技术领域
[0001] 本
发明涉及一种视音频媒体文件视频编码格式检测装置与方法，是一种
计算机网络传输的装置和方法，是一种用于对网络中传输的视音频媒体文件的检测装置和方法。
背景技术
[0002] 随着制播体系逐渐趋于全程文件化，广播电视愈来愈多地从数字媒体或数据链路得到已压缩的视音频媒体文件。视音频
数据压缩成文件后，无法直观的知道是采用何种文件封装格式、视频编码格式，也无法得知其编码格式是否符合有关规范要求。因此针对视音频媒体文件的技审应分为三个层次，即文件封装格式合规性、视频编码格式合规性、压缩视音频技术参数。目前常用的技术审查方法都是对解码后的视音频技术参数进行技审，主要目的是保证视音频媒体文件达到安全播出的要求，不停播，不播出黑场和静
帧等，保证节目播出的技术
质量。但是，如果文件的封装格式和视频编码方式不合规范，同样会造成视频
服务器解码失败，导致播出事故。只针对视音频技术参数做技术审查已经无法满足播出业务发展对于视音频媒体文件高安全性、高可靠性的需求。
发明内容
[0003] 为解决
现有技术的问题，本发明提出一种视音频媒体文件视频编码格式检测装置与方法。由于广播电视领域使用的视音频媒体文件主要采用MPEG-2的编码方式，故所述的装置和方法对广播电视领域使用到的视音频媒体文件，进行Mpeg-2视频数据流各分层结构中定义的语法或语义分级检测。所述的装置和方法包括：视音频基本参数检测和视频基本流合法性检测。对于基本流的检测，只针对Mpeg-2编码的视频，不包含对音频的检测。
[0004] 本发明的目的是这样实现的：一种视音频媒体文件编码格式合规性检测装置，包括：检测任务获取单元，所述的检测任务获取单元与文件打开单元连接，所述的文件打开单元与视音频基本参数检测单元和信息输出单元连接，所述的视音频基本参数检测单元与Mpeg-2基本流检测单元和信息输出单元连接，所述的Mpeg-2基本流检测单元与信息输出单元连接，所述的Mpeg-2基本流检测单元中依次连接序列头检测、图像组层检测、图像层检测、Slice层检测、宏
块层检测五个模块。
[0005] 一种使用上述装置的视音频媒体文件编码格式合规性检测方法，所述方法的步骤如下：
[0006] 获取检测任务的步骤：用于所述的检测任务获取单元在
数据库中获取检测任务信息，检测任务信息包括待检测视音频媒体文件的文件名和存储路径；
[0007] 视音频媒体文件解码的步骤：用于所述的文件打开单元通过
解码器打开检测任务信息中
指定的待检测视音频媒体文件，对打开的待检测视音频媒体文件判别视频编码格式是否为Mpeg-2格式，如果打开失败或视频编码格式不是Mpeg-2格式则进入“检测信息输出的步骤”，如果打开成功并且视频编码格式是Mpeg-2格式则进入下一步骤；
[0008] 视音频基本参数检测的步骤：用于所述的视音频基本参数检测单元对待检测视音频媒体文件的基本视频参数、基本音频参数、视音频关联性的合法性进行检测，如果视音频基本参数不合格则进入“检测信息输出的步骤”，如果视音频基本参数检测合格则进入下一步骤；
[0009] Mpeg-2基本流检测的步骤：用于所述的Mpeg-2基本流检测单元对视音频媒体文件的Mpeg-2基本流进行检测，检测的项目包括：序列头、图像组层、图像层、Slice层、宏块层；
[0010] 检测信息输出的步骤：用于所述的信息输出单元收集文件打开单元、视音频基本参数检测单元、Mpeg-2基本流检测单元所记录的检测结果并输出检测结果。
[0011] 本发明产生的有益效果是：本发明所述的方法和装置可以对广播电视领域各环节制播系统中输出的视音频媒体文件，进行Mpeg-2视频数据流各分层结构中定义的语法或语义分级检测，由顶层开始按照序列头、图像组层、图像层、Slice层、宏块层的顺序依次进行检测。可直观的获取编码格式合规性检测的执行状态及执行进度，编码格式合规性检测结束后，显示是否有错误以及错误级别、输出错误信息。本发明可以在播出之前提前判断待播出视音频媒体文件是否有编码格式方面的不合规错误，如果不合规可以根据输出信息进行加工处理后再送播出，避免因视音频媒体文件编码格式不合规范无法被视频服务器解码导致的播出事故，保障安全播出。
附图说明
[0012] 下面结合附图和
实施例对本发明作进一步说明。
[0013] 图1是发明实施例一所述装置的结构示意图；
[0014] 图2是发明实施例二所述方法的
流程图。
具体实施方式
[0015] 实施例一：
[0016] 本实施例是一种视音频媒体文件视频编码格式检测装置，如图1所示。本实施例包括：检测任务获取单元，所述的检测任务获取单元与文件打开单元连接，所述的文件打开单元与视音频基本参数检测单元和信息输出单元连接，所述的视音频基本参数检测单元与Mpeg-2基本流检测单元和信息输出单元连接，所述的Mpeg-2基本流检测单元与信息输出单元连接，所述的Mpeg-2基本流检测单元中依次连接序列头检测、图像组层检测、图像层检测、Slice层检测、宏块层检测五个模块。
[0017] 本实施例是技术审查系统的一部分。技术审查系统不仅审查视音频媒体文件的编码格式，还检测视音频媒体文件的其他技术性能，如：封装格式，图像的质量等等。
[0018] 本实施例所述的视音频媒体文件编码格式的合规性检测主要针对Mpeg-2编码格式的待检测视音频媒体文件进行检测，不支持对非Mpeg-2编码格式的视音频媒体文件的检测。检测Mpeg-2文件编码格式需要对整个文件进行读取和解析，并对其中的视音频数据进行解码。
[0019] 技术审查系统是一个服务端和多个客户端的网络系统，可以同时进行多个视音频媒体文件的技术审查，对于一个审查任务支持多线程审查。在技术审查的过程中，客户端和服务端保持不断的消息反馈，将编码格式合规性检测的状态、进度的信息反馈给服务端，这种消息反馈是双向的。
[0020] 本实施例所述的装置的主要部分安装在技术审查系统的客户端，所述装置通过文件获取单元和信息输出单元与服务端进行联系，交换信息。
[0021] 所述的检测任务获取单元是从技术审查系统的数据库中获取检测任务信息，检测任务信息包括待检测检测视音频媒体文件的文件名和存储路径，所述的数据库可以是各种类型，包括Oracle、DB2、SQL 2005等。
[0022] 所述的文件打开单元打开检测任务信息中指定的待检测视音频媒体文件，在打开文件的同时判断该视音频媒体文件视频编码格式是否为Mpeg-2格式，如果是则继续进行检测，如果待检测视音频媒体文件打开失败或者视音频媒体文件的视频编码格式是Mpeg-2编码以外的其他格式，如DV25、H264、DVHD等，则直接将此信息输出。
[0023] 概括地说，MPEG-2是利用了图像中的空间相关性和时间相关性进行数据压缩的。一帧图像由若干
像素点构成，每个像素通常与它周围的某些像素在
亮度和
色度上存在一定的关系，这种关系叫作空间相关性；一个序列由若干连续图像构成，其中前后帧图像间也存在一定的关系，这种关系叫作时间相关性。这两种相关性使得图像中存在大量冗余信息。
MPEG-2编码就是为了去除这些冗余信息，只保留少量非相关信息以方便存储传输。在接收端利用这些非相关信息，按照一定的解码
算法，就可以在保证一定图像质量的前提下恢复原始图像。解码器接收到MEPG-2视频数据，首先进行变字长解码，然后反扫描恢复出各个
8x8的二维数组,然后对这些数组进行反量化，反DCT变换，再经过
运动补偿，就生成解码的像素数据。
[0024] 对视频基本流检测的过程就是为了保证解码过程能够正确解码，上述每个环节出现错误都会导致解码器得到的像素数据错误，从而影响恢复出的图像的质量。
[0025] 所述的视音频基本参数检测单元的检测项目包括：视频检测、音频检测，视频和音频相互关系的检测。视频基本参数检测
信号标准、编码格式、码率、类和级、帧率、GOP结构、
分辨率、
颜色格式和AFD值等参数是否符合技术要求，其中包括：编码格式符合Mpeg-2 IBP/I格式，码率在6-300Mbps范围内，类和级是Mp@ml、hp@hl、422p@hl或422p@ml，帧率符合25/29.97，分辨率符合1920X1080/720X576标准，长宽比为16:9/4:3，颜色格式符合422/420等。音频基本参数检测音频格式、声道数量、
采样率和量化
精度等参数，例如量化精度要符合16、20或24比特等。视频和音频相互关系检测主要对视/音频关联性进行合法性检测，内容包括视音频媒体文件长度以及视频是否对齐。
[0026] 所述的Mpeg-2基本流检测单元，主要基于ISO/IEC 13818-4规范当中视频码流一致性检测部分的分级语法总体检测。ISO/IEC 13818 -1、2、3规范指定了视音频信息编码表示和一个多重结构，对不同应用提供最大合适度和灵活性的国际标准，而ISO/IEC 13818-4规范就是用来检测验证码流和解码器是否符合ISO/IEC 13818-1、2、3规范要求的部分。码流一致性检测是指：对于一个MPEG视频
编码器，用于生产编码器的编码比特流的解码过程中的算术精度应当完全符合ISO / IEC13818-2指定的精度。视频分级语法总体检测是针对Mpeg-2视频数据流各分层结构中定义的语法或语义分级进行的检测，被检测的分层结构由顶层开始依次为序列头、图像组层、图像层、Slice层、宏块层。
[0027] 实施例二：
[0028] 本实施例是是使用实施例一所述装置的视音频媒体文件视频编码格式检测方法，流程图如图2所示。本实施例所述方法的步骤如下：
[0029] 获取检测任务的步骤：用于所述的检测任务获取单元在数据库中获取任务信息，检测任务信息包括待检测视音频媒体文件的文件名和存储路径。
[0030] 视音频媒体文件解码的步骤：用于所述的文件打开单元打开检测任务信息中指定的待检测视音频媒体文件，对打开的待检测视音频媒体文件判别视频编码格式是否为Mpeg-2格式，如果待检测媒体打开失败或视频编码格式不是Mpeg-2格式则进入“检测信息输出的步骤”，如果打开成功并且视频编码格式是Mpeg-2格式则进入下一步骤。
[0031] 视音频基本参数检测的步骤：用于所述的视音频基本参数检测单元对视音频媒体文件的基本视频参数、基本音频参数、视音频关联性的合法性进行检测，如果视音频基本参数不合格则进入“检测信息输出的步骤”，如果视音频基本参数检测合格则进入下一步骤。
[0032] Mpeg-2基本流检测的步骤：用于所述的Mpeg-2基本流检测单元对视音频媒体文件的Mpeg-2基本流进行检测，检测的项目包括：序列头、图像组层、图像层、Slice层、宏块层。其中，序列头的检测包括图像
水平尺寸、图像垂直尺寸、量化矩阵元素等多个参数。图像水平尺寸规定了图像水平方向的大小，不符合规范有可能造成解码失败，图像垂直尺寸规定了图像垂直方向的大小，不符合规范同样有可能造成解码失败。帧内量化矩阵的一个元素intra_quant[0][0]必须为8，非8值会导致解码错误，其他量化矩阵元素必须非0，否则0作为除数，将导致解码失败。图像层对图像的编码类型（picture_coding_type）做检测，取值1、2或3为合法，其他值为非法值。Slice层对MBA huffiman code ,宏块类型等的VLC码字进行检测，必须是ISO/IEC 13818-2附件码表中规定的码字，否则会导致Slice解码失败。宏块层对宏块内部的VLC码字做检测，必须是ISO/IEC 13818-2附件码表中规定的码字，否则将导致宏块解码错误。
[0033] Mpeg-2基本流检测包括：
[0034] 首先对序列头进行检测，该项主要检测：视频图像的水平尺寸和垂直尺寸是否符合标准；型和级应该是一个符合ISO/IEC 13818-2规范第8章规定的合法的型（profile）与级（level）的结合；颜色格式、低延迟都应与Profile and Level indication保持一致。
[0035] 接着对图像组层进行检测，图像组层检测两项内容：时码（time_code）的编码规范要与ISO/IEC 13818-2一致；用户数据（user_data）中不能够包含具有连续23个及以上零比特字符串。
[0036] 之后检测图像层，该层检测针对每幅图像，包括图像组中最后一幅显示图像必须是I帧或P帧，一个
图像序列中应至少包含一个I帧或P帧，MPEG-2视频序列中对应的编码必须为“111”等。
[0037] 再检测Slice层，验证Slice的垂直
位置是否在规定范围内。例如：对于PAL制式的标清视频，Slice的垂直位置不能超过36；对于1080p的高清视频，Slice的垂直位置不能超过68。
[0038] 最后测宏块层。检测内容包括：指定的宏块（macroblock）应该位于图像的边界之内，一个slice的首宏块和末宏块不可以跳过，slice不可以重叠，一幅图像当中的各个slice应该是紧密衔接的，不应有隔断等。
[0039] 检测信息输出的步骤：用于所述的信息输出单元收集文件打开单元、视音频基本参数检测单元、Mpeg-2基本流检测单元所记录的检测结果并输出检测结果。
[0040] 检测信息输出的步骤收集检测的信息，将是否通过检测的信息和通过检测是发现的错误以及错误级别多种形式输出。输出的方式一般有有三种：在技术审查客户端本机进行显示、将检测结果生成一个检测结果文件、将检测结果传输给技术审查服务端。检测结果文件可以是一个txt文本文件，也可以是一个带格式和标记的XML文件，以便其他设备或系统根据XML文件中的标记信息对检测结果进行进一步的自动化加工处理。
[0041] 实施例三：
[0042] 本实施例是实施例二的改进，是实施例二关于“Mpeg-2基本流检测的步骤”的细化。本实施例所述的“Mpeg-2基本流检测的步骤”中检测各个项目的子步骤包括：
[0043] 序列头检测，包括：视频图像的水平尺寸和垂直尺寸是否符合标准，型和级是否符合标准、颜色格式、低延迟是否符合标准。
[0044] 图像组层检测，包括：时码是否符合标准、用户数据中不能包含具有连续23个及以上零比特字符串。
[0045] 图像层检测，图像层检测针对每幅图像，包括图像组中最后一幅显示图像必须是I帧或P帧，一个图像序列中应至少包含一个I帧或P帧，MPEG-2视频序列中对应的编码必须为“111”。
[0046] Slice层检测，验证Slice的垂直位置是否在规定范围内。例如：对于PAL制式的标清视频，Slice的垂直位置不能超过36；对于1080p的高清视频，Slice的垂直位置不能超过68。
[0047] 宏块层检测，包括：宏块应该位于图像的边界之内，一个slice的首和末宏块不可以跳过，slice不可以重叠，一幅图像当中的各个slice应该是紧密衔接的，不应有隔断。
[0048] 最后应说明的是，以上仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳布置方案对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案（比如装置的连接关系，步骤的前后顺序等）进行
修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围。本发明所述的方法可编制为应用于
计算机系统的程序，并运行于本发明所述的计算机网络系统中。
