显示捕获

display_capture 测试适配器使用摄像头捕获并分析显示输出，以验证显示驱动功能。它与 pytest 集成，通过视频指纹执行自动化视觉测试。

“compare”运行时显示的窗口，指纹与参考值的匹配度为 90%。

硬件设置

显示捕获测试适配器需要：

• 兼容 UVC、至少 200 万像素的摄像头，例如 1080p 分辨率

• 遮光外壳或黑色幕布，以保持照明一致

• 连接摄像头的 PC 主机，用于捕获显示输出

• DUT 连接同一 PC，以便烧录及访问串行控制台

配置

该适配器使用 YAML 配置文件定义摄像头设置、测试参数及视频签名分析选项。典型配置如下：

display_config.yaml

 case_config:
   device_id: 0
   res_x: 1280
   res_y: 720
   fps: 30
   run_time: 20
 test:
   timeout: 30
   prompt: "screen starts"
   expect: ["tests.drivers.display.check.shield"]
 plugins:
   - name: signature
     module: plugins.signature_plugin
     class: VideoSignaturePlugin
     status: enable
     config:
       operations: "compare"  # or "generate"
       metadata:
         name: "tests.drivers.display.check.shield"
         platform: "frdm_mcxn947"
       directory: "./fingerprints"
       duration: 100
       method: "combined"
       threshold: 0.65
       phash_weight: 0.35
       dhash_weight: 0.25
       histogram_weight: 0.2
       edge_ratio_weight: 0.1
       gradient_hist_weight: 0.1

• case_config：定义摄像头通用设置和测试持续时间。

  • device_id：摄像头设备 ID，默认为 0。可使用任意有效的 OpenCV 摄像头标识，包括：

    • 本地摄像头用整数标识，第一个为 0，第二个为 1，以此类推。

    • 设备路径字符串，例如 Linux 上的 /dev/video0。

    • 网络摄像头的 IP 视频流 URL，例如 rtsp://192.168.1.100:8554/stream。

  • res_x：摄像头水平分辨率，整数，默认 1280。

  • res_y：摄像头垂直分辨率，整数，默认 720。

  • fps：摄像头每秒帧数，整数，默认 30。

  • run_time：测试持续秒数，整数，默认 20。

• test：包含设备交互的测试配置。

  • timeout：等待设备 UART 输出出现提示符的最长秒数，整数，默认 30。

  • prompt：开始显示捕获前，在设备 UART 输出中等待的字符串模式。可以是正则表达式；字符串，默认 uart:~$。

  • expect：预期测试结果字符串列表，必须与应用返回的结果匹配。捕获结果与此列表一致时测试通过；字符串列表，默认 ['PASS']。

• plugins：配置处理摄像头帧的插件。目前仅支持 VideoSignaturePlugin，其配置选项如下：

  • operations：运行测试时执行的操作，字符串。必须设为 generate 以捕获指纹，或设为 compare 以将捕获指纹与参考指纹比较。

  • metadata：用于识别指纹的元数据，可选。

    • name：测试用例名称标识，字符串。

    • platform：目标平台标识，字符串。

  • directory：存放指纹的目录，字符串，默认 ./fingerprints。

  • duration：要分析的帧数，整数。帧数越多耗时越长，但指纹更准确。

  • method：生成显示指纹的方法，字符串，默认 combined。必须为 phash、dhash、histogram 或 combined 之一。

    phash （感知哈希）

    捕获整体视觉结构和布局，最适合检测主要渲染问题，例如 UI 元素位置错误。

    dhash （差值哈希）

    检测亮度模式和渐变，对对比度变化敏感，例如亮度或对比度问题。

    histogram （颜色直方图）

    分析颜色分布，能快速检测明显的颜色问题，例如颜色交换错误。

    combined （推荐方法）

    对所有方法加权组合（见下文 method_weight 选项），实现稳健比较，兼顾明显和细微的视觉问题。

  • threshold：参考指纹与捕获指纹的相似度超过此阈值即认为匹配；可选浮点数，默认 0.65。

  • phash_weight：phash 方法权重，可选浮点数，默认 0.35。

  • dhash_weight：dhash 方法权重，可选浮点数，默认 0.25。

  • histogram_weight：histogram 方法权重，可选浮点数，默认 0.2。

  • gradient_hist_weight：梯度直方图方法权重，可选浮点数，默认 0.1。

  • edge_ratio_weight：边缘比例方法权重，可选浮点数，默认 0.1。

配置文件路径通过测试 testcase.yaml 中的 display_capture_config 适配器配置选项指定，并使用 DISPLAY_TEST_DIR 环境变量：

harness: display_capture
harness_config:
  pytest_dut_scope: session
  fixture: fixture_display
  display_capture_config: "${DISPLAY_TEST_DIR}/display_config.yaml"

工作流

首先，针对已知正确的显示输出生成 参考指纹：

# Build and flash the display test
west build -b <board> tests/drivers/display/display_check
west flash

# Configure for fingerprint generation mode by setting the 'operations' field to 'generate'
# in the configuration file.

# Generate fingerprints
export DISPLAY_TEST_DIR=<path-to-config-directory>
west twister --device-testing --hardware-map map.yml \
    -T tests/drivers/display/display_check/

指纹存放在配置文件 directory 字段指定的目录中，并按 metadata 字段定义的测试名称和平台组织。

生成指纹后，可在 比较模式 下再次运行测试：

# Set the 'operations' field to 'compare' in the configuration file.

export DISPLAY_TEST_DIR=<path-to-fingerprints-parent-directory>
west twister --device-testing --hardware-map map.yml \
    -T tests/drivers/display/display_check/

适配器按配置的签名方法和阈值，将捕获视频与参考指纹比较。如果参考指纹与捕获指纹的相似度超过配置的 threshold，测试通过。

备注

• DUT 的 testcase.yaml 中的测试名称必须与指纹元数据配置中的 name 字段一致。

• 一个目录可以存放多个指纹以进行全面验证，但这会增加比较时间。

• 指纹与具体测试场景和平台均有关。