可控随机MPEG-4视频码流产生器的软件实现

摘要

随着计算机网络和移动通信技术的迅猛发展，数字视频已经成为了人们日常生活中不可或缺的部分。与此同时，人们对视频画质的要求也越来越高，对解码错误(bug)的容忍度也就越来越低。传统视频编码器产生的视频码流其参数之间的关联性很强，造成其功能覆盖率比较低，而且也不能提供功能覆盖率的报表。所以用传统的码流来测试解码器会使得测试时间过长，还没办法保证验证的完备性。因此怎样在更短的时间里完成解码器的正确性和解码完备性的测试成为了视频解码器设计人员的挑战。
　　针对上述问题，本论文充分利用了SystemVerilog语言的可控随机化和功能覆盖率两大特性，提出了一种视频测试码流的产生机制，用来产生对视频解码器的功能完备性测试、压力测试以及错误情况下解码器的鲁棒性测试等视频测试码流。
　　首先利用SystemVerilog语言设计了一个随机可控的视频码流产生器。该码流产生器跳出了传统视频编码器中视频图像的时间和空间关系的约束，在有效地约束范围内对视频码流内的各个参数进行随机化处理，从而使得产生的码流功能覆盖率更高。同时该产生器还对其所产生的码流所覆盖的功能点进行采集，可以提供出该码流对MPEG-4视频标准中各个功能点的详细报表供测试时使用。
　　其次以微软的MPEG-4视频解码器为核心，扩展出了一个视频码流检验器。该检验器用来检验码流产生器产生出来的码流是否符合 MPEG-4视频标准，或者刻意插入的错误点是否符合预期。
　　最后利用perl语言实现了一个码流筛选器用来筛选出对功能覆盖率贡献较高的码流集合，去除对功能覆盖率冗余较多的视频码流，以使用尽量少的码流数来使功能覆盖率达到100％，从而减少对解码器的测试时间。

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第一章 绪论

1.1 视频解码器一致性测试的研究现状

1.2 本论文研究目的和意义

1.3 本文结构安排

第二章 MPEG-4视频标准和SystemVerilog简介

2.1 MPEG-4视频标准概述

2.2 SystemVerilog语言简介

2.3 本章小结

第三章 视频码流产生器的架构及实现

3.1 可控随机视频码流产生器的架构概述

3.2 视频码流产生器中的工厂机制

3.3 CommonResource公共资源类的实现

3.4 输出码流到文件

3.5 输出字段的预期值信息进文件

3.6 VOP及其上面层级的实现

3.7 宏块层级的实现

3.8 块层级的实现

3.9 功能覆盖率相关的实现

3.10 本章小结

第四章 视频码流检验器和筛选器的设计

4.1 视频码流检验器的设计

4.2 视频码流筛选器

4.3 本章小结

第五章 结果与数据分析

5.1 筛选出的码流集合的一些特性

5.2 和现实中视频图像的一些数据值比较

5.3 本章小结

第六章 总结与展望

6.1 本论文的总结

6.2 本论文的实际意义与展望

致谢

参考文献

附录