摘要：针对人工测验功率低、易受片面影响等缺乏，规划了依据LabVIEW的高清电视(HDTV)主控板主动测验体系。使用LabVIEW丰厚的信号处理、虚拟仪器等图形化编程特色，开发音频及视频图画点评软件。选用依据梯度的结构类似性图画点评算法(GSSIM)，提高了测验剖析中对含糊失真图画的判别精度。该主动测验体系可大大提高测验功率，并确保产品测验目标的客观性和共同性。
高清电视(HDTV)已成为现在彩电商场的主力军，其核心部件是电视主控板。现在主控板出厂测验遍及选用人工测验办法，但存在如下缺乏：1)测验功率低，需求人工频频替换测验东西，费时吃力;2)点评片面性强，因依托人的感官来评判产品好坏，简单形成产品质量良莠不齐。因而，开发主动测验体系已成为HDTV出产企业的一项急切使命。
本文以商场上一款液晶HDTV主控板为测验目标，选用LabVIEW图形化编程，规划测验软件，对收集到的音频、视频信号进行算法剖析和点评，并规划友爱的人机交互界面和数据办理软件模块，终究提高了产品测验功率，并确保产品质量剖析的客观性、共同性。
1 主动测验体系总体规划
典型高清电视体系框图如图1所示，主控板包括操控电路和时序电路两大部分。操控电路首要担任音视频信号的接纳和处理，并转换为mini—LVDS规范信号;时序电路发生脉冲时序信号，实时将数字图画信号经行、列驱动电路送显现屏显现。
主控板是高清电视的核心部件，出厂前有必要严厉测验。本文规划的主动测验体系包括上位工控机、音视频信号源、音频收集卡、视频收集卡和可学习性遥控模块等，体系框图如图2所示。
图2中，CHROMA作为音视频信号发生源，经过RS-232与上位机通讯，依照上位机指令，输出音视频信号。主控板输出的音频和视频信号别离经过音频收集卡、视频收集卡传输到上位工控机进行剖析点评。在测验过程中，可学习型遥控器模块能够模仿红外遥控器，选用单片机开发，完结测验流程的主动切换。本文将要点论述依据LabVIEW的测验软件规划。
2 主动测验软件规划
主动测验软件是该体系的重要组成部分，经剖析比较终究选定NI公司的LabVIEW作为开发软件，充分使用其丰厚的信号处理、虚拟仪器等图形化编程东西，完结音频信号和图画信号剖析算法的软件编程，并开发友善的用户界面，集操控和办理为一体，规划简易有用的HDTV主控板主动测验体系。限于篇幅，本文将要点介绍主动测验软件中的音频剖析模块、图画剖析模块，以及数据处理等模块。
2.1 音频剖析模块
音频剖析是电视主板测验的一个重要方面，LabVIEW内部包括信号处理和剖析的函数库，如各种波形生成VI、滤波函数、频谱丈量、失真丈量等函数，凭借LabVIEW的虚拟仪器结构，能够进行图形化软件编程，树立音频信号的处理和剖析渠道。
音频剖析模块的输入信号是经过音频收集卡收集并调度的声响信号，信号源是固定频率的单频正弦信号。音频测验常用目标有：
1)信噪比(Signal to Noise)：输出信号的电压(功率)与一起输出的噪声电压(功率)的比，一般不该低于70 dB。
2)总谐波失真率(T.H.D)：输出信号比输入信号多出的额定谐波成分，是因为体系非线性形成的。当总谐波失真在1%以下，一般人耳分辩不出。
3)总谐波失真率+噪声(THD—N)：体系各种谐波形成的失真及器材内外部形成的噪声，一般要求在10%以下。
4)频谱剖析：检测信号的谐波成分，关于单频信号来说，其频谱应只要基频。
依据LabVIEW的音频剖析软件模块如图3所示。
为测验上述软件模块对音频信号剖析的准确性，使用LabVIEW的波形生成器来模仿规范音频信号，并参加高斯白噪声和高频正弦噪声，合成为失真音频信号，再经过信噪比、失真丈量、频谱丈量等得到测验目标。
图4是音频测验模块的测验成果，给出了测验曲线并同步记录到音频测验文档中。本测验选用幅值为1 V、基频为1 kHz的正弦信号，参加高斯噪声和高频噪声后，经过音频剖析得到检测出的基频为1 kHz，THD—N为7.34%，在答应规模(10%)内，THD为0.99%，也在答应规模内，信噪比为22.68dB，低于70 dB。因而，能够断定该主控板音频质量合格。
2.2 图画剖析模块
高清电视主板的视频输入端口有多种，如HDMI端口、COMP端口、VGA端口等，尽管输入端口许多，但测验的办法是共同的，即选用规范输入信号，经过比照输出质量误差，来确认主控板质量是否契合出厂要求。
LabVIEW支撑读取不同格局的图片，如JPEG、BMP、PNG格局，而且能够还原为像素图，便于进行算法剖析。
结构类似性(SSIM)的点评算法是现在使用广泛的图画点评算法，比较契合人的视觉感触，且核算简洁：
式(1)中l(x，y)为亮度比较函数，c(x，y)为比照度比较函数，s(x，y)为结构比较函数;3个指数α、β和γ为各个函数的权重。
但是，SSIM关于含糊失真类图画却不能具有杰出的点评作用。依据研讨发现，人眼关于图画的边际纹路结构非常灵敏，而图画的边际纹路往往是图画结构的重要信息，在SSIM的结构比较函数中仅考虑了规范图画和失真图画之间像素的相关系数，而未考虑图画的边际纹路信息。
梯度信息能够较好地反响图画的边际纹路信息，因而，本测验体系决议选用依据梯度的结构类似度的图画质量点评办法，以提高了测验剖析中对含糊失真类图画的判别精度。将SSIM中结构比照函数替换s(x，y)为梯度类似度函数g(x.y)，则得到依据梯度的结构类似度GSSIM：
依照核算SSIM的思路相同，使用加权窗口，逐像素地移动，则最终整幅图画依据梯度的结构类似度MGSSIM，可由各子块的GSSIM求均值得到：
本文使用Matlab完结依据梯度的结构类似度算法，为验证图画测验程序的准确性，选用如图5所示的规范图画和三幅不同程度的高斯噪声失真图画，其失真程度顺次减轻。
表1给出了它们的SSIM和GSSIM值。可见，含糊失真图画的GSSIM相关于SSIM，更能表现含糊图画的边际纹路结构与规范图画的差异程度，也更契合人的视觉感触。
2.3 数据处理模块
测验软件的一个重要功用是办理测验文档，它需求拜访数据库，进行创立、刺进、删去、查询等操作，并依据需求打印查询成果等。
LabSQL支撑Windows操作体系中依据ODBC的数据库，使用Microsoft ADO技能以及SQL句子来完结数据库拜访。凭借LabSQL东西包中封装的VIs，能够方便地完结数据库的一些根本操作。本规划以Microsoft Access作为测验数据库。LabSQL东西包只能操作而不能创立数据库，所以需求测验前先创立数据库，再树立LabSQL与Access数据库的衔接。数据库拜访程序如图6所示。
以查询为例，
“SELECT*
FROM TVtest
WHERE product=‘E321 VL’
AND(testdate between #2012/4/10 00：00：00# and #2012/4/10 23：59：59#)”
履行上述SQL句子，则可显现测验成果。
查询后依据需求能够打印测验文档，LabVIEW相同供给了一些打印报表的子VI可供调用，如Set Report Font.vi、Set Report Header Text.vi、增加报表文本.vi、打印报表.vi等.大大简化了编程作业。
3 结束语
针对高清电视(HDTV)主控板人工测验存在的许多问题，规划了HDTV主控板主动测验体系，具体介绍了依据LabVIEW开发的音频剖析软件模块、图画剖析软件模块，以及测验数据办理等功用模块。选用依据梯度的结构类似性图画点评算法(GSSIM)，提高了测验剖析中对含糊失真类图画的判别精度。该主动测验体系可大大提高测验功率，确保产品测验目标的客观性和共同性，具有杰出的使用价值。
