一种基于电子节目指南实现频道自动对应的方法

专利名称：一种基于电子节目指南实现频道自动对应的方法
技术领域：
本发明涉及电视频道匹配技术，尤指一种基于电子节目指南实现模拟电视频道自动对应的方法。
背景技术：
在广播电视领域中，随着数字电视的飞速发展以及用户要求的不断提高，电子节目指南(EPG)业务逐渐成为当前模拟电视以及未来数字电视(DVB)的一个重要组成部分。在模拟电视时代，由于频道数目有限，人们可以通过简单的遥控器遍历方法搜索自己喜爱的电视节目。然而，随着数字时代的到来，频道数目急剧增加，频道数从几十个变为几百个，这样一来，简单的遍历将成为一种负担，而且很容易错过用户希望观看的节目。EPG业务基于类似因特网的业务交互，能及时提供丰富的、最新的节目预告信息，并能供用户简洁而快速地进行节目内容检索，从而极大推动电视传播业务的发展。
所谓电子节目指南(EPG，Electronic Program Guide)实际就是一种应用于电视观看的实时节目报表，该节目报表可以随时调阅、约定节目。目前EPG两个主要的使用方式是节目预定和节目浏览。对于节目预定来说，其基本功能是利用EPG提供的信息对未来播出的节目进行安排，包括节目录制、节目提醒等等，用户可以根据EPG提供的信息预先设定自己期望观看的节目，那么，在希望的时间就会自动切换到设定的频道进行节目观看或是节目录制。对于节目浏览来说，其基本功能是利用EPG提供的信息对未来播出的节目掌握播出时间，了解节目内容概要，类似于目前用户翻阅电视节目报纸。
可以看出，EPG一方面可以为用户查找和定位电视节目提供实时的帮助，另一方面可以为用户提供更多的电视节目以外的内容信息，比如查看节目名称、节目送播时间/时段、节目的演员信息、节目的内容简介甚至节目预告片段、利用所提供的节目信息检索定位自己所喜欢的节目。举个简单的例子来说，用户看到一个电影标题，并不知道具体的内容是什么，也就无法决定是否观看，这时，就可以利用EPG提供的节目简介或节目预告片段来进一步了解这个电影的内容以及是否符合自己的兴趣，因为一个电影的简介或几幅电影内容的图片会对用户有极大的帮助。同时，有了时间、简介等信息，用户还可以实现个性化的定时录制服务，例如按照特定频道设定的定时录制、按照节目时间设定的定时录制以及按照节目内容简介设定的定时录制等等。总之，EPG能够为用户提供丰富的节目信息，满足用户多样的需求。
目前，EPG业务系统采用两种不同的实现方式向用户提供EPG节目指南信息一种是通过网络比如以太网或无线网络下载的方式，也称之为在线EPG(Online EPG)，这种方式下的EPG节目信息一般为可扩展标记语言(ExtendedMark Language)XML格式、或文本格式(TXT，Text)，各自有具体的字段定义，这种方式对模拟电视或数字电视均适用。另外一种是集成于数字电视(DVB-C)视频系统流(Video System Streaming)中的方法，可称之为文字电视广播EPG(Teletext EPG)，该方法将EPG等服务/用户信息(SI，Service/Subscriber Information)基于MPEG2-System标准，通过特殊的打包器(Packager)打包成基本信息包流(EPS，Elementary Packet Stream)或传输流(TS，Transformation Stream)，然后通过DVB-C传输标准从发送前端(Head-end)传输到终端用户设备上，该方式只适用于数字电视节目播放系统和接收设备中。
目前在模拟电视和数字电视上广泛使用的EPG业务主要为Online EPG方式，也就是终端设备需要直接连接以太网或通过无线方式连接进入以太网，从而从特定的EPG服务器上下载所需的XML格式或TXT格式的EPG节目单，在终端设备上解析后，按相应字段信息来获取相应的节目信息。
图1为Online EPG方式下发送和接收的实现流程图，具体流程为由集成EPG业务的终端设备发送EPG节目信息下载请求，该请求一般由设备中负责EPG业务通信和EPG节目信息解析的模块来发起，所发送的请求信息中携带有所请求的电视频道名称参数；一旦EPG服务器接收到该请求，则通过提取请求中的电视频道名称参数，定位EPG服务器本地的EPG节目信息，将匹配的EPG节目信息发送至发起请求的终端设备；终端设备接收到所需的EPG节目信息后，发送接收确认通知给EPG服务器，至此成功完成EPG节目信息的请求和下载。
在基于Online EPG方式的模拟电视接收和播放中，当前播放电视频道与频道名称的对应无法象Telext EPG方式那样，可以直接通过解析完整的EPG节目信息轻松得到，因为这种方式下EPG节目信息的传送与电视信号的传送是相互独立的，具体说就是，EPG节目信息和电视信号来自于相对独立的两个不同的途径电视信号来自于电视电缆(Cable)；EPG节目信息来自于网络，是从网络下载并解析来的，两种信号之间并不存在直接的对应关系。虽然，对于有线电视运营商而言，可以按照模拟电视播出频点的顺序来发布EPG节目信息，但由于电视信号发送到各个转播站甚至小区中继站，再转发给用户终端时，总会带来频点的偏移，因此依照发布顺序形成对应关联关系显然是不能实现的。
目前，实现当前播放电视频道与EPG节目信息中频道名称的关联对应，通常的做法是先从网络直接下载的EPG节目信息中解析出频道名称；然后，用户通过对比当前播放的电视画面与所下载的EPG节目信息中的频道名称，手动建立关联对应关系。如此，不仅给用户带来极大的不便，而且易用性问题也对EPG业务的应用与推广带来较大影响；同时，手工配置还存在容易出错的问题。

发明内容
有鉴于此，本发明的主要目的在于提供一种基于电子节目指南实现频道自动对应的方法，能够从根本解决Online EPG服务中当前播放频道与频道名称自动对应的问题。
为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的
一种基于电子节目指南(EPG)实现频道自动对应的方法，适用于包括用户终端以及能提供台标和EPG节目信息的服务器的系统中，该方法包括以下步骤a.用户终端分别获取所需标准台标和所需EPG节目信息；b.将台标图片数据中提取出的频道名称与EPG节目信息中提取出的标准频道名称进行匹配，得到标准台标与频道名称之间的关联对应关系；c.用户终端读取当前播放频道的台标图像，将台标图像与标准台标图片数据进行匹配，确定当前播放频道所对应的标准台标，然后根据步骤b所得到的关联对应关系，确定当前播放频道与EPG节目信息中频道名称间的对应关系。
其中，步骤c所述读取为通过定时画面截获器每隔T秒截获一次当前画面的台标图像位置。
上述方案中，步骤c所述将台标图像与标准台标图片数据进行匹配具体为直接比较当前读取的台标图像数据和标准台标图片数据；或者，步骤c所述将台标图像与标准台标图片数据进行匹配具体为将标准台标图片数据和当前读取的台标图像作为输入参数，通过图像模式识别比较算法进行识别。其中，所述模式识别比较算法为小波分析算法、或离散余弦变换(DCT)算法、或二维傅里叶变换(DFT)算法。
上述方案中，步骤c所述匹配进一步包括重复读取M次当前画面的台标图像，每次将所读取的台标图像数据与标准台标图片数据进行匹配，得到匹配概率，再对M次的匹配概率进行平滑分析。
上述方案中，所述标准台标存储于台标数据服务器中，所述EPG节目信息存储于EPG服务器中。其中，所述台标数据服务器与EPG服务器为同一服务器，或为不同的服务器。
本发明所提供的基于电子节目指南实现频道自动对应的方法，由于每个电视频道的台标都具有标准的特征，通过图像识别的方式，可以获取当前电视频道节目画面中所显示的台标图像数据，再结合每个台标均唯一对应一个电视频道的特性，将所获取的台标图像数据与从网络下载的EPG节目信息中的频道名称进行匹配，即可自动得到当前播放频道与频道名称之间的对应关系，进而从根本上解决Online EPG服务中播放频道与频道名称的对应问题。
本发明的方法可以完全自动的在后台执行，即边搜索电视频道，边自动给当前所播放的电视频道命名，并且，还可以实现同步关联当前播放电视频道的EPG节目信息，免去了用户进行手动对应操作的复杂工作量，特别是当电视频道越来越多时，如果用户每次搜台都要手动对应一次，其工作量将相当庞大，将对EPG业务的易用性产生极大的影响，而本发明大大减轻了实现播放频道与频道名称，甚至EPG节目信息对应的工作量和复杂度，更符合用户的使用习惯。
本发明所提出的自适应频道对应方式，仅需要在后台进行图像识别和特征匹配等操作，可以优化和简化多媒体终端设备中的交互设计，减小上层应用软件的开发难度，并降低成本，还可以提升应用交互操作的可用性和易用性，以及上层应用软件的可移植性和可扩展性。


图1为Online EPG方式下发送和接收的实现流程图；图2为二维数据库中EPG节目信息存储的实施例图；图3为本发明中台标和频道名称实现自动对应的流程图；图4为本发明中当前播放画面和台标之间自动对应的实现流程图。
具体实施例方式
EPG节目信息包括频道的标准名称、频道对应的电视节目的名称以及节目的播出时间段、节目的内容简介、节目的演员简介以及节目所属的分类，如娱乐、体育、财经等等，终端设备通过自身从EPG服务器下载的EPG节目信息插件从EPG服务器上下载并解析EPG节目信息，然后从中提取所需的信息。
这里，所述的EPG节目信息插件是具有EPG节目信息下载和解析功能的逻辑功能实体，该EPG节目信息插件以HTTP方式与EPG服务器进行交互。每个EPG服务器都有属于自己的EPG节目信息插件，放置于EPG服务器中，任何用户终端需要从某个EPG服务器下载相应EPG节目信息时，先从该EPG服务器上下载相应的EPG节目信息插件，再利用所下载的EPG节目信息插件从对应的EPG服务器上下载所需的EPG节目信息。一个用户终端可以同时下载多个EPG节目信息插件，并利用所下载的EPG节目信息插件从不同的EPG服务器下载所需的EPG节目信息。具体用户终端如何下载EPG节目信息插件，如何利用EPG节目信息插件从EPG服务器上下载所需的EPG节目信息，已在另一专利申请中公开，在此不再详述。
从EPG服务器上下载的EPG节目信息经过解析后存储于用户终端上，该下载的EPG节目信息还可以通过用户终端上设置的用户接口(UI)提供给用户，比如显示EPG节目信息给用户、播放EPG节目信息给用户等。所下载的EPG节目信息可以根据信息之间的关联关系存储为二维的数据库，比如将每天的所有节目信息以频道名称和播出时间段划分，用户终端从解析出的EPG节目信息中提取出频道名称，并将每个频道所对应的所有节目按时间段存储于二维数据库中，如图2所示。图2显示的是2005年1月28日星期五的节目信息，其中，二维数据库的纵轴为频道名称，横轴为时间段，对应起来就是每个具体频道在具体某一天从凌晨0:00点到当天晚上11:59之间的所有节目安排。
在实际应用中，为了支持用户自己修改频道名称，可以同时给每个频道设置主名(Chief)和别名(Alias)两个频道名称参数项，将从EPG节目信息中解析出来的标准频道名称保存为频道名称参数项中的主名，将用户修改后的频道名称保存为频道名称参数项中的别名。当通过用户界面将频道名称信息提供给用户时，一般基于的规则是有别名参数项时显示别名，没有别名参数项时显示主名，如此，更方便用户观看和使用。
众所周知，每个电视频道属于一个电视台，所有频道的电视节目都会在当前播放的节目画面上叠加相应电视台的台标，例如中央电视一台对应的台标为CCTV-1。一般台标采用BMP图片格式，所有台标是统一进行管理的，具有标准的特征；并且，台标与每个提供电视节目的电视台间的关系是相对固定的，甚至有的台标直接采用的就是企业商标(Logo)，基本不会随意切换和变化。因此，完全可以依据电视台的不同在台标数据服务器维护一个所有在播电视台的台标数据库，数据库中提供的所有标准台标可以统一从管理方得到；该数据库独立于EPG节目信息进行传播。目前，正是考虑到台标可能有变化的情况，并未将台标作为EPG节目信息的一个信息字段进行放送和传输，而是采用独立的传输。
虽然，能够分别获取台标数据库中的台标以及经过解析的EPG节目信息中的频道名称，但二者之间并不具备关联关系，因此，本发明给出了如何将频道名称与相应台标自动对应的实现流程，如图3所示，本发明自动对应台标和频道名称的实现流程包括以下步骤首先用户终端执行两个并行的过程3a1～3a6和3b1～3b4，其中，步骤3a1～3a6是用户终端获取台标图片中频道名称特征参数的过程，步骤3b1～3b4是用户终端获取下载EPG节目信息中标准频道名称的过程。这里，所述用户终端为集成EPG业务的多媒体终端设备；存储台标数据库的服务器称之为台标数据服务器；所述台标图片以BMP格式表示，当然也可以由其它图片格式表示；从台标图片中提取频道名称特征参数是采用已有的图像识别算法，由于算法为成熟的标准算法，所以准确率相当高。另外，对于台标数据库中的台标图片数据会实时更新维护。
具体来说，步骤3a1～3a6包括用户终端向台标数据服务器发送下载台标图片数据请求；台标数据服务器响应所收到的下载请求，将台标数据库中的所有标准台标图片数据发送给用户终端；用户终端接收标准台标图片数据并将其保存于本地的一维数据库中，生成本地的标准台标数据库；之后，激活图像识别程序，用户终端按顺序从保存标准台标图片数据的本地标准台标数据库中读取标准台标图片，通过标准的图像识别算法从标准台标图片中提取相应的频道名称作为特征参数。
步骤3b1～3b4包括用户终端向EPG服务器发送下载EPG节目信息请求，EPG服务器响应该下载请求，将用户终端所需的EPG节目信息发送给用户终端；用户终端将下载的EPG节目信息进行解析后存储于本地的二维数据库中，生成本地EPG节目信息数据库。
步骤3c用户终端从本地EPG节目信息数据库的EPG节目信息中提取出标准频道名称，与本地台标数据库的台标图片中提取的频道名称一一进行匹配比较，该匹配比较过程是一个循环比较过程。
步骤3d输出所得到的所有匹配关系，并保存解析出的频道名称与匹配的台标之间的关联对应关系，该关联关系也可以保存为一个二维数据库，这样就可以将EPG节目信息中的频道名称和台标一一对应起来。由于EPG节目信息中的频道名称和每个频道的EPG节目信息是一个二维的数据库结构，具有对应关系，所以台标和每个频道的EPG节目信息也就一一关联上了。
当用户进行频道搜索时，由于每个电视画面的固定位置都会有该频道的台标，例如在电视屏幕的左上角，这样就可以利用已有的模式识别算法将固定位置的台标图像特征和存储在本地的台标图片数据进行模式识别对比分析，将当前播放的电视画面上的台标图像与相应频道的标准台标匹配并关联对应起来，进而再通过标准台标与频道名称、EPG节目信息的关联对应关系，将当前播放画面频道和标准频道名称(主名)以及该频道的EPG节目信息关联起来，从而实现电视播放频道的自动命名和EPG节目信息的自动对应。
具体处理流程如图4所示当前有视频流播放时，定时画面截获器每隔T秒截获一次当前画面，一般只截获台标图像固定所在的位置即可，并开始搜索电视台的操作；定时画面截获器将当前截获的画面送至用户终端，用户终端读取本地台标数据库中的标准台标图片数据，与所截获的画面进行匹配比较，得到匹配概率；将每个当前播放画面最近M次的匹配概率进行平滑分析，输出概率最大的频道对应信息，也就是确定当前画面中的台标最符合的标准台标；同时，用户终端读取台标和频道名称以及EPG节目信息的关联关系，即图3流程所得到的关联关系，进而将当前播放频道与频道名称以及EPG节目信息关联对应。图4所示过程是一个分析过程，可由专门的应用程序完成，该应用程序可称为画面和频道名称对应程序。
图4所述处理过程中，T是响应时间或称识别效率，为一自然数；M用于体现识别精度，因为M的值越大，截取的频道台标图像的个数越多，进行匹配比较的次数就越多，可参考的匹配概率就越多，那么，进行平滑分析时就越接近准确概率，进而识别率就更精确，M为大于0的整数。识别的精度与识别的效率与很多因素有关，比如分析响应时间、所采用的比较算法等等。T*M决定了分析过程的响应时间，M的大小和分析的准确率成正比关系。如果要准确率大于一定界限，则M必须大于一定阈值。那么，要想缩短响应时间，就必须降低T，但T的大小取决于CPU的处理能力。所以，要选择合适的模式识别比较算法才能保证响应时间和识别效率达到平衡。所述的模式识别比较算法有多种，比如小波分析算法、离散余弦变换(DCT)算法、二维傅里叶变换(DFT)算法等等。
图4所示处理过程中所述的匹配比较可以有很多种方法，比如直接图像处理方法，用台标和当前画面中的台标图像进行比较，分析内容的差异，通过各种特征综合判定结果，比如所有特征的吻合程度在98％以上，就认为匹配成功，当前画面中的台标就是匹配成功的标准台标。这些特征可以是台标非透明部分和画面的差别程度，透明部分和画面的吻合程度等等。该方法速度较快，但相对精度较低。再比如采用图像模式识别比较算法，对每个标准台标生成一个二元分类器，用多幅该标准台标图像进行模式训练，主要是根据神经网络训练原理，在使用时用当前图像作为输入，通过分类器结果判断是否为该频道的台标。该方法精度高，但速度相对较慢。
本发明可以应用于多种集成有EPG业务的终端设备，例如家电化PC(EPC，Entertainment PC)、PVR、STB以及多媒体手持设备(Handset)如PDA、多媒体手机等等。具体来说
对于家电化PC，在原有多媒体播放软件和硬件如电视视频接收卡的基础上，配置EPG信息插件，选择合适的模式识别比较算法，采用本发明的画面和频道名称对应程序。当然，如果不是普通的以太网接入而采用Wireless(802.11/a/b/g)接入方式，还需配置无线网卡，EPG信息插件需要支持无线网卡的传输。同时，还要有独立的台标数据服务器、或者与EPG服务器为同一个服务器的提供标准台标数据库的服务器，所述台标数据库可以动态更新维护。
对于PVR或STB机顶盒，除了需要设置与EPC类似的多媒体播放软件，配置电视视频接收卡、EPG信息插件之外，还采用本发明的画面和频道名称对应程序，以进行电视画面台标的对比识别，由于PVR类产品大部分都是通过无线方式接入家庭无线媒体网关，所以，所述EPG节目信息的下载、台标数据库的下载均要通过无线网卡传输。
对于手持设备例如PDA，其电视信号接收比较普遍的都是采用流媒体接收播放的方式，电视媒体内容经由无线网络以是视频流的方式传送至PDA终端设备，因此，其中配置的EPG信息插件支持无线网卡；同时，在采用本发明的画面和频道名称对应程序，需要修改其中的画面截获部分，使其截获的电视视频流对象为无线方式接入的流媒体，而不是普通利用电视视频接收卡解调出的视频信号。
对于多媒体手机，由于完全会采用GSM/CDMA/UWB等微波移动通信协议，其电视视频信号也会采用无线视频流的方式，因此，其中配置的EPG信息插件支持微波移动通信协议的射频接收(RF，Radio Frequency)；同时，在采用本发明的画面和频道名称对应程序时，需要修改画面截获程序使其截获的电视视频流对象为利用微波移动通信一些进行传输的流媒体，以支持从TS流中截获电视画面，而不是普通利用电视视频接收卡解调出的视频信号。
以上所述，仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。
权利要求
1.一种基于电子节目指南EPG实现频道自动对应的方法，适用于包括用户终端以及能提供台标和EPG节目信息的服务器的系统中，其特征在于，该方法包括以下步骤a.用户终端分别获取所需标准台标和所需EPG节目信息；b.将台标图片数据中提取出的频道名称与EPG节目信息中提取出的标准频道名称进行匹配，得到标准台标与频道名称之间的关联对应关系；c.用户终端读取当前播放频道的台标图像，将台标图像与标准台标图片数据进行匹配，确定当前播放频道所对应的标准台标，然后根据步骤b所得到的关联对应关系，确定当前播放频道与EPG节目信息中频道名称间的对应关系。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤c所述读取为通过定时画面截获器每隔T秒截获一次当前画面的台标图像位置。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，步骤c所述将台标图像与标准台标图片数据进行匹配具体为直接比较当前读取的台标图像数据和标准台标图片数据。
4.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，步骤c所述将台标图像与标准台标图片数据进行匹配具体为将标准台标图片数据和当前读取的台标图像作为输入参数，通过图像模式识别比较算法进行识别。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述模式识别比较算法为小波分析算法、或离散余弦变换(DCT)算法、或二维傅里叶变换(DFT)算法。
6.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，步骤c所述匹配进一步包括重复读取M次当前画面的台标图像，每次将所读取的台标图像数据与标准台标图片数据进行匹配，得到匹配概率，再对M次的匹配概率进行平滑分析。
7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述标准台标存储于台标数据服务器中，所述EPG节目信息存储于EPG服务器中。
8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述台标数据服务器与EPG服务器为同一服务器。
9.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述台标数据服务器与EPG服务器为不同的服务器。
全文摘要
本发明公开了一种基于电子节目指南(EPG)实现频道自动对应的方法，适用于包括用户终端以及能提供台标和EPG节目信息的服务器的系统中，该方法包括以下步骤a.用户终端分别获取所需标准台标和所需EPG节目信息；b.将台标图片数据中提取出的频道名称与EPG节目信息中提取出的标准频道名称进行匹配，得到标准台标与频道名称之间的关联对应关系；c.用户终端读取当前播放频道的台标图像，将台标图像与标准台标图片数据进行匹配，确定当前播放频道所对应的标准台标，然后根据步骤b所得到的关联对应关系，确定当前播放频道与EPG节目信息中频道名称间的对应关系。采用该方法能从根本上解决Online EPG服务中当前播放频道与频道名称自动对应的问题。
文档编号H04N7/173GK1842144SQ20051005984
公开日2006年10月4日 申请日期2005年3月31日 优先权日2005年3月31日
发明者黄双喜, 王磊 申请人:联想(北京)有限公司