视频波形顶峰指示器的制作方法

本公开涉及关于诸如波形监视设备的测试和测量仪器的系统和方法，并且更特别地，涉及用于在波形监视设备中对于视频和图像监视感兴趣峰值的系统和方法。

背景技术：

波形监视器用于监视直播、保存和重播的视频和图像两者。波形监视器可以允许用户确定视频是否达到感兴趣峰值。随着高动态范围（hdr）视频的到来和在视频产品中波形监视器的使用，用户有必要手动地确定所呈现的视频是否保持在期望的范围内。然而，当视频在播放时，对于用户确定视频何时在期望的范围之外可能是非常困难的。在一些实例中，用户可能不得不逐帧点击通过视频来确定视频的任何部分是否在期望的范围之外。然而，峰值可能是瞬时的并且仅图像的单个像素或其他小部分可能命中感兴趣值。这样，确定这类顶峰何时以及以何等水平发生可能是困难的。

本公开中的示例解决这些和其他问题。

技术实现要素：

根据一个方面，提供了一种用于监视视频信号的波形监视设备，包括：用于接收所述视频信号的输入，所述视频信号包括多个帧；用于存储接收的视频信号的存储器；耦合到存储器的处理器，被配置为：将所述视频信号分离成至少两个分量信号，对于至少一个分量信号，针对所述多个帧中的至少一个帧确定至少一个分量信号的峰值，在所述峰值处生成标记，确定所述峰值是否违反预定阈值，以及当所述峰值违反所述预定阈值时生成警告；以及显示器，用于显示所述至少一个分量信号、所述分量信号上所述峰值处的所述标记以及当所述峰值违反所述预定阈值时的所述警告。

根据另一个方面，提供了一种用于警告用户视频信号违反的方法，所述方法包括：接收所述视频信号，所述视频信号包括多个帧；将所述视频信号分离成至少两个分量信号；针对所述多个帧中的至少一个帧，确定至少一个分量信号的峰值；在所述峰值处生成标记；将所述峰值与预定阈值比较；如果所述峰值违反所述预定阈值，生成警告；以及在显示器上显示所述至少一个分量信号、所述分量信号上所述峰值处的所述标记，并且如果所述峰值大于所述预定阈值，警告用户。

根据另一个方面，提供了一种其上存储有指令的计算机可读存储介质，所述指令当被媒体分析设备的处理器执行时引起媒体分析设备：将接收的视频信号分离成至少两个分量信号；针对多个帧中的至少一个帧，确定至少一个分量信号的峰值；确定所述峰值是否违反预定阈值；当所述峰值违反所述预定阈值时生成警告；以及在显示器上显示所述至少一个分量信号和所述警告。

附图说明

本公开的实施例的方面、特征和优势将从以下参考附图的实施例的描述中变得清楚，其中：

图1是根据本公开的一些实施例的示例波形监视设备的框图。

图2是根据本发明的一些实施例的示例性显示器，所述示例性显示器显示视频信号的分量信号。

图3是流程图，其图示了根据本公开的一些实施例的用于显示图2的分量信号的示例方法。

具体实施方式

本文中所公开的是用于监视视频信号的波形监视设备或媒体分析设备。波形监视设备可以包括：用于接收视频信号的输入，所述视频信号具有多个帧；用于存储接收的视频信号的存储器；耦合到存储器的处理器；以及显示器。处理器将视频信号分离成至少两个分量信号；对于至少一个分量信号，针对多个帧中的至少一帧确定所述至少一个分量信号的峰值；在峰值处生成标记；确定峰值是否违反预定阈值；并且当峰值违反预定阈值时生成警告。在显示器上显示至少一个分量信号、分量信号上峰值处的标记和当峰值违反预定阈值时的警告，以允许用户容易地确定视频信号是否在要求的阈值内。

本公开的实施例允许用户快速地确定图像信号是否在高动态范围（hdr）的带内、但在诸如rec-709的标准动态范围(sdr)色彩空间的带外。如下文更详细地讨论，在显示视频信号时出现的水平条提供视频信号已经去到范围之外的快速指示器，并且允许用户暂停视频并且按帧步进视频信号以找到在带外的具体帧，即使在帧中仅单个像素在带外。例如，如果视频已经被从一个标准转码到另一个标准，这对于确定转码没有导致任何视频图像信号落到视频信号被转码的标准之外可以是有用的。它还对于确定hdr视频在sdr环境中是否无错误播放可以是有用的。

图1是用于对于图像监视感兴趣峰值的示例测试和测量系统的框图。图像可以是静止图像或者诸如视频信号的视频图像。测试和测量系统包括诸如波形监视器100的测试和测量仪器。波形监视设备100可以包括一个或多个输入端口102以接收视频信号104。例如，一个或多个输入端口可以是串行数据接口（sdi）、高清晰度多媒体接口（hdmi）、和/或互联网协议（ip）输入。一个或多个输入端口102可以是有线的或无线的。例如，波形监视设备100可以包括无线输入102以接收ip视频信号。

波形监视设备100还包括处理器106，用于通过存储器108从一个或多个输入端口102接收图像。然而，在一些实施例中，处理器106可以从一个或多个输入端口102直接地接收图像。处理器106可以通过一个或多个电路被实现在数字信号处理器（dsp）、通用处理器、现场可编程门阵列（fpga）、专用集成电路（asic）、和/或其组合中。

处理器106处理图像以确定输入处接收的色彩空间标准。图像信号可以包括指示图像信号的色彩空间标准的元数据。基于图像信号的元数据中的信息，诸如视频有效载荷标识符，处理器106可以确定图像将在哪个色彩空间中显示。然而，处理器106可以能够单独基于输入信号并且不基于输入信号内的元数据来确定色彩空间标准。

基于该确定的色彩空间标准，处理器106可以从存储器108中选择预定阈值，所述预定阈值指示对于该色彩空间标准，图像信号的可允许范围。即，针对各种色彩空间和视频质量，诸如sdr视频和hdr视频，可以选择不同阈值。然而，在一些实施例中，波形监视设备100可以包括诸如对话框的用户输入110，用户输入对图像信号期望的阈值和范围，而不是处理器选择预定阈值。

在一些实施例中，图像可以包含色彩差异并且可以被解构成它的色彩差异部分。例如，可以在模拟ypbpr信号中提供图像信号。处理器106处理图像信号并向显示器112输出信号的亮度（y）分量、蓝色和亮度（pb）分量之间的差异以及红色和亮度（pr）分量之间的差异。可以基于信号的电压显示分量信号，或在一些实施例中，可以基于分量信号的码字有效载荷显示分量信号。例如对于sdr和hdr视频，码字范围可以是十六进制的从0到3ff。然而，取决于接收的信号，码值可以承担不同意义。例如，如果在hdr空间中来自sdr源的码值在范围之外，则处理器106可以警告用户。

在其他实施例中，信号可以是rgb信号或数字ycbcr信号。在这类实例中，图像信号可以被解构成红色（r）分量、绿色（g）分量或蓝色（b）分量，或y分量、蓝色色彩差异分量（cb）和红色色彩差异分量（cr）。此外，诸如ip视频信号的一些视频信号可以被分解成多个分量，诸如视频和音频流。然后这些流可以被进一步分离以分析色彩差异部分。此外，在一些实施例中，图像信号可以具有超过三个分量，诸如y分量以及rgb分量。

当处理器106向显示器112输出分量信号时，处理器将信号与所选择的阈值比较并且如果图像信号的任何分量违反阈值，则可以警告用户。在一些实施例中，处理器106可以处理图像信号的整体并且仅向用户输出落到所选择的阈值外的帧。在一些实施例中，处理器106还可以确定图像信号的每个分量的最小、最大和平均。

在一些实施例中，处理器106可以确定和绘制视频信号在其整体中的最大值并且将绘图保存到存储器108。然后绘图作为整体可以与预定阈值比较，而不是在视频运行时比较视频信号。然后用户可以容易地确定哪个帧在范围之外并且可以针对该帧停下（pullup）视频信号以确定哪个像素在范围之外。此外，这允许当视频离线时运行对视频信号是否违反阈值的确定。

在一些实施例中，视频信号可以在被压缩以确认视频符合在视频的色彩空间和/或标准的阈值内之前被波形监视设备100分析。如果视频信号通过，则视频可以被压缩并且然后经压缩的视频信号还可以被波形监视设备100分析以确定经压缩的视频在压缩之后是否保持在期望的范围内。该未压缩和经压缩的视频信号可以被实时分析或者在保存在存储器108内之后被分析。

波形监视器中可以包括未在图1中示出的其他组件。例如，波形监视器可以包括模数转换器、滤波器等等，以配合处理器106来输出图像信号的各种分量信号。

例如，图2图示了在显示器112上输出y分量200、pb分量202和pr分量204的示例显示。从y分量200开始，可以存在y分量信号200与之比较的单个阈值。条208随着y分量信号的顶峰移动，如它被显示的那样。在一些实施例中，条208的颜色可以取决于y分量信号200离预定阈值多近而改变。例如，当y分量信号200在图像信号被针对测试的色彩空间标准的范围内时，条208可以是白色的，如果y分量信号200几乎在范围外，条208可以是黄色的，并且如果y分量信号200去到范围外，条208可以变成红色。

在一些实施例中，条208已经在多个帧内持续使得用户可以视觉上看见视频去到范围之外。否则，顶峰可能如此不频繁地去到范围之外以至于将难以确定顶峰何时去到范围之外以及它发生在哪个帧中。所述持续可以是由用户可编程的。此外，条208的颜色也可以是由用户可编程的。

视频回放时出现的水平条允许用户通过视觉指示快速地确定视频在期望的色彩空间的范围之外。然后用户可以暂停视频并按帧步进视频以找到在期望的色彩空间标准的范围之外的具体帧，即使在帧中仅单个像素在色彩空间标准之外。这是对当前系统的改进，在所述当前系统中用户可以逐帧步进通过视频来分析每个帧以确定图像信号是否落到期望的色彩空间的范围之外。当前系统要求用户坐下并且逐帧步进通过视频信号并分析每个帧以确定视频的任何像素或其他小部分是否在阈值之外，这导致非常耗时和潜在不准确的过程。

pb分量202和pr分量204也可以包括一个或多个条210、212、214、216。条210-216，像条208一样，当图像信号被回放时可以基于分量信号是否接近所选择的阈值、在所选择的阈值之下或之上而改变颜色。在图2中，pb分量202和pr分量204每个具有pb和pr分量202和204信号落入其内的上阈值（分别为210和214）以及下阈值（分别为212和216）。

图3图示了显示例如如图2中所图示的视频分量信号的方法的流程图。首先，从用户输入接收300视频信号。然后视频信号被分离302成至少两个分量信号。如图2中所见，图2的视频信号已经被分离成三个分量信号。对于多个帧中的每帧，确定304分量信号中至少一个分量信号的峰值。这可以通过将视频信号的电压转换成数据并在显示器上绘制所述数据来完成。在其他实施例中，视频信号的电压本身可以用于在显示器上绘制视频信号。在任何一种情形中，基于被绘制的信息（视频信号的电压或转换成数据的电压）选择预定阈值。

在峰值处生成306标记并且可以在显示器上向用户显示标记。然后波形监视设备确定308峰值是否违反预定阈值。每个分量信号可以具有一个或多个预定阈值。生成的标记可以基于峰值和预定阈值之间的关系而被色彩编码310。例如，如果峰值小于预定阈值，标记可以是白色的。如果峰值接近预定阈值，标记可以是黄色的。并且如果峰值违反预定阈值，标记可以是红色的。

改变标记的颜色允许用户视觉上看见视频何时去到分量范围之外，因此用户可以快速地和轻易地确定哪帧在范围之外。这从先前方法提供大量时间节省，所述先前方法逐帧步进视频信号以确定任何像素是否在所选择的色彩空间的范围之外。

如上文讨论的，所述方法还可以包括从用户输入接收期望的范围和预定阈值或者基于视频信号的标准和/或色彩空间的确定从存储器选择预定阈值。

本发明的示例可以在特别创建的上硬件、固件上、数字信号处理器上或包括根据编程指令操作的处理器的专门编程的通用计算机上操作。如本文所用的术语“控制器”或“处理器”意图包括微处理器、微计算机、asic和专用硬件控制器。本发明的一个或多个方面可以体现在由一个或多个计算机（包括监视模块）或其他设备执行的计算机可用数据和计算机可执行指令中，例如在一个或多个程序模块中。通常，程序模块包括例程、程序、对象、组件、数据结构等，当它们被计算机或其他设备中的处理器执行时，执行特定任务或实现特定的抽象数据类型。计算机可执行指令可以存储在计算机可读存储介质上，所述计算机可读存储介质例如是硬盘、光学盘、可移除存储介质、固态存储器、ram等。如本领域技术人员将会领会的，可以在各示例中按照期望组合或分配程序模块的功能性。此外，可以在固件或硬件等同物中整体地或部分地体现功能性，所述固件或硬件等同物例如是集成电路、现场可编程门阵列（fpga）等等。特定数据结构可以用于更有效地实现本发明的一个或多个方面，并且在本文中描述的计算机可执行指令和计算机可用数据的范围中设想到此类数据结构。

本公开的方面利用各种修改和以可替代形式操作。具体方面已经作为举例在附图中被示出，并下面在本文被详细地描述。然而，应当指出，出于讨论清楚性的目的呈现了本文中公开的示例，并且本文中公开的示例不意图将公开的一般概念的范围限制为本文所描述的具体示例，除非明确地限制。这样，本公开意图涵盖依据附图和权利要求所描述的方面的全部修改、等同物以及替代物。

在说明书中对实施例、方面、示例等的引用指示所描述的项目可以包括特定的特征、结构或特性。然而，每个公开的方面可以或可以不一定包括该特定的特征、结构或特性。而且，除非特别地指出，这样的短语不一定指代相同的方面。此外，当结合特定的方面描述特定的特征、结构或特性时，可以结合另一公开的方面采用这样的特征、结构或特性，无论这样的特征是否结合这样的其他公开的方面被明确地描述。

在一些情况中，可以在硬件、固件、软件中或其任何组合中实现公开的方面。也可以将公开的方面实现为一个或多个计算机可读介质承载的或在一个或多个计算机可读介质上存储的指令，其可以由一个或多个处理器读取并且执行。此类指令可以被称作计算机程序产品。如本文中讨论的计算机可读介质意指可以由计算设备访问的任何介质。作为举例而并非限制，计算机可读介质可以包括计算机存储介质和通信介质。

计算机存储介质指意指可以用于存储计算机可读信息的任何介质。作为举例而并非限制，计算机存储介质可以包括在任何技术中实现的随机存取存储器（ram）、只读存储器（rom）、电可擦除可编程只读存储器（eeprom）、闪速存储器或其他存储器技术、致密盘只读存储器（cd-rom）、数字视频盘（dvd），或其他光学盘存储装置、磁带盒、磁带、磁盘存储装置或其他磁性存储设备，以及任何其他易失性或非易失性、可移除或非可移除的介质。计算机存储介质排除信号本身和信号传输的暂时形式。

通信介质指意指可以用于计算机可读信息的通信的任何介质。作为举例而并非限制，通信介质可以包括同轴电缆、光纤电缆、空气，或适于电、光学、射频（rf）、红外、声学或其他类型信号的通信的任何其他介质。

示例

下面提供本文公开的技术的说明性示例。所述技术的实施例可以包括下面描述示例中的任何一个或多个，以及示例的任何组合。

示例1包括一种用于监视视频信号的波形监视设备，包括：用于接收所述视频信号的输入，所述视频信号包括多个帧；用于存储接收的视频信号的存储器；以及耦合到存储器的处理器。所述处理器被配置为将所述视频信号分离成至少两个分量信号，对于至少一个分量信号，针对所述多个帧中的至少一个帧确定至少一个分量信号的峰值，在所述峰值处生成标记，确定所述峰值是否违反预定阈值，并且当所述峰值违反所述预定阈值时生成警告。波形监视设备还包括显示器，用于显示所述至少一个分量信号、所述分量信号上所述峰值处的所述标记以及当所述峰值违反所述预定阈值时的所述警告。

示例2包括示例1的波形监视设备，其中处理器在预定量的时间内在所述峰值处生成所述标记。

示例3包括示例2的波形监视设备，进一步包括用户输入，用于接收所述预定量的时间以在所述峰值处生成所述标记。

示例4包括示例1-3中任何一个的波形监视设备，其中处理器通过基于所述峰值是否违反所述预定阈值而改变所述标记的颜色来生成所述警告。

示例5包括示例1-4中任何一个的波形监视设备，其中处理器进一步针对所述多个帧中的所述至少一个帧确定所述至少一个分量信号的最小值，在所述最小值处生成标记，将所述最小值与第二预定阈值比较，并且如果所述最小值违反所述第二预定阈值，生成警告。

示例6包括示例1-5中任何一个的波形监视设备，其中处理器确定所述视频信号的标准或色彩空间并且基于所述标准或色彩空间选择所述预定阈值。

示例7包括示例1-6中任何一个的波形监视设备，其中所述视频信号是经压缩的视频信号。

示例8包括示例1-7中任何一个的波形监视设备，其中所述视频信号是通过互联网协议（ip）输入接收的。

示例9包括示例1-8中任何一个的波形监视设备，其中处理器生成所述至少一个分量信号的最小值、所述至少一个分量信号的最大值，以及所述至少一个分量信号的平均值。

示例10是一种用于警告用户视频信号违反的方法，所述方法包括：接收所述视频信号，所述视频信号包括多个帧；将所述视频信号分离成至少两个分量信号；针对所述多个帧中的至少一个帧，确定至少一个分量信号的峰值；在所述峰值处生成标记；将所述峰值与预定阈值比较；如果所述峰值违反所述预定阈值，生成警告；以及在显示器上显示所述至少一个分量信号、所述分量信号上所述峰值处的所述标记，并且如果所述峰值大于所述预定阈值，警告用户。

示例11是示例10的方法，进一步包括：确定所述至少两个分量信号中的每个分量信号的峰值；对于所述至少两个分量信号中的每个分量信号，在所述峰值处生成标记；如果所述至少两个分量信号中的任何一个分量信号的所述峰值违反预定阈值，生成警告；以及在显示器上显示所述至少两个分量信号、所述至少两个分量信号中的每个分量信号上所述峰值处的所述标记，和所述警告。

示例12是示例10-11中的任何一个的方法，进一步包括在预定量的时间内在所述峰值处生成所述标记。

示例13是示例10-12中的任何一个的方法，进一步包括通过基于所述峰值是否违反所述预定阈值而改变所述标记的颜色来生成所述警告。

示例14是示例10-13中的任何一个的方法，进一步包括：针对所述多个帧中的所述至少一个帧，确定所述至少一个分量信号的最小值；在所述最小值处生成标记；将所述最小值与第二预定阈值比较；以及如果所述最小值违反所述第二预定阈值，生成警告。

示例15是一种其上存储有指令的计算机可读存储介质，所述指令当被媒体分析设备的处理器执行时引起媒体分析设备：将接收的视频信号分离成至少两个分量信号；针对多个帧中的至少一个帧，确定至少一个分量信号的峰值；确定所述峰值是否违反预定阈值；当所述峰值违反所述预定阈值时生成警告；以及在显示器上显示所述至少一个分量信号和所述警告。

示例16是示例15的计算机可读存储介质，其中其上存储的指令进一步引起媒体分析设备在预定量的时间内在所述峰值处生成标记。

示例17是示例15和16中任何一个的计算机可读存储介质，其中其上存储的指令进一步引起媒体分析设备通过基于所述峰值是否违反所述预定阈值而改变所述标记的颜色来生成所述警告。

示例18是示例15-17中任何一个的计算机可读存储介质，其中其上存储的指令进一步引起媒体分析设备确定所述视频信号的标准并且基于所述标准选择所述预定阈值。

示例19是示例15-18中任何一个的计算机可读存储介质，其中所述视频信号是通过互联网协议（ip）输入接收的。

示例20是示例15-19中任何一个的计算机可读存储介质，其中其上存储的指令进一步引起媒体分析设备：针对所述多个帧中的每个帧确定所述峰值；在图形中针对每个帧绘制所述峰值；以及确定任何所述峰值是否违反所述预定阈值。

所公开主题的先前描述版本具有已经被描述或对于本领域普通技术人员而言将清楚的很多优势。即使如此，不是在所公开的装置、系统或方法的所有版本中都要求所有这些优势或特征。

此外，本撰写的描述参考特定特征。应理解，在本说明书中的公开包括那些特定特征的所有可能组合。在特定方面或示例的上下文中公开特定特征的情况下，该特征也可以在其他方面和示例的上下文中在可能的范围内使用。

而且，当在本申请中参考具有两个或更多限定的步骤或操作的方法时，可以以任何顺序或同时施行所述限定的步骤或操作，除非上下文排除那些可能性。

虽然出于说明的目的已经说明和描述了本发明的具体示例，将理解，在不背离本发明的精神和范围的情况下可以做出各种修改。因此，本发明不应受除了所附权利要求书之外的限制。