CN116033225A

CN116033225A - 基于机顶盒的数字信号处理方法、装置、设备及存储介质

Info

Publication number: CN116033225A
Application number: CN202310253146.6A
Authority: CN
Inventors: 刘庆海
Original assignee: Shenzhen Vipstech Co ltd
Current assignee: Shenzhen Vipstech Co ltd
Priority date: 2023-03-16
Filing date: 2023-03-16
Publication date: 2023-04-28

Abstract

本发明属于机顶盒信号处理技术领域，公开了一种基于机顶盒的数字信号处理方法、装置、设备及存储介质。本发明通过获取云端的电视信号，将电视信号按时序存放在信号缓冲区；根据时序提取信号缓冲区的电视信号，对电视信号进行预处理得到预处理电视信号；对预处理电视信号拆分得到视频信号与音频信号；根据视频信号进行视频帧处理得到中间帧，并将中间帧添加到视频信号中得到增强视频信号；对音频信号做音频滤波处理得到增强音频信号；将增强视频信号与增强音频信号传输至信号接收设备，使信号接收设备播放增强视频信号与增强音频信号对应的视频和音频，使电视信号能够适应信号处理的速度，并对电视信号进行增强，实现在带宽低的环境下正常播放。

Description

基于机顶盒的数字信号处理方法、装置、设备及存储介质

技术领域

本发明涉及机顶盒数据处理技术领域，尤其涉及一种基于机顶盒的数字信号处理方法、装置、设备及存储介质。

背景技术

随着人们物质生活逐渐丰富，人们的注意力更多的转向到娱乐活动上，随着网络电视资源的不断发展，在电视上观看网络电视资源的需求越来越大，但是在用网高峰期时或在网络覆盖环境不好的地区，网络链路上的可用宽带不稳定，进而使机顶盒在接收网络电视资源时会出现卡顿，进而使网络电视资源在播放时画面或声音不连贯，影响用户的使用体验。

上述内容仅用于辅助理解本发明的技术方案，并不代表承认上述内容是现有技术。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种基于机顶盒的数字信号处理方法、装置、设备及存储介质，旨在解决现有技术交互式机顶盒在带宽不稳定的情况下播放的画面或声音不连贯的技术问题。

为实现上述目的，本发明提供了一种基于机顶盒的数字信号处理方法，所述方法包括以下步骤：

获取云端的电视信号，将所述电视信号按照时序存放在信号缓冲区；

根据时序提取信号缓冲区的电视信号，对所述电视信号进行预处理，得到预处理电视信号；

对所述预处理电视信号拆分，得到视频信号与音频信号；

根据所述视频信号进行视频帧处理，得到中间帧，并将所述中间帧添加到所述视频信号中得到增强视频信号；

对所述音频信号做音频滤波处理，得到增强音频信号；

将所述增强视频信号与所述增强音频信号传输至信号接收设备，使所述信号接收设备播放所述增强视频信号与所述增强音频信号对应的视频和音频。

可选地，根据时序提取信号缓冲区的电视信号，对所述电视信号进行预处理，得到预处理电视信号，包括：

根据请求信号在信号缓冲区查找所述请求信号对应的电视信号；

读取所述电视信号的时序信息；

根据所述时序信息提取所述电视信号；

根据所述电视信号的信号频率确定采样频率，根据所述采样频率得到采样点；

根据所述采样点将所述电视信号切割为短序列信号；

对所述短序列信号根据预设处理策略进行划分，得到多个数据分组，并对所述多个数据分组按照所述预设处理策略划分，直至所述数据分组不可划分，得到原子数组；

根据所述预设处理策略对所述原子数组处理，得到预处理电视信号。

可选地，对所述预处理电视信号拆分，得到视频信号与音频信号，包括：

对所述预处理电视信号检测，根据信号标识所在位置提取所述预处理电视信号的信号标识；

将所述信号标识与预设信号标识比较，在所述信号标识与预设信号标识一致时，确定所述信号标识的类型，其中，所述预设信号标识至少包括预设视频信号标识与预设音频信号标识；

根据所述信号标识类型对所述预处理电视信号进行拆分，得到所述视频信号与音频信号。

可选地，根据所述视频信号进行视频帧处理，得到中间帧，并将所述中间帧添加到所述视频信号中得到增强视频信号，包括：

提取所述视频信号的帧数据；

对连续的所述帧数据中的像素值进行分析，确定对应像素值中的亮度与颜色；

根据所述亮度与颜色得到光流数据；

对所述光流数据卷积训练，得到训练后的光流数据；

获取连续两个帧数据的时间间隔，根据所述时间间隔与待添加中间帧的数量得到中间帧的插入位置；

根据所述插入位置与所述训练后的光流数据，生成与待添加中间帧数量一致的中间帧；

将所述中间帧按照所述中间帧的插入位置添加到所述视频信号中，得到增强视频信号。

可选地，所述对所述音频信号做音频滤波处理，得到增强音频信号，包括：

将所述音频信号分割为若干个音频小波；

根据预设尺度因子将所述音频小波与所述音频信号比较，得到小波系数；

根据所述小波系数对所述音频小波变换，得到增强音频小波；

在所述小波系数满足预设小波系数时，将所述增强音频小波组合得到增强音频信号；

在所述小波系数不满足预设小波系数时，改变平移因子，使所述音频小波沿时间轴位移，并重复根据预设尺度因子将所述音频小波与所述音频信号比较，得到小波系数的步骤，直至所述小波系数满足预设小波系数停止。

可选地，所述将所述增强视频信号与所述增强音频信号传输至信号接收设备之前，还包括：

根据所述增强视频信号与所述增强音频信号的对应关系，获取所述增强视频信号的时间基与所述增强音频信号的时间基；

将所述增强视频信号的时间基与所述增强音频信号的时间基比较，当所述增强视频信号的时间基与所述增强音频信号的时间基不满足预设对应关系时，根据所述增强视频信号的时间基与所述增强音频信号的时间基得到时间偏移；

根据预设校准策略确定参照信号，根据所述时间偏移确定校准量，根据所述参照信号确定偏移类型，根据所述偏移类型与所述校准量，校准所述增强视频信号或所述增强音频信号。

可选地，所述将所述增强视频信号与所述增强音频信号传输至信号接收设备，包括：

根据所述增强视频信号与所述增强音频信号得到所述增强视频信号与所述增强音频信号的电平信息；

确定所述电平信息的信号类型，根据所述电平信息的时序将所述电平信息替换为所述信号类型对应的频率，得微模拟信号；

将若干个所述微模拟信号按照所述电平信息的时序组合为模拟信号；

将所述增强视频模拟信号与所述增强音频模拟信号传输至信号接收设备。

此外，为实现上述目的，本发明还提出一种基于机顶盒的数字信号处理装置，所述基于机顶盒的数字信号处理装置包括：

信号获取模块，用于获取云端的电视信号，将所述电视信号按照时序存放在信号缓冲区；

预处理模块，用于根据时序提取信号缓冲区的电视信号，对所述电视信号进行预处理，得到预处理电视信号；

信号拆分模块，用于对所述预处理电视信号拆分，得到视频信号与音频信号；

视频信号增强模块，用于根据所述视频信号进行视频帧处理，得到中间帧，并将所述中间帧添加到所述视频信号中得到增强视频信号；

音频信号增强模块，用于对所述音频信号做音频滤波处理，得到增强音频信号；

信号发送模块，用于将所述增强视频信号与所述增强音频信号传输至信号接收设备，使所述信号接收设备播放所述增强视频信号与所述增强音频信号对应的视频和音频。

此外，为实现上述目的，本发明还提出一种基于机顶盒的数字信号处理设备，所述基于机顶盒的数字信号处理设备包括：存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的基于机顶盒的数字信号处理程序，所述基于机顶盒的数字信号处理程序配置为实现如上文所述的基于机顶盒的数字信号处理方法的步骤。

此外，为实现上述目的，本发明还提出一种存储介质，所述存储介质上存储有基于机顶盒的数字信号处理程序，所述基于机顶盒的数字信号处理程序被处理器执行时实现如上文所述的基于机顶盒的数字信号处理方法的步骤。

本发明通过获取云端的电视信号，将电视信号按照时序存放在信号缓冲区；根据时序提取信号缓冲区的电视信号，对电视信号进行预处理，得到预处理电视信号；对预处理电视信号拆分，得到视频信号与音频信号；根据视频信号进行视频帧处理，得到中间帧，并将中间帧添加到视频信号中得到增强视频信号；对音频信号做音频滤波处理，得到增强音频信号；将增强视频信号与增强音频信号传输至信号接收设备，使信号接收设备播放增强视频信号与增强音频信号对应的视频和音频，在机顶盒对电视信号进行处理之前将电视信号存放在信号缓冲区，并对信号缓冲区按照时序进行信号增强，并将增强后的电视信号发送至信号接收设备，使信号接受设备能够对所述增强的电视信号进行播放，实现了在带宽低的网络环境下能够使电视信号能够适应信号处理的速度，并对电视信号进行增强，实现在带宽低的环境下正常播放，提高了用户的使用体验。

附图说明

图1是本发明实施例方案涉及的硬件运行环境的基于机顶盒的数字信号处理设备的结构示意图;

图2为本发明基于机顶盒的数字信号处理方法第一实施例的流程示意图;

图3为本发明基于机顶盒的数字信号处理方法第二实施例的流程示意图；

图4为本发明基于机顶盒的数字信号处理方法一实施例的音频处理示意图；

图5为本发明基于机顶盒的数字信号处理装置第一实施例的结构框图。

本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。

具体实施方式

应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

参照图1，图1为本发明实施例方案涉及的硬件运行环境的基于机顶盒的数字信号处理设备结构示意图。

如图1所示，该基于机顶盒的数字信号处理设备可以包括：处理器1001，例如中央处理器（Central Processing Unit，CPU），通信总线1002、用户接口1003，网络接口1004，存储器1005。其中，通信总线1002用于实现这些组件之间的连接通信。用户接口1003可以包括显示屏（Display）、输入单元比如键盘（Keyboard），可选用户接口1003还可以包括标准的有线接口、无线接口。网络接口1004可选的可以包括标准的有线接口、无线接口（如无线保真（Wireless-Fidelity，Wi-Fi）接口）。存储器1005可以是高速的随机存取存储器（RandomAccess Memory，RAM）存储器，也可以是稳定的非易失性存储器（Non-Volatile Memory，NVM），例如磁盘存储器。存储器1005可选的还可以是独立于前述处理器1001的存储装置。

本领域技术人员可以理解，图1中示出的结构并不构成对基于机顶盒的数字信号处理设备的限定，可以包括比图示更多或更少的部件，或者组合某些部件，或者不同的部件布置。

如图1所示，作为一种存储介质的存储器1005中可以包括操作系统、网络通信模块、用户接口模块以及基于机顶盒的数字信号处理程序。

在图1所示的基于机顶盒的数字信号处理设备中，网络接口1004主要用于与网络服务器进行数据通信；用户接口1003主要用于与用户进行数据交互；本发明基于机顶盒的数字信号处理设备中的处理器1001、存储器1005可以设置在基于机顶盒的数字信号处理设备中，所述基于机顶盒的数字信号处理设备通过处理器1001调用存储器1005中存储的基于机顶盒的数字信号处理程序，并执行本发明实施例提供的基于机顶盒的数字信号处理方法。

本发明实施例提供了一种基于机顶盒的数字信号处理方法，参照图2，图2为本发明一种基于机顶盒的数字信号处理方法第一实施例的流程示意图。

本实施例中，所述基于机顶盒的数字信号处理方法包括以下步骤：

步骤S10：获取云端的电视信号，将所述电视信号按照时序存放在信号缓冲区。

需要说明的是，本实施例的执行主体是交互式机顶盒，其中，该交互式机顶盒具有数据信号处理，数据处理，数据通信及程序运行等功能。

可以理解的是，在交互式机顶盒的实际应用中，机顶盒除了要接收来自卫星的电视信号以外，还需要接收来自网络云端的电视信号，而在接收网络云端的电视信号时，传输方式通过互联网传输，因此容易受到带宽限速的影响，而交互式机顶盒在访问云端的电视信号时，通常是分多次获取云端的电视信号，即每一次只访问一部分，携带回一部分数据回交互式机顶盒，因此在获得完整电视信号的过程中会经过至少一次访问，而访问到云端的电视信号后，还需要通过宽带将电视信号传输到交互式机顶盒中，而这个过程持续时间相对较长，容易收到带宽影响，造成当上一个电视信号已经处理完成后，下一个电视信号还没有到达，会造成两段电视信号中出现空档期，容易造成电视信号播放卡顿，极大的影响使用体验。

应当理解的是，电视信号指的是云端的电视资源以及交互操作，其中电视资源与所述交互操作通过宽带以电视信号的方式向交互式机顶盒传输，在电视信号传输的过程中，可能会对电视信号采用分段发送的方式传输电视信号，因此，在交互式机顶盒接收到的电视信号的顺序并不是严格按照电视信号的先后顺序排列的，因此，在电视信号发送处理中，可以将分段的电视信号，根据处理的先后顺序为所述电视信号添加处理时间顺序，即时序，便于交互式机顶盒在接收到电视信号能够根据所述时序将所述电视信号重新排序，而信号缓冲区是用于暂时存储交互式机顶盒所接收到的电视信号的存储空间，所述信号缓冲区可以为内置或外接的数据存储介质，如SD卡，闪存卡，flash闪存等，本实施例对此不做限制。

在具体实现中，由于通常的网络电视的电视信号是分段获取，即将一个完整的电视信号分成若干个电视信号，并逐个获取，在当前所播放的电视信号的缓存即将播放完成时，会开始向云端请求下一阶段的电视信号，并通过交互式机顶盒对电视信号进行播放，在本实施例中，交互式机顶盒首先会生成电视信号请求信息，并持续向云端发送所述请求信息以尽可能获取到完整的电视信号，其中可以包括请求获得的网络资源信息，交互式机顶盒的IP地址等，当云端接收到交互式机顶盒的请求信息之后，能够对所接收到的请求信息进行分析处理，获得需要网络资源的的设备的IP地址信息以及所需要的网络资源，云端设备能够从众多网络资源中根据所述网络资源信息查找并获取到对应的网络资源，并将所述网络资源打包成电视信号，通过宽带以有线或无线的方式将所述网络信号传输至所述交互式机顶盒IP地址对应的交互式机顶盒。在对网络资源进行电视信号打包的过程中，可以将所述网络资源分割成多干个小的资源片段，并为每个资源片段添加正确的时序信息，并根据适当的压缩协议将所述各个资源片段进行压缩形成电视信号。另外，当交互式机顶盒向云端发送请求信息之后，云端可以对所述请求信息进行身份确认，判断当前的交互式机顶盒的IP地址是否可用，在IP地址可用的情况下同时也统计当前IP地址的访问频率，若同一个IP地址频繁访问云端时，可以对所述IP地址所对应的交互式机顶盒的功能进行适当限制，例如暂停向所述交互式机顶盒，并做出相应提示。

在交互式机顶盒接收到来自云端的电视信号时，可以对电视信号进行信号处理分析，从当前的电视信号中获取到所述电视信号的时序信息，并对所获取到的电视信号均进行相同操作，同时将所得到的时序信息进行排列，得到按照从前往后的排列顺序，并将所述时序信息对应的电视信号进行顺序排列存储在信号缓冲区内，同时对按照时序信息排列好电视信号进行检测，判断两个相邻的电视信号是否是连续的，此时也可以根据时序信息确定连续关系，若判断出两个相邻的电视信号中出现不连续的情况时，可以在现有的请求信息的基础上，根据所缺失的电视信号再次向云端发送请求信息，并优先安排缺失的电视信号进行传输，尽可能的较早补充信号缓冲区内的电视信号，能够保证即使在后期播放的过程中，即使网络带宽不高甚至断网，交互式机顶盒依旧能够对当前的电视信号完整的播放处理，能够保证在网络条件较好的情况下充分获取到云端的电视信号。

步骤S20：根据时序提取信号缓冲区的电视信号，对所述电视信号进行预处理，得到预处理电视信号。

需要说明的是，信号缓冲区中的数据是从云端传输至交互式机顶盒的，在数据传输的过程中以及对数据的压缩过程中，难免会出现干扰因素，例如磁场、电流等情况，会使电视信号中的部分数据产生偏差，致使后续显示过程会出现有噪点、杂音等恶劣情况出现，因此需要将信号缓冲区内的电视信号在播放前进行与处理，用于消除上述可能的情况影响电视信号的处理以及展现，而预处理电视信号指的是经过预处理操作后而得到的电视信号。

在具体实现中，当交互式机顶盒开始对云端传输的电视信号进行处理时，首先需要按照信号缓冲区内的时序信息将电视信号按照时间顺序提取出来，对所述电视信号进行解压缩处理，将所述电视信号还原成可识别处理的数字电视信号，在完成电视信号解压缩后，对所述解压缩后的数字电视信号可以先进行数据校验，判断当前的数字电视信号是否存在损坏，通过数字电视信号的校验码对数字电视信号进行校验，若在校验过程检测出当前数字电视信号存在异常时，可根据当前数字电视信号生成补发请求信息，向云端发送补发请求信息，使所述云端根据所述补发请求信息重新打包与所述补发请求信息对应的电视信号，并将补发的电视信号发送至交互式机顶盒，使所述交互式机顶盒将补发的电视信号替换所述数据存在异常的电视信号，在对电视信号校验完成后，可对所述电视信号进行信号降噪等操作，过滤掉数字信号中的噪音，使电视信号能够相对纯粹，避免在数据压缩、解压、传输的过程引入的噪音对数字信号中的内容产生不良影响。

步骤S30：对所述预处理电视信号拆分，得到视频信号与音频信号。

可以理解的是，在电视信号中，通常包括视频画面以及对应的音频，而在电视信号的传输过程中，视频信号与音频信号通常是一起发送的，由于视频信号与音频信号的进行处理时所采用的协议存在区别在对电视信号进行后续操作处理时，由于协议不同会对处理过程造成麻烦，影响处理效率，因此将所述预处理电视信号进行拆分，将预处理信号拆分为视频信号与音频信号。

在具体实现中，在对信号缓冲区的电视信号进行预处理得到预处理电视信号之后，由于预处理电视信号与电视信号相比具有更高的数据准确性以及更低的噪音，因此在进行信号处理时的效果会比原始的电视信号好，由于对电视信号进行了预处理，预处理电视信号中的数据特征会更加清楚，明显一些，因此可以对预处理数据进行特征识别，以电视信号为MP4格式为例进行说明，在MP4格式中，音频流与视频流具有明显的识别特征，在MP4结构体系中，hdlr字段中包含了该流为视频流还是音频流，因此在进行预处理电视信号拆分时，首先对预处理电视信号中的视频特征与音频特征进行标记，根据时序信息区分不同的电视信号，在一个电视信号的拆分过程中，首先将当前预处理电视信号的时序信息拷贝一份，并在所述视频特征或音频特征出将视频流与音频流断开，形成一段视频流与一段音频流，由于在一个预处理电视信号值仅存在一个时序信息，将视频流与音频流拆分之后，其中一个信号流具有当前预处理电视信号的时序信息，因此，可以将先前拷贝的时序信息添加到缺失时序信息的信号流上，添加的位置与在另一个信号流的位置一致，例如在进行拆分时，将预处理电视信号拆分为视频流与音频流，假设其中预处理电视信号的时序信息附加在视频流的头部，那么将拷贝的时序信息添加到音频信息的头部，将时序信息添加到同一位置，目的是便于确定视频流与音频流的对应关系，在经过拆分之后，可以将拆分后的视频流和音频流作为视频信号与音频信号，便于后续信号处理操作。

步骤S40：根据所述视频信号进行视频帧处理，得到中间帧，并将所述中间帧添加到所述视频信号中得到增强视频信号。

需要说明的是，中间帧并不是所述视频信号中的数据帧，而是通过对所述视频信号进行视频帧处理后生成的帧数据，增强视频信号指的是在所述视频信号上进行了视频帧上或其他方面进行相应增强后的视频信号。

在具体实现中，对所述预处理后的电视信号进行处理得到视频信号之后，可以对所述视频信号进行信号增强，由于为了使所述电视数据能够在网络环境较差的环境下很好的传输的电视信号，因此，在电视信号的压缩上，比通常形式的压缩程度会更大，进而会使部分数据存在丢失，为了保证在这种环境下，依旧能够使交互式机顶盒所播放的电视信号能够达到预期的效果，因此需要对所述视频信号进行增强处理，在对视频信号进行处理时，需要对视频信号中的数据帧进行处理，可以根据现有的帧数据，通过预测帧数据之间的虚拟帧，并将所述虚拟帧以中间帧的形式插入所述帧数据之间，或者是对所述帧数据中的视频压缩方式进行预测，例如在一个图中呈现出渐变色彩，在较为简单的压缩方式中，通常会将这一帧的色块数据进行压缩，例如一个由白到黑的渐变色彩区块，在压缩后会以一部分黑色一部分白色的方式存储，若不进行处理，则会呈现出两个对立的色块，而对所述视频信号处理，当遇到这一帧的数据时，可以根据所述两个色块的RGB数值，模拟预测出颜色的变化趋势，进而还原出真实的视频内容，在经过对所述视频信号中进行视频帧处理之后，能够根据得到的中间帧，将所述中间帧添加到所述视频信号中得到增强视频信号，这种方式能够使在低带宽的网络环境下，依旧能够有较高质量的视频内容。

步骤S50：对所述音频信号做音频滤波处理，得到增强音频信号。

在具体实现中，由于电视信号在传输过程中会对电视数据进行压缩，以及在传输过程中可能受到电流、磁场的作用，会对电视数据产生一些影响，产生一些噪音，因此对预处理电视信号进行拆分得到音频数据后，需要对所述音频数据进行滤波处理，尽可能去除音频数据中的噪音，并且对所述音频数据进行滤波操作，或是对所述音频信号进行音量增强，倍速处理等进行对音频信号进行降噪，音量增强或变换倍速。在处理过程中，需要对音频数据的频谱进行变换，在进行音频滤波处理时，需要将所述音频信号的频谱提取出来，根据所述频谱信息得到预处理后的音频频谱，根据语音信号的声学方面知识或是将利用线性预测编码（Linear predictive coding，LPC）或高斯混合模型（Gauussian mixture model，GMM）等方式对音频信号进行处理得到增强音频信号。

步骤S60：将所述增强视频信号与所述增强音频信号传输至信号接收设备，使所述信号接收设备播放所述增强视频信号与所述增强音频信号对应的视频和音频。

需要说明的是，所述信号接收设备指的是可以接收所述增强视频信号与所述增强音频信号的设备，包括但不限于电视机，显示屏，音响等设备。

在具体实现中，所述交互式机顶盒可以与至少一个所述信号接收设备连接，所述交互式机顶盒能够根据所连接的信号接收设备的数量以及类型确定将所述增强视频信号与增强音频信号的数量，并根据所连接的信号接收设备的信号处理类型将对应的增强信号发送到所述信号接收设备。

例如，交互式机顶盒与一个带有声音播放功能的电视机以及一个外接音响连接，此时交互式机顶盒能够根据所连接的电视机与音响的数量确定需要将何种信号发送至何种设备，在当前举例的情况中，该交互式机顶盒将增强视频信号发送至电视机，使电视机根据所述增强视频信号显示图像，交互式机顶盒将增强音频信号发送至电视机以及音响，在所述电视机或音响接收到对应的增强视频信号或增强音频信号，可以根据所述增强视频信号或增强音频信号进行视频及音频的播放。

本实施例通过获取云端的电视信号，将电视信号按照时序存放在信号缓冲区；根据时序提取信号缓冲区的电视信号，对电视信号进行预处理，得到预处理电视信号；对预处理电视信号拆分，得到视频信号与音频信号；根据视频信号进行视频帧处理，得到中间帧，并将中间帧添加到视频信号中得到增强视频信号；对音频信号做音频滤波处理，得到增强音频信号；将增强视频信号与增强音频信号传输至信号接收设备，使信号接收设备播放增强视频信号与增强音频信号对应的视频和音频，在机顶盒对电视信号进行处理之前将电视信号存放在信号缓冲区，并对信号缓冲区按照时序进行信号增强，并将增强后的电视信号发送至信号接收设备，使信号接受设备能够对所述增强的电视信号进行播放，实现了在带宽低的网络环境下能够使电视信号能够适应信号处理的速度，并对电视信号进行增强，实现在带宽低的环境下正常播放，提高了用户的使用体验。

参考图3，图3为本发明一种基于机顶盒的数字信号处理方法第二实施例的流程示意图。

基于上述第一实施例，本实施例基于机顶盒的数字信号处理方法在所述步骤S20，还包括：

步骤S201：根据请求信号在信号缓冲区查找所述请求信号对应的电视信号。

步骤S202：读取所述电视信号的时序信息。

步骤S203：根据所述时序信息提取所述电视信号。

步骤S204：根据所述电视信号的信号频率确定采样频率，根据所述采样频率得到采样点。

步骤S205：根据所述采样点将所述电视信号切割为短序列信号。

步骤S206：对所述短序列信号根据预设处理策略进行划分，得到多个数据分组，并对所述多个数据分组按照所述预设处理策略划分，直至所述数据分组不可划分，得到原子数组。

步骤S207：根据所述预设处理策略对所述原子数组处理，得到预处理电视信号。

需要说明的是，在所述电视信号生成时，会将原本需要传输的数据进行切割成若干个小段数据，而所述若干个小段数据在逻辑上存在先后顺序，因此在进行电视信号打包时，需要为所述若干个小段数据添加对应的先后顺序，所述小段数据的先后关系即为所述时序信息。

可以理解的是，采样频率所代表的是对电视信号进行信号采样时每秒钟所采集的点数，而采样点则为采样的位置，所述短序列信号指的是在所述采样周期内中所包含的数据。

应当理解的是，所述预设处理策略指的是对所述短序列数据划分的方法，也可以理解为按照预设的处理方式对所述短序列数据进行处理，原子数组指的是对所述短序列数据进行划分之后，所得到的最小分组，无法再与其他数据之间进行划分。

在具体实现中，在交互式机顶盒与云端之间进行网络数据通信时，所述交互式机顶盒可以向所述云端发送请求信息，所述云端可以根据所述请求信息生成对应的电视信号，若所述云端在生成并发送某个电视信号后时，在这个过程中又收到了请求信息，可以根据所述请求信息确定出交互式机顶盒的需求，若交互式机顶盒取消了上一请求信息中请求的数据时，所述云端可以停止当前电视信号的生成与发送，若交互式机顶盒在请求另一个资源信息时，可以根据所述资源信息的标签如ID等，得到对应的资源信息，并将所属资源信息进行打包，并发送给所述交互式机顶盒。对于交互式机顶盒而言，交互式机顶盒在接收到所述云端发送的电视信号后，需要将所述接收到的电视信号存放在信号缓冲区，所述信号缓冲区内可以暂存至少一组电视信号，在交互式机顶盒接收并存放电视信号时，可以先对所述电视信号类型进行判断，是否是已经存放在信号缓冲区该类型的电视信号，若还没有存放在所述信号缓冲区内的电视信号的类型，那么从所述信号缓冲区内新开辟一块存储空间用于存放当前接收的电视信号。

由于电视信号是在云端生成，在云端生成电视信号时，会将原本完整的数据分段，得到多干个小段数据，而所述小段数据之间为了能够实现原来的数据表达，因此需要按照数据的处理逻辑将所述小段数据赋予时序信息，所述时序信息可以包括为数据引用关系，也可以根据执行序号进行表示，本实施例对此不做限制。

交互式机顶盒在进行电视播放时，能够生成要播放的电视信号的请求信号，其中所述请求信号包括电视信号的类型，因此在交互式机顶盒在进行电视信号请求时，可以先向所述信号缓冲区查找，确定信号缓冲区内是否存在对应的电视信号，若信号缓冲区内没有对应的电视信号时，再将所述请求信息发送至所述云端。在信号缓冲区内查找到对应的电视信号时，可以根据所述电视信号的标签与请求信号中对应的资源进行匹配，根据所述匹配结果进行确定，若匹配成功，可以从所述信号缓冲区内读取所述电视信号。信号缓冲区在接收到电视信号时，可以根据所述电视信号生成目录信息，其中所述目录信息可以包括电视信号的资源标签，资源完整度等信息。

在交互式机顶盒获取到所述电视信号后，可以读取所述电视信号的时序信息，根据所述时序信息对应的顺序提取出所述电视信号，此时所述电视信号时成段的，在得到电视信号时，可以先对所述电视信号进行读频，得到所述电视信号的频率，根据奈奎斯特采样定理可知，采样频率必须大于被测信号感兴趣最高频率分量的两倍，因此在确定出采样频率时，可以将所述采样频率确定为所述电视信号的频率的两倍，并且，在得到所述采样频率后，能够所述采样频率确定出采样点。

在根据所述采样频率与采样点进行采样时，所处采样点将所述电视信号切割为若干个长度较短的短序列信号，在每个短序列信号中，根据快速傅里叶算法（fast Fouriertransform，FFT）按照奇偶分组的方式将所述各个短序列信号将所述短序列信号进行分组，例如一组长度为16位的短序列信号，在经过第一次切割时，会得到两个长度为8位的数据分组，其中第一个数据分组都是在短序列信号中偶数位上的数据，而另一个数据分组中的数据都是在短序列信号中奇数位上的数据，而经过一次切割后，所得到的两个数据分组均可再次分割，按照相同的方式将所有的数据分组按照相同的处理方式进行处理，直至所有的数据分组中只包括一位数据的原子数组，此时所得到的数据为短序列数据中数据的相反排列，再讲所述得到的数据顺序置换，就能够得到预处理电视信号。

进一步地，为了对便于增强电视信号，可以将所述电视信号拆分，得到视频信号与音频信号，还包括以下步骤：

需要说明的是，所述信号标识是用于标记当前数据信息是属于什么类型的，其中所述信号标识可以包括视频信号标识与音频信号标识等，在电视信号中以一段特殊的编码添加在对应的数字信号中，预设信号标识是与所述信号标识对应的，预设信号标识是用于确定当前数据类型的，预设信号数据中包含所述信号标识与信号标识对应的类型的对应关系。

在具体实现中，交互式机顶盒能够对当前的预处理电视信号的信号标识进行检测，根据信号标识所在的位置，从预处理电视数据中提取出信号标识，将所述标识与预设与预设信号标识比较，由于预设视频信号标识与预设音频信号标识具有特殊的编码，因此在所述信号标识与所述预设信号标识一致时，根据预设信号标识与信号类型之间的对应关系得到当前预处理电视信号中这一段数据的数据类型，在一个预处理电视信号中，至少包括一个视频信号或音频信号。当确定了当前预处理电视信号中所包括的信号类型时，可以对类型数量进行判断，若存在两个或两个以上的信号类型时，根据预处理电视信号内的信号类型数量拷贝时序信息，并将拷贝的时序信息分别添加到所述个信号类型的数据的指定位置，其中可以包括数据头部或数据尾部，在所有时序信息添加完成后，可以根据信号类型将不同的信号进行拆分，得到视频信号与音频信号。

进一步地，为了实现对所述视频信号增强，还包括以下步骤：

提取所述视频信号的帧数据；

根据所述亮度与颜色得到光流数据；

对所述光流数据卷积训练，得到训练后的光流数据；

需要说明的是，视频信号包括视频流，而视频流是由多个帧数据组合而形成的，在进行视频信号增强时，需要对视频信号的帧数据进行处理，光流数据指的是在视频信号中，用于表示在这个视频中，光线的流动方向以及路径，中间帧指的是在现有的帧数据的基础上，用于丰富视频流的完整度，优化帧与帧之间的流程度。

在具体实现中，对所述视频信号进行遍历，确定所有帧数据的标识信息，根据所述标识信息提取出所述视频信号的帧数据，并将所有的帧数据按照实现顺序连续排列，由于在带宽低的网络环境下传输数据，在发送数据时会对信号进行压缩，相应的数据也会进行一定程度上的压缩，因此会导致视频的帧数降低，因此，需要对当前视频添加一定量的中间帧，添加的中间帧根据初始帧与目标帧确定，若初始为16帧，目标32帧，则需要在每两帧之间添加1帧，若初始为16帧，目标64帧，则需要在每两帧之间添加2帧。在添加中间帧之前需要对得到中间帧，因此首先需要根据根据提取出的帧数据得到帧数据中的像素值，根据当前的像素值提取出当前像素值所包含的亮度值以及颜色的RGB值，当对当前帧的所有像素值的亮度与颜色数据提取后，能够根据相邻的两帧数据能够得到每两帧数据中的亮度变化以及颜色的变化，例如，假设当前的一帧的图像为I（x,y,z），移动之后的图像是I(x+δx,y+δy,z+δz,t+δt)，移动前的图像与移动后的图像应当满足

其中t表示时间，在计算光流数据时，若出现较大位移的问题时，需要将多个帧数据形成多层图像缩放金字塔上进行求解，将每一层的求解结果乘以2之后加到下一层。在对光线强弱变化上，可以根据像素块的颜色的灰度值以及灰度值的变化可以确定光线强弱的变化，并能够根据光线的变化值与图像的变化，通过卷积神经网络，将所述光线变化值与所述图像的变化值作为神经网络的输入，将所述输入值通过神经网络中的卷积层，并选取合适的步长，以及通过设定的权重对所述输入值进行卷积，在卷积层中，可以适当添加池化层，对数据体的空间尺寸进行限制，降低网络中的参数数量，防止过拟合，经过多次卷积训练，将所述训练后的数据作为光流数据。

在得到光流数据之后，能够根据两帧数据之间的时间间隔，以及待添加的中间帧数据，可以确定中间帧的插入位置，例如两帧数据之间的时间间隔为1/24秒，在每两帧中间添加1帧，即在当前帧过后的1/48秒处填加一帧中间帧。在确定了插入的位置之后，能够根据这两帧数据的光流数据，根据所述插入中间帧的位置，生成中间帧，例如确定在两帧之间添加一个中间帧时，此时，可以将所述两帧数据的光流数据得到中间帧的结果，由于是在两帧数据之间插入，为了便于生成中间帧，可以选择光流数据的中间值作为这两帧数据之间的中间过程图像，也就是中间帧，按照相同的方法，在当前视频信号中在所有的帧数据之间均插入中间帧，得到增强视频信号。除此之外，交互式机顶盒还能够对所述视频信号的进行相位变换以及频率变换，实现对视频信号进行变速处理。

进一步地，为了对音频信号进行增强处理，还包括步骤：

将所述音频信号分割为若干个音频小波；

在所述小波系数不满足预设小波系数时，改变平移因子，使所述音频小波沿时间轴位移，并重复根据预设尺度因子将所述音频小波与所述音频信号比较，得到小波系数的步骤，直至所述小波系数满足预设小波系数。

需要说明的是，音频小波是在对所述音频信号进行分割之后所得到的音频信号片段，在进行切割音频信号得到音频小波时，可以根据按照多贝西小波或近似对称的紧支集正交小波进行选择，或选择其他小波类型，本实施例对此不做限制，小波系数指的是对给定信号进行小波变换时，音频小波与原信号相似的系数。

在具体实现中，参照图4，图4为音频处理示意图。首先将所述音频信号遍历一遍，确定所述音频信号的音频频谱，本实施例以多贝西小波为小波基进行说明，首先根据所述多贝西小波函数作为当前的小波基函数，将所述尺度因子固定，并将当前的音频信号的音频小波进行比较，在这个过程中，可以分多路同时将多个音频小波与多贝西小波进行比较，从而提升处理速度，在比较之后，可以根据连续小波变换计算出当前的小波系数，

其中，a为平移因子，b为伸缩因子，小波函数Ψ(t)和尺度函数φ(t)中的支撑区为2N-1，Ψ(t)的消失矩为N。

根据上述公式计算出当前的小波系数，在计算出当前的小波系数之后，可以改变平移因子，使所述小波沿着时间轴位置，并重复上述步骤完成一次分析为止，得到增强音频小波，在得到增强音频小波之后，将所述小波系数与预设小波系数比较，在所述小波系数满足预设小波系数时，将所述增强音频小波组合得到增强音频信号，在所述小波系数不满足预设小波系数时，改变平移因子，使所述音频小波沿时间轴位移，并重复根据预设尺度因子将所述音频小波与所述音频信号比较，得到小波系数的步骤，直至所述小波系数满足预设小波系数。

进一步地，为了将增强音频信号与增强视频信号在传输之前进行时间校准，还包括：

需要说明的是，所述增强视频信号与所述增强音频信号之间存在对应关系，所述对应关系包含在所述增强视频信号与所述增强音频信号中，可以对所述所述增强视频信号与所述增强音频信号进行分析，得到所述增强视频信号与所述增强音频信号的对应关系，并根据所述所述增强视频信号与所述增强音频信号获取所述增强视频信号与所述增强音频信号的时间基，所述时间基指的是所述增强视频信号与所述增强音频信号的时间信息。

在具体实现中，首先对所述增强视频信号与所述增强音频信号进行信号分析，从所述增强视频信号与所述增强音频信号中提取出所述增强视频信号与所述增强音频信号的对应关系，根据所述对应关系，获取所述增强视频信号与所述增强音频信号的时间基。然后，根据所述增强视频信号与所述增强音频信号的时间基与所述预设的对应关系进行比较，例如所述增强视频信号与所述增强音频信号时间基之间的关系为所述增强视频信号在所述增强音频信号0.02s前，而预设的对应关系为所述增强视频信号与所述增强音频信号时间基之间相差时间不大于0.01秒，因此可以得出当前的所述增强视频信号的时间基与所述增强音频信号的时间基不满足预设对应关系，因此需要确定出所述增强视频信号的时间基与所述增强音频信号时间基的时间偏移，在计算时间基的时间偏移时，为了保证纠正后的时间基能够尽可能的保证对应，因此需要将所述时间基保证完全对应，即达到理想情况下的0偏移，因此，需要将根据所述增强视频信号的时间基与所述增强音频信号的时间基只差0.02秒作为时间偏移，进行校准。再进行校准前，需要确定校准的参照信号为增强视频信号还是增强音频信号，假设当前的参照信号为增强视频信号，而当前的增强视频信号在增强音频信号之前，所以需要对增强音频信号进行校准，由于增强音频信号在增强视频信号之后，在校准时需要将增强音频信号前移，因此可以确定出增强音频信号的校准量为+0.02秒，其中“+”表示向前校准，若为“-”，则表示向后校准，例如当参照信号为增强音频信号时，就需要将所述增强视频信号后移0.02秒，即校准量为-0.02秒。在得到校准量之后，根据所述校准量对所述增强视频信号或所述增强音频信号进行校准，保证信号之间的时间关系保持正常，避免视听感觉上的不佳体验。

进一步地，为了将所述增强视频信号与所述增强音频信号传输至信号接收设备，还包括：

需要说明的是，电平信息指的是所述增强视频信号与所述增强音频信号的数字编码信息，其中所述信号类型是在所述数字编码中用于表示信号类型的量。

在具体实现中，对所述增强视频信号与所述增强音频信号进行识别分析，确定所述增强视频信号与所述增强音频信号的由二进制数字编码组成的电平信息，由于数据类型以及所代表的信号类型均转变成为了二进制数据，因此需要从所述二进制数据中查找对应的信号类型标识，并与预设的信号类型编码对比，进而确定当前电平信息的类型，在确定电平信息的类型之后，根据所述电平信息的信号类型，以及电平信息中的时序，将所述增强视频信号与所述增强音频信号中的二进制编码按照位数进行按权相加，得到所述增强视频信号与所述增强音频信号的数字编码对应的模拟量，进而得到微模拟信号，在得到后续的微模拟信号后，能够根据原来的时序进行组合，进而得到模拟信号，并将所属模拟信号传输至与交互式机顶盒相连接的电视机、显示器、音响等信号接收设备。

本实施例通过对云端传输的电视信号通过快速傅里叶算法将得到的电视信号进行滤波处理，过滤传输过程中产生的噪音，在对电视信号进行预处理之后，在对预处理信号根据信号类型不同进行拆分处理，对视频信号通过插入中间帧的方式增强电视信号的画面流畅感，对音频信号进行小波变换，将音频在压缩过程中衍生的杂音进行清除，得到与云端画质、音质相近的视频音频信号，除此之外，为了避免产生视听之间存在时间差的问题存在，在进行信号传输之前还将增强之后的音频信号与增强后的视频信号进行时间上的校正，保证两个信号之间没有时间差，而在传输至信号接收设备之前将数字信号转变为模拟信号，保证精准的分辨率，尽可能逼近真实描述。

此外，本发明实施例还提出一种存储介质，所述存储介质上存储有基于机顶盒的数字信号处理程序，所述基于机顶盒的数字信号处理程序被处理器执行时实现如上文所述的基于机顶盒的数字信号处理方法的步骤。

参照图5，图5为本发明基于机顶盒的数字信号处理装置第一实施例的结构框图。

如图5所示，本发明实施例提出的基于机顶盒的数字信号处理装置包括：

信号获取模块10，用于获取云端的电视信号，将所述电视信号按照时序存放在信号缓冲区；

预处理模块20，用于根据时序提取信号缓冲区的电视信号，对所述电视信号进行预处理，得到预处理电视信号；

信号拆分模块30，用于对所述预处理电视信号拆分，得到视频信号与音频信号；

视频信号增强模块40，用于根据所述视频信号进行视频帧处理，得到中间帧，并将所述中间帧添加到所述视频信号中得到增强视频信号；

音频信号增强模块50，用于对所述音频信号做音频滤波处理，得到增强音频信号；

信号发送模块60，用于将所述增强视频信号与所述增强音频信号传输至信号接收设备，使所述信号接收设备播放所述增强视频信号与所述增强音频信号对应的视频和音频。

在一实施例中，所述预处理模块20，还用于根据请求信号在信号缓冲区查找所述请求信号对应的电视信号；读取所述电视信号的时序信息；根据所述时序信息提取所述电视信号；根据所述电视信号的信号频率确定采样频率，根据所述采样频率得到采样点；根据所述采样点将所述电视信号切割为短序列信号；对所述短序列信号根据预设处理策略进行划分，得到多个数据分组，并对所述多个数据分组按照所述预设处理策略划分，直至所述数据分组不可划分，得到原子数组；根据所述预设处理策略对所述原子数组处理，得到预处理电视信号。

在一实施例中，所述信号拆分模块30，还用于对所述预处理电视信号检测，根据信号标识所在位置提取所述预处理电视信号的信号标识；将所述信号标识与预设信号标识比较，在所述信号标识与预设信号标识一致时，确定所述信号标识的类型，其中，所述预设信号标识至少包括预设视频信号标识与预设音频信号标识；根据所述信号标识类型对所述预处理电视信号进行拆分，得到所述视频信号与音频信号。

在一实施例中，所述视频信号增强模块40，还用于提取所述视频信号的帧数据；

对连续的所述帧数据中的像素值进行分析，确定对应像素值中的亮度与颜色；根据所述亮度与颜色得到光流数据；对所述光流数据卷积训练，得到训练后的光流数据；获取连续两个帧数据的时间间隔，根据所述时间间隔与待添加中间帧的数量得到中间帧的插入位置；根据所述插入位置与所述训练后的光流数据，生成与待添加中间帧数量一致的中间帧；将所述中间帧按照所述中间帧的插入位置添加到所述视频信号中，得到增强视频信号。

在一实施例中，所述音频信号增强模块50，还用于将所述音频信号分割为若干个音频小波；根据预设尺度因子将所述音频小波与所述音频信号比较，得到小波系数；根据所述小波系数对所述音频小波变换，得到增强音频小波；在所述小波系数满足预设小波系数时，将所述增强音频小波组合得到增强音频信号；

在一实施例中，所述信号发送模块60，还用于根据所述增强视频信号与所述增强音频信号的对应关系，获取所述增强视频信号的时间基与所述增强音频信号的时间基；将所述增强视频信号的时间基与所述增强音频信号的时间基比较，当所述增强视频信号的时间基与所述增强音频信号的时间基不满足预设对应关系时，根据所述增强视频信号的时间基与所述增强音频信号的时间基得到时间偏移；根据预设校准策略确定参照信号，根据所述时间偏移确定校准量，根据所述参照信号确定偏移类型，根据所述偏移类型与所述校准量，校准所述增强视频信号或所述增强音频信号。

在一实施例中，所述信号发送模块60，还用于根据所述增强视频信号与所述增强音频信号得到所述增强视频信号与所述增强音频信号的电平信息；确定所述电平信息的信号类型，根据所述电平信息的时序将所述电平信息替换为所述信号类型对应的频率，得微模拟信号；将若干个所述微模拟信号按照所述电平信息的时序组合为模拟信号；将所述增强视频模拟信号与所述增强音频模拟信号传输至信号接收设备。

应当理解的是，以上仅为举例说明，对本发明的技术方案并不构成任何限定，在具体应用中，本领域的技术人员可以根据需要进行设置，本发明对此不做限制。

需要说明的是，以上所描述的工作流程仅仅是示意性的，并不对本发明的保护范围构成限定，在实际应用中，本领域的技术人员可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部来实现本实施例方案的目的，此处不做限制。

此外，需要说明的是，在本文中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者系统不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者系统所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括该要素的过程、方法、物品或者系统中还存在另外的相同要素。

上述本发明实施例序号仅仅为了描述，不代表实施例的优劣。

通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到上述实施例方法可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现，当然也可以通过硬件，但很多情况下前者是更佳的实施方式。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质（如只读存储器（Read Only Memory，ROM）/RAM、磁碟、光盘）中，包括若干指令用以使得一台终端设备（可以是手机，计算机，服务器，或者网络设备等）执行本发明各个实施例所述的方法。

以上仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims

1.一种基于机顶盒的数字信号处理方法，其特征在于，所述基于机顶盒的数字信号处理方法包括：

对所述预处理电视信号拆分，得到视频信号与音频信号；

对所述音频信号做音频滤波处理，得到增强音频信号；

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据时序提取信号缓冲区的电视信号，对所述电视信号进行预处理，得到预处理电视信号，包括：

读取所述电视信号的时序信息；

根据所述时序信息提取所述电视信号；

根据所述采样点将所述电视信号切割为短序列信号；

3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述对所述预处理电视信号拆分，得到视频信号与音频信号，包括：

4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述视频信号进行视频帧处理，得到中间帧，并将所述中间帧添加到所述视频信号中得到增强视频信号，包括：

提取所述视频信号的帧数据；

根据所述亮度与颜色得到光流数据；

对所述光流数据卷积训练，得到训练后的光流数据；

5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述对所述音频信号做音频滤波处理，得到增强音频信号，包括：

将所述音频信号分割为若干个音频小波；

6.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述将所述增强视频信号与所述增强音频信号传输至信号接收设备之前，还包括：

7.如权利要求1至6中任一项所述的方法，其特征在于，所述将所述增强视频信号与所述增强音频信号传输至信号接收设备，包括：

8.一种基于机顶盒的数字信号处理装置，其特征在于，所述基于机顶盒的数字信号处理装置包括：

9.一种基于机顶盒的数字信号处理设备，其特征在于，所述设备包括：存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的基于机顶盒的数字信号处理程序，所述基于机顶盒的数字信号处理程序配置为实现如权利要求1至7中任一项所述的基于机顶盒的数字信号处理方法的步骤。

10.一种存储介质，其特征在于，所述存储介质上存储有基于机顶盒的数字信号处理程序，所述基于机顶盒的数字信号处理程序被处理器执行时实现如权利要求1至7任一项所述的基于机顶盒的数字信号处理方法的步骤。