CN107371060A - 基于电视输出的视频图像合成***和应用方法 - Google Patents

基于电视输出的视频图像合成***和应用方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种基于电视输出的视频图像合成***和应用方法，包括电视视频图像子***、服务生成图像子***、视频图像合成子***、视频输出子***；所述的视频图像合成子***合成电视视频图像和服务生成图像后输出给视频输出子***，所述视频输出子***将合成后的视频图像发送给电视机。本发明利用“语音”这个纽带，整合了各路资源，实践了基于电视输出的集成服务和并发服务。通过将电视视频图像和服务生成图像有机地合成在一起，使得人们在看电视的同时，还能够享受到另一番美好、快乐和好玩的服务，从而使得占有99.3%电视普及率的最为广大的电视客户群体从电视屏幕上抢先体验到了智能化带给他们的快乐，提高了他们生活质量和幸福指数。

Description

基于电视输出的视频图像合成***和应用方法
技术领域
本发明涉及智能电视技术领域，尤其涉及一种基于电视输出的视频图像合成***。
背景技术
人类总是无止境地追求服务的简单化。尽管当今的科技水平能够让电视机屏幕做得越来越大、清晰度越来越高，但往往还是不能兼顾老百姓最朴素的需求：例如，当你在看电视的时候，头脑里常常会突然冒出一些想法或需求，比如，今天的天气怎样、附近超市有哪些促销产品、外卖的需求、网购的需求、出行服务的需求等等。尽管电视机屏幕很大，但没有一寸地方能够为你的需求腾出空间；尽管手机很小，但你不得不在看电视的同时，点动那小于电视机屏幕几十倍的手机界面而查看天气预报、外卖、出行服务；尽管天气炎热，你还是无奈地走进超市那拥挤的人群，为打折促销消息探个究竟。
发明内容
本发明针对现有技术的不足，提出一种基于电视输出的视频图像合成***和应用方法，达到在看电视的同时，能够在电视界面上合成享受其他服务生成图像的目的。
本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：
一种基于电视输出的视频图像合成***，其特征在于：包括电视视频图像子***、服务生成图像子***、视频图像合成子***、视频输出子***；所述的视频图像合成子***合成电视视频图像和服务生成图像后输出给视频输出子***，所述视频输出子***将合成后的视频图像发送给电视机。
较佳地，所述的电视视频图像生成子***包括用于连接电视机机顶盒的HDMI音视频信号单元、HDMI音视频分离器，所述的HDMI音视频分离器接收HDMI音视频信号，并分离出HDMI视频信号，并将HDMI视频信号输出给视频图像合成子***。
较佳地，所述的服务生成图像子***包括回声消除和降噪并增强单元、语音识别和语义理解单元、服务图像生成单元；所述语音识别和语义理解单元接收回声消除和降噪并增强以后的语音信号，进行语音识别和语义理解，再将语义理解的结果发送给服务图像生成单元；所述服务图像生成单元包括云端服务图像生成单元和本地服务图像生成单元；所述的云端服务图像生成单元包括云端服务单元和云端服务图像单元，所述本地服务图像生成单元包括本地服务单元和本地服务图像单元；所述服务图像生成单元将云端服务图像或本地服务图像发送给视频图像合成子***。
较佳地，所述回声消除和降噪单元包括用于连接电视机顶盒的HDMI音视频分离器、用于连接电视机音频输出端的音频接收器、音频选择器、回声消除单元、音频输出一单元、语音增强和降噪单元、播放模块、音频采集单元、音频输出二单元；所述音频选择器接收HDMI音视频分离器的音频信号或接收音频接收器的音频信号，分别发送给回声消除单元和音频输出一单元，所述播放模块接收音频输出一单元的音频信号后还原电视机的音频信号；所述回声消除单元分别接收电视机的音频信号和音频采集器的音频信号后，过滤掉电视机的音频信号而保留音频采集信号，并将保留的音频采集信号经过语音增强和降噪后发送给音频输出二单元，所述音频输出二单元将过滤掉电视机音频信号并经过语音增强和降噪的音频采集信号发送给语音识别和语义理解单元。
较佳地，所述服务生成图像在电视屏幕中的位置可以自定义设置，包括该图像可输出在电视屏幕的右下角、左上角，其图像区域大小也可以自定义设置。
较佳地，所述云端服务图像生成单元接收语音识别和语义理解单元的语义指令，根据语义指令生成并输出对应的云端服务图像；所述云端服务内容包括附近超市促销信息、网上商城服务、天气服务、饭店新品服务、药品购买服务、名医就医服务、出行服务、外卖服务、其他服务。
较佳地，所述的云端服务图像，包括云端***直接调用第三方开放API数据接口，以及云端***自行开发的服务，来生成云端服务图像。
较佳地，所述云端***自行开发的服务包括整合第三方数据，整合第三方资源，根据用户偏好生成需求数据，进而生成云端服务图像。
一种基于电视输出的视频图像合成***的应用方法，其特征在于：包括以下步骤：
步骤一、打开电视机，等待电视机进入一个稳定的视频界面；
步骤二、用户在房间语音远场范围内发出语音指令；
步骤三、语音采集器将语音指令发送给语音识别和语义理解单元；
步骤四、声音识别和语义理解单元进行语义理解并将语义理解后的语义数据发送给服务图像生成单元；
步骤五、服务图像生成单元根据语义理解的内容生成云端服务图像或本地服务图像，并将图像发回给视频图像合成子***；
步骤六、视频图像合成子***合成电视视频图像和服务生成图像，并将合成后的图像发送给视频输出子***；
步骤七、视频输出子***将合成后的视频图像发送给电视机。
所述步骤一的打开电视机也包括通过语音命令启动电视机开机；
所述步骤二的房间语音远场范围既是房间内语音采集器周边5米左右的范围；所述房间内语音采集器安装在每个房间电灯接线盒内或房间音箱内。
本发明的优点效果
1、本发明利用“语音”这个纽带，整合了各路资源，实践了基于电视输出的集成服务和并发服务这样一种更为贴近老百姓需求的新型服务形式。通过将电视视频图像和服务生成图像有机地合成在一起，使得人们在看电视的同时，还能够享受到另一番美好、快乐和好玩的服务：人们可以尽情地、饶有兴致地、随心所欲地根据个人的偏好向语音***发出语音需求指令，语音***即刻将语音需求指令转换成服务图像并显示在电视屏幕的某个特定区域。
2、本发明使那些还没有配备智能手机、还没有配备电脑、还不会操作电脑的用户，不再为自己不能享受这些服务而感到遗憾，他们在电视屏幕上同样能够享受到智能手机的功能、PC终端的功能，从而使得占有99.3%电视普及率的最为广大的电视客户群体从电视屏幕上抢先体验到了智能化带给他们的快乐，提高了他们生活质量和幸福指数。
3、本发明充分利用了电视机大屏幕的优势，电视机大屏幕不再只为电视节目所独占，同时，也成为各类智能服务的输出终端；电视大屏幕不再只服务于线上的电视节目，同时，也服务于线下的千家万户。
附图说明
图1是本发明***框架图；
图2是本发明电视视屏图像子***示意图；
图3是本发明服务生成图像子***示意图；
图4是本发明服务图像生成单元结构图；
图5 是本发明回声消除和降噪并增强单元结构示意图；
图6是本发明云端服务内容示意图；
图7是本发明云端服务图像构成示意图；
图8是本发明云端***自行开发的服务内容示意图。
具体实施方式
以下结合附图对本发明作进一步详细说明。
一、本发明的设计原理
本发明要达到的目的，是人们在看电视的同时，发出语音指令，本***将这些语音指令变成服务结果图像显示在电视屏幕上。这里，要解决三个问题：
第一个要解决的问题：用户在什么地方发出语音，是指定地点发出语音还是规定地点发出语音，语音接收对象是谁。是对着房间内的空气发出语音指令还是对着麦克风发出语音指令。
本***的用户可以在房间内语音远场范围的任意角落发出语音指令，而不需要手拿话筒发出语音指令。原理是本***在每个房间的电灯开关盒内都安装了语音采集器，语音采集器5米左右的范围被称为语音远场范围，在这个范围内，语音识读的准确率达到95以上。如住房的卧室、书房、餐厅、厕所、客厅等，一般都不超过5米见方的范围、一般每个房间都会安装电灯，所以，用户在房间内随时随地发出的语音指令都能够被接收到。
第二个要解决的问题：电视机节目播放的时候，电视声音和人的语音发生了冲突怎么办。其解决方法和原理如图5所示，首先拿到电视机的音频信号，然后将电视机音频信号分为两路，一路用于电视音频信号的还原，一路作为参考信号，该参考信号用于在回声消除单元中，当人的语音音频信号和电视音频信号混合时，用参考信号去掉混合音频信号中的电视音频信号，而保留人的语音信号。同时，人的语音信号可能因为周围环境如空调等的影响而受到诸多干扰，通过语音增强和降噪手段增强人的语音信号，最后，将优化增强后的语音信号发送给语音识别和语义理解单元。
第三个要解决的问题：怎样将语音指令变为视频图像。所述的视频图像就是在电视屏幕可设定范围内开辟一个浏览器区域，所述的合成视频图像就是电视视频+浏览器，本发明***将服务生成图像或称为服务结果图像显示在电视屏幕上的浏览器区域内。
二、基于以上发明原理，一种基于电视输出的视频图像合成***，如图1所示，包括电视视频图像子***、服务生成图像子***、视频图像合成子***、视频输出子***；所述的视频图像合成子***合成电视视频图像和服务生成图像后输出给视频输出子***，所述视频输出子***将合成后的视频图像发送给电视机。
如图2所示，所述的电视视频图像生成子***包括用于连接电视机机顶盒的HDMI音视频信号单元、HDMI音视频分离器，所述的HDMI音视频分离器接收HDMI音视频信号，并分离出HDMI视频信号，并将HDMI视频信号输出给视频图像合成子***。
如图3、图4所示，所述的服务生成图像子***包括回声消除和降噪并增强单元、语音识别和语义理解单元、服务图像生成单元；所述语音识别和语义理解单元接收回声消除和降噪并增强以后的语音信号，进行语音识别和语义理解，再将语义理解的结果发送给服务图像生成单元；所述服务图像生成单元包括云端服务图像生成单元和本地服务图像生成单元；所述的云端服务图像生成单元包括云端服务单元和云端服务图像单元，所述本地服务图像生成单元包括本地服务单元和本地服务图像单元；所述服务图像生成单元将云端服务图像或本地服务图像发送给视频图像合成子***。
如图5所示，所述回声消除和降噪单元包括用于连接电视机顶盒的HDMI音视频分离器、用于连接电视机音频输出端的音频接收器、音频选择器、回声消除单元、音频输出一单元、语音增强和降噪单元、播放模块、音频采集单元、音频输出二单元；所述音频选择器接收HDMI音视频分离器的音频信号或接收音频接收器的音频信号，分别发送给回声消除单元和音频输出一单元，所述播放模块接收音频输出一单元的音频信号后还原电视机的音频信号；所述回声消除单元分别接收电视机的音频信号和音频采集器的音频信号后，过滤掉电视机的音频信号而保留音频采集信号，并将保留的音频采集信号经过语音增强和降噪后发送给音频输出二单元，所述音频输出二单元将过滤掉电视机音频信号并经过语音增强和降噪的音频采集信号发送给语音识别和语义理解单元。
所述服务生成图像在电视屏幕中的位置可以自定义设置，包括该图像可输出在电视屏幕的右下角、左上角，其图像区域大小也可以自定义设置。
如图6所示，所述云端服务图像生成单元接收语音识别和语义理解单元的语义指令，根据语义指令生成并输出对应的云端服务图像；所述云端服务内容包括附近超市促销信息、网上商城服务、天气服务、饭店新品服务、药品购买服务、名医就医服务、出行服务、外卖服务、其他服务。
如图7所示，所述的云端服务图像，包括云端***直接调用第三方开放API数据接口，以及云端***自行开发的服务，来生成云端服务图像。
如图8所示，所述云端***自行开发的服务包括整合第三方数据，整合第三方资源，根据用户偏好生成需求数据，进而生成云端服务图像。
一种基于电视输出的视频图像合成***的应用方法，包括以下步骤：
步骤一、打开电视机，等待电视机进入一个稳定的视频界面；
步骤二、用户在房间语音远场范围内发出语音指令；
步骤三、语音采集器将语音指令发送给语音识别和语义理解单元；
步骤四、声音识别和语义理解单元进行语义理解并将语义理解后的语义数据发送给服务图像生成单元；
步骤五、服务图像生成单元根据语义理解的内容生成云端服务图像或本地服务图像，并将图像发回给视频图像合成子***；
步骤六、视频图像合成子***合成电视视频图像和服务生成图像，并将合成后的图像发送给视频输出子***；
步骤七、视频输出子***将合成后的视频图像发送给电视机。
所述步骤一的打开电视机也包括通过语音命令启动电视机开机；
所述步骤二的房间语音远场范围既是房间内语音采集器周边5米左右的范围；所述房间内语音采集器安装在每个房间电灯接线盒内或房间音箱内。
本具体实施例仅仅是对本发明的解释，其并不是对本发明的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本发明的权利要求范围内都受到专利法的保护。

Claims (10)

1.一种基于电视输出的视频图像合成***，其特征在于：包括电视视频图像子***、服务生成图像子***、视频图像合成子***、视频输出子***；所述的视频图像合成子***合成电视视频图像和服务生成图像后输出给视频输出子***，所述视频输出子***将合成后的视频图像发送给电视机。
2.根据权利要求1所述的一种基于电视输出的视频图像合成***，其特征在于：所述的电视视频图像生成子***包括用于连接电视机机顶盒的HDMI音视频信号单元、HDMI音视频分离器，所述的HDMI音视频分离器接收HDMI音视频信号，并分离出HDMI视频信号，并将HDMI视频信号输出给视频图像合成子***。
3.根据权利要求1所述的一种基于电视输出的视频图像合成***，其特征在于：所述的服务生成图像子***包括回声消除和降噪并增强单元、语音识别和语义理解单元、服务图像生成单元；所述语音识别和语义理解单元接收回声消除和降噪并增强以后的语音信号，进行语音识别和语义理解，再将语义理解的结果发送给服务图像生成单元；所述服务图像生成单元包括云端服务图像生成单元和本地服务图像生成单元；所述的云端服务图像生成单元包括云端服务单元和云端服务图像单元，所述本地服务图像生成单元包括本地服务单元和本地服务图像单元；所述服务图像生成单元将云端服务图像或本地服务图像发送给视频图像合成子***。
4.根据权利要求3所述的一种基于电视输出的视频图像合成***，其特征在于：所述回声消除和降噪单元包括用于连接电视机顶盒的HDMI音视频分离器、用于连接电视机音频输出端的音频接收器、音频选择器、回声消除单元、音频输出一单元、语音增强和降噪单元、播放模块、音频采集单元、音频输出二单元；所述音频选择器接收HDMI音视频分离器的音频信号或接收音频接收器的音频信号，分别发送给回声消除单元和音频输出一单元，所述播放模块接收音频输出一单元的音频信号后还原电视机的音频信号；所述回声消除单元分别接收电视机的音频信号和音频采集器的音频信号后，过滤掉电视机的音频信号而保留音频采集信号，并将保留的音频采集信号经过语音增强和降噪后发送给音频输出二单元，所述音频输出二单元将过滤掉电视机音频信号并经过语音增强和降噪的音频采集信号发送给语音识别和语义理解单元。
5.根据权利要求3所述的一种基于电视输出的视频图像合成***，其特征在于：所述服务生成图像在电视屏幕中的位置可以自定义设置，包括该图像可输出在电视屏幕的右下角、左上角，其图像区域大小也可以自定义设置。
6.根据权利要求3所述的一种基于电视输出的视频图像合成***，其特征在于：所述云端服务图像生成单元接收语音识别和语义理解单元的语义指令，根据语义指令生成并输出对应的云端服务图像；所述云端服务内容包括附近超市促销信息、网上商城服务、天气服务、饭店新品服务、药品购买服务、名医就医服务、出行服务、外卖服务、其他服务。
7.根据权利要求3所述的一种基于电视输出的视频图像合成***，其特征在于：所述的云端服务图像，包括云端***直接调用第三方开放API数据接口，以及云端***自行开发的服务，来生成云端服务图像。
8.根据权利要求7所述的一种基于电视输出的视频图像合成***，其特征在于：所述云端***自行开发的服务包括整合第三方数据，整合第三方资源，根据用户偏好生成需求数据，进而生成云端服务图像。
9.根据权利要求1-8任意一项所述的一种基于电视输出的视频图像合成***的应用方法，其特征在于：包括以下步骤：
步骤一、打开电视机，等待电视机进入一个稳定的视频界面；
步骤二、用户在房间语音远场范围内发出语音指令；
步骤三、语音采集器将语音指令发送给语音识别和语义理解单元；
步骤四、声音识别和语义理解单元进行语义理解并将语义理解后的语义数据发送给服务图像生成单元；
步骤五、服务图像生成单元根据语义理解的内容生成云端服务图像或本地服务图像，并将图像发回给视频图像合成子***；
步骤六、视频图像合成子***合成电视视频图像和服务生成图像，并将合成后的图像发送给视频输出子***；
步骤七、视频输出子***将合成后的视频图像发送给电视机。
10.根据权利要求9所述的一种基于电视输出的视频图像合成***的应用方法，其特征在于：
所述步骤一的打开电视机也包括通过语音命令启动电视机开机；
所述步骤二的房间语音远场范围既是房间内语音采集器周边5米左右的范围；所述房间内语音采集器安装在每个房间电灯接线盒内或房间音箱内。
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