利用高级影音检测技术满足智能型多媒体设备的发展趋势

前言

全球影音产品市场在消费性娱乐需求带动下，维持高成长多面向的发展趋势。而观察主要影音娱乐产品开发动能可发现，除了在规格与功能方面不断被要求提升之外，还需要产品能符合随时随地与跨平台设备观赏的发展需求。面对这样的市场产品需求，影音设备商必须面对各种相对应的输入接口、多样化的显示分辨率以及色彩空间变化等影音检测项目，而通过自动化影音检测设备的使用，将为多媒体影音产品制造商提供更快速、经济且精确的检测环境，满足影音市场瞬息万变且广大的商机。

数字影音已经贴近于我们的日常生活，网络与多媒体的整合势在必行。近期市场上G领导品牌所新上市的USB大小智能电视棒设备，就是因应市场趋势所开发的产品。只要将该设备直接插于电视的HDMI输入孔，立即将各种智能型手机、平板与计算机的高画质影音，通过该WIFI无线串流跨平台到大尺寸电视播放，优酷等各种网络影音资源也能直接通过电视收看。更高端的智能电视棒设备甚至本身即可独立运作，执行各种丰富APP以及播放多媒体影音资源，将客厅电视机直接变成一台大平板，随手可得的影音娱乐不再局限于小屏幕个人分享，也延伸至客厅电视变成家庭娱乐。类似这样即插即用的多媒体影音智能电视棒，在市场上因为功能丰富实用与价格经济极获好评,并成为影音产品领域的黑马。如何在各种规格显示器与屏幕上播放，以及提供稳定正确的影音数据串流，成为此类设备的检测重点。设备商此时需采用更高质量、支持广泛的多媒体影音检测技术与设备方能更正确快速地进行检测，以满足快速上市的需求并掌握商机。

智能型多媒体影音检测需求

智能型多媒体影像的检测，已从过去仅支持采集影像画质的分析，调整成更多方面的检测。举例来说下面有几个比较重要的检测项目以及因应所需的支持规格，如EDID (Extended display identification data)/DDC、HDCP (High Definition Content Protection)，而检测方式有PSNR (Peak Signal to Noise Ratio)、OCR (Optical character recognition)等等。通过以上项目支持与检测，可确保影音产品的影像数据传输效能与正确性。

l EDID/DDC支持 (Plug & Play机制)：

EDID (Extended display identification data)信息 主要是存在于显示端，记录显示端支持的分辨率数据与扫描频率，数据内容也包括了厂商名称与序号。而这些EDID数据一般存在于显示端的EEPROM中。

DDC (Display Data Channel)是由VESA所推出的标准规范，信号发送端(EX: 机顶盒)与接收端(EX: TV)可利用DDC通道获知彼此的传送与接收能力，因此当发送端接收到了接收端所提供的EDID后，会通过DDC通道双向沟通后，会自动规划并送出相对应的分辨率，这就是即插即用 (Plug & Play) 机制。用户不需要麻烦地去调整分辨率，也不需要理解当中的通讯过程，发送端与接收端即沟通完成，并做出适当显示。

因此检测用的高级图像采集卡是否可以支持市面上大多数设备的EDID/DDC非常重要，若在既有EDID/DDC设定无法满足检测设备的情况下，EDID/DDC是否可编辑与可更新以满足检测更大范围产品，是弹性与扩展性的考虑重点。

l HDCP (High Definition Content Protection) 支持：

HDCP是由Intel公司所发展的技术，主要目的是确保数字化的影音在通过HDMI或是DVI接口传输时不会遭到非法的拷贝或是盗录。若是欲播放具有HDCP保护的影音内容，则发送端与接收端都需要内建HDCP密钥芯片才能正常播放。否则会有影像质量降低，或是看到片片雪花状，这些现象都是HDCP的机制。为了提供检测设备端测试具有HDCP加密的影音内容，其检测设备中所使用的图像采集卡是否内建HDCP密钥芯片，以接收具有HDCP 的高画质影音，将是必要的考虑。

l PSNR (Peak Signal to Noise Ratio) 检测：

PSNR是目前相当普遍，广泛使用的评价画质的客观量测法，主要是利用影像信号的最大值与影像中噪声的比值作为评估的标准。通常PSNR值越高表示质量越好，一般而言当PSNR的值< 30db时，代表以人的肉眼看起来是不能容忍的范围。因此大部分PSNR值都要> 30db。在采用PSNR的算法进行自动化检测时，如何确保影像的采集来自未压缩、高分辨率，以及高频率的影像，也是必要的考虑。

l OCR (Optical character recognition) 检测：

智能型多媒体设备与过去多媒体设备最大的不同在于，智慧化往往来自于云的概念。智能型多媒体设备需通过网络来实现其功能。设备与显示屏幕间需通过WIFI无线串流传输数字数据以播放多媒体影音，因此WIFI部分的数据(IP address、传输量)也因此变成当今必要检测项目之一。在过去要做IP address以及传输量的效能的检查，大多需配置人工检测，然而可能会造成误判，且检测的速度效能无法提升。在生产在线，可将设备测得的WIFI数据转为影像，再通过多媒体设备的HDMI输出后，搭配影像捕获设备与影像辨识软件进行字符的识别，则可立即检测出WIFI 数据传输异常，大幅提升检测效能。

影音自动化检测更精确、提升效率与降低成本

由于影音测试的复杂度高，若通过人工检测，容易产生因人为主观因素及肉眼疲劳、注意力缺乏所造成判定上差异的问题，且有些信息更是无法直接通过肉眼判读，需通过仪器方可察觉验出。使用支持多种影像输出入接口丰富且质量稳定的工业级影音采集卡搭配易于弹性开发的检测辨识软件，可将多媒体影音设备的检测自动化，降低人力成本与检测误差，提升生产效率与良率。

影音检测二合一

多媒体设备影音频号检测除了以影像部分为重点之外，声音信号的检测也不容忽视。影音采集卡本身是否可支持HDMI 多声道、一或多个环绕音效、高采样率等无压缩零失真的高规格，也会是采用检测产品时的注意事项。(如图：现行常见各种影音传输信号接口所示)

图：现行常见各种影音传输信号接口

影音检测的软件需求

在检测过程中，软件支持可区分为取像、测试与辨识等方面。开发者最重视的部分包含所提供的开发工具是否易于使用，可快速上手?是否具备丰富的API范例程序?是否支持热门第三方软件，例如Microsoft DirectShow、NI LabVIEW、Euresys Open eVision等?检测功能客制化是否容易，易于自行开始用户接口?具备以上条件的开发工具就能轻松将检测程序调整以符合各种多媒体设备的需求，是提升检测效率与检测流程自动化的重要关键。

仅需单一影音采集卡即可完成高画质影音采集与检测

凌华科技PCIe-HDV62A影音采集卡支持Full HD (1920x1080p)影像，提供非压缩、每秒可采集高达60张的影像串流数据，同时整合数字音源采集，影像部分提供HDMI、D-Sub、YPbPr、CVBS/SVideo与AV端子丰富的All in one输入接口，支持EDID/DDC可编程与更新-与HDCP数字内容加密机制，使用者可搭配PSNR (Peak Signal to Noise Ratio)与OCR (Optical character recognition) 以及影像比对等检测方式进行影像信号自动比对与检测。针对音频方面支持HDMI 8声道无压缩与环绕音效，以及RCA /Toslink for SPDIF音源信号，采样率可达96K HZ，支持光纤无失真音源传输，可满足市面上大多数多媒体设备的影音采集，如智能电视棒、网络串流电视盒、模拟/数字机顶盒、蓝光播放器、KVM的影像质量把关，以及笔记本电脑、手持或平板设备的VGA/HDMI影像输出的检测。

凌华科技HDV62A提供ViewCreatorPro应用软件，通过简洁的参数设定与图形化操作接口，无需编写程序，即具备取像、色彩空间转换、影像裁切等功能测试，是客户便利取像和组态验证的好帮手。此外由于HDV62A兼容Microsoft的DirectShow，对第三方软件提供了丰富的支持，具备高弹性高扩展性强的特性，客户可直接使用GraphEdit、VLC & AmCap来作为初期的测试评估。若进一步想开发自己的用户接口，凌华科技HDV62A也提供标准C++ DLL链接库，可供程序人员开发。HDV62A亦提供VB.NET、C#、BCB、MFC的范例程序，可缩短用户的开发时程。更支持NI 的LabVIEW、Euresys的Open eVision、OpenCV进行影像分析与辨识。

结论

新时代多媒体影音的趋势锐不可挡，消费者对影音娱乐的需求与日俱增，在1080p Full HD高画质已经成为普遍规格时，各种多媒体影音设备将以HDMI成为影音输出接口主流。选用快速上手、支持性强、扩展性高的工业级高画质HDMI影音采集检测产品，能协助设备商加快导入自动化HDMI 检测的时程，在瞬息万变的市场中，抢得先机。