基于NIPXI的驗證數字視頻信號參數的自動化系統

挑戰:

開發一個制造測試系統(MTS)，該系統可根據目前行業標準，測試無線HDMI多輸入多輸出(MIMO)產品，并消除判斷視頻傳輸質量時的人工介入需求。

解決方案:

使用NIPXI、NIVideoMASTER、NILabVIEW和NITestStand管理軟件，開發一個驗證數字視頻信號參數的自動化系統，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時間縮短了75%，并更加易于生產高質量、高可靠性的最終產品。”

Benetel公司在射頻(RF)和無線設計、測試系統上擁有豐富的經驗，我們致力于將高質量、高性能的產品提供給全球各行各業的客戶群。數字視頻測試占據我們很大一部分業務范圍，需要靈活的，適應性強，且全面升級的測試系統來支持一部分無線數字視頻流媒體產品。

我們的應用需要一個制造測試系統(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據輸出無線信道的多輸入和多輸出配置來進行調制，并傳輸下行流高清視頻和音頻內容。

接收單元接收無線高清視頻內容，并且使用產生數據內容傳輸的上行信道的多個無線數據信道和低速率信道的多輸入多輸出配置對視頻內容進行解調，重新產生視頻、音頻和控制信息。接收單元輸出的是數字非壓縮視頻，數字音頻和控制信息，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，能夠對需要多線程，數據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硬件基于NIVideoMASTER硬件的NIPXI系統，該硬件系統由NIPXI-6542數字視頻發生器和邏輯儀模塊組成，而且還支持各種模塊，如NIPXI-5122高速率數字分析儀，NIPXI射頻信號產生器和NIPXI-8430串口接口模塊。我們通過高質量的電纜，將信號進行布線，連接到一對TX(發送)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，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軟件中的自動調度功能通過自動地調度并行測試執行順序，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。我們為測試系統配置了許多功能，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、噪聲譜、失真，和多波群測試。該系統還包括對峰值信噪比(PSNR)算法的高速率自動實現，我們還使用該算法作為圖像重構質量的人體感知的近似，以驗證傳輸中的視頻圖像質量。

測試無線和其他視頻信號的主要生產要求是對傳輸視頻和音頻的質量檢驗。從以往的經驗來看，視頻質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，繼續需要依靠人工介入，用明顯對吞吐量的效果以維持質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字信號參數，我們大大地提高了對實現視頻信號質量的信心，同時保持了較高的吞吐量。

除了視頻質量以外，制造測試系統還測量音頻質量等參數，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勢，快速可靠地將往返于UUT的數據進行解析。

使用NI公司工具的優勢

我們使用一個基于PXI的系統，將所有的模塊化系統需求集成到一個安裝包中。與其他方法相比，將相對較低的開發預算的PXI驅動與可廣泛使用的LabVIEW內置工具和工具箱進行結合，可創建高成本效益的系統。我們還可以從NI公司的有效售后支持中獲益。此外，NIVideoMASTERPXI-6542數字視頻發生器可輕松與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量，從整個測試時間來說，NI公司的VideoMASTER發生器可以節省大量的測試時間。

圖1：Benetel控制臺

圖2：無線HDMI數字視頻測試系統框圖

圖3：峰值信噪比測試中使用的測試模式