧率为30帧/秒的视频序列文件，通过待测数字录像设备的视频输入接口，输入待测数字录像设备的视频编解码系统；已知视频序列文件的格式为YUV格式(国际标准化协会ISO和国际电信协会ITU所制定的视频压缩编码国际标准均规定以YUV格式作为处理数据的统一格式，其中Y表示亮度信号，U、V表示色差信号)；
(2)通过数字录像设备的视频输出接口，将经视频编解码系统处理的视频序列文件输入计算机并存贮在计算机地存贮器中，存贮的视频序列文件的格式与输入待测视频编解码系统的视频序列文件格式相同；
(3)在计算机上查看存贮器中该视频序列文件的属性，视频序列文件大小为4M；
(4)按照公式F₂＝F₁×(A₂/A₁)计算得到待测视频编解码系统的视频帧率；式中：F₂为待测视频编解码系统的视频帧率，F₁为已知视频序列文件的视频帧率30帧/秒，A₁为已知视频序列文件的文件大小8M，A₂为存贮器中的视频序列文件的文件大小4M。
由公式计算得到待测具有视频编解码系统的测试数字录像设备输出视频序列的视频帧率为15帧/秒。
本发明的原理如图2、3所示，图2中的一列实线平行四边形表示已知视频文件的视频序列；图3中的一列虚实相间的平行四边形表示由于编解码系统处理速度过低而进行跳帧的输出视频序列，其中虚线平行四边形表示被跳过的帧，实线平行四边形表示保留下来的帧。由于输入视频和输出视频的每一帧图像的分辨率在编解码过程中不改变，因此每一帧图像的像素数量相同；同时又因为每一帧图像都是统一的YUV格式，因此表示每一像素所需的比特数相同。所以输入视频和输出视频每一帧图像的大小Z₁与Z₂也就相同，即Z₁＝Z₂。
这样输入视频和输出视频的大小A₁与A₂(即视频序列中所有图像大小之和)之比：
A₁/A₂＝(N₁×Z₁)/(N₂×Z₂)＝N₁/N₂
也就是与两者的帧数N₁与N₂之比相同。
而输入视频和输出视频所表示的时间是相同的，即一段时间长度为10分钟的输入视频经过编解码过程之后，输出仍旧是一段10分钟的视频。即使是在编解码过程中采取了跳帧的策略，输出视频的时间长度仍旧是10分钟，只不过帧率会因跳帧而降低。
由输入视频和输出视频所表示的时间T₁与T₂相同，即T₁＝T₂，可知两者的帧率F₁与F₂之比：
F₁/F₂＝(N₁/T₁)/(N₂/T₂)＝N₁/N₂
而前面已知A₁/A₂＝N₁/N₂，所以F₁/F₂＝A₁/A₂，则输出视频的帧率
F₂＝F₁×(A₂/A₁)
因此在已知输入视频大小A₁和帧率F₁的前提下，只需测得输出视频的大小A₂，就可通过比值法得到输出视频的帧率F₂。