鐘高高

（同方股份有限公司 數(shù)字電視產(chǎn)品中心，廣東 深圳 518058）

基于直播節(jié)目?jī)?nèi)容的語(yǔ)音切換頻道設(shè)計(jì)

鐘高高

（同方股份有限公司 數(shù)字電視產(chǎn)品中心，廣東 深圳 518058）

分析了智能電視人機(jī)交互的發(fā)展，提出了基于直播節(jié)目?jī)?nèi)容的語(yǔ)音切換頻道系統(tǒng)設(shè)計(jì)原則和具體實(shí)現(xiàn)方法。該系統(tǒng)通過(guò)對(duì)智能電視語(yǔ)音控制及與節(jié)目信息服務(wù)器交互的創(chuàng)新設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)了智能電視機(jī)基于直播節(jié)目的節(jié)目?jī)?nèi)容信息，而非傳統(tǒng)的頻道號(hào)或頻道名稱進(jìn)行節(jié)目切換，簡(jiǎn)化了用戶查找和切換目標(biāo)節(jié)目的操作，有效提升了智能電視的人機(jī)交互體驗(yàn)。

智能電視；基于直播節(jié)目?jī)?nèi)容；語(yǔ)音控制；節(jié)目信息服務(wù)器

智能電視時(shí)代，人機(jī)交互方式越來(lái)越多樣化，除了傳統(tǒng)的電視遙控器之外，語(yǔ)音控制、手勢(shì)識(shí)別、人臉識(shí)別等交互方式都在智能電視上得到了不同程度的應(yīng)用，各項(xiàng)技術(shù)正在不斷發(fā)展、日益成熟。語(yǔ)音控制功能目前是智能電視人機(jī)交互方式中發(fā)展相對(duì)成熟的部分，主流智能電視都配備了語(yǔ)音控制功能[1]，且適用范圍不斷擴(kuò)展，盡管如此，語(yǔ)音控制還是有很大的提升空間，例如看直播節(jié)目時(shí)，目前雖然可以通過(guò)語(yǔ)音輸入頻道名稱“CCTV1”或“湖南衛(wèi)視”來(lái)切換，但是無(wú)法通過(guò)直接呼叫“英超”或“新聞聯(lián)播”等具體節(jié)目來(lái)切換頻道。事實(shí)上，隨著電視頻道越來(lái)越多，用戶不一定知道目標(biāo)節(jié)目的頻道名稱和頻道號(hào)，因此導(dǎo)入基于節(jié)目?jī)?nèi)容的語(yǔ)音控制直播頻道切換，可以使智能電視人機(jī)交互更便捷和人性化，提升用戶體驗(yàn)。

1 系統(tǒng)設(shè)計(jì)原則

1）必須可以基于節(jié)目?jī)?nèi)容實(shí)現(xiàn)語(yǔ)音控制直播頻道切換。用戶只需知道想看的節(jié)目名稱，不需要知道在哪個(gè)頻道播放。

2）必須在現(xiàn)有前端硬件上實(shí)現(xiàn)。之前因各省網(wǎng)及下屬有線數(shù)字電視運(yùn)營(yíng)商技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)不統(tǒng)一，國(guó)內(nèi)絕大部分有線數(shù)字電視用戶均通過(guò)當(dāng)?shù)赜芯€數(shù)字機(jī)頂盒+模擬電視機(jī)收看，有線數(shù)字一體機(jī)的大規(guī)模普及還很難實(shí)現(xiàn)。因此要符合用戶通過(guò)有線數(shù)字機(jī)頂盒+模擬電視機(jī)收看的現(xiàn)實(shí)需求，必須在智能模擬電視機(jī)+有線數(shù)字機(jī)頂盒上實(shí)現(xiàn)。

3）后臺(tái)搭建和維護(hù)必須簡(jiǎn)單。雖然截至2012年9月底，全國(guó)各?。▍^(qū)、市）基本完成有線電視網(wǎng)絡(luò)整合，“一省一網(wǎng)”基本實(shí)現(xiàn)[2]，但省網(wǎng)下各分公司頻道表并不統(tǒng)一，若每張頻道表區(qū)域配備一臺(tái)服務(wù)區(qū)，則需要上千臺(tái)服務(wù)器，因此后臺(tái)搭建必須按步驟分區(qū)域?qū)嵤?，先在用戶?shù)量大的重點(diǎn)城市導(dǎo)入，用戶數(shù)量小的城市則后續(xù)視省網(wǎng)整合質(zhì)量導(dǎo)入。

2 系統(tǒng)原理

系統(tǒng)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(jī)

（1）接入互聯(lián)網(wǎng)，連接語(yǔ)音識(shí)別后臺(tái)，接收和識(shí)別用戶語(yǔ)音命令。

（2）接入互聯(lián)網(wǎng)，連接本地節(jié)目信息服務(wù)器，讀取有線數(shù)字電視節(jié)目信息。

（3）計(jì)算和發(fā)出頻道切換語(yǔ)音命令。

圖1 系統(tǒng)流程圖

（4）節(jié)目解碼輸出。

2）智能電視遙控器

（1）預(yù)留學(xué)習(xí)鍵與機(jī)頂盒遙控器的頻道0～9數(shù)字鍵對(duì)碼[3]。

（2）接收用戶語(yǔ)音指令，傳送給智能電視機(jī)。

（3）存儲(chǔ)智能電視機(jī)切換頻道語(yǔ)音指令樣本，接收智能電視機(jī)頻道切換指令，根據(jù)存儲(chǔ)樣本識(shí)別指令并發(fā)送給機(jī)頂盒[4-5]。

3）有線數(shù)字電視機(jī)頂盒

（1）將有線模擬電視轉(zhuǎn)換為有線數(shù)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(shù)字機(jī)頂盒遙控器

（1）作為智能電視遙控器學(xué)習(xí)對(duì)象，完成與智能電視遙控器的對(duì)碼。

（2）數(shù)字機(jī)頂盒開(kāi)關(guān)機(jī)及其他操作。

2.2 系統(tǒng)后臺(tái)設(shè)計(jì)

1）服務(wù)器配置

第一步，頻道表統(tǒng)一的百萬(wàn)用戶級(jí)區(qū)域，例如天威視訊、歌華有線、東方有線、武漢有線等，每個(gè)區(qū)域配置一臺(tái)節(jié)目信息服務(wù)器，首先導(dǎo)入本系統(tǒng)。

第二步，頻道表統(tǒng)一的10萬(wàn)用戶級(jí)區(qū)域，例如湖北楚天有線襄陽(yáng)分公司與宜昌分公司及其下屬縣（市）級(jí)分公司，因播控時(shí)加入各自本地頻道，導(dǎo)致頻道表統(tǒng)一地區(qū)分割，各自用戶數(shù)僅為10萬(wàn)級(jí)。此類地區(qū)后續(xù)再配置服務(wù)器（襄陽(yáng)和宜昌及其下屬縣市各配置一臺(tái)節(jié)目信息服務(wù)器）來(lái)導(dǎo)入本系統(tǒng)。

2）節(jié)目信息錄入

人工收集當(dāng)?shù)赜芯€數(shù)字電視運(yùn)營(yíng)商每周直播節(jié)目信息（頻道號(hào)，頻道名稱，節(jié)目名稱，播出時(shí)間），首次需要錄入一周的節(jié)目信息，生成EXCEL文件以統(tǒng)一格式命名，例如深圳天威節(jié)目表命名為SZTWEPG，歌華有線為GHYXEPG，最后存儲(chǔ)到節(jié)目信息服務(wù)器。節(jié)目信息獲取及錄入如圖2所示。

圖2 節(jié)目信息獲取及錄入

3）節(jié)目信息更新

首次錄入完成后，往后每天更新第7天的節(jié)目信息以保持實(shí)時(shí)更新。服務(wù)器只需存儲(chǔ)當(dāng)天及往后6天的節(jié)目信息，以節(jié)省存儲(chǔ)容量和縮短關(guān)鍵字檢索時(shí)間。

4）網(wǎng)絡(luò)配置

服務(wù)器申請(qǐng)固定IP地址，提升連通寬帶速度。服務(wù)器并發(fā)連接數(shù)以所在區(qū)域此電視機(jī)保有量及保證短期擴(kuò)容需求分配，服務(wù)器連接到互聯(lián)網(wǎng)主干線的帶寬同樣以當(dāng)?shù)卮穗娨暀C(jī)保有量和短期擴(kuò)容需求分配。

2.3 系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)

1）智能電視遙控器對(duì)碼機(jī)頂盒遙控器及控制機(jī)頂盒

智能電視遙控器預(yù)留10個(gè)學(xué)習(xí)鍵，通過(guò)學(xué)習(xí)數(shù)字機(jī)頂盒遙控器數(shù)字0～9鍵的波形來(lái)對(duì)碼。智能電視向智能電視遙控器發(fā)出語(yǔ)音切換指令，對(duì)碼后的智能電視遙控器直接遙控機(jī)頂盒切換頻道，如圖3所示。

圖3 遙控器對(duì)碼

2）語(yǔ)音識(shí)別實(shí)現(xiàn)

智能電視內(nèi)置語(yǔ)音識(shí)別系統(tǒng)，通過(guò)電視遙控器接收和連接語(yǔ)音模型庫(kù)識(shí)別用戶發(fā)出的語(yǔ)音指令控制電視進(jìn)行各項(xiàng)操作。實(shí)現(xiàn)過(guò)程如圖4所示。

圖4 語(yǔ)音識(shí)別流程

3）節(jié)目信息服務(wù)器訪問(wèn)

智能電視收到直播節(jié)目搜索語(yǔ)音指令后通過(guò)HTTP協(xié)議[6]訪問(wèn)節(jié)目信息服務(wù)器。智能電視與服務(wù)器的交互通過(guò)HttpGet和HttpPost獲取數(shù)據(jù)，采取XML或JSON兩種格式來(lái)傳遞數(shù)據(jù)（以Android系統(tǒng)為例）。

4）節(jié)目?jī)?nèi)容搜索

以Android系統(tǒng)為例，首先以XML配置文件來(lái)對(duì)搜索對(duì)話框進(jìn)行配置：配置一個(gè)可處理搜索請(qǐng)求的Activi?ty，創(chuàng)建搜索對(duì)話框配置文件，定義用戶執(zhí)行搜索的途徑為語(yǔ)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(yǔ)音指令，系統(tǒng)調(diào)用搜索對(duì)話框，然后通過(guò)調(diào)用ACTION_SEARCH Intent傳送“關(guān)鍵字”到用來(lái)執(zhí)行搜索的Activity[7]。實(shí)現(xiàn)過(guò)程如圖5所示。

圖5 搜索執(zhí)行流程

5）系統(tǒng)時(shí)間獲取

智能電視連接網(wǎng)絡(luò)利用Calendar函數(shù)或Time函數(shù)（以Android系統(tǒng)為例）獲取精確到分鐘的系統(tǒng)時(shí)間，以確定時(shí)間段對(duì)應(yīng)節(jié)目信息表時(shí)間。例如收到用戶語(yǔ)音指令時(shí)，獲取到當(dāng)前時(shí)間為“2014.05.13 14:00”，則選定05.13節(jié)目信息表來(lái)搜索用戶呼叫的節(jié)目?jī)?nèi)容，減小搜索范圍，縮短檢索時(shí)間。系統(tǒng)時(shí)間獲取及應(yīng)用流程如圖6所示。

圖6 系統(tǒng)時(shí)間獲取及應(yīng)用流程

6）語(yǔ)音指令格式及響應(yīng)

設(shè)定基于直播節(jié)目?jī)?nèi)容的語(yǔ)音切換頻道命令格式，添加“搜索”二字到關(guān)鍵字列表，規(guī)定以“搜索”開(kāi)頭的命令的特殊跳轉(zhuǎn)方式：作為在直播頻道中搜索節(jié)目?jī)?nèi)容并響應(yīng)搜索結(jié)果的激活指令。例如收到指令“搜索英超”，系統(tǒng)即搜索正在直播英超的頻道并切到此頻道。

同時(shí)可以避免其他命令的誤動(dòng)作（如語(yǔ)音指令為“回主頁(yè)”時(shí)，智能電視去搜索正在播“回主頁(yè)”的頻道而不是執(zhí)行回到主頁(yè)面的動(dòng)作）。語(yǔ)音指令格式及響應(yīng)如圖7所示。

圖7 語(yǔ)音指令格式及響應(yīng)

3 結(jié)束語(yǔ)

隨著科技水平的提高，電子產(chǎn)品的人機(jī)交互方式越來(lái)越多，用戶開(kāi)始期望系統(tǒng)能夠簡(jiǎn)單易用，同時(shí)對(duì)于那些交互設(shè)計(jì)低劣的系統(tǒng)的容忍度越來(lái)越差。本系統(tǒng)以簡(jiǎn)化為初衷進(jìn)行交互設(shè)計(jì)，必將顯著提升智能電視的用戶體驗(yàn)。

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

[2] 龐井君.中國(guó)廣播電影電視發(fā)展報(bào)告（2013）[M].北京：社會(huì)科學(xué)文獻(xiàn)出版社，2013.

[3]徐志，何明華，林武，等.一類基于軟件載波的學(xué)習(xí)型遙控器的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[J].現(xiàn)代電子技術(shù)，2009，33（2）：36-38.

[4]趙德波，倪俊偉，趙世樂(lè)，等.一種基于語(yǔ)音識(shí)別的電視機(jī)遙控器設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[J].甘肅科技，2014，30（6）：14-15.

[5] 張先庭.基于SPCE061A語(yǔ)音遙控器的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[J].電聲技術(shù)，2005，29（11）：41-43.

[6]科默.用TCP/IP進(jìn)行網(wǎng)際互連第一卷：原理、協(xié)議與結(jié)構(gòu)[M].5版.林瑤，張娟，王海，譯.北京：電子工業(yè)出版社，2007.

[7] 姚尚朗，靳巖.Android開(kāi)發(fā)入門(mén)與實(shí)戰(zhàn)[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(xiàn)信息】鐘高高.基于直播節(jié)目?jī)?nèi)容的語(yǔ)音切換頻道設(shè)計(jì)[J].電視技術(shù)，2014，38（21）.