基于NIPXI的驗證數(shù)字視頻信號參數(shù)的自動化系統(tǒng)

挑戰(zhàn):

開發(fā)一個制造測試系統(tǒng)(MTS)，該系統(tǒng)可根據(jù)目前行業(yè)標準，測試無線HDMI多輸入多輸出(MIMO)產(chǎn)品，并消除判斷視頻傳輸質(zhì)量時的人工介入需求。

解決方案:

使用NIPXI、NIVideoMASTER、NILabVIEW和NITestStand管理軟件，開發(fā)一個驗證數(shù)字視頻信號參數(shù)的自動化系統(tǒng)，驗證范圍從信道延遲測量和顏色驗證，到同步脈沖定時、噪聲譜和非線性測量。

“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發(fā)時間縮短了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)和無線設計、測試系統(tǒng)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)的客戶群。數(shù)字視頻測試占據(jù)我們很大一部分業(yè)務范圍，需要靈活的，適應性強，且全面升級的測試系統(tǒng)來支持一部分無線數(shù)字視頻流媒體產(chǎn)品。

我們的應用需要一個制造測試系統(tǒng)(MTS)來測試傳輸單元和接收單元。傳輸單元基于無線媒體，通過多個無線輸出信道和低速率數(shù)據(jù)輸出無線信道的多輸入和多輸出配置來進行調(diào)制，并傳輸下行流高清視頻和音頻內(nèi)容。

接收單元接收無線高清視頻內(nèi)容，并且使用產(chǎn)生數(shù)據(jù)內(nèi)容傳輸?shù)纳闲行诺赖亩鄠€無線數(shù)據(jù)信道和低速率信道的多輸入多輸出配置對視頻內(nèi)容進行解調(diào)，重新產(chǎn)生視頻、音頻和控制信息。接收單元輸出的是數(shù)字非壓縮視頻，數(shù)字音頻和控制信息，所有的輸出都通過HDMI連接器。

我們將制造測試系統(tǒng)軟件基于Benetel的通用測試平臺，該軟件是一個基于NITestStand軟件和LabVIEW軟件，功能強大的，靈活的軟件核，能夠?qū)π枰嗑€程，數(shù)據(jù)庫連接和測試固定裝置控制應用程序進行積極地支持。

我們將制造測試系統(tǒng)硬件基于NIVideoMASTER硬件的NIPXI系統(tǒng)，該硬件系統(tǒng)由NIPXI-6542數(shù)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(shù)字分析儀，NIPXI射頻信號產(chǎn)生器和NIPXI-8430串口接口模塊。我們通過高質(zhì)量的電纜，將信號進行布線，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(tǒng)，獨立地對TX和RX中的UUTs進行測試。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軟件中的自動調(diào)度功能通過自動地調(diào)度并行測試執(zhí)行順序，還提高了測試操作效率，減少了測試消耗時間和增加了資源利用率。

我們使用制造測試系統(tǒng)來分析任何射頻頻率上，信號分辨率為720i/p和1080i/p的各種無線視頻信號，包括5.8和60GHz。我們?yōu)闇y試系統(tǒng)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、信道延遲、彩條、K系數(shù)、噪聲譜、失真，和多波群測試。該系統(tǒng)還包括對峰值信噪比(PSNR)算法的高速率自動實現(xiàn)，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。

測試無線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)驗來看，視頻質(zhì)量驗證一直是一種主觀科學。曾嘗試將這種特殊的測試需求進行自動化的努力，繼續(xù)需要依靠人工介入，用明顯對吞吐量的效果以維持質(zhì)量在一個可接受的水平。使用NIVideoMASTER客觀地量化和測量大量峰值信噪比數(shù)字信號參數(shù)，我們大大地提高了對實現(xiàn)視頻信號質(zhì)量的信心，同時保持了較高的吞吐量。

除了視頻質(zhì)量以外，制造測試系統(tǒng)還測量音頻質(zhì)量等參數(shù)，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(shù)據(jù)進行解析。

使用NI公司工具的優(yōu)勢

我們使用一個基于PXI的系統(tǒng)，將所有的模塊化系統(tǒng)需求集成到一個安裝包中。與其他方法相比，將相對較低的開發(fā)預算的PXI驅(qū)動與可廣泛使用的LabVIEW內(nèi)置工具和工具箱進行結合，可創(chuàng)建高成本效益的系統(tǒng)。我們還可以從NI公司的有效售后支持中獲益。此外，NIVideoMASTERPXI-6542數(shù)字視頻發(fā)生器可輕松與Benetel通用測試平臺進行交互，從而可以使用專用測試模式，這樣我們可以開發(fā)一個單獨的模式，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。通過減少測試模式間切換的需要，從而降低了所需要的采樣數(shù)量，從整個測試時間來說，NI公司的VideoMASTER發(fā)生器可以節(jié)省大量的測試時間。

圖1：Benetel控制臺

圖2：無線HDMI數(shù)字視頻測試系統(tǒng)框圖

圖3：峰值信噪比測試中使用的測試模式