专利名称：识别电视机所播放节目的系统的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种识别电视机所播放节目的系统。
背景技术：
目前通常获取用户正在观看内容的方式为通过电子节目单EPG信息进行判断，但这种方式只适用于数字电视信号。若电视机所接收的信号为模拟信号时，则无法适用。
实用新型内容有鉴于此，本实用新型的主要目的在于，提供一种识别电视机所播放节目的系统，通过识别当前电视机所播放频道的台标以及音频实现识别出正在播放的内容。
本实用新型所提供的识别电视机所播放节目的系统包括电视机和服务器，所述电视机包括调谐器和与调谐器连接的视频解码模块和音频解码模块，其特征在于，所述电视机还包括视频采集模块；图像识别模块，与视频采集模块连接，用于对视频图像数据中所包含的台标图像进行识别； 音频采集模块；音频预处理模块，与音频采集模块连接，用于对所采集的音频数据提取音频特征；第一控制模块，与音频预处理模块和图像识别模块连接，用于将携带当前时间信息的台标图像以及已提取音频特征的音频数据发出；所述服务器包括节目数据存储模块；节目单存储模块；第二控制模块，与节目数据存储模块和节目单存储模块连接，用于接收第一控制模块发出的台标图像以及已提取音频特征的音频数据，与节目数据存储模块中的台标图像和台标图像所属频道的音频数据进行比对，确定出当前电视机所播放的频道，并依据所确定的频道调用节目单存储模块中的节目信息，反馈至电视机。由上，通过识别当前电视机所播放频道的台标以及音频实现识别出正在播放的内容。可选的，所述电视机还包括OSD单元，分别与视频解码模块和第一控制模块连接，用于依据第一控制模块所转发的节目信息提供显示该控制指令的菜单，并叠加至视频图像数据。由上，实现直观显示该频道的节目信息。可选的，所述节目数据存储模块包括台标图像存储模块和音频数据存储模块。由上，实现分别存储台标图像和音频数据。[0019]可选的，所述音频预处理模块包括依次连接的归一处理模块，用于消除不同频道音频声音的高低差异；预加重处理模块，用于提升音频数据的高频；分帧处理模块，用于对音频数据进行分帧处理；加窗处理模块，用于消除已分频处理的音频数据邻帧的不连续性。可选的，所述归一处理模块为包括型号为TMS320C549芯片的电路； 所述预加重处理模块为数字滤波器；所述分帧处理模块为包括型号为74HC393芯片的电路；所述加窗处理模块为包括型号为SN54HC151J芯片的电路。可选的，还包括时钟模块，与所述第一控制模块连接，用于提供时钟信息。
图I为识别电视机所播放节目的系统的原理示意图。
具体实施方式
以下结合附图对本实用新型所述的识别电视机所播放节目的系统进行描述。本实施例中，包括电视机10和服务器20。其中，电视机10识别出当前所播放频道的台标以及音频，并将识别结果发送至服务器20，服务器20依据台标以及音频读取出该频道的节目信息，并反馈至电视机10。如图I所示，电视机10包括调谐器101，与调谐器101连接的视频解码模块102和音频解码模块103 ;与视频解码模块102连接的视频处理模块113和视频采集模块108 ；与音频解码模块103连接的扬声器105和音频采集模块106 ;与视频采集模块108连接的图像识别模块109 ;与音频采集模块106连接的音频处理模块107 ;与图像识别模块109和音频处理模块107连接的第一控制模块110，以及与第一控制模块110连接的时钟模块111和OSD单元112。其中，调谐器101用于将所接收的电视信号进行解码并解调，输出视频信号(如CVBS信号)和音频信号。调谐器101可采用单高频头，也可采用双高频头。视频解码模块102与调谐器101连接，用于对视频信号进行解码处理，生成视频图像数据。可选择的，所述视频解码单元102的功能由包括ADV7441A、TVP5150AM1PBSR或SAA7113H等集成芯片的电路实现，在此不作赘述。OSD单元112分别与视频解码模块102和第一控制模块110连接，用于依据第一控制模块110所转发的节目信息提供显示该节目信息的菜单。OSD单元112的功能由包括MB90092集成芯片的电路实现。视频处理模块113与视频解码模块102和第一控制模块110连接，用于将所接收的由视频解码模块102生成视频图像数据以及第一控制单元110转发的节目信息菜单进行叠加合成，并依据视频图像属性控制指令对视频图像数据的属性进行调整，所述属性包括视频图像的颜色、亮度以及对比度。显示屏104与视频处理模块113连接。视频采集模块108与视频解码模块102连接，用于对视频图像数据进行逐帧截屏。[0038]图像识别模块109与视频采集模块108连接，用于对视频图像数据中所包含的台标图像进行识别。所述台标的识别方法为图像识别模块109中建立与视频采集模块108所采集的视频图像数据像素相同的数组I (xi，yj)。其中，数组中的X表示横坐标，y表示纵坐标；i、j分别表示横坐标或纵坐标像素点的序数。将所截屏的每一帧图像均与第一帧图像进行帧差运算，若该像素点的帧差值小于指定的阈值，认为该像素点在相邻两帧视频图像相同。较佳的，由于绝大多数频道的台标均位于视频图像的同一位置(画面的左上侧)，因此进行帧差值计算时，仅需对台标所在区域进行计算，由此节省计算时间。将一段时间内(例如3秒)连续N帧图像进行帧差值计算，由于背景图像会发生变化，因此取N帧图像中均无变化(即帧差值小于指定的阈值的像素点)的图像，即为台标图像。所述图像识别模块109的功能通过包括型号为TMS3206455芯片的电路实现。音频解码模块103与调谐器101连接，用于对音频信号进行解码处理，生成播放音 频数据。所述视频解码单元103的功能由MSH9010集成芯片实现，在此不作赘述。较佳的，还包括音频处理单兀(未图不)，分别与音频解码模块103、扬声器105和第一控制模块110连接，用于依据音量控制指令调节由音频解码模块103输出至扬声器105音量。音频采集模块106与音频解码模块103连接，用于采集已解码的音频数据。音频处理模块107与音频采集模块106连接，用于对所采集的音频数据进行预处理，提取音频特征。所述音频处理模块107包括依次连接的归一处理模块、预加重处理模块、分巾贞处理模块和加窗处理模块。其中，归一处理模块用于对音频进行归一化处理，以消除不同频道音频声音的高低差异。依据表达式y(n) =1(11)/1^1(|1(11)|)，其中，7(11)表示归一化处理后的音频声音，X(η)表示原音频声音。所述归一处理模块的功能通过包括型号为TMS320C549集成芯片的电路实现。预加重处理模块用于提升音频数据的高频部分。由于音频数据经过音频解码模块103解码后，会损失部分高频成分，通过预加重处理提升高频部分，实现音频数据在频率带上保持平坦。预加重处理通过一阶的数字滤波器实现，即Η(ζ) = I-μ Z^10分帧处理模块用于对音频数据进行分帧处理。音频数据具有时变特性，但在一段足够短的时间内(例如IOms 30ms)，其特性基本保持不变，即相对稳定。因此对已解码的音频数据进行分帧处理，每帧时长20ms。为了使帧与帧之间能够平滑过渡，保持其连贯性，本实施例采用交叠分段的方法，即每一帧的帧尾与下一帧的帧头重叠，帧移与帧长的比值一般取为1/3 1/2。所述分帧处理模块的功能通过包括型号为74HC393集成芯片的电路实现。加窗处理模块用于消除已分频音频数据邻帧首尾的不连续性。对每一帧音频数据进行加窗处理是为了消除相由于分帧处理所引起的邻帧首尾的不连续性。所述加窗处理采
2瓜？
用汉明(Hamming)窗w{n) = 0.54 — 0.46COS-- O < η < Ν-1。当釆样周期 Ts =
N — \
l/fs—定时，窗口长度N和频率分辨率Af之间的关系为4/·= 士。当采样周期Ts为
S定值时，随着选择的窗口大小N的变化，频率Af也是不断变化的。若窗口选择过小，频率分辨率会降低；若窗口选择过大，频率分辨率会提高而时间分辨率就降低了。所述加窗处理模块的功能通过包括型号为SN54HC151J集成芯片的电路实现。第一控制模块110与音频处理模块107、图像识别模块109、和时钟模块111连接，用于将携带时钟模块111所提供的当前时间信息的台标图像以及已提取音频特征的音频数据转发输出至后文所述第二控制模块201。另外，所述第一控制模块110还用于从第二控制模块201接收节目信息，并转发至OSD单元112，以及将OSD单元112所提供节目信息的菜单转发至视频处理模块113。需要说明的是，所述第一控制模块110与第二控制模块201之间的通信可采用无 线局域网，例如WIFI、WIFI Direct或2. 4G等无线传输技术，此均为现有技术，不再赘述。服务器20依据台标以及音频读取出该频道的节目单，反馈至电视机10。包括第二控制模块201，以及与第二控制模块201连接的节目数据存储模块202和节目单存储模块203。所述节目数据存储模块202用于存储各频道的台标图像以及当前所播放节目的音频数据。其中，节目数据存储模块202包括台标图像存储模块(未图示)和音频数据存储模块(未图示)。所述节目单存储模块203用于存储各频道的节目信息。第二控制模块201用于接收第一控制模块110发出的台标图像以及已提取音频特征的音频数据，分别与台标图像存储模块中的台标图像或音频数据存储模块中的当前所播放节目的音频数据进行比对，确定出当前电视机所播放的频道，并依据所确定的频道调用节目单存储模块203中的节目信息，反馈至第一控制模块110。其中，第二控制模块201中台标图像的比对识别功能可通过包括CPLD图像处理芯片或TMS3206455芯片的电路实现；而音频数据的比对识别功能可通过包括ADI系列逻辑音频芯片的电路实现。上述硬件属于音、视频识别的惯用技术，故不再赘述。下面对本实用新型的判断正在播放内容的过程进行描述。调谐器101将所接收电视信号解码并解调，输出视频信号和音频信号，视频信号和音频信号分别通过视频解码模块102和音频解码模块103进行解码后，视频图像由显示屏104显示，音频由扬声器105播放。视频采集模块108将所播放的视频图像进行逐帧截屏。图像识别模块109将所截屏的每一帧图像均与第一帧图像进行帧差运算，以识别出台标图像。音频采集模块10采集已解码的音频数据。上述音频数据通过音频处理模块107进行归一、预加重、分帧和加窗等预处理以提取音频数据的特征。第一控制模块110将台标图像以及携带当前时间信息的已经过预处理的音频数据转发输出至后文所述第二控制模块201。第二控制模块201与节目数据存储模块202中的台标图像或当前所播放节目的音频数据进行比对，确定出当前电视机所播放的频道，并依据所确定的频道调用节目单存储模块203中的节目信息，反馈至第一控制模块110。第一控制模块110将所述目信息转发至OSD单元112，并将OSD单元112依据节目信息提供的节目信息菜单转发至视频处理模块113，由视频处理模块113叠加至视频图像数据。需要说明的是，当图像识别模块109所识别的台标图像唯一时，则第一控制模块110仅将携带当前时间信息的台标图像传输至第二控制模块201，由第二控制模块201读取节目单存储模块203对应该台标的节目单，根据时间信息获得节目单中对应的节目内容名称，反馈至第一控制模块110。而当图像识别模块109所识别的台标图像不唯一时(例如地方台同步转播中央电视台的节目)，则会出现两个台标图像。第一控制模块110将所述两个台标图像以及携带当前时间信息的经过预处理的音频数据转发输出至后文所述第二控制模块201，第二控制模块201读取节目单存储模块203对应该两个台标的节目单，并从节目数据存储模块202获得对应这两个台标所属频道当前的节目数据，分别与所进行预处理的音频数据进行比对，以确定出所播放的节目名称，节目内容名称，反馈至第一控制模块110。以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
权利要求1.一种识别电视机所播放节目的系统，包括电视机(10)和服务器(20)，所述电视机包括调谐器(101)和与调谐器(101)连接的视频解码模块(102)和音频解码模块(103)，其特征在于，所述电视机(10)还包括 视频采集模块(108)； 用于对视频图像数据中所包含的台标图像进行识别的图像识别模块(109)，该模块与视频采集模块(108)相连接； 用于将携带当前时间信息的台标图像发出的第一控制模块(110)，该控制模块与图像识别模块(109)相连接； 所述服务器(20)包括 台标图像存储模块； 节目单存储模块(203)； 用于接收第一控制模块(HO)发出的台标图像，确定出当前电视机所播放的频道，并将与该频道所匹配的节目信息进行反馈的第二控制模块(201)，所述第二控制模块(201)分别与台标图像存储模块和节目单存储模块(203)连接。
2.根据权利要求I所述的电视机系统，其特征在于，所述电视机(10)还包括 音频采集模块(106)； 用于对所采集的音频数据提取音频特征的音频预处理模块(107)，音频预处理模块(107)与所述音频采集模块(106)相连接； 所述第一控制模块(110)还用于将已提取音频特征的音频数据输出，与所述音频预处理模块(107)连接； 所述服务器(20)还包括 音频数据存储模块，与所述台标图像存储模块连接； 节目单存储模块(203)； 所述第二控制模块(201)还用于接收第一控制模块(110)发出的台标图像以及已提取音频特征的音频数据，确定出当前电视机所播放的频道，并将与该频道所匹配的节目信息进行反馈至电视机(10)，所述第二控制模块(201)分别与音频数据存储模块、音频数据存储模块和节目单存储模块(203)连接。
3.根据权利要求I所述的电视机系统，其特征在于，所述电视机还包括用于依据第一控制模块(110)所转发的节目信息提供显示该节目信息菜单的OSD单元(112)，所述OSD单元(112)与第一控制模块(110)连接； 用于将OSD单元(112)所提供的节目信息菜单叠加至视频图像数据的视频处理模块(113)，视频处理模块(113)分别与第一控制模块(110)和视频解码模块(102)连接。
4.根据权利要求I所述的电视机系统，其特征在于，所述音频预处理模块(107)包括依次连接的 用于消除不同频道音频声音的高低差异的归一处理模块； 用于提升音频数据的高频的预加重处理模块； 用于对音频数据进行分帧处理的分帧处理模块； 用于消除已分频处理的音频数据邻帧的不连续性的加窗处理模块。
5.根据权利要求4所述的电视机系统，其特征在于，所述归一处理模块为包括型号为TMS320C549芯片的电路； 所述预加重处理模块为数字滤波器； 所述分帧处理模块为包括型号为74HC393芯片的电路； 所述加窗处理模块为包括型号为SN54HC151J芯片的电路。
6.根据权利要求I所述的电视机系统，其特征在于，还包括用于提供所述当前时间信息的时钟模块(I 11)，该模块与所述第一控制模块(110)连接。
专利摘要本实用新型提出了一种识别电视机所播放节目的系统，包括电视机和服务器，电视机识别出当前所播放频道的台标图像以及音频，并将识别结果发送至服务器，服务器依据台标图像以及音频读取出该频道的节目信息，并反馈至电视机，由电视机显示。本实用新型通过识别当前电视机所播放频道的台标以及音频实现识别出正在播放的内容。
文档编号H04N21/231GK202602832SQ20122020845
公开日2012年12月12日 申请日期2012年5月10日 优先权日2012年5月10日
发明者喻子达, 陈宜龙, 张晓娜, 于翀 申请人:青岛海尔电子有限公司, 海尔集团公司, 合肥海尔信息产品有限公司