一种基于智能家居中电视分享方法与流程

本发明属于智能家居领域，具体涉及电视信号采集、视频编码、TS流打包和网络转发以 及音视频解码等技术。

背景技术：

智能家居在国内已发展多年，随着物联网的发展，智能家居的应用需求日益增强。在发 展空间方面，我国智能家居行业潜在市场规模巨大。电视作为家庭娱乐的主要平台，在家庭 生活起到其重要的作用。电视与终端设备进行网络连接，实现共享电视的播放画面可以通过 网络技术传输到手机中，用户可以在进行厨房做饭等操作时不错过精彩瞬间，极大的方便用 户的信息接收和获取，为智能家居发展奠定了坚实的基础。

目前我国存在几种典型接收地面广播数字电视或移动数字电视节目的方法。机顶盒可以 完成地面广播数字电视信号调谐接收，得到多路节目传输流以及解码的视音频信号，输出到 液晶显示器等终端设备进行视音频回放。但是，机顶盒和显示终端通过电缆连接，不便携带； 并且智能终端也无法接收机顶盒解调的视音频信号。最后是地面广播数字移动电视棒。电视 棒完成数字电视信号调谐接收，将传输流传输给电脑，由电脑上的软件实现视音频解复用、 解码。但是由于电视棒仅作协处理器，应用受到了较大局限；由于电视棒仅作协处理器，并 且其解调的信号无法被智能手机接收，其应用非常受限。目前，并没有一种便携设备能够在 免费接收地面广播数字电视信号的同时，又具备记录电视节目信息以及用户语音，为用户提 供更多智能化的功能。

技术实现要素：

本发明的发明目的在于：针对上述存在的问题，实现共享电视的实时播放画面可以通过 网络技术传输到终端上，智能化地为用户推送适合自己的更多精彩节目以及用户语音控制电 视，同时用户之间可以一起互动聊天，极大的方便用户交流。

本发明的一种基于智能家居电视分享方法，包括以下步骤：

步骤1、实时捕获正在播放的电视节目信号，并将电视节目信号转换为色差信号，配置 输出数据使用不同数字传输接口标准；

步骤2、同时接受用户终端发送过来的文本信息和/或音视频数据，并将其插入到捕获的 电视节目信号中，回路输出到电视上；

步骤3、存储采集的电视节目信号，

并发送到云端，基于用户的历史观看记录，向用户端推送与历史观看记录相匹配的正在 播放的电视节目信号到用户终端；

步骤4、记录用户的声音，识别用户的声音，基于用于的声控指令控制电视节目的调控 和/或音量调节。

进一步的，步骤1具体为：

捕获不同的电视信号，并为每种电视信号设置不同的分辨率，以及转换为不同格式的数 字信号；且用户能基于需求和应用场景选择电视信号的分辨率及信号格式；

进一步的，步骤2中，支持中英文的文本信息以及不同格式文本编码方式，用户发送的 语音以及其他音频文件可以设置不同的格式以及比特率。

此外，本发明的电视分享处理还可以通过远端升级的方式，对处理方式进行升级。

在升级处理方式中，还包括对映像文件进行加密，终端设备从服务器端获取到映像文件 需要进行解密，检查文件是否完好，然后进行更新。用户可以选择进行更新或者不进行更新。

综上所述，由于采用了上述技术方案，本发明的有益效果是：实现了用户在不同的地方 收看家里的电视节目，不错过节目精彩瞬间。同时可以发送消息，音视频，图片插入到直播 的节目中大大促进了用户之间的互动交流。

附图说明

图1为具体实施方式中，本发明的分享应用场景示意图；

图2为具体实施方式中，本发明的分享处理过程示意图；

其中，OSD为一种屏幕显示技术，即On Screen Display；CVBS表示复合视频广播信号， HDMI表示高清晰度多媒体接口。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面结合实施方式和附图，对本发明作 进一步地详细描述。

参见图1，本发明的一种智能家居中电视分享方法包电视分享盒(TV Sharing)、接入设 备和用户终端，其中电视分享盒包括处理器和捕获模块；且捕获模块以有线连接方式连接电 视机；

参见图2，其具体分享实现过程具体为：

步骤1：电视分享盒的处理器通过二线制总线方式配置捕获模块。根据家庭电视信号进 行配置输入信号，同时设置分辨率以及帧率、时钟。配置捕获模块输出信号格式为YUV，捕 获到的数据使用BT656格式串行传输给处理器。BT656为8位数据传输，不需要同步信号。

步骤2：插入文本信息以及音视频的过程中，首先与终端设备端(手机、笔记本、掌上 电脑等)建立TCP连接，无线网卡一上电后工作在AP模式下，然后终端设备连接到该热点下， 然后终端设备将家里的路由器SSID(Service Set Identifier)与密码发送至到分享盒，分 享盒再去连接家里的无线网卡，同时组播自己的IP地址，终端收到组播的IP后，便可以与 分享盒建立TCP连接。

建立连接后，发送文本信息，使用GB2312进行编码。语音编码使用AAC编码格式。

电视分享盒收到发送的文本编码信息后，打开字库文件，从字库文件中读取对应的文本 点阵，存放到缓存中，然后设置显示区域的大小、底色、字体的大小以及颜色，最后更新字 体显示到电视上。

步骤3：配置处理器接口，接收YUV格式数据，保存到缓存中，使用处理器内部高性能 硬件H264编码。设置编码参数，对音视频信号进行H264编码。设置捕捉视频信号的通道为 0，路径为3，视频编码的分辨率为720*576，视频的帧率为25，码率控制方法为CBR，GOP 为60，比特率为2048，B帧的数量为0，然后将设置好的视频捕获属性与视频编码属性进行 绑定，返回绑定编号，最后调用库函数使用编号进行应用。音频设置过程与视频过程类似， 设置参数为：编码方式为AAC，比特率为32000，捕获通道与视频一致。

然后在获取到的ES(Elementary Stream)流打包成PES(Packet Elementary Stream) 包。其中，PES包开头的6字节是PES包头：包头前3字节起始码前缀，用于表明一个PES 包的开始；第4个字节是起始码标志，说明起始码种类，表明域中是视频ES，音频ES还是 数据基本流。最后两个字节是包长度，说明后面还有多少个字节，如果长度为0，说明PES 包长度大于64K字节。6字节包头后是可选PES包头，最后是实际传送ES流的净负荷数据。 一个PES包对应一帧图像，在每个PES包中均应设定与该图像帧对应的PTS(Decoding Time Stamp)值，DTS(Decoding Time Stamp)的值可由PTS的值得到。音频数据打包成PES包 设置内容相同。

由于PES包结构不适合传输，尤其是不适合一个数据流中有多个节目的广播应用。需将 PES包分割成固定大小的更小的数据包，即188字节的TS(Transport Stream)包。TS包是 MPEG-2数据流传输的基本单位。一般情况下是4字节的包头和184字节的有效负荷payload。 由于在包头中含有自适应字段，TS包的包头是至少大于4个字节的，通过负荷单元起始指示 符可以找到负荷的开始处。基于TS数据包结构，在实际运用中定义如下：

同步字节固定为0x47。

传输误码指示位0x00。

负荷单元起始标识位，指示TS数据包有效负荷起始位置情况，当传送流分组的有效负载 为PES分组数据时，标识位为1表示有效负载以PES的第一个字节开始，否则表示该有效负 载不是以PES的第一个字节开始。故该位设为1。

传送优先级位0x00。

PID是唯一指示TS数据包的标识，Packet Data是什么内容就是由PID决定的。节目关 联表PAT的PID为0x0000，PMT的PID为0xFFF，H264的PID的为0x100，AAC的PID为0x101。 传输加扰控制字段设置为0x00，表示不加扰。

自适应字段控制字段，2bit,该字段指示TS包头后部是否有自适应字段和有效负载。设 置为0x03表示既有有效负载，又有自适应字段，对于空包而言，该字段应该置为0x01。

连续技术期间字段，4bit，该字段随着具有相同PID值的TS数据包递增，在达到最大值 15后复位为0。所以处理该字段时，根据不同PID值分别进行递增。

自适应字段一般为8个字节，后面为8个标志位，总共占用1个字节，可选字段根据前 面的标志位来进行设置是否使用PCR(Program Clock Reference)、OPCR等。在实际应用测 试过程中，只进行使用PCR，每隔一帧进行设置一次PCR。在数字电视广播应用中，PCR的时 间间隔应不大于40ms。PCR用于恢复27MHZ系统时钟，PCR间隔错误，将导致接收端的时钟 抖动，影响画面显示时间。

在TS流中包含与节目密切相关的表的信息来描述TS流的瞬时结构。PAT与PMT都属于 PSI。通过PAT与PMT可以得知整个TS流的结构信息，一般一路TS流中只有一种PAT表，PAT 表的TS包的PID为0，在PAT表中支出了该路传输流中所有的PMT表的PID，根据这些PID 找到PMT。在PMT表的负载部门是该节目所有音频ES，视频ES和其他数据ES流的PID，根 据这些基本流PID值，解码就可以找到该套节目的音视频基本流进行解码播放。在TS数据流 中，每隔40个TS包插入一组PAT与PMT。

获取TS包进行的解析的过程中，首先从寻找PAT表开始，PAT包中有PMT的PID。PAT 与PMT读出以后，用户确定出一个节目的两个PID，待解码视频的PID以及待解码音频信号 的PID，在解复用过程中，将PID相同的TS包集分别合成视频PES包与音频PES包，送到视 频解码器。经过测试，采用跳帧的方式，提高画面清晰度。同时增加ARM-V7A，适应与更多 的终端。

步骤4：实现红外底层驱动，终端设备发送学习命令，底层软件调用中断去捕获红外信 号，考虑遥控器发出来的红外信号会造成信号反弹因素，设置固定大小红外数据缓存区，每 次捕获前将缓存区进行清空。确保每次捕获获取的都是新的有效数据，同时终端应用设定学 习的按键进行绑定。终端发送控制命令红外模块，底层软件使用定时器将之前捕获的红外信 号数据模拟出来，通过红外发送管发送出去。

步骤5：用户想要升级时，从服务器中下载需要更新的固件，发送命令到底层应用。进 行下载时，首先会先检查版本，版本信息是否大于当前版本，只有当版本信息大于当前版本 的时候，然后进行下载固件。然后计算出MD5，与服务器上的该固件MD5进行比较，若MD5 相同，则下载正确，进行擦除flash,将新的固件写入到Flash中。同时更新版本信息到Flash 最后一个分区中。当想要更新一个固件时，使用update应用程序将新的版本信息写入固件中。 运行MD5sum，生成*.md5用作校验。

本发明中，视频的编码采用处理器内部高性能H264编码。目前基于ASIC硬件的H264编 码方案已经被广泛使用，该方案不仅可以减小编码设备体积、降低功耗，还可以提高系统稳 定性。比如富士通公司的MB86H50，这种硬件编码器在功耗以及体积上具有明显的优势，但 这种硬件编码器最大的缺点是无法进行升级以及故障修复，更无法进行功能拓展，如果需要 调整，必须重新投片生产；另外一种编码器是基于硬件加速功能的，这种编码器一般采用ARM 和DSP的双架构设计，比如QL202B、GM8136系列芯片，这种编码器一般可以通过固件升级 或者更改硬件加速中间件进行性能提升或者功能拓展，此种编码器的优势非常明显，即保证 了器件功耗以及体积，又可以利用器件的硬件加速功能来进行H.264的高效视频编码，最重 要的是此种器件一般提供用于硬件加速的SDK开发包，利用相应的API函数就可以进行灵活 高效的H.264编码。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，本说明书中所公开的任一特征，除非特别叙述， 均可被其他等效或具有类似目的的替代特征加以替换；所公开的所有特征、或所有方法或过 程中的步骤，除了互相排斥的特征和/或步骤以外，均可以任何方式组合。