一种电力多媒体通信系统的实时性的测试方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种电力多媒体通信系统的实时性的测试方法。
【背景技术】
[0002]随着电力网络设施的不断提升，带宽资源不断提高，多媒体数据在电力生产、运行、管理等工作中应用不断增加，电力多媒体通信已广泛应用于电力生产、安防、应急等业务应用场景的视频监控、多媒体调度系统的音视频通信、移动单兵系统的移动音视频通信等各个业务应用中。同时，由于视频数据作为多媒体数据中的重要数据，存在着数据包较大、对网络带宽资源要求较高、对多媒体系统的处理能力要求较高等特点，需要采用客观的评价手段对视频媒体数据的传输及处理的实时性进行评价，从而保证电力多媒体通信的实时性，为各项工作决策提供更加实时的决策依据，为电力多媒体通信的各项应用提供更加有效的技术支撑。
[0003]对于电力多媒体通信的实时性，通常采用网络测试仪的方式对多媒体数据的发送端和展示端两端的数据包进行分析对比，从而判断数据包在网络中的延时，从而作为对被测系统的实时性的延时评价参数。然而，该方式并不能完整、全面反应被测系统对视频数据的实时处理能力，尤其是忽略了展示端在对实时数据的接收处理和展示两部分的处理能力。
【发明内容】
[0004]针对上述问题，本发明提供一种电力多媒体通信系统的实时性的测试方法，用于对电力多媒体通信系统的视频数据处理的实时性进行检测，结果更精确、可靠。
[0005]为实现上述技术目的，达到上述技术效果，本发明通过以下技术方案实现:
一种电力多媒体通信系统的实时性的测试方法，其特征在于，包括测试系统主机和被测系统，所述被测系统设置有测试系统从机，所述测试系统主机、被测系统和测试系统从机通过网络互联，测试系统主机与被测系统之间采用NTP协议实现校时，具体测试步骤如下:步骤一:测试系统主机获取编码后的视频文件作为视频数据源；
步骤二:测试系统主机读取视频文件，并控制发送程序将视频文件发送至测试系统从机，其中，测试系统主机发送视频数据至测试系统从机后，测试系统主机对视频数据进行解码，且解码后在测试系统主机界面上进行视频播放；
步骤三:测试系统从机在接收到视频数据后进行解码，解码后在测试系统从机界面上进行视频播放；
步骤四:测试系统主机和测试系统从机分别获取对应的播放的视频数据，分别对视频流进行以下处理:
A)对视频进行解码，得到每一帧的图片数据，并将解码后的图片数据保存为原始图片数据，图片数据格式为RGB格式，并将对应的原始图片数据保存至原始图片矩阵Mat_Origin_Pic[]中； B)将原始图片矩阵Mat_Origin_Pic[]中的图片转换为可处理的灰度图片，并保存为图片数据矩阵Mat_Gray_Pic[]；
C)根据图片数据矩阵Mat_Gray_Pic[]计算图片的灰度直方图，获得直方图中灰度像素值分布最高的三个像素颜色，分别为C1、C2、C3，并分别记录其对应的直方图分布比例，分别为 Hcl、Hc2、Hc3 ；
D)假设图片横坐标为0〈x〈Wl，图片纵坐标为0〈y〈Hl，其中的Hl表示图片的高度，Wl表示图片的宽度，将图片横坐标截取为Wl/8〈x〈7*Wl/8，将图片纵坐标截取为Hl/8〈y〈7*Hl/8，得到灰度图片矩阵Mat_Gray2_Pic □，新的灰度图片的宽度为W2，高度为H2 ；
E)计算每个像素点的梯度值Grad(i，j)，根据设定的梯度阈值Grad_c，判断每个像素是否是边缘像素，如果Grad(i，j)大于Grad_c时，表示该像素点为边缘像素点，将该像素点的值置为亮点，如果Grad(i, j)小于Grad_c时，表示该像素点不是边缘像素点，将该像素点的值置为暗点，从而通过对每个像素的梯度计算后，得到图像的二值化图像Mat_Edge_Pic[]；
F)根据Mat_Edge_Pic[]计算整幅图片中的亮点占空比值Edge_p；
G)测试系统主机和测试系统从机通过NTP校时，对测试系统主机和测试系统从机分别获取系统实时时间的方法，将每个图像特征值加上时间标签T ;
H)对每帧图片计算得到的参数Hcl、Hc2、Hc3、Edge_p、T作为每帧数据的图像特征值； 步骤五:测试系统主机将每帧图片得到的图像特征值打包发送至测试系统从机； 步骤六:测试系统从机通过对视频数据分析后，形成特征序列表，作为目的图像特征值，同时接收测试系统主机发送来的特征序列表，作为源图像特征值；
步骤七:源图像特征值以目的图像特征值作为参考，循环匹配查找对应的源图像:当前后两个特征值的误差小于阈值时，认为两幅图像为同一副图像，计算两幅图像之间的时间戳差值；
步骤八:对所有计算得到的时间戳误差值，计算平均值，以该平均值作为被测电力多媒体通信系统的实时性评价参数。
[0006]本发明的有益效果是:本方法具备对被测系统的多媒体数据接收和展示延时进行测试，避免了仅对网络数据分析的闭环系统的缺陷，以视频数据为基础构建闭环系统，并采用构建特征值的方法，快速计算特征值，对被测系统进行实时性评价，本发明的方法易于实现和应用，主要可以应用于:
a)广泛应用于电力生产、安防、应急等业务应用场景的视频监控系统的视频数据实时性测试；
b)电力多媒体调度系统的音视频通信的视频数据实时性测试；
c)电力移动单兵系统的移动音视频通信的视频数据实时性测试等；
d)该方法不仅适用于在电力行业的多媒体通信系统的视频实时性检测，同样适用于其他行业的应用，包括了:交通视频、安防视频、银行视频等。
【附图说明】
[0007]图1是本发明一种电力多媒体通信系统的实时性的测试方法的结构示意图。
【具体实施方式】
[0008]下面结合附图和具体的实施例对本发明技术方案作进一步的详细描述，以使本领域的技术人员可以更好的理解本发明并能予以实施，但所举实施例不作为对本发明的限定。
[0009]一种电力多媒体通信系统的实时性的测试方法，如图1所示，包括测试系统主机和被测系统，所述被测系统设置有测试系统从机，所述测试系统主机、被测系统和测试系统从机通过网络互联，测试系统主机与被测系统之间采用NTP协议实现校时，保证各系统时间的一致性。优选，测试系统主机和测试系统从机采用同样的硬件配置，以保证解码时不受硬件设备的性能影响。
[0010]具体测试步骤如下:
步骤一:测试系统主机获取编码后的视频文件作为整个测试系统的视频数据源；步骤二:测试系统主机读取视频文件，并控制发送程序将视频文件发送至测试系统从机，其中，测试系统主机发送视频数据至测试系统从机后，测试系统主机立即(时间间隔小于20毫秒)对视频数据进行解码，且解码后在测试系统主机界面上进行视频播放；
步骤三:测试系统从机在接收到视频数据后立即(时间间隔小于20毫秒)进行解码，解码后在测试系统从机界面上进行视频播放；
步骤四:测试系统主机和测试系统从机分别获取对应的播放的视频数据(其中，测试系统主机可以选择对视频文件进行循环播放的方式提取文件，循环播放次数可以人工设置，保证测试的时间有一定的时间长度)，分别对视频流进行以下处理:
A)对视频进行解码，得到每一帧的图片数据，并将解码后的图片数据保存为原始图片数据，图片数据格式为RGB格式，并将对应的原始图片数据保存至原始图片矩阵Mat_Origin_Pic[]中；
B)将原始图片矩阵Mat_0rigin_Pic[]中的图片转换为可处理的灰度图片，并保存为图片数据矩阵Mat_Gray_Pic □。一般的，根据RGB转灰度公式:Gray = R*0.299 + G*0.587+ B*0.114，计算得到处理后的灰度图片；
C)根据图片数据矩阵Mat_Gray_Pic[]计算图片的灰度直方图，得到直方图数据后，获得直方图中灰度像素值分布最高的三个像素颜色，分别为Cl、C2、C3，并分别记录其对应的直方图分布比例，分别为此1、此2、此3 ；
D)由于实际图片中左上角或右上角、左下角或右下角通常均包含一些文字信息，避免文字信息对监测的影响，假设图片横坐标为0〈x〈Wl，图片纵坐标为0〈y〈Hl，其中的Hl表示图片的高度，Wl表示图片的宽度，将图片横坐标截取为Wl/8〈x〈7*Wl/8，将图片纵坐标截取为Hl/8〈y〈7*Hl/8，得到灰度图片矩阵Mat_Gr