基于直播節目內容的語音切換頻道設計

鐘高高

（同方股份有限公司 數字電視產品中心，廣東 深圳 518058）

基于直播節目內容的語音切換頻道設計

鐘高高

（同方股份有限公司 數字電視產品中心，廣東 深圳 518058）

分析了智能電視人機交互的發展，提出了基于直播節目內容的語音切換頻道系統設計原則和具體實現方法。該系統通過對智能電視語音控制及與節目信息服務器交互的創新設計，實現了智能電視機基于直播節目的節目內容信息，而非傳統的頻道號或頻道名稱進行節目切換，簡化了用戶查找和切換目標節目的操作，有效提升了智能電視的人機交互體驗。

智能電視；基于直播節目內容；語音控制；節目信息服務器

智能電視時代，人機交互方式越來越多樣化，除了傳統的電視遙控器之外，語音控制、手勢識別、人臉識別等交互方式都在智能電視上得到了不同程度的應用，各項技術正在不斷發展、日益成熟。語音控制功能目前是智能電視人機交互方式中發展相對成熟的部分，主流智能電視都配備了語音控制功能[1]，且適用范圍不斷擴展，盡管如此，語音控制還是有很大的提升空間，例如看直播節目時，目前雖然可以通過語音輸入頻道名稱“CCTV1”或“湖南衛視”來切換，但是無法通過直接呼叫“英超”或“新聞聯播”等具體節目來切換頻道。事實上，隨著電視頻道越來越多，用戶不一定知道目標節目的頻道名稱和頻道號，因此導入基于節目內容的語音控制直播頻道切換，可以使智能電視人機交互更便捷和人性化，提升用戶體驗。

1 系統設計原則

1）必須可以基于節目內容實現語音控制直播頻道切換。用戶只需知道想看的節目名稱，不需要知道在哪個頻道播放。

2）必須在現有前端硬件上實現。之前因各省網及下屬有線數字電視運營商技術標準不統一，國內絕大部分有線數字電視用戶均通過當地有線數字機頂盒+模擬電視機收看，有線數字一體機的大規模普及還很難實現。因此要符合用戶通過有線數字機頂盒+模擬電視機收看的現實需求，必須在智能模擬電視機+有線數字機頂盒上實現。

3）后臺搭建和維護必須簡單。雖然截至2012年9月底，全國各省（區、市）基本完成有線電視網絡整合，“一省一網”基本實現[2]，但省網下各分公司頻道表并不統一，若每張頻道表區域配備一臺服務區，則需要上千臺服務器，因此后臺搭建必須按步驟分區域實施，先在用戶數量大的重點城市導入，用戶數量小的城市則后續視省網整合質量導入。

2 系統原理

系統流程圖如圖1所示。

2.1 前端硬件配置及功能描述

1）智能電視機

（1）接入互聯網，連接語音識別后臺，接收和識別用戶語音命令。

（2）接入互聯網，連接本地節目信息服務器，讀取有線數字電視節目信息。

（3）計算和發出頻道切換語音命令。

圖1 系統流程圖

（4）節目解碼輸出。

2）智能電視遙控器

（1）預留學習鍵與機頂盒遙控器的頻道0～9數字鍵對碼[3]。

（2）接收用戶語音指令，傳送給智能電視機。

（3）存儲智能電視機切換頻道語音指令樣本，接收智能電視機頻道切換指令，根據存儲樣本識別指令并發送給機頂盒[4-5]。

3）有線數字電視機頂盒

（1）將有線模擬電視轉換為有線數字電視播出。

（2）接收智能電視遙控器頻道切換指令，完成頻道切換。

4）數字機頂盒遙控器

（1）作為智能電視遙控器學習對象，完成與智能電視遙控器的對碼。

（2）數字機頂盒開關機及其他操作。

2.2 系統后臺設計

1）服務器配置

第一步，頻道表統一的百萬用戶級區域，例如天威視訊、歌華有線、東方有線、武漢有線等，每個區域配置一臺節目信息服務器，首先導入本系統。

第二步，頻道表統一的10萬用戶級區域，例如湖北楚天有線襄陽分公司與宜昌分公司及其下屬縣（市）級分公司，因播控時加入各自本地頻道，導致頻道表統一地區分割，各自用戶數僅為10萬級。此類地區后續再配置服務器（襄陽和宜昌及其下屬縣市各配置一臺節目信息服務器）來導入本系統。

2）節目信息錄入

人工收集當地有線數字電視運營商每周直播節目信息（頻道號，頻道名稱，節目名稱，播出時間），首次需要錄入一周的節目信息，生成EXCEL文件以統一格式命名，例如深圳天威節目表命名為SZTWEPG，歌華有線為GHYXEPG，最后存儲到節目信息服務器。節目信息獲取及錄入如圖2所示。

圖2 節目信息獲取及錄入

3）節目信息更新

首次錄入完成后，往后每天更新第7天的節目信息以保持實時更新。服務器只需存儲當天及往后6天的節目信息，以節省存儲容量和縮短關鍵字檢索時間。

4）網絡配置

服務器申請固定IP地址，提升連通寬帶速度。服務器并發連接數以所在區域此電視機保有量及保證短期擴容需求分配，服務器連接到互聯網主干線的帶寬同樣以當地此電視機保有量和短期擴容需求分配。

2.3 系統實現

1）智能電視遙控器對碼機頂盒遙控器及控制機頂盒

智能電視遙控器預留10個學習鍵，通過學習數字機頂盒遙控器數字0～9鍵的波形來對碼。智能電視向智能電視遙控器發出語音切換指令，對碼后的智能電視遙控器直接遙控機頂盒切換頻道，如圖3所示。

圖3 遙控器對碼

2）語音識別實現

智能電視內置語音識別系統，通過電視遙控器接收和連接語音模型庫識別用戶發出的語音指令控制電視進行各項操作。實現過程如圖4所示。

圖4 語音識別流程

3）節目信息服務器訪問

智能電視收到直播節目搜索語音指令后通過HTTP協議[6]訪問節目信息服務器。智能電視與服務器的交互通過HttpGet和HttpPost獲取數據，采取XML或JSON兩種格式來傳遞數據（以Android系統為例）。

4）節目內容搜索

以Android系統為例，首先以XML配置文件來對搜索對話框進行配置：配置一個可處理搜索請求的Activi?ty，創建搜索對話框配置文件，定義用戶執行搜索的途徑為語音輸入特定指令，定義可搜索的Activity。配置和定義完成后，收到語音指令，系統調用搜索對話框，然后通過調用ACTION_SEARCH Intent傳送“關鍵字”到用來執行搜索的Activity[7]。實現過程如圖5所示。

圖5 搜索執行流程

5）系統時間獲取

智能電視連接網絡利用Calendar函數或Time函數（以Android系統為例）獲取精確到分鐘的系統時間，以確定時間段對應節目信息表時間。例如收到用戶語音指令時，獲取到當前時間為“2014.05.13 14:00”，則選定05.13節目信息表來搜索用戶呼叫的節目內容，減小搜索范圍，縮短檢索時間。系統時間獲取及應用流程如圖6所示。

圖6 系統時間獲取及應用流程

6）語音指令格式及響應

設定基于直播節目內容的語音切換頻道命令格式，添加“搜索”二字到關鍵字列表，規定以“搜索”開頭的命令的特殊跳轉方式：作為在直播頻道中搜索節目內容并響應搜索結果的激活指令。例如收到指令“搜索英超”，系統即搜索正在直播英超的頻道并切到此頻道。

同時可以避免其他命令的誤動作（如語音指令為“回主頁”時，智能電視去搜索正在播“回主頁”的頻道而不是執行回到主頁面的動作）。語音指令格式及響應如圖7所示。

圖7 語音指令格式及響應

3 結束語

隨著科技水平的提高，電子產品的人機交互方式越來越多，用戶開始期望系統能夠簡單易用，同時對于那些交互設計低劣的系統的容忍度越來越差。本系統以簡化為初衷進行交互設計，必將顯著提升智能電視的用戶體驗。

[1] 鐘高高.清華同方智能電視的創新設計[J].電視技術，2012，36（24）：33-35.

[2] 龐井君.中國廣播電影電視發展報告（2013）[M].北京：社會科學文獻出版社，2013.

[3]徐志，何明華，林武，等.一類基于軟件載波的學習型遙控器的設計與實現[J].現代電子技術，2009，33（2）：36-38.

[4]趙德波，倪俊偉，趙世樂，等.一種基于語音識別的電視機遙控器設計與實現[J].甘肅科技，2014，30（6）：14-15.

[5] 張先庭.基于SPCE061A語音遙控器的設計與實現[J].電聲技術，2005，29（11）：41-43.

[6]科默.用TCP/IP進行網際互連第一卷：原理、協議與結構[M].5版.林瑤，張娟，王海，譯.北京：電子工業出版社，2007.

[7] 姚尚朗，靳巖.Android開發入門與實戰[M].2版.北京：人民郵電出版社，2013.

Design of Speech Control Channel Sw itching Base on Live Broadcast TV Content

ZHONG Gaogao
（HDTV,THTF,Guangdong Shenzhen 518058,China）

In the view of the development of smart TV’s human-computer interaction,the design principle and implementation method of channel switching system are put forward based on live broadcast TV content.Based on the innovative design of smart TV’s speech control and interaction with the program information server,this system realizes smart TV’s channel switching based on live broadcast TV content,rather than the traditional channel number or channel name,simplifies the operation of program searching and switching,and effectively improves the user experience of smart TV’s human-computer interaction.

smart TV;base on live broadcast TV content;speech control;program information server

TN949.12

A

??健男

2014-06-18

【本文獻信息】鐘高高.基于直播節目內容的語音切換頻道設計[J].電視技術，2014，38（21）.