[发明专利]一种基于比特流构造的视频解码器单元测试方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种基于比特流构造的视频解码器单元测试方法。

背景技术

视频压缩包括编码和解码两部分。编码器将视频序列通过预测变换熵编码转换成比特流的形式存在，而解码器将比特流形式的视频序列重构成图像形式。解码器的优劣直接影响到视频的主客观质量。

通常的解码器采用一致性测试，即用待测解码器与标准解码器同时解码一个序列的比特流，对比解码结果是否一致。若结果一致则认为被测解码器是正确的。这种方法只能确定解码是否包含错误，对于错误在哪个模块，有些什么错误无从知晓。

单元测试是指对程序模块进行正确性检查的测试，单元是可测试的最小部件，通常是一个函数或者过程，单元测试在静态分析和代码审查之后，是软件测试的第一步。通常情况下，待测单元并不是一个可执行单元，需要用驱动模块和桩模块的辅助。解码器各个模块之间的耦合度很高，为单元测试构造辅助模块的工作量大，且难以保证辅助模块的正确性，因此这种方法对于视频解码器基本是不可行的。对于视频解码器来说，单元测试不仅是指在解码器在代码编写的最初阶段的代码块自测，还包括各个模块的排错过程。对于一个模块来说，快速查找错误所在的有效方法是找到触发错误的条件。输入的数据有无穷种可能，通常结合控制数据流，把输入划分为若干个等价类，用一组数据代表一个等价类。在模块测试时，实现等价类覆盖，确定出错的条件分支后就可以找到错误。

解码过程是比特流经熵解码得到量化后的一组变换系数，经反量化、反变换，得到残差。利用从该比特流中解码出的头信息，解码器就产生一个预测块。当该解码器产生的预测块与残差相加后，再经滤波后，就得到最后的解码输出图像。解码器单元测试的主要模块有反量化，反变换和去块效应滤波。

由于现有技术无法准确快速地定位视觉解码器的错误所在，严重影响视频编码器的调试工作，因此，有必要设计一种新型的视频解码器单元测试方法。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种基于比特流构造的视频解码器单元测试方法，该基于比特流构造的视频解码器单元测试方法为各个模块设计单元测试输入比特流，从而提高测试及调试效率。

发明的技术解决方案如下：

一种基于比特流构造的视频解码器单元测试方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1：构造以下三种比特流：

1)用于测试运动估计插值模块的1/4和1/2内插比特流；

2)用于测试反变换模块的比特流；

3)用于测试去方块滤波模块的比特流；

步骤2：将三种比特流的任一种输入到待测解码器，判断解码实际输出结果与理论输出结果是否相同，以此确定解码器的运动估计插值模块、反变换模块或去方块滤波模块是否工作正常。

构造1/4和1/2内插比特流的方法如下：

(1)设定预测模式：对于观察块，限定用p16x16帧间预测模式，即在帧间编码模式选择时，以16x16大小的块进行预测，不再进行宏块分割；

(2)在JM中调试代码限制搜索范围，使得运动矢量mv的值固定为(1，1)或(2，2)，即对应为1/4插值或1/2插值；并设置观察宏块数据为某一特定值，有利于观察数据变化；在这些设置前提下，对某一序列进行编码后，设计好的数据会植入到生成的H.264比特流数据中；这样就得到了两个分别用于测试1/4，1/2插值的测试比特流；

(3)附加设置：由于mv为(1，1)或(2，2)，观察块的参考宏块是参考帧中与观察块相对应位置的块；关闭去块效应滤波，把残差全部置为0，则由参考块插值的结果即为观察块的重构图像；

在对待测解码器进行测试的时候，如果待测解码器的输出与设定的理论数据相同，则判定待测解码器在运动插值模块正常无误；否则，如果待测解码器的输出与设定的理论数据不相同，则判定待测解码器在运动插值模块存在错误。

构造反变换模块比特流的具体步骤为：

(1)在标准编码器上进行以下设置：设定观察块的预测模式为P16x16、Transform8x8Mode＝0，这时只有4x4块进行变换；关闭去块效应滤波；

(2)将当前块的对应的参考块的像素值设为0，由于重构的数据等于预测的数据加上残差数据，这样在重构过程就不会因为参考块的不同而使数据发生变化；

(3)根据测试的需要设定某一残差值来代替预测残差的变换结果；[使得图1中量化过程Q后系数值为某固定值W，本发明设置W＝200；是为了计算简便，可以任意设置。]