基于直播节目内容的语音切换频道设计

钟高高

（同方股份有限公司 数字电视产品中心，广东 深圳 518058）

基于直播节目内容的语音切换频道设计

钟高高

（同方股份有限公司 数字电视产品中心，广东 深圳 518058）

分析了智能电视人机交互的发展，提出了基于直播节目内容的语音切换频道系统设计原则和具体实现方法。该系统通过对智能电视语音控制及与节目信息服务器交互的创新设计，实现了智能电视机基于直播节目的节目内容信息，而非传统的频道号或频道名称进行节目切换，简化了用户查找和切换目标节目的操作，有效提升了智能电视的人机交互体验。

智能电视；基于直播节目内容；语音控制；节目信息服务器

智能电视时代，人机交互方式越来越多样化，除了传统的电视遥控器之外，语音控制、手势识别、人脸识别等交互方式都在智能电视上得到了不同程度的应用，各项技术正在不断发展、日益成熟。语音控制功能目前是智能电视人机交互方式中发展相对成熟的部分，主流智能电视都配备了语音控制功能[1]，且适用范围不断扩展，尽管如此，语音控制还是有很大的提升空间，例如看直播节目时，目前虽然可以通过语音输入频道名称“CCTV1”或“湖南卫视”来切换，但是无法通过直接呼叫“英超”或“新闻联播”等具体节目来切换频道。事实上，随着电视频道越来越多，用户不一定知道目标节目的频道名称和频道号，因此导入基于节目内容的语音控制直播频道切换，可以使智能电视人机交互更便捷和人性化，提升用户体验。

1 系统设计原则

1）必须可以基于节目内容实现语音控制直播频道切换。用户只需知道想看的节目名称，不需要知道在哪个频道播放。

2）必须在现有前端硬件上实现。之前因各省网及下属有线数字电视运营商技术标准不统一，国内绝大部分有线数字电视用户均通过当地有线数字机顶盒+模拟电视机收看，有线数字一体机的大规模普及还很难实现。因此要符合用户通过有线数字机顶盒+模拟电视机收看的现实需求，必须在智能模拟电视机+有线数字机顶盒上实现。

3）后台搭建和维护必须简单。虽然截至2012年9月底，全国各省（区、市）基本完成有线电视网络整合，“一省一网”基本实现[2]，但省网下各分公司频道表并不统一，若每张频道表区域配备一台服务区，则需要上千台服务器，因此后台搭建必须按步骤分区域实施，先在用户数量大的重点城市导入，用户数量小的城市则后续视省网整合质量导入。

2 系统原理

系统流程图如图1所示。

2.1 前端硬件配置及功能描述

1）智能电视机

（1）接入互联网，连接语音识别后台，接收和识别用户语音命令。

（2）接入互联网，连接本地节目信息服务器，读取有线数字电视节目信息。

（3）计算和发出频道切换语音命令。

图1 系统流程图

（4）节目解码输出。

2）智能电视遥控器

（1）预留学习键与机顶盒遥控器的频道0～9数字键对码[3]。

（2）接收用户语音指令，传送给智能电视机。

（3）存储智能电视机切换频道语音指令样本，接收智能电视机频道切换指令，根据存储样本识别指令并发送给机顶盒[4-5]。

3）有线数字电视机顶盒

（1）将有线模拟电视转换为有线数字电视播出。

（2）接收智能电视遥控器频道切换指令，完成频道切换。

4）数字机顶盒遥控器

（1）作为智能电视遥控器学习对象，完成与智能电视遥控器的对码。

（2）数字机顶盒开关机及其他操作。

2.2 系统后台设计

1）服务器配置

第一步，频道表统一的百万用户级区域，例如天威视讯、歌华有线、东方有线、武汉有线等，每个区域配置一台节目信息服务器，首先导入本系统。

第二步，频道表统一的10万用户级区域，例如湖北楚天有线襄阳分公司与宜昌分公司及其下属县（市）级分公司，因播控时加入各自本地频道，导致频道表统一地区分割，各自用户数仅为10万级。此类地区后续再配置服务器（襄阳和宜昌及其下属县市各配置一台节目信息服务器）来导入本系统。

2）节目信息录入

人工收集当地有线数字电视运营商每周直播节目信息（频道号，频道名称，节目名称，播出时间），首次需要录入一周的节目信息，生成EXCEL文件以统一格式命名，例如深圳天威节目表命名为SZTWEPG，歌华有线为GHYXEPG，最后存储到节目信息服务器。节目信息获取及录入如图2所示。

图2 节目信息获取及录入

3）节目信息更新

首次录入完成后，往后每天更新第7天的节目信息以保持实时更新。服务器只需存储当天及往后6天的节目信息，以节省存储容量和缩短关键字检索时间。

4）网络配置

服务器申请固定IP地址，提升连通宽带速度。服务器并发连接数以所在区域此电视机保有量及保证短期扩容需求分配，服务器连接到互联网主干线的带宽同样以当地此电视机保有量和短期扩容需求分配。

2.3 系统实现

1）智能电视遥控器对码机顶盒遥控器及控制机顶盒

智能电视遥控器预留10个学习键，通过学习数字机顶盒遥控器数字0～9键的波形来对码。智能电视向智能电视遥控器发出语音切换指令，对码后的智能电视遥控器直接遥控机顶盒切换频道，如图3所示。

图3 遥控器对码

2）语音识别实现

智能电视内置语音识别系统，通过电视遥控器接收和连接语音模型库识别用户发出的语音指令控制电视进行各项操作。实现过程如图4所示。

图4 语音识别流程

3）节目信息服务器访问

智能电视收到直播节目搜索语音指令后通过HTTP协议[6]访问节目信息服务器。智能电视与服务器的交互通过HttpGet和HttpPost获取数据，采取XML或JSON两种格式来传递数据（以Android系统为例）。

4）节目内容搜索

以Android系统为例，首先以XML配置文件来对搜索对话框进行配置：配置一个可处理搜索请求的Activi⁃ty，创建搜索对话框配置文件，定义用户执行搜索的途径为语音输入特定指令，定义可搜索的Activity。配置和定义完成后，收到语音指令，系统调用搜索对话框，然后通过调用ACTION_SEARCH Intent传送“关键字”到用来执行搜索的Activity[7]。实现过程如图5所示。

图5 搜索执行流程

5）系统时间获取

智能电视连接网络利用Calendar函数或Time函数（以Android系统为例）获取精确到分钟的系统时间，以确定时间段对应节目信息表时间。例如收到用户语音指令时，获取到当前时间为“2014.05.13 14:00”，则选定05.13节目信息表来搜索用户呼叫的节目内容，减小搜索范围，缩短检索时间。系统时间获取及应用流程如图6所示。

图6 系统时间获取及应用流程

6）语音指令格式及响应

设定基于直播节目内容的语音切换频道命令格式，添加“搜索”二字到关键字列表，规定以“搜索”开头的命令的特殊跳转方式：作为在直播频道中搜索节目内容并响应搜索结果的激活指令。例如收到指令“搜索英超”，系统即搜索正在直播英超的频道并切到此频道。

同时可以避免其他命令的误动作（如语音指令为“回主页”时，智能电视去搜索正在播“回主页”的频道而不是执行回到主页面的动作）。语音指令格式及响应如图7所示。

图7 语音指令格式及响应

3 结束语

随着科技水平的提高，电子产品的人机交互方式越来越多，用户开始期望系统能够简单易用，同时对于那些交互设计低劣的系统的容忍度越来越差。本系统以简化为初衷进行交互设计，必将显著提升智能电视的用户体验。

[1] 钟高高.清华同方智能电视的创新设计[J].电视技术，2012，36（24）：33-35.

[2] 庞井君.中国广播电影电视发展报告（2013）[M].北京：社会科学文献出版社，2013.

[3]徐志，何明华，林武，等.一类基于软件载波的学习型遥控器的设计与实现[J].现代电子技术，2009，33（2）：36-38.

[4]赵德波，倪俊伟，赵世乐，等.一种基于语音识别的电视机遥控器设计与实现[J].甘肃科技，2014，30（6）：14-15.

[5] 张先庭.基于SPCE061A语音遥控器的设计与实现[J].电声技术，2005，29（11）：41-43.

[6]科默.用TCP/IP进行网际互连第一卷：原理、协议与结构[M].5版.林瑶，张娟，王海，译.北京：电子工业出版社，2007.

[7] 姚尚朗，靳岩.Android开发入门与实战[M].2版.北京：人民邮电出版社，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

【本文献信息】钟高高.基于直播节目内容的语音切换频道设计[J].电视技术，2014，38（21）.