CN103634613A - 移动终端与广播电视频道自动同步的方法及系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种移动终端与广播电视频道自动同步的方法及系统，方法包括：服务器端分别实时采集各个广播电视频道的频道音频文件，特征提取后，得到频道音频特征数据包；移动终端录制节目的录音音频信号;对录音音频信号进行音频特征提取，得到录音音频特征数据并发送到服务器端;服务器端判断频道音频特征库中是否存在与录音音频特征数据相匹配的频道音频特征数据，如果有，则输出匹配的频道标识。用户只需简单操作移动终端，服务器端即可识别到用户当前正在观看的电视频道，从而提升了用户体验。

Description

移动终端与广播电视频道自动同步的方法及系统

技术领域

本发明属于广播电视技术领域，具体涉及一种移动终端与广播电视频道自动同步的方法及系统。 

背景技术

随着广播电视技术和移动终端技术的发展，移动终端开始被大量用于广播电视交互应用，移动终端被视为广播电视的第二屏幕。观众在观看广播电视的同时，常常会参与到广播电视当前正在推出的交互应用，例如:观众评分、竞猜等交互应用。 

现有技术中，观众在参与到某一个交互应用时，常常需要向移动终端手工输入所参与的电视频道名称，一方面，操作繁琐，从而为观众带来不便;另一方面，由于为手工输入，存在输入错误的问题，从而降低了用户体验。 

发明内容

针对现有技术存在的缺陷，本发明提供一种移动终端与广播电视频道自动同步的方法及系统，用户只需简单操作移动终端，服务器端即可识别到用户当前正在观看的电视频道，从而提升了用户体验。 

本发明采用的技术方案如下: 

本发明提供一种移动终端与广播电视频道自动同步的方法，包括以下步骤: 

S1，服务器端分别实时采集P个广播电视频道｛M₁，M₂…M₂｝当前播放节目的P个频道音频文件｛W₁，W₂…W_p｝，对广播电视频道M_i和其对应的频道音频文件W_i执行S1.1-S1.3，得到P个频道音频特征数据包｛Z_１，Z₂…Z_p｝;具体包括以下步骤: 

S1.1，设置并读取用于唯一标识广播电视频道M_i的频道标识ID_i; 

S1.2，对所述频道音频文件W_i进行音频特征提取，得到频道音频特征数据F_i； 

S1.3，将频道标识ID_i和频道音频特征数据F_i合并，得到频道音频特征数据包Z_i; 

S2，服务器端将P个频道音频特征数据包｛Z₁，Z₂…Z_p｝存储到本地建立的频道音频特征库中; 

S3，对于电视机正在播放的指定节目，当所述移动终端需要查询与所述指定节目对应的频道标识时，所述移动终端录制指定节目在当前播放时刻的录音音频信号，得到录音音频文件; 

S4，所述移动终端对所述录音音频文件进行音频特征提取，得到录音音频特征数据; 

S5，所述移动终端将所述录音音频特征数据发送给所述服务器端; 

S6，所述服务器端以所述录音音频特征数据为查询关键数据，查询所述频道音频特征库，判断所述频道音频特征库中是否存在与所述录音音频特征数据相匹配的频道音频特征数据，如果有，则得到所述频道音频特征数据所在的频道音频特征数据包，进而得到所述频道音频特征数据包存储的频道标识; 

S7，所述服务器端将得到的所述频道标识传输给所述移动终端。 

优选的，S2之后，还包括: 

服务器端自动删除本地频道音频特征库中所存储的过期的频道音频特征数据包。 

优选的，S1中，对于频道音频文件W_i，还包括执行以下步骤: 

将频道音频文件W_i分割为时长为TW的a个频道音频段｛W_i1，W_i2…W_ia｝，相邻两个频道音频段之间有重叠，重叠时长为TS;以频道播放起始时间为原点，计算各个频道音频段的起始时间tp，得到｛tp_i1，tp_i2…tp_ia｝，其中，起始时间tp_i2为频道音频段W_i1距频道播放起始时间的时间间隔，j∈(1、2…a);对各个频道音频段进行频道音频特征提取，得到a个频道音频特征子数据｛C_i1，C_i2…C_ia｝;将｛tp_i1，tp_i2…tp_ia｝和｛C_i1，C_i2…C_ia｝记为频道音频特征数据F_i; 

将频道标识ID_i以及频道音频特征数据F_i合并存储到频道音频特征数据包Z_i； 

S4具体包括以下步骤: 

将录音音频文件分割为时长为TW的b个录音音频段｛B₁，B₂…B_b｝，相邻两个录音音频段之间有重叠，重叠时长为TS;以录音起始时间为原点，计算各个 录音音频段的起始时间tr，得到｛tr₁，tr₂…tr_b｝，其中，起始时间tr_j为录音音频段B_j距录音起始时间的时间间隔，其中，j∈(1、2…b);对各个录音音频段进行录音音频特征提取，得到b个录间音频特征子数据｛E₁，E₂…E_b｝; 

S6具体包括以下步骤: 

将b个录音音频段｛B₁，B₂…B_b｝分别与P个频道音频文件｛W₁，W₂…W_p｝进行匹配，对每一个频道音频文件，均建立一个统计直方图，共建立P个统计直方图;当任意一个统计直方图的纵变量number值达到L时，则终止下列S6.2-S６.3的循环操作; 

其中，对任一个频道音频文件W_i，所建立的统计直方图为HIST-ID_i(dt、number);HIST-ID_i(dt、number)的建立过程包括以下步骤: 

S6.1，令number＝0; 

S6.2，令j＝1; 

S6.3，将录音音频段B_j的录间音频特征子数据分别与各个频道音频段｛W_i1，W_i2…W_ia｝所分别对应的频道音频特征子数据｛C_i1，C_i2…C_ia｝进行匹配，判断录间音频特征子数据与各个频道音频特征子数据之间的汉明距离是否大于阈值TH，如果大于，则二者不匹配;否则，二者匹配;若与录音音频段B_j匹配成功的频道音频特征子数据为C_ij，则与录音音频段B_j匹配成功的频道音频段为W_ij，频道音频段为W_ij的起始时间为tp_ij;录音音频段B_j的录音起始时间为tr_j;则:在dt=tp_ij-tr_j的横坐标位置，令number=number+1;i=i+1;返回循环执行S6.2和S6.3，直到P个统计直方图中，存在一个统计直方图的纵变量的number值达到L时，终止循环过程; 

S6.4，令纵变量number值最先达到L的统计直方图所对应的频道标识为ID_end，则:频道标识为ID_end的频道即为与录音音频信号匹配的频道。 

本发明还提供一种移动终端与广播电视频道自动同步的系统，包括服务器端和移动终端; 

所述服务器端包括: 

实时采集模块，用于实时采集P个广播电视频道｛M₁，M₂…M_p｝当前播放节目的P个频道音频文件｛W₁，W₂…W_p｝; 

设置模块，用于设置所述实时采集模块采集到的广播电视频道M_i的频道标识ID_i; 

频道音频特征提取模块，，对所述频道音频文件W_i进行音频特征提取，得到频道音频特征数据F_i; 

合并模块，用于将频道标识ID_i和频道音频特征数据F_i合并，得到频道音频特征数据包Z_i; 

频道音频特征库，用于存储所述合并模块合并得到的P个频道音频特征数据包｛Z₁，Z₂…Z_p｝; 

所述移动终端包括: 

录音模块，用于录制指定节目在当前播放时刻的录音音频信号，得到录音音频文件; 

录音音频特征提取模块，用于对所述录音模块录制得到的录音音频文件进行音频特征提取，得到录音音频特征数据; 

发送模块，用于将所述录音音频特征数据发送给所述服务器端; 

所述服务器端还包括: 

查询模块，以所述录音音频特征数据为查询关键数据，查询所述频道音频特征库; 

判断模块，判断所述频道音频特征库中是否存在与所述录音音频特征数据相匹配的频道音频特征数据; 

输出模块，用于当所述判断模块判断结果为是时，得到所述频道音频特征数据所在的频道音频特征数据包，进而得到所述频道音频特征数据包存储的频道标识，然后将得到的所述频道标识传输给所述移动终端。 

优选的，所述服务器端还包括删除模块; 

所述删除模块用于:自动删除本地频道音频特征库中所存储的过期的频道音频特征数据包。 

优选的，所述服务器端还设置频道分段模块、频道音频段起始时间的计算模块、频道音频段特征提取模块和频道音频段特征数据合并模块; 

其中，所述频道分段模块用于:将频道音频文件W_i分割为时长为TW的a个 频道音频段｛W_i1，W_i2…W_ia｝，相邻两个频道音频段之间有重叠，重叠时长为TS; 

所述频道音频段起始时间的计算模块用于:以频道播放起始时间为原点，计算各个频道音频段的起始时间tp，得到｛tp_i1，tp_i2…tp_ia｝，其中，起始时间tp_i2为频道音频段W_i1距频道播放起始时间的时间间隔，j∈(1、2…a); 

所述频道音频段特征提取模块，用于对各个频道音频段进行频道音频特征提取，得到a个频道音频特征子数据｛C_i1，C_i2…C_ia｝;将｛tp_i1，tp_i2…tp_ia｝和｛C_i1，C_i2…C_ia｝记为频道音频特征数据F_i; 

所述频道音频段特征数据合并模块用于:将频道标识ID_i以及频道音频特征数据F_i合并存储到频道音频特征数据包Z_i; 

所述移动终端包括:录音分段模块、录音音频段起始时间的计算模块、录音音频段特征提取模块; 

所述录音分段模块用于:将录音音频文件分割为时长为TW的b个录音音频段｛B₁，B₂…B_b｝，相邻两个录音音频段之间有重叠，重叠时长为TS; 

所述录音音频段起始时间的计算模块用于:以录音起始时间为原点，计算各个录音音频段的起始时间tr，得到｛tr₁，tr₂…tr_b｝，其中，起始时间tr_j为录音音频段B_j距录音起始时间的时间间隔，其中，j∈(1、2…b); 

所述录音音频段特征提取模块用于:对各个录音音频段进行录音音频特征提取，得到b个录间音频特征子数据｛E_１，E₂…E_b｝; 

所述服务器端还设置匹配模块，所述匹配模块用于:将b个录音音频段｛B₁，B₂…B_b｝分别与P个频道音频文件｛W₁，W₂…W₂｝进行匹配，对每一个频道音频文件，均建立一个统计直方图，共建立P个统计直方图；当任意一个统计直方图的纵变量number值达到L时，则终止下列S6.2-S6.3的循环操作; 

其中，对任一个频道音频文件W_i，所建立的统计直方图为HIST-ID_i(dt、number);HIST-ID_i(dt、number)的建立过程包括以下步骤: 

S6.1，令number＝0; 

S6.2，令j＝1; 

S6.3，将录音音频段B_j的录间音频特征子数据分别与各个频道音频段｛W_i1，W_i2…W_ia｝所分别对应的频道音频特征子数据｛C_i1，C_i2…C_ia｝进行匹配，判断录 间音频特征子数据与各个频道音频特征子数据之间的汉明距离是否大于阈值TH，如果大于，则二者不匹配;否则，二者匹配;若与录音音频段B_j匹配成功的频道音频特征子数据为C_ij，则与录音音频段B_j匹配成功的频道音频段为W_ij，频道音频段为W_ij的起始时间为tp_ij;录音音频段B_j的录音起始时间为tr_j;则:在dt=tp_ij-tr_j的横坐标位置，令number=number+1;i=i+1;返回循环执行S6.2和S6.3，直到P个统计直方图中，存在一个统计直方图的纵变量的number值达到L时，终止循环过程; 

S6.4，令纵变量number值最先达到L的统计直方图所对应的频道标识为ID_end，则:频道标识为ID_end的频道即为与录音音频信号匹配的频道。 

本发明的有益效果如下: 

本发明提供的移动终端与广播电视频道自动同步的方法及系统，用户只需简单操作移动终端，服务器端即可识别到用户当前正在观看的电视频道，从而提升了用户体验。而且，服务器端基于录音音频特征自动识别电视正在播出的节目所属的频道标识，具有识别准确率高的优点。 

附图说明

图1为本发明提供的移动终端与广播电视频道自动同步的方法流程示意图。 

具体实施方式

以下结合附图对本发明进行详细说明: 

实施例一 

如图1所示，本发明提供一种移动终端与广播电视频道自动同步的方法，其特征在于，包括以下步骤: 

S1，服务器端分别实时采集P个广播电视频道｛M₁，M₂…M_p｝当前播放节目的P个频道音频文件｛W₁，W₂…W_p｝，对广播电视频道M_i和其对应的频道音频文件W_i执行S1.1-S1.3，得到P个频道音频特征数据包｛Z₁，Z₂…Z_p｝。 

由于本发明用于实时识别电视机正在播放节目所属的频道标识，因此，服务器端需要实时采集所有电视频道对应的频道音频文件，才能有效为任意一个移动终端发送的频道查询请求进行服务。 

本步骤具体包括以下步骤: 

S1.1，设置并读取用于唯一标识广播电视频道M_i的频道标识ID_i; 

S1.2，对所述频道音频文件W_i进行音频特征提取，得到频道音频特征数据F_i； 

S1.3，将频道标识ID_i和频道音频特征数据F_i合并，得到频道音频特征数据包Z_i; 

S2，服务器端将P个频道音频特征数据包｛Z₁，Z₂…Z_p｝存储到本地建立的频道音频特征库中。 

由于服务器端实时采集所有电视频道对应的频道音频文件，从而得到所有电视频道对应的频道音频特征数据包，为缓解服务器端存储压力，对于已经播出的节目时段，服务器端即自动删除所存储的已播出节目时段对应的频道音频特征数据包。例如:服务器端实时采集北京电视台播放的节目数据，所采集到的节目数据只在频道音频特征库中存储0.1-0.2秒，然后即删除。 

S3，对于电视机正在播放的指定节目，当所述移动终端需要查询与所述指定节目对应的频道标识时，所述移动终端录制指定节目在当前播放时刻的录音音频信号，得到录音音频文件; 

S4，所述移动终端对所述录音音频文件进行音频特征提取，得到录音音频特征数据; 

S5，所述移动终端将所述录音音频特征数据发送给所述服务器端; 

S6，所述服务器端以所述录音音频特征数据为查询关键数据，查询所述频道音频特征库，判断所述频道音频特征库中是否存在与所述录音音频特征数据相匹配的频道音频特征数据，如果有，则得到所述频道音频特征数据所在的频道音频特征数据包，进而得到所述频道音频特征数据包存储的频道标识; 

S7，所述服务器端将得到的所述频道标识传输给所述移动终端。 

实施例二 

在实施例一的基础上，作为一种优先实施方式，本发明还提供了一种分段匹配录音音频文件和频道音频文件的方法，从而提高录音音频文件匹配到其所属的频道音频文件的概率，具体的，包括以下步骤: 

(1)对于频道音频文件W_i，执行以下步骤: 

将频道音频文件W_i分割为时长为TW的a个频道音频段｛W_i1，W_i2…W_ia｝，相邻两个频道音频段之间有重叠，重叠时长为TS;以频道播放起始时间为原点，计算各个频道音频段的起始时间tp，得到｛tp_i1，tp_i2…tp_ia｝，其中，起始时间tp_i２为频道音频段W_i1距频道播放起始时间的时间间隔，j∈(1、2…a);对各个频道音频段进行频道音频特征提取，得到a个频道音频特征子数据｛C_i1，C_i２…C_ia｝;将｛tp_ia，tp_i２…tp_ia｝和｛C_i1，C_i２…C_ia｝记为频道音频特征数据F_i; 

将频道标识ID_i以及频道音频特征数据F_i合并存储到频道音频特征数据包Z_i。 

其中，频道音频特征子数据可以为频道音频段的频谱能量，频道音频段的频谱能量的计算方法为: 

对频道音频段进行离散傅里叶变换，计算傅里叶系数的幅值，在频谱空间中选择N个频段，分别计算每个频段内傅里叶系数幅值的均方值作为该频段的频谱能量;频谱能量记为ENERGY(m，n)，m∈｛0，1，...，M-1｝，n∈｛0，1，...，N-1}；参数K、M和N满足下列条件: 

K＝(M-1)*N 

按照下面公式计算二进制音频特征，该公式中m、n取值范围是m∈｛0，1，...，M-２}，n∈｛0，1，...，N-1｝ 

$\mathrm{AF}(m,n)=\left\{\begin{array}{cc}1,& \mathrm{IENERGY}(m+1,n)>\mathrm{ENERGY}(m,n)I\\ 0,& \mathrm{II}\end{array}\right..$

下面以一个实例描述频道音频特征的提取过程: 

频道音频文件时长为1秒，TW取值为0.06秒，TS取值为0.04秒，M取值为48，N取值为4，K取值为188，4个频段分别是500Hz-707Hz，707Hz-1000Hz，1000Hz-1414Hz和1414Hz-2000Hz。将时长为1秒的频道音频文件分割为48个时长为0.06秒的频道音频段，相邻两个频道音频段之间重叠时长为0.04秒;对频道音频段进行离散傅里叶变换，计算傅里叶系数的幅值，在频谱空间中选择4个频段，分别计算每个频段内傅里叶系数幅值的均方值作为该频段的频谱能量;频谱能量记为ENERGY(m，n)，m∈｛0，1，...，47｝，n∈｛0，1，...，3}；按照下面公式计算频道音频特征，该公式中m、n取值范围是 m∈｛0，1，...，46｝，n∈｛0，1，...，3｝；最终得到188位二进制特征。 

$\mathrm{AF}(m,n)=\left\{\begin{array}{cc}1,& \mathrm{IENERGY}(m+1,n)>\mathrm{ENERGY}(m,n)I\\ 0,& \mathrm{II}\end{array}\right..$

（2)对于录音音频文件，执行以下步骤: 

将录音音频文件分割为时长为TW的b个录音音频段｛B₁，B₂…B_b｝，相邻两个录音音频段之间有重叠，重叠时长为TS;以录音起始时间为原点，计算各个录音音频段的起始时间tr，得到｛tr₁，tr₂…tr_b｝，其中，起始时间tr_j为录音音频段B_j距录音起始时间的时间间隔，其中，j∈(1、2...b);对各个录音音频段进行录音音频特征提取，得到b个录间音频特征子数据｛E₁，E₂...E_b｝。 

本发明中，对录音音频段进行特征提取，得到录间音频特征子数据的过程，与频道音频特征提取过程相同，录间音频特征子数据同样为录音音频段的频谱能量，在此不再赘述。 

(3)录音音频文件与频道音频文件的匹配过程为: 

将b个录音音频段｛B₁，B₂…B_b｝分别与P个频道音频文件｛W₁，W₂…W_p｝进行匹配，对每一个频道音频文件，均建立一个统计直方图，共建立P个统计直方图;当任意一个统计直方图的纵变量number值达到L时，则终止下列S6.2-S6.3的循环操作; 

其中，对任一个频道音频文件W_i，所建立的统计直方图为HIST-ID_i(dt、number);HIST-ID_i(dt、number)的建立过程包括以下步骤: 

S6.1，令number＝0; 

S6.2，令j＝1; 

S6.3，将录音音频段B_j的录间音频特征子数据分别与各个频道音频段｛W_i1，W_i2…W_ia｝所分别对应的频道音频特征子数据｛C_i1，C_i2…C_ia｝进行匹配，判断录间音频特征子数据与各个频道音频特征子数据之间的汉明距离是否大于阈值TH，如果大于，则二者不匹配;否则，二者匹配;若与录音音频段B_j匹配成功的频道音频特征子数据为C_ij，则与录音音频段B_j匹配成功的频道音频段为W_ij，频道音频段为W_ij的起始时间为tp_ij;录音音频段B_j的录音起始时间为tr_j;则:在dt=tp_ij-tr_j的横坐标位置，令number=number+1;i=i+1;返回循环执行S6.2 和S6.3，直到P个统计直方图中，存在一个统计直方图的纵变量的number值达到L时，终止循环过程; 

S6.4，令纵变量number值最先达到L的统计直方图所对应的频道标识为ID_end，则:频道标识为ID_end的频道即为与录音音频信号匹配的频道。 

为方便理解上述原理，列举一个简单的例子进行说明: 

设L＝3，设录音音频文件被分割为6个录音音频段｛B₁，B₂…B₆｝，当其与频道音频文件W₁匹配时，设频道音频文件W₁分割为9个频道音频段｛W₁₁，W₁₂…W₁₉｝;各频道音频段相对于频道播放原点的起始时间分别为｛0.4s，0.6s…2.0s｝;录音音频段｛B₁，B₂…B₆｝分别对应的录音起始时间为｛0s，0.2s…1.0s｝;建立统计直方图，统计直方图纵变量为number，横变量为dt;首先将录音音频段B₁分别匹配9个频道音频段，假设W₁₂与B₁匹配成功，则在dt=0.6s位置，number值置为1;然后将录音音频段B₂分别匹配9个频道音频段，假设W₁₃与B₂匹配成功，则在dt=0.6s位置，number值置为2;然后将录音音频段B₃分别匹配9个频道音频段，假设W₁₄与B₃匹配成功，则在dt=0.6s位置，number值置为3，此时，number值已等于L值，也就是说，三段连续的录音音频段与连续的3段频道音频段匹配成功，则认为该录音音频文件为该频道音频文件某段内容的录音。 

反之，由于录音音频段与频道音频段时长均非常短，所以，存在以下情况:首先将录音音频段B₁分别匹配9个频道音频段，假设W₁₂与B₁匹配成功，则在dt=0.6s位置，number值置为1;然后将录音音频段B₂分别匹配9个频道音频段，假设W₁₄与B₂匹配成功，则在dt=0.8s位置，number值置为1;然后将录音音频段B₃分别匹配9个频道音频段，假设未发现与B₃匹配成功的频道音频段，则统计直方图不发生变化，依此类推，如果不出现number值为3的情况，则认为该录音音频文件不为该频道音频文件某段内容的录音。 

通过本发明提供的音频特征分段匹配方法，提高了匹配的正确率，防止出现一小段录音音频段与频道音频段偶然相同的情况发生。 

实施例三 

本实施例提供一种移动终端与广播电视频道自动同步的系统，包括服务器端和移动终端。 

(一)移动终端 

移动终端包括: 

录音模块，用于录制指定节目在当前播放时刻的录音音频信号，得到录音音频文件; 

录音音频特征提取模块，用于对所述录音模块录制得到的录音音频文件进行音频特征提取，得到录音音频特征数据; 

发送模块，用于将所述录音音频特征数据发送给所述服务器端 

(二)服务器端 

服务器端包括: 

实时采集模块，用于实时采集P个广播电视频道｛M₁，M₂…M_p｝当前播放节目的P个频道音频文件｛W₁，W₂…W_p｝; 

删除模块，所述删除模块用于:自动删除本地频道音频特征库中所存储的过期的频道音频特征数据包。 

设置模块，用于设置所述实时采集模块采集到的广播电视频道M_i的频道标识ID_i; 

频道音频特征提取模块，，对所述频道音频文件W_i进行音频特征提取，得到频道音频特征数据F_i; 

合并模块，用于将频道标识ID_i和频道音频特征数据F_i合并，得到频道音频特征数据包Z_i; 

频道音频特征库，用于存储所述合并模块合并得到的P个频道音频特征数据包｛Z₁，Z₂…Z_p｝; 

服务器端还包括: 

查询模块，以所述录音音频特征数据为查询关键数据，查询所述频道音频特征库; 

判断模块，判断所述频道音频特征库中是否存在与所述录音音频特征数据相匹配的频道音频特征数据; 

输出模块，用于当所述判断模块判断结果为是时，得到所述频道音频特征数据所在的频道音频特征数据包，进而得到所述频道音频特征数据包存储的频 道标识，然后将得到的所述频道标识传输给所述移动终端。 

实施例四 

在实施例三的基础上，本发明还提供一种移动终端与广播电视频道自动同步的系统，包括服务器端和移动终端。 

(一)移动终端 

移动终端包括:录音分段模块、录音音频段起始时间的计算模块、录音音频段特征提取模块; 

所述录音分段模块用于:将录音音频文件分割为时长为TW的b个录音音频段｛B₁，B₂…B_b｝，相邻两个录音音频段之间有重叠，重叠时长为TS; 

所述录音音频段起始时间的计算模块用于:以录音起始时间为原点，计算各个录音音频段的起始时间tr，得到｛tr₁，tr₂…tr_b｝，其中，起始时间tr_j为录音音频段B_j距录音起始时间的时间间隔，其中，j∈(1、2…b); 

所述录音音频段特征提取模块用于:对各个录音音频段进行录音音频特征提取，得到b个录间音频特征子数据｛E₁，E₂…E_b｝。 

(二)服务器端 

其中，服务器端还设置频道分段模块、频道音频段起始时间的计算模块、频道音频段特征提取模块和频道音频段特征数据合并模块; 

其中，所述频道分段模块用于:将频道音频文件W_i分割为时长为TW的a个频道音频段｛W_i1，W_i2…W_ia｝，相邻两个频道音频段之间有重叠，重叠时长为TS; 

所述频道音频段起始时间的计算模块用于:以频道播放起始时间为原点，计算各个频道音频段的起始时间tp，得到｛tp_i1，tp_i2…tp_ia｝，其中，起始时间tp_i2为频道音频段W_i1距频道播放起始时间的时间间隔，j∈(1、2…a); 

所述频道音频段特征提取模块，用于对各个频道音频段进行频道音频特征提取，得到a个频道音频特征子数据｛C_i1，C_i2…C_ia｝;将｛tp_i1，tp_i2…tp_ia｝和｛C_i1，C_i2…C_ia｝记为频道音频特征数据F_i; 

所述频道音频段特征数据合并模块用于:将频道标识ID_i以及频道音频特征数据F_i合并存储到频道音频特征数据包Z_i; 

服务器端还设置匹配模块，所述匹配模块用于:将b个录音音频段｛B₁，B₂… B_b｝分别与P个频道音频文件｛W₁，W₂…W_p｝进行匹配，对每一个频道音频文件，均建立一个统计直方图，共建立P个统计直方图;当任意一个统计直方图的纵变量number值达到L时，则终止下列S6.2-S6.3的循环操作; 

其中，对任一个频道音频文件W_i，所建立的统计直方图为HIST-ID_i(dt、number);HIST-ID_i(dt、number)的建立过程包括以下步骤: 

S6.1，令number＝0; 

S6.2，令j＝1; 

S6.3，将录音音频段B_j的录间音频特征子数据分别与各个频道音频段｛W_i1，W_i2…W_ia｝所分别对应的频道音频特征子数据｛C_i1，C_i2…C_ia｝进行匹配，判断录间音频特征子数据与各个频道音频特征子数据之间的汉明距离是否大于阈值TH，如果大于，则二者不匹配;否则，二者匹配;若与录音音频段B_j匹配成功的频道音频特征子数据为C_ij，则与录音音频段B_j匹配成功的频道音频段为W_ij，频道音频段为W_ij的起始时间为tp_ij;录音音频段B_j的录音起始时间为tr_j;则:在dt=tp_ij-tr_j的横坐标位置，令number=number+1;i=i+1;返回循环执行S6.2和S6.3，直到P个统计直方图中，存在一个统计直方图的纵变量的number值达到L时，终止循环过程; 

S6.4，令纵变量number值最先达到L的统计直方图所对应的频道标识为ID_end，则:频道标识为ID_end的频道即为与录音音频信号匹配的频道。 

综上所述，本发明所提供的基于音频特征的广播电视节目标识与识别方法及系统，具有以下优点:用户只需简单操作移动终端，服务器端即可识别到用户当前正在观看的电视频道，从而提升了用户体验。而且，服务器端基于录音音频特征自动识别电视正在播出的节目所属的频道标识，具有识别准确率高的优点。 

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视本发明的保护范围。 

Claims (6)

1.一种移动终端与广播电视频道自动同步的方法，其特征在于，包括以下步骤:

S1，服务器端分别实时采集P个广播电视频道｛M₁，M₂…M_p｝当前播放节目的P个频道音频文件｛W₁，W₂…W_p｝，对广播电视频道M_i和其对应的频道音频文件W_i执行S1.1-S1.3，得到P个频道音频特征数据包｛Z₁，Z₂…Z_p｝;具体包括以下步骤:

S1.1，设置并读取用于唯一标识广播电视频道M_i的频道标识ID_i;

S1.2，对所述频道音频文件W_i进行音频特征提取，得到频道音频特征数据F_i；

S1.3，将频道标识ID_i和频道音频特征数据F_i合并，得到频道音频特征数据包Z_i;

S2，服务器端将P个频道音频特征数据包｛Z₁，Z₂…Z_p｝存储到本地建立的频道音频特征库中;

S3，对于电视机正在播放的指定节目，当所述移动终端需要查询与所述指定节目对应的频道标识时，所述移动终端录制指定节目在当前播放时刻的录音音频信号，得到录音音频文件;

S4，所述移动终端对所述录音音频文件进行音频特征提取，得到录音音频特征数据;

S5，所述移动终端将所述录音音频特征数据发送给所述服务器端;

S6，所述服务器端以所述录音音频特征数据为查询关键数据，查询所述频道音频特征库，判断所述频道音频特征库中是否存在与所述录音音频特征数据相匹配的频道音频特征数据，如果有，则得到所述频道音频特征数据所在的频道音频特征数据包，进而得到所述频道音频特征数据包存储的频道标识;

S7，所述服务器端将得到的所述频道标识传输给所述移动终端。

2.根据权利要求1所述的移动终端与广播电视频道自动同步的方法，其特征在于，S2之后，还包括:

服务器端自动删除本地频道音频特征库中所存储的过期的频道音频特征数据包。

3.根据权利要求1所述的移动终端与广播电视频道自动同步的方法，其特征在于，S1中，对于频道音频文件W_i，还包括执行以下步骤：

将频道音频文件W_i分割为时长为TW的a个频道音频段｛W_i1，W_i2…W_ia｝，相邻两个频道音频段之间有重叠，重叠时长为TS；以频道播放起始时间为原点，计算各个频道音频段的起始时间tp，得到｛tp_i1，tp_i2…tp_ia｝，其中，起始时间tp_i2为频道音频段W_i1距频道播放起始时间的时间间隔，j∈(1、2…a)；对各个频道音频段进行频道音频特征提取，得到a个频道音频特征子数据｛C_i1，C_i2…C_ia｝;将｛tp_i1，tp_i2…tp_ia｝和｛C_i1，C_i2…C_ia｝记为频道音频特征数据F_i；

将频道标识ID_i以及频道音频特征数据F_i合并存储到频道音频特征数据包Z_i；

S4具体包括以下步骤：

将录音音频文件分割为时长为TW的b个录音音频段｛B₁，B₂…B_b｝，相邻两个录音音频段之间有重叠，重叠时长为TS;以录音起始时间为原点，计算各个录音音频段的起始时间tr，得到｛tr₁，tr₂…tr_b｝，其中，起始时间tr_j为录音音频段B_j距录音起始时间的时间间隔，其中，j∈(1、2…b)；对各个录音音频段进行录音音频特征提取，得到b个录间音频特征子数据｛E1，E2…Eb｝;

S6具体包括以下步骤:

将b个录音音频段｛B₁，B₂…B_b｝分别与P个频道音频文件｛W₁，W₂…W_p｝进行匹配，对每一个频道音频文件，均建立一个统计直方图，共建立P个统计直方图;当任意一个统计直方图的纵变量number值达到L时，则终止下列S6.2-S６.3的循环操作;

其中，对任一个频道音频文件W_i，所建立的统计直方图为HIST-ID_i(dt、number);HIST-ID_i(dt、number)的建立过程包括以下步骤:

S6.1，令number＝0;

S6.2，令j＝1;

S6.3，将录音音频段B_j的录间音频特征子数据分别与各个频道音频段｛W_i1，W_i2…W_ia｝所分别对应的频道音频特征子数据｛C_i1，C_i2…C_ia｝进行匹配，判断录间音频特征子数据与各个频道音频特征子数据之间的汉明距离是否大于阈值TH，如果大于，则二者不匹配;否则，二者匹配;若与录音音频段B_j匹配成功的频道音频特征子数据为C_ij，则与录音音频段B_j匹配成功的频道音频段为W_ij，频道音频段为W_ij的起始时间为tp_ij;录音音频段B_j的录音起始时间为tr_j;则:在dt=tp_ij-tr_j的横坐标位置，令number=number+1;i=i+1;返回循环执行S6.2和S6.3，直到P个统计直方图中，存在一个统计直方图的纵变量的number值达到L时，终止循环过程;

S6.4，令纵变量number值最先达到L的统计直方图所对应的频道标识为ID_end，则:频道标识为ID_end的频道即为与录音音频信号匹配的频道。

4.一种移动终端与广播电视频道自动同步的系统，其特征在于，包括服务器端和移动终端;

所述服务器端包括:

实时采集模块，用于实时采集P个广播电视频道｛M₁，M₂…M_p｝当前播放节目的P个频道音频文件｛W₁，W₂…W_p｝;

设置模块，用于设置所述实时采集模块采集到的广播电视频道M_i的频道标识ID_i;

频道音频特征提取模块，，对所述频道音频文件W_i进行音频特征提取，得到频道音频特征数据F_i;

合并模块，用于将频道标识ID_i和频道音频特征数据F_i合并，得到频道音频特征数据包Z_i;

频道音频特征库，用于存储所述合并模块合并得到的P个频道音频特征数据包｛Z₁，Z₂…Z_p｝;

所述移动终端包括:

录音模块，用于录制指定节目在当前播放时刻的录音音频信号，得到录音音频文件;

录音音频特征提取模块，用于对所述录音模块录制得到的录音音频文件进行音频特征提取，得到录音音频特征数据;

发送模块，用于将所述录音音频特征数据发送给所述服务器端;

所述服务器端还包括:

查询模块，以所述录音音频特征数据为查询关键数据，查询所述频道音频特征库;

判断模块，判断所述频道音频特征库中是否存在与所述录音音频特征数据相匹配的频道音频特征数据;

输出模块，用于当所述判断模块判断结果为是时，得到所述频道音频特征数据所在的频道音频特征数据包，进而得到所述频道音频特征数据包存储的频道标识，然后将得到的所述频道标识传输给所述移动终端。

5.根据权利要求4所述的移动终端与广播电视频道自动同步的系统，其特征在于，所述服务器端还包括删除模块;

所述删除模块用于:自动删除本地频道音频特征库中所存储的过期的频道音频特征数据包。

6.根据权利要求4所述的移动终端与广播电视频道自动同步的系统，其特征在于，所述服务器端还设置频道分段模块、频道音频段起始时间的计算模块、频道音频段特征提取模块和频道音频段特征数据合并模块;

其中，所述频道分段模块用于:将频道音频文件W_i分割为时长为TW的a个频道音频段｛W_i1，W_i2…W_ia｝，相邻两个频道音频段之间有重叠，重叠时长为TS;

所述频道音频段起始时间的计算模块用于:以频道播放起始时间为原点，计算各个频道音频段的起始时间tp，得到｛tp_i1，tp_i2…tp_ia｝，其中，起始时间tp_i2为频道音频段W_i1距频道播放起始时间的时间间隔，j∈(1、2…a);

所述频道音频段特征提取模块，用于对各个频道音频段进行频道音频特征提取，得到a个频道音频特征子数据｛C_i1，C_i2…C_ia｝;将｛tp_i1，tp_i2…tp_ia｝和｛C_i1，C_i2…C_ia｝记为频道音频特征数据F_i;

所述频道音频段特征数据合并模块用于:将频道标识ID_i以及频道音频特征数据F_i合并存储到频道音频特征数据包Z_i;

所述移动终端包括:录音分段模块、录音音频段起始时间的计算模块、录音音频段特征提取模块;

所述录音分段模块用于:将录音音频文件分割为时长为TW的b个录音音频段｛B₁，B₂…B_b｝，相邻两个录音音频段之间有重叠，重叠时长为TS;

所述录音音频段起始时间的计算模块用于:以录音起始时间为原点，计算各个录音音频段的起始时间tr，得到｛tr₁，tr₂…tr_b｝，其中，起始时间tr_j为录音音频段B_j距录音起始时间的时间间隔，其中，j∈(1、2…b);

所述录音音频段特征提取模块用于:对各个录音音频段进行录音音频特征提取，得到b个录间音频特征子数据｛E₁，E₂…E_b｝;

所述服务器端还设置匹配模块，所述匹配模块用于:将b个录音音频段｛B₁，B₂…B_b｝分别与P个频道音频文件｛W₁，W₂…W_p｝进行匹配，对每一个频道音频文件，均建立一个统计直方图，共建立P个统计直方图;当任意一个统计直方图的纵变量number值达到L时，则终止下列S6.2-S6.3的循环操作;

其中，对任一个频道音频文件W_i，所建立的统计直方图为HIST-ID_i(dt、number);HIST-ID_i(dt、number)的建立过程包括以下步骤:

S6.1，令number＝0;

S6.2，令j＝1;

S6.3，将录音音频段B_j的录间音频特征子数据分别与各个频道音频段｛W_i1，W_i2…W_ia｝所分别对应的频道音频特征子数据｛C_i1，C_i2…C_ia｝进行匹配，判断录间音频特征子数据与各个频道音频特征子数据之间的汉明距离是否大于阈值TH，如果大于，则二者不匹配;否则，二者匹配;若与录音音频段B_j匹配成功的频道音频特征子数据为C_ij，则与录音音频段B_j匹配成功的频道音频段为W_ij，频道音频段为W_ij的起始时间为tp_ij;录音音频段B_j的录音起始时间为tr_j;则:在dt=tp_ij-tr_j的横坐标位置，令number=number+1;i=i+1;返回循环执行S6.2和S6.3，直到P个统计直方图中，存在一个统计直方图的纵变量的number值达到L时，终止循环过程;

S6.4，令纵变量number值最先达到L的统计直方图所对应的频道标识为ID_end，则:频道标识为ID_end的频道即为与录音音频信号匹配的频道。

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