CN104581376A - 一种利用音频识别信号的信息处理方法和装置 - Google Patents

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CN104581376A CN201410805387.8A CN201410805387A CN104581376A CN 104581376 A CN104581376 A CN 104581376A CN 201410805387 A CN201410805387 A CN 201410805387A CN 104581376 A CN104581376 A CN 104581376A
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    • G10L15/02—Feature extraction for speech recognition; Selection of recognition unit

Abstract

本发明公开了一种利用音频识别信号的信息处理方法，所述方法包括以下步骤：接收由广电媒体播放设备发送的节目中的音频信号，所述音频信号中预先设置有特征信息；从所述音频信号中提取特征信息；根据所述特征信息，在用户终端执行相应的节目信号处理。本发明还公开了一种利用音频识别信号的信息处理系统，所述系统包括音频信号接收单元、特征信息提取单元和信号处理单元。采用本发明的技术方案，用户终端可以方便地根据音频信号中的特征信息实现对相应的节目信号进行后续处理。

Description

一种利用音频识别信号的信息处理方法和装置
技术领域
本发明涉及音频信号处理技术，尤其涉及一种利用音频识别信号的信息处理方法和装置。
背景技术
传统的电视、电影、广播、广告，都是灌输式的传输模式，即，单纯的播放模式。如果用户对于播放节目中的一些内容有兴趣，例如，对某个商品感兴趣，希望购买，则只能通过另外上网寻找和购买、收听、收看其他节目，或通过其他商业渠道购买。
这种模式无法让感兴趣的消费群体快捷地进一步了解更多的信息，无法实时地支撑潜在消费群体的购买行为及信息反馈。
而新兴的互联网、移动互联网领域，改变了人们提供了新型的信息交互方式。因此，由必要提供一种技术方案对现有播放反馈模式进行改进。
发明内容
针对现有技术的缺陷，本发明的目的是提供一种能够更加方便、智能地利用传统媒体的音频信号来实现用户对关注内容的进一步处理的方法和系统。
本发明的利用音频识别信号的信息处理方法包括以下步骤：
a.接收由广电媒体播放设备发送的节目中的音频信号，所述音频信号中预先设置有特征信息；b.从所述音频信号中提取特征信息；c.根据所述特征信息，在用户终端执行相应的节目信号处理。
优选地，步骤c包括：根据所述特征信息，识别节目中音频信号所对应的内容主体，并且在用户终端输出内容主体的对应信息。
优选地，其特征在于，内容主体的对应信息包括内容主体的描述信息、交互信息、销售信息或其它网络链接信息中的一种或多种。
优选地，在步骤a包括：所述音频信号包括数据位、用于对所述数据位进行行列奇偶校验的校验位、用于对所述数据位进行对角线校验的校验位，其中数据位包括特征信息。
优选地，所述音频信号包括多组矩阵编码，各组矩阵编码A为(N+2)*(N+2)矩阵，N为自然数，其中表示数据位的部分为：
A[1，1]，A[1，2]，……A[1，N]；
A[2，1]，A[2，2]，……A[2，N]；
……
A[N，1]，A[N，2]，……A[N，N]，
而且，基于预定的奇校验或偶校验：
A[i,N+1]为第i行中A[i,1]至A[i,N]的行校验位，i＝1，……N；
A[N+1,j]为第j列中A[1,j]至A[N,j]的列校验位，j＝1，……N；
A[N+1,N+1]为A[N+1,1]至A[N+1,N]的行校验位；
A[i,0]为A[i,1]、A[i+1,2]、…A[i+j-1,j]、…A[i-1,N]形成的对角线的校验位的取反，行取值顺序为i,i+1,…,N,1,2,…i‐1；列取值顺序为1，2，……N，
A[0,j]为A[1,j]、A[2,j-1]、…A[i,j-i+1]、…A[N,j+1]的组成的对角线的校验位的取反，行取值顺序为1，2，……N；列取值顺序为j,j-1,…,1,N,N-1,,…j+1，
A[0,0]为A[0,1]至A[0,N]的行校验位。
相应地，本发明还提供了一种利用音频识别信号的信息处理装置，所述装置包括：音频信号接收单元，用于接收由广电媒体播放设备发送的节目中的音频信号，其中所述音频信号中预先设置有特征信息；特征信息提取单元，用于从所述音频信号中提取特征信息；信号处理单元，用于根据所述特征信息，在用户终端执行相应的节目信号处理。
优选地，信号处理单元包括内容主体识别模块，所述内容主体识别模块根据所述特征信息识别节目中音频信号所对应的内容主体并且在用户终端输出内容主体的对应信息。
优选地，内容主体的对应信息包括内容主体的描述信息、交互信息、销售信息或其它网络链接信息中的一种或多种。
优选地，所述音频信号包括数据位、用于对所述数据位进行行列奇偶校验的校验位、用于对所述数据位进行对角线校验的校验位，其中数据位包括特征信息。
优选地，所述音频信号包括多组矩阵编码，各组矩阵编码A为(N+2)*(N+2)矩阵，N为自然数，其中表示数据位的部分为：
A[1，1]，A[1，2]，……A[1，N]；
A[2，1]，A[2，2]，……A[2，N]；
……
A[N，1]，A[N，2]，……A[N，N]，
而且，基于预定的奇校验或偶校验：
A[i,N+1]为第i行中A[i,1]至A[i,N]的行校验位，i＝1，……N；
A[N+1,j]为第j列中A[1,j]至A[N,j]的列校验位，j＝1，……N；
A[N+1,N+1]为A[N+1,1]至A[N+1,N]的行校验位；
A[i,0]为A[i,1]、A[i+1,2]、…A[i+j-1,j]、…A[i-1,N]形成的对角线的校验位的取反，行取值顺序为i,i+1,…,N,1,2,…i-1；列取值顺序为1，2，……N，
A[0,j]为A[1,j]、A[2,j-1]、…A[i,j-i+1]、…A[N,j+1]的组成的对角线的校验位的取反，行取值顺序为1，2，……N；列取值顺序为j,j-1,…,1,N,N-1,,…j+1，
A[0,0]为A[0,1]至A[0,N]的行校验位。
采用本发明的技术方案，用户终端可以方便地根据音频信号中特征信息实现对相应的节目信号进行后续处理。
附图说明
图1是本发明利用音频识别信号的信息处理方法的原理系统示意图；
图2是本发明一种利用音频识别信号的信息处理方法的流程图；
图3是本发明一种利用音频识别信号的信息处理装置的结构框图。
具体实施方式
图1是本发明利用音频识别信号的信息处理方法的原理系统示意图，图2是本发明一种利用音频识别信号的信息处理方法的流程图。如图1和图2所示。
在本发明的信息处理方法的一种优选实施方式中，步骤如下：
步骤110，接收由广电媒体播放设备发送的节目中的音频信号，所述音频信号中预先设置有特征信息。
所述广电媒体播放设备发送的节目是指：通过卫星、地面站、有线电视网络、宽带、光纤；电影、DVD、CD等传输途径，经由广播、电影、电视、广告、互联网播放设备播出的节目。所述节目可以是电影、电视剧、广告。音频信号包括了正常的节目信息和特定的特征信息。正常的节目信息可以通过符合广播电视信号制式标准的信号来实现。
特征信息的具体形式可以是各种适合的信号，例如一段足够长的数字特征编码来作为用来标识特定节目内容(例如某产品广告)的特征信息。
例如：有一部视频节目，在其中的某些时段(如第10分钟)上，出现了插入广告或可以引起用户购买行为的场景，为方便假定在这个时段上有工艺品摆件的广告，在这段广告节目中预先置入的特征信息码，例如“10023456”。用户可通过用户终端(例如智能手机、平板等)来接收播出的节目的音频信号，识别出该特征信息码“10023456”，如果用户对节目中出现的工艺品摆件感兴趣，可以通过相应的人机交互界面和后台服务器的支持，实现查看工艺品摆件的详细信息、购买信息等行为。
在另一种优选实施方案中，可以在一个或多个时段预置多个特征码，以达到为兴趣不同的人群服务的目的。
在步骤120，从所述音频信号中提取特征信息。由于在原始音视频(如广告、电影、电视剧)中已经加入了若干特征信息，例如特定音频识别码，因此，为用户识别特定节目内容提供了前提。
在一种具体实施例中，可以通过用户终端(例如智能手机、平板等)来接收广电媒体播放设备播出的节目的音频信号，并且不断对所接收到的音频信号进行比对。如果接收到的音频信号中不含有设定的特征信息(例如特定的音频识别码)，则继续接收随后的音频信号；如果接收到的音频信号中含有设定的特征信息(例如特定的音频识别码)，则表明接收到了特征信息。设定的特征信息可以存储在用户终端中，也可以存储在其他网络存储设备中，用户终端通过与所述网络存储设备的通信来获取特定的特征信息。
在步骤130，根据所述特征信息，在用户终端执行相应的节目信号处理。如果判断接收到了特征信息，则需要在用户终端中执行相应的处理。
例如，相应终端(计算机、手机或其他设备)通过音频信号获取了音频信号中加入的音频识别码；该音频识别码对应的是某种服装的广告，则相应的用户终端可以通过互联网或存储在用户终端本地的应用程序来完成购物、市场调查、节目互动等操作。例如在用户终端上显示与该种服装后续商业行为有关的选择菜单，在用户进一步选择后，显示出例如特定供应商的该款服装的销售界面，以便用户可以通过相应的数据交互进行购买等活动。
在对音频信号的接收、识别过程中，由于用户终端和节目播放设备之间存在一定距离，因此，所接收到的音频信号会产生一定的衰减，因此，可能影响到数据传输的准确性。在优选实施方案中，需要对传输的音频信号进行校验。具体地，可以采用各种适合的校验算法，例如奇偶校验、循环冗余码、海明码校验等等方式。
在本发明的一种优选实施方式中，提供了一种改进型的奇偶校验方法。
奇偶校验是一种校验代码传输正确性的方法。根据被传输的一组二进制代码的数位中“1”的个数是奇数或偶数来进行校验。采用奇数的称为奇校验，反之，称为偶校验。
在该算法中，专门设置一个奇偶校验位，用它使这组代码中“1”的个数为奇数或偶数。例如：如果采用奇校验，则当接收端收到这组代码时，校验“1”的个数是否为奇数，从而确定传输代码的正确性。
传统的双向奇偶校验算法可以检验数据位的奇数个错误及大多数偶数个错误，并可在校验位不出错的情况下，修正部分错误。
传统的双向奇偶校验码的设置如下面的表1所示。
11 12 13 14 15 16 17 18 19
21 22 23 24 25 26 27 28 29
31 32 33 34 35 36 37 38 39
41 42 43 44 45 46 47 48 49
51 52 53 54 55 56 57 58 59
61 62 63 64 65 66 67 68 69
71 72 73 74 75 76 77 78 79
81 82 83 84 85 86 87 88 89
91 92 93 94 95 96 97 98 99
表1
考虑到音频在相应传输媒介到终端的传输过程中的衰减和噪音，传统的双向奇偶校验实际上是不可用的。电视节目为有线电视信号的情况下，若通过有线获取信号，此时信号强度较大，可以很容易识别。但通过终端(如手机、平板电脑等)获取信号，此时在节目中加入的音频特征信息，经过几米距离的空气传播，信号衰减很大，接收时信号较弱，再加上不同的播放设备(如电视、收音机等)、不同品牌的设备，在不同时段(如白天、夜晚)、不同环境(安静、吵杂)带来的差异，使得音频特征信息的底噪几乎无法确定，此时检测的误差较大，因此有必要进行更准确的数据错误定位及分析。
本发明根据音频传输及播放过程中可能出现的衰减和噪音，改良了双向奇偶校验方法，不仅提供了信息位的按行列位校验，还提供了信息位的按对角线位校验，同时提供了音频特征信息底噪的确定，这是一种矩形奇偶校验。
采用本发明的矩形奇偶校验方法，有以下技术效果：对于双向奇偶校验检测不出的行列同时有偶数位错误或相应的双向奇偶校验检位也同时出错情况下，提供了几乎理想的检测结果。而且，提供了音频特征信息底噪的确定，能够更准确地对音频特征信息进行识别，提高音频特征信息的辨识率。
在本发明的矩形奇偶校验方法的具体应用中，所述音频信号包括数据位、用于对所述数据位进行行列奇偶校验的校验位、用于对所述数据位进行对角线校验的校验位，其中数据位包括特征信息。
音频信号包括多组矩阵编码，各组矩阵编码A为(N+2)*(N+2)矩阵，N为自然数，其中表示数据位的部分为：
A[1，1]，A[1，2]，……A[1，N]；
A[2，1]，A[2，2]，……A[2，N]；
……
A[N，1]，A[N，2]，……A[N，N]，
而且，基于预定的奇校验或偶校验：
A[i,N+1]为第i行中A[i,1]至A[i,N]的行校验位，i＝1，……N；
A[N+1,j]为第j列中A[1,j]至A[N,j]的列校验位，j＝1，……N；
A[N+1,N+1]为A[N+1,1]至A[N+1,N]的行校验位；
A[i,0]为A[i,1]、A[i+1,2]、…A[i+j-1,j]、…A[i-1,N]形成的对角线的校验位的取反(本文中取反的含义是：如果值是1，那么其取反是0，反之亦然。)，行取值顺序为i,i+1,…,N,1,2,…i-1；列取值顺序为1，2，……N。
A[0,j]为A[1,j]、A[2,j-1]、…A[i,j-i+1]、…A[N,j+1]的组成的对角线的校验位的取反，行取值顺序为1，2，……N；列取值顺序为j,j-1,…,1,N,N-1,,…j+1。
A[0,0]为A[0,1]至A[0,N]的行校验位。
以下证明两个结论：
结论一：A[0,0]、A[N+1,N+1]也为其相应列的校验位。
A[0,0]为A[0,1]至A[0,N]的行奇校验位；A[0,1]至A[0,N]包含了A[1,1]至A[N,N]所有数据位的奇校验位取反。而A[1,0]至A[N,0]同样包含了A[1,1]至A[N,N]所有数据位的奇校验位取反。
因此，A[0,0]也是A[1,0]至A[N,0]的列奇校验位。
类似地，A[N+1,N+1]也是A[1,N+1]至A[N,N+1]的列校验位。同理，如果校验位均为偶校验位，结论一也成立。
结论二：A[0,0]是A[N+1,N+1]的取反。记为：A[0,0]＝～A[N+1,N+1]
由结论一所述，A[0,0]是A[1,1]至A[N,N]所有数据位的奇校验位取反。而A[N+1,N+1]则是A[1,1]～A[N,N]所有数据位的奇校验位。故而结论二也成立。同理，如果校验位均为偶校验位，结论二也成立。
对于m行n列矩阵的一般情况，可以取m，n的最大值K，将矩阵扩充为K行K列，其扩充的部分补0。例如，如果m>n，则将A[1,1]-A[m,n]扩充至A[1,1]-A[m，m],A[1，n+1]至A[m，m]均为0，所有结论与上面提及的N行N列矩阵相同。
在一个具体实施例中：N＝8，且为奇校验，在其他实施例中，N可以为其他正整数值。矩阵如下表2所示，N＝8时，实例中每组编码设置行列奇校验位2*8+1个，对角线奇校验位2*8+1个，共2*(2*8+1)＝34个校验码，也就是8*8数据矩阵外围的那34个元素：
表2
A[x,y]表示第x行、y列的元素,表2显示的位置值为：10*x+y，如A[2,3]即23；
A[i,9]为第i行中A[i,1]至A[i,8]的行奇校验位，i＝1，……8。
A[9,j]为第j列中A[1,j]至A[8,j]的列奇校验位，j＝1，……8。
A[9,9]为A[9,1]至A[9,8]的行校验位。
A[i,0]为A[i,1]、A[i+1,2]、…A[i+j-1,j]…A[i-1,8]形成的对角线的校验位的取反。例如：A[5,0]为A[5,1]、A[6,2]、A[7,3]、A[8,4]、A[1,5]、A[2,6]、A[3,7]、A[4,8]构成的对角线的奇校验的取反。
A[0,j]为A[1,j]、A[2,j-1]、…A[i,j-i+1]…A[8,j+1]的组成的对角线的校验位的取反。例如：A[0,5]为A[1,5]、A[2,4]、A[3,3]、A[4,2]、A[5,1]、A[6,8]、A[7,7]、A[8,6]构成的对角线的奇校验的取反。
A[0,0]为A[0,1]至A[0,8]的行奇校验位。
根据上面的结论一、二，可知：
A[0,0]、A[9,9]为其相应行、列的奇校验位，且A[0,0]＝～A[9,9]。也就是说这两者之间，必有一个是1，另一个是0。0位能量值可以提供音频特征信息底噪的能量参考。可以很方便的为不同环境、不同设备、不同型号的音频特征信息提供其底噪强度的参考。
在实例的增强检测中，两个位置未使用的数值亦可被利用：
A[0,9]＝A[0,0]
A[9,0]＝A[9,9]
这样，在上述四个值中(4个角上的检验码)，必有两个是1，另两个是0。为音频特征信息底噪的能量参考提供更多的参考数据。
采用上述矩形奇偶校验算法，除了传统的奇偶校验、双向奇偶校验可以检测出来的错误；还可以检测出以上校验算法检测不出的错误。
例如：对行列同时有偶数位错误，如A[3,4],A[3,5],A[4,4],A[4,5]出错，此时传统的双向奇偶校验无法检测出错误，因为此时其校验位A[3,9],A[4,9],A[9,4],A[9,5]均为校验正确。而对于矩形奇偶校验来说，校验位A[0,6]因为只有A[3,4]出错，故而可以检验出；同理，A[0,8]、A[1,0]、A[7,0]也可检出错误。四条对角线的交叉点即为错误点。此时除非上述四个校验位也同时出错，否则必被检测出错误。
对于数据位出错，而相应校验位也出错情况，如：A[3,3]出错，相应的A[3,9]、A[9,3]、A[9,9]也出错，此时传统的双向奇偶校验也无法检测出错误。但除非此时A[1,0]、A[5,0]、A[0,0]也同时出错，否则可被检测出错误，这大大增强了检测的准确性。
相应地，如图3所示，本发明还提供了一种利用音频识别信号的信息处理装置200。所述装置包括：音频信号接收单元210、特征信息提取单元220和信号处理单元230。
音频信号接收单元210用于接收由广电媒体播放设备发送的节目中的音频信号，其中所述音频信号中预先设置有特征信息。音频信号接收单元210可以通过例如用户的移动终端上的信号接收器件和信号处理程序来实现。
特征信息提取单元220用于从所述音频信号中提取特征信息。在所述音频信号中预先设置有特征信息，可以通过用户终端(例如智能手机、平板等)来接收广电媒体播放设备播出的节目的音频信号，并且不断对所接收到的音频信号进行比对。如果接收到的音频信号中不含有设定的特征信息(例如特定的音频识别码)，则继续接收随后的音频信号；如果接收到的音频信号中含有设定的特征信息(例如特定的音频识别码)，则表明接收到了特征信息。设定的特征信息可以存储在用户终端中，也可以存储在其他网络存储设备中，用户终端通过与所述网络存储设备的通信来获取特定的特征信息。
在一种优选实施例，所述音频信号包括数据位、用于对所述数据位进行行列奇偶校验的校验位、用于对所述数据位进行对角线校验的校验位，其中数据位包括特征信息。
信号处理单元230用于根据所述特征信息并且在用户终端执行相应的节目信号处理。根据所述特征信息，在用户终端执行相应的节目信号处理。如果判断接收到了特征信息，则需要在用户终端中执行相应的处理。
在一种具体实施方式中，信号处理单元230包括内容主体识别模块，所述内容主体识别模块根据所述特征信息识别节目中音频信号所对应的内容主体并且在用户终端输出内容主体的对应信息。内容主体的对应信息可以包括内容主体的描述信息、交互信息、销售信息或其它网络链接信息中的一种或多种。
上述单元均可以由软件程序模块或硬件控制逻辑来实现。尽管本发明是通过上述的优选实施方式进行描述的，但是其实现形式并不局限于上述的实施方式。应该认识到：在不脱离本发明主旨的情况下，本领域技术人员可以对本发明做出不同的变化和修改。

Claims (10)

1.一种利用音频识别信号的信息处理方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：
a.接收由广电媒体播放设备发送的节目中的音频信号，所述音频信号中预先设置有特征信息；
b.从所述音频信号中提取特征信息；
c.根据所述特征信息，在用户终端执行相应的节目信号处理。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤c包括：根据所述特征信息，识别节目中音频信号所对应的内容主体，并且在用户终端输出内容主体的对应信息。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，内容主体的对应信息包括内容主体的描述信息、交互信息、销售信息或其它网络链接信息中的一种或多种。
4.根据权利要求1-3中任何一项所述的方法，其特征在于，在步骤a包括：所述音频信号包括数据位、用于对所述数据位进行行列奇偶校验的校验位、用于对所述数据位进行对角线校验的校验位，其中数据位包括特征信息。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述音频信号包括多组矩阵编码，各组矩阵编码A为(N+2)*(N+2)矩阵，N为自然数，其中表示数据位的部分为：
A[1，1]，A[1，2]，……A[1，N]；
A[2，1]，A[2，2]，……A[2，N]；
……
A[N，1]，A[N，2]，……A[N，N]，
而且，基于预定的奇校验或偶校验：
A[i,N+1]为第i行中A[i,1]至A[i,N]的行校验位，i＝1，……N；
A[N+1,j]为第j列中A[1,j]至A[N,j]的列校验位，j＝1，……N；
A[N+1,N+1]为A[N+1,1]至A[N+1,N]的行校验位；
A[i,0]为A[i,1]、A[i+1,2]、…A[i+j-1,j]、…A[i-1,N]形成的对角线的校验位的取反，行取值顺序为i,i+1,…,N,1,2,…i‐1；列取值顺序为1，2，……N，
A[0,j]为A[1,j]、A[2,j-1]、…A[i,j-i+1]、…A[N,j+1]的组成的对角线的校验位的取反，行取值顺序为1，2，……N；列取值顺序为j,j-1,…,1,N,N-1,,…j+1，
A[0,0]为A[0,1]至A[0,N]的行校验位。
6.一种利用音频识别信号的信息处理装置，其特征在于，所述装置包括：
音频信号接收单元，用于接收由广电媒体播放设备发送的节目中的音频信号，其中所述音频信号中预先设置有特征信息；
特征信息提取单元，用于从所述音频信号中提取特征信息；
信号处理单元，用于根据所述特征信息，在用户终端执行相应的节目信号处理。
7.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，信号处理单元包括内容主体识别模块，所述内容主体识别模块根据所述特征信息识别节目中音频信号所对应的内容主体并且在用户终端输出内容主体的对应信息。
8.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，内容主体的对应信息包括内容主体的描述信息、交互信息、销售信息或其它网络链接信息中的一种或多种。
9.根据权利要求6-8中任何一项所述的装置，其特征在于，所述音频信号包括数据位、用于对所述数据位进行行列奇偶校验的校验位、用于对所述数据位进行对角线校验的校验位，其中数据位包括特征信息。
10.根据权利要求9所述的装置，其特征在于，所述音频信号包括多组矩阵编码，各组矩阵编码A为(N+2)*(N+2)矩阵，N为自然数，其中表示数据位的部分为：
A[1，1]，A[1，2]，……A[1，N]；
A[2，1]，A[2，2]，……A[2，N]；
……
A[N，1]，A[N，2]，……A[N，N]，
而且，基于预定的奇校验或偶校验：
A[i,N+1]为第i行中A[i,1]至A[i,N]的行校验位，i＝1，……N；
A[N+1,j]为第j列中A[1,j]至A[N,j]的列校验位，j＝1，……N；
A[N+1,N+1]为A[N+1,1]至A[N+1,N]的行校验位；
A[i,0]为A[i,1]、A[i+1,2]、…A[i+j-1,j]、…A[i-1,N]形成的对角线的校验位的取反，行取值顺序为i,i+1,…,N,1,2,…i-1；列取值顺序为1，2，……N，
A[0,j]为A[1,j]、A[2,j-1]、…A[i,j-i+1]、…A[N,j+1]的组成的对角线的校验位的取反，行取值顺序为1，2，……N；列取值顺序为j,j-1,…,1,N,N-1,,…j+1，
A[0,0]为A[0,1]至A[0,N]的行校验位。
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