CN101004941B - 内容再现系统、内容再现方法和数据再现设备 - Google Patents

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Abstract

提供了一种内容再现系统，该系统具有通过用于传送内容数据的传送路径彼此连接的第一装置和第二装置。第一装置包括输出单元、以及被配置成以传送速率输出从输出单元输出的内容数据的输出控制单元。第二装置包括：输入单元；存储单元，它被配置成存储由输入单元输入的内容数据；传送速率控制单元，它被配置成根据存储在存储单元中的内容数据量控制传送速率；再现时钟发生单元，它被配置成产生用于再现内容数据的再现时钟；以及再现单元，它被配置成基于由再现时钟生成单元产生的再现时钟从存储单元读出内容数据、并再现内容数据。

Description

内容再现系统、内容再现方法和数据再现设备
相关申请的交叉引用 
本发明包含2006年1月18日提交给日本特许厅的JP2006-010275号日本专利申请的有关主题，其全部内容通过引用结合于此。 
技术领域
本发明涉及用HDMI(高清晰度多媒体接口)或IEEE(电气和电子工程师协会)1394连接来输入/输出内容信号、并再现内容的内容再现系统和内容再现方法。 
背景技术
用于输出声音的系统是公知的。在这种公知系统中，输出内容信号的源装置和接收内容信号的宿装置通过HDMI和IEEE1394连接相连，并且声音从连接于宿装置的扬声器等输出(例如参阅日本特开2003-109298号公报以及日本特开2003-272301号公报)。 
例如，如图1所示，宿装置102将从例如音频播放器的源装置101接收到的音频信号存储到环形缓冲区103中。当再现音频信号时，控制器104基于音频信号的传送速率产生PLL(锁相环)105中的再现时钟，并基于再现时钟从环形缓冲区103中读出音频信号。 
发明内容
然而，这种再现时钟与音频信号传送用的传送时钟同步产生，并且实质上包含抖动分量。这造成准确再现音频信号的困难。 
本发明是鉴于上述情形作出的。因此，需要一种以高音质再现诸如音乐和视频的内容的内容再现系统和内容再现方法。 
根据本发明的一个方面，提供了一种内容再现系统，该系统具有通过传送内容数据用的传送路径彼此连接的第一装置和第二装置。第一装置包括：输出装置，它被配置成通过传送路径输出内容数据；以及输出控制装置，它被配置成以第二装置所请求的传送速率将从该输出装置输出的内容数据输出。第二装置包括：输入装置，它被配置成将通过传送路径从输出装置发送的内容数据输入；存储装置，它被配置成存储由输入装置输入的内容数据；传送速率控制装置，它被配置成根据存储在存储装置中的内容数据量来控制传送速率；再现时钟发生装置，它被配置成产生再现内容数据用的再现时钟；以及再现装置，它被配置成基于由再现时钟发生装置产生的再现时钟从存储装置读出内容数据并再现内容数据。 
根据本发明的另一方面，提供了一种用于内容再现系统的内容再现方法，该内容再现系统具有通过传送内容数据用的传送路径连接的第一装置和第二装置。该内容数据再现方法包括以下步骤：使第一装置以根据设置于第二装置的存储装置中所存储的内容数据量请求的传送速率输出内容数据；并使第二装置产生用于再现从第一装置输出的内容数据的再现时钟，并基于再现时钟从存储装置读出内容数据以再现内容数据。 
根据本发明的又一方面，通过传送路径连接于第一装置从而以预定传送速率传送内容数据的数据再现装置包括：传送和接收装置，它被配置成通过连接于第一装置的传送路径接收数据并传送一命令；缓存装置，它被配置成暂存从第一装置传送并由传送和接收装置接收的数据；数据再现装置，它被配置成以预定读取速率读出存储在缓存装置中的数据；存储量检测装置，它被配置成检测暂存于缓存装置中的数据量；比较装置，它被配置成将由存储量检测装置检测到的数据存储量与第一预定阈值以及第二预定阈值比较；以及控制装置，它被配置成基于由比较装置进行的比较的结果执行控制，以将指示数据传送速率的改变的命令从传送和接收装置传送到第一装置。 
附图说明
图1示出一种公知的内容再现系统； 
图2示出根据一实施例的内容再现系统； 
图3示出HDMI端子； 
图4是示意形地示出音频信号再现操作的框图； 
图5是示出音频信号传送速率的控制操作的一个例子的流程图； 
图6是示出其中连接有多个视频/音频传送和/或再现装置的内容再现系统； 
图7示出静音控制时信号的传送/接收； 
图8示出音频信号的传送速率的控制操作的另一个例子； 
图9示出根据一个实施例的内容再现系统； 
图10示出一个分组的内容； 
图11A示出从缓冲区读出数据的速率与从源装置传送数据的速率之间的关系； 
图11B示出存储在缓冲区中的数据量的变化。 
具体实施方式
下面将参照附图对本发明的各个较佳实施例进行详细说明。作为本发明一实施例的示例描述的内容再现系统包括：诸如DVD(数字多功能盘)播放器的源装置，用于输出包括音频信号和视频信号的内容信号；以及诸如AV放大器的宿装置，用来输入内容信号。源装置和宿装置通过例如HDMI电缆和IEEE 1394电缆的传送电缆连接。 
第一实施例 
参阅图2，示出了根据本实施例的内容再现系统10。内容再现系统10包括用于输出音频信号的例如DVD播放器的源装置11、以及例如AV放大器的宿装置12。源装置11和宿装置12通过HDMI缆线13相连。 
源装置11包括：信号读取单元112，用于控制通过HDMI缆线13进行的音频信号传送的控制器113以及HDMI端子114。 
盘111可以是例如其上音频数据被记录为凹坑(pit)和平面(land)的光盘。信号读取单元112例如用光拾取器以光学方式读出记录在盘111 上的音频信号。控制器113根据从宿装置12发出的请求而控制传送音频信号的传送速率，这将在下面进行说明。 
如图3所示，HDMI端子114具有19个引脚，并与HDMI缆线13的端子相连。HDMI基于TMDS(最小化传送差分信令)技术，与DVI(数字图像接口)相似，并包括三条TMDS数据路径和一条TMDS时钟传送路径。图3中所示的CEC(消费电子控制)信号是一控制信号。DDC(显示数据信道)信号包含DDC时钟信息和DDC数据，并用来传送显示信息(DDC)。图3所示的+5V功率信号和热插拔检测信号是指示源装置11和宿装置112之间连接状态的电平信号。例如，当激活源装置11时，+5V功率信号变为高电平。另外，当+5V功率信号被输入到宿装置12、并且源装置11和宿装置12相连时，热插拔检测信号变为高电平。HDMI电缆13还具有多条SCL(串行时钟)和SDA(串行数据)线、备用线和屏蔽(GND)线。 
宿装置12包括：HDMI端子121；用于暂存音乐的环形缓冲区122；用于处理音乐信号的DSP(数字信号处理器)123；用于放大音乐信号的放大器124；根据存储在环形缓冲区122中的数据量控制传送速率、并控制宿装置12各部件的控制器125；以及振荡器126。 
HDMI端子121的配置与上述源装置11的HDMI端子114相似。环形缓冲区122可以是诸如FIFO(先入先出)的存储器，用于暂存音乐信号。DSP 123对音乐信号执行处理使其成为5.1声道音频信号和7.1声道音频信号。放大器124放大由DSP123处理的信号。所放大的音频信号被输出到扬声器127以便于声音输出。控制器125根据存储在环形缓冲区122中的数据量控制传送速率，并还基于振荡器126的时钟控制再现。 
图4是示意性地示出由上述内容再现系统10执行的音频再现操作的框图。图4所示的HDMI接收单元33与图2所示的宿装置12的HDMI端子121和控制器125相对应。另外，FIFO34与环形缓冲区122相对应，并且音频处理单元35与DSP 123、放大器124、控制器125和振荡器126相对应。 
与源装置11相对应的视频/音频传送装置31通过HDMI的TMDS数据路径传送音频信号、并用TMDS时钟传送路径传送与传送速率同步的时钟1。 
与宿装置12对应的视频/音频传送和接收装置32用HDMI接收单元33接收音频信号和时钟1。视频/音频传送和接收装置32将音频信号存储到FIFO 34中、并基于由振荡器126产生的时钟2读出所存储的音频信号，该时钟2与时钟1同步。然后，在音频处理单元35中执行音频处理。对于产生时钟2的时钟信息，可使用包括在音频信号中的音频信息帧数据分组。 
因此，视频/音频传送和接收装置32在不使用基于实质上包含抖动分量的PLL的时钟1的情况下基于作为独立于时钟1的再现基准时钟的时钟2读出音频信号。视频/音频传送和接收装置32然后对读出信号进行处理。使用这种配置，可实现音质提高的音频再现。 
视频/音频传送和接收装置32较佳地使用例如CEC信号与视频/音频传送装置31通信，并基于存储在FIFO 34中的数据量来控制从视频/音频传送装置31传送的音频信号的传送速率。这能防止由于与从视频/音频传送装置31接收的传送速率同步的时钟1与由振荡器126产生的时钟2之间的不同步而造成的FIFO 34的上溢或下溢。 
现在，将参照图5所示的流程图对在上述再现操作过程中执行的音频信号传送速率控制过程进行说明。 
在步骤S11，HDMI接收单元33以预定时间间隔检测FIFO34中的数据量。然后，HDMI接收单元33请求视频/音频传送装置31基于预定阈值Th1和Th2(Th1＞Th2)改变传送速率。 
在步骤S12，HDMI接收单元33判断FIFO 34中的数据量是否大于或等于阈值Th1。如果确定FIFO 34中的数据量大于或等于阈值Th1，则在步骤S13，HDMI接收单元33请求作为源装置的视频/音频传送装置31降低传送速率。因而，以降低1％的传送速率从视频/音频传送装置31输出音频信号。结果，已增加的FIFO数据量恢复到正常量，并由此防止上溢。在步骤S12，如果确定FIFO 34中的数据量小于阈值Th1，则过程前进至步骤 S14。 
在步骤S14，HDMI接收单元33判断FIFO34中的数据量是否小于或等于阈值Th2。如果在步骤S14确定FIFO34中的数据量小于或等于阈值Th2，则在步骤S15，HDMI接收单元33请求视频/音频传送装置31提高传送速率。因而，以增加1％的传送速率将音频信号从视频/音频传送装置31输出。结果，已减少的FIFO数据量恢复到正常量并由此防止下溢。在步骤S14，如果确定FIFO 34中的数据量大于阈值Th2，则过程前进至步骤S16。 
在步骤S16，如果在步骤S14确定FIFO 34中的数据量大于阈值Th2(即FIFO 34中的数据量小于阈值Th1并大于阈值Th2)，则HDMI接收单元33请求视频/音频传送装置31以正常传送速率传送音频信号。 
因此，HDMI接收单元33请求视频/音频传送装置31以根据FIFO 34中的数据量的传送速率进行信号传送。即使同从音频/视频传送装置31传送的音频信号的传送速率同步的时钟1与由振荡器126产生的时钟2彼此不同步，这种配置也能防止FIFO 34的上溢或下溢。 
如图6所示，视频/音频传送装置51和多个装置52-58通过HDMI相连。例如，当视频/音频传送装置51以及视频/音频传送和接收装置52分别与图4中的视频/音频传送装置31以及视频/音频传送和接收装置32相对应时，图6所示的视频/音频传送和接收装置52能准确地进行音频再现。 
在图6所示的这种内容再现系统中，当希望通过使用视频/音频传送和接收装置52执行准确音频再现时，对设置于视频/音频传送和接收装置52下游侧的视频/音频传送和/或接收装置52-58执行静音控制。 
使用这种配置，当在视频/音频传送装置51以及视频/音频传送和接收装置52之间执行传送速率的控制时，视频/音频传送和/或接收装置53-58不执行音频输入。因此，即使视频/音频传送和/或接收装置53-58被配置成基于与音频信号一起传送的、与传送速率同步的时钟1而使用PLL产生时钟，并基于使用PLL产生的时钟再现音频信号，也能获得准确再现音频信号的系统。另外，即使因为传送速率的改变造成时钟1改变而使视频/音频传送和/或接收装置53-58不能准确地输出音频，也能获得这样的系统。 
现在参阅图7对上面提到的静音控制进行说明。图7示意性地示出视频/音频传送装置51、视频/音频传送和接收装置52、54、55以及视频/音频接收装置56之间的信号传送和接收。注意，假设视频/音频传送和接收装置52能执行速率控制并再现高音质的音频信号，并且视频/音频传送和/或接收装置53-58不能执行速率控制并再现高音质的音频信号。 
为了执行速率控制，在步骤S21视频/音频传送和接收装置52向用于输出音频信号的视频/音频传送装置51发送速率控制请求。响应于速率控制请求，在步骤S22视频/音频传送装置51通知视频/音频发送和接收装置52认可速率控制(如果它适于速率控制)。在步骤S23，视频/音频传送装置51例如通过停止音频采样分组的传送来停止音频输出。 
一旦接收到速率控制认可，在步骤S24视频/音频传送和接收装置52使自己静音，并指示视频/音频传送和接收装置54停止音频输出。类似地，视频/音频传送和接收装置54以及视频/音频传送和接收装置55的每一个都使自己静音，并指示各下游侧装置停止音频输出(步骤S25和步骤S26)。即，使设置在视频/音频传送和接收装置52下游侧的视频/音频传送和/或接收装置54、55和56停止音频信号传送。 
为了停止音频输出，如果要停止视频和音频输出，则可使用诸如AVMute(AV静音)信息的控制信息。替代停止音频输出的指令，它可被配置成在检测到视频/音频传送和接收装置52中音频输出停止时使视频/音频传送和接收装置54自己静音。在这种情形下，下游侧视频/音频传送和/或接收装置55、56同样地使自己静音。 
在步骤S27，视频/音频传送装置51仅将音频信号输出至得到速率控制许可通知的视频/音频传送和接收装置52。视频/音频传送和接收装置52然后开始视频/音频传送装置51与视频/音频传送和接收装置52之间的信号传送的速率控制。注意，速率控制与使用图5所述的传送速率的控制相似。 
当开始将音频信号缓存到FIFO 34时，视频/音频传送和接收装置62不使自己静音，并根据振荡器126中产生的时钟2准确地再现所缓存的音频信号。 
因而，视频/音频传送和接收装置52使下游侧装置静音以执行再现处理。通过这种配置，可实现能够准确再现音频信号的再现系统。 
在以上实施例中，速率控制是从执行速率控制、并再现高音质音频信号的视频/音频传送和/或接收装置请求的。然而，也可配置成从用于输出音频信号的视频/音频传送装置请求速率控制。 
例如，如图8所示，当传送允许速率控制的内容时，传送装置将用于推荐速率控制的信息传送给(传送)/接收装置B(步骤S31)。例如，根据接收到的推荐信息，(传送)/接收装置B在显示器(未示出)上指示内容可高质量地再现。(传送)/接收装置B显示一速率控制按钮，以便于询问用户是否要进行速率控制。如果用户按下速率控制按钮，则(传送)/接收装置B在步骤S32向传送装置A发出速率控制请求。在步骤S33，传送装置A响应于接收到的速率控制请求向(传送)/接收装置B发出速率控制认可通知。然后，(传送)/接收装置B执行与上述再现操作相同的再现操作。 
因此，使用这种由传送内容信号的传送源推荐速率控制的配置，只有允许高音质的内容数据能有效地高音质再现。 
现在参阅图11A和图11B，将描述本发明的一个实施例。 
图11A示出将数据从宿装置12的环形缓冲区122读到DSP123的速率与通过HDMI电缆13从源装置11传送数据的速率之间的关系。 
图11B示出存储在环形缓冲区122中的数据量。   
在时刻t0之前的任何时刻，源装置11的数据传送速率101比DSP 123的读取速率高，如图11A中的阴影线部分103所示。因而，存储在缓冲区122中的数据量增加，并且结果是在时刻t0超过预定上限阈值107。此时，宿装置12的控制器125检测环形缓冲区12的数据存储量在时刻t0超过上限阈值107。然后，控制器125通过HDMI电缆13请求源装置11降低数据传送速率。 
基于来自宿装置12的降低数据传送速率的请求，源装置11降低数据传送速率101，如图11A中交叉阴影线部分104所示。由此，从时刻t1开 始，环形缓冲区122的数据存储量随着源装置11的数据传送速率101的降低而减少，如图11B所示。 
从时刻t1开始保持源装置11的数据传送速率101低于从环形缓冲区122的读取数据的速率102的状态。因此，环形缓冲区122的数据存储量在时刻t2落到预定下限阈值108之下。当检测到数据存储量在t2落到预定下限阈值108之下时，控制器125通过HDMI电缆13请求源装置11增大数据传送速率101。 
基于来自宿装置12的提高传送速率的请求，源装置11在时刻t3提高数据传送速率101。因而，环形缓冲区122的数据存储量从时刻t3开始增加。 
为简化说明，在图11A中示出：每当接收到来自宿装置12的请求时，源装置11的数据传送速率101改变成恒定。然而，该请求并不旨在将数据传送速率101保持在读取速率102之上或之下。例如，只要数据传送速率101的临时增大和降低不影响环形缓冲区122的控制，就可允许因源装置11的状态而引起的该增大或降低。 
第二实施例 
图9示出根据本发明一个实施例的内容再现系统80。该内容再现系统80包括诸如用于输出音频信号的DVD播放器的源装置81、以及诸如AV放大器的宿装置82。源装置81和宿装置82通过IEEE 1394电缆83彼此相连。在图9中，类似于第一实施例中所述的部件以与第一实施例中使用的相同的标号表示，并因此略去其详细说明。 
源装置81具有：信号读出单元122，用于读出记录在盘111中的音频信号；控制器813，用于控制音频信号经由IEEE 1394电缆83执行的传送；以及IEEE 1394端子814。 
控制器813根据来自宿装置82的请求来控制音频信号的传送速率，如下所述。IEEE 1394端子814与IEEE 1394电缆83相连。通过IEEE 1394电缆83连接的源装置81和宿装置82可确定各部件的状态，并使用AV/C命令控制各部件。基于IEEE 1394标准的连接允许高达63个装置的菊花链 连接或树连接，并且将100Mbps、200Mbps和400Mbps的传送速率设置成标准速率。 
宿装置82包括：IEEE 1394端子821；用于暂存音乐信号的环形缓冲区122；用于处理音乐信号的DSP 123；放大该音乐信号的放大器124；控制器825，它根据存储在环形缓冲区122中的数据量控制传送速率、并控制宿装置82的各个部件；以及振荡器126。 
IEEE 1394端子821与上述源装置81的IEEE 1394端子814相似。控制器825根据存储在环形缓冲区122中的数据量控制传送速率、并基于来自振荡器126的时钟控制再现。 
在基于IEEE 1394标准的该内容再现系统80中，可使用称为N标志的控制信息执行高音质再现。如图10所示，该N标记被定义在报头的FDF区(格式相关字段)90中，并指示音频信号时钟是否可靠。例如，当音频信号的时钟可靠时，N标志被设置为“0”，并且当音频时钟不可靠时，N标志被设置为“1”。 
在使用N标志的该内容再现系统中，源装置81传送N标记设置为“0”的音频信号以使宿装置82不依赖于音频信号的时钟。一旦接收到音频信号，宿装置82就检测N标志并将音频信号存储到环形缓冲区122中。然后，宿装置82基于检测到的N标志使用振荡器126来产生再现时钟，并根据使用振荡器126产生的时钟读出存储在环形缓冲区123中的音频信号。然后，宿装置82使用DSP 123、放大器124等执行音频处理。 
因而，通过根据振荡器126中产生的时钟、而不是实质上含有抖动分量的PLL时钟读出音频信号，宿装置82执行音频处理。这种配置允许更高音质的音频再现。 
由于与从视频/音频传送装置81传送的传送速率同步的时钟和由振荡器126产生的时钟之间存在不同步，控制器825执行对音频信号的传送速率的控制。由控制器825执行的控制与使用图5流程图描述的控制操作相似。即，控制器825执行由HDMT接收单元33执行的速率控制。 
另外，如图6所示，在源装置81和多个转发装置或宿装置相连的情形 下，还可配置成使设置在装置下游侧的旨在高音质再现的转发装置或宿装置可类似于基于上述HDMI的系统被静音。例如，期望凭借它进行高音质音频再现的宿装置82可使用AV/C命令停止从所有其它装置的音频输出。然后宿装置82仅解除从作为音频信号源的源装置81的音频输出的静音，以便于从源装置81接收音频信号。通过这种配置，可实现与上述基于HDMI的系统相似的系统。 
本领域技术人员应当理解：可取决于设计要求和其它因素作出各种修改、结合、子结合和变化，只要它们落在所附权利要求及其等效物的范围内即可。 

Claims (10)

1.一种内容再现系统，所述系统具有通过用于传送内容数据的传送路径彼此连接的第一装置和第二装置，
其中所述第一装置包括：
输出装置，所述输出装置被配置成通过所述传送路径输出所述内容数据；以及
输出控制装置，所述输出控制装置被配置成以所述第二装置请求的传送速率输出从所述输出装置输出的内容数据；以及
其中所述第二装置包括：
输入装置，所述输入装置被配置成输入通过所述传送路径从所述输出装置发送的内容数据；
存储装置，所述存储装置被配置成存储由所述输入装置输入的内容数据；
传送速率控制装置，所述传送速率控制装置被配置成根据存储在所述存储装置中的内容数据的量来控制传送速率；
再现时钟发生装置，所述再现时钟发生装置被配置成用本地振荡器产生用于再现所述内容数据的再现时钟；以及
再现装置，所述再现装置被配置成基于由所述再现时钟发生装置产生的再现时钟从所述存储装置读出所述内容数据、并再现所述内容数据。
2.如权利要求1所述的内容再现系统，其特征在于，
所述第二装置还包括转移装置，所述转移装置被配置成将输入到所述输入装置的所述内容数据转移到第三装置；以及
当所述传送速率控制装置控制所述传送速率时，所述转移装置停止转移所述内容数据。
3.如权利要求1所述的内容再现系统，其特征在于，
所述传送路径与高清晰度多媒体接口兼容，以及
所述传送速率控制装置使用消费电子控制信号控制从所述输出装置输出的内容数据的传送速率。
4.如权利要求1所述的内容再现系统，其特征在于，
所述传送路径与IEEE 1394兼容，以及
所述再现时钟发生装置根据所述内容数据中所含的N标志产生与传送速率异步的再现时钟，所述N标志指示与传送速率同步的时钟是否可靠。
5.一种用于内容再现系统的内容再现方法，所述内容再现系统具有通过用于传送内容数据的传送路径彼此连接的第一装置和第二装置，所述方法包括以下步骤：
使所述第一装置以根据设置于所述第二装置中的存储装置中所存储的内容数据的量而请求的传送速率输出所述内容数据；以及
使所述第二装置用本地振荡器产生用于再现从所述第一装置输出的内容数据的再现时钟、并基于所述再现时钟从所述存储装置读出所述内容数据以再现所述内容数据。
6.一种通过传送路径连接于第一装置、以便于以预定传送速率传送内容数据的数据再现设备，所述数据再现设备包括：
传送和接收装置，所述传送和接收装置被配置成通过连接于所述第一装置的传送路径接收数据、并传送命令；
缓存装置，所述缓存装置被配置成暂存从所述第一装置传送、并由所述传送和接收装置接收的数据；
数据再现装置，所述数据再现装置被配置成以预定读取速率读出存储在所述缓存装置中的数据；
存储量检测装置，所述存储量检测装置被配置成检测暂存于所述缓存装置中的数据的量；
比较装置，所述比较装置被配置成将由所述存储量检测装置检测到的所存储的数据量与第一预定阈值和与第二预定阈值作比较；以及
控制装置，所述控制装置被配置成基于由所述比较装置执行的比较的结果执行控制，以使指示数据传送速率改变的命令从所述传送和接收装置传送到所述第一装置。
7.如权利要求6所述的数据再现设备，其特征在于，
当确定所述缓存装置中存储的数据的量超过所述第一阈值时，所述控制装置向所述第一装置发出指示数据传送速率降低的命令，并且当确定所述缓存装置中存储的数据的量低于所述第二阈值时，所述控制装置向所述第一装置发出指示数据传送速率提高的命令。
8.如权利要求6所述的数据再现设备，其特征在于，还包括被配置成使所述数据再现装置连接于另一数据再现装置的连接装置，
其中，当执行存储数据的量的控制时，从所述第一装置至由所述连接装置连接的所述另一数据再现装置的数据转移被停止。
9.如权利要求6所述的数据再现设备，其特征在于，
当执行存储数据的量的控制时，所述数据再现装置向所述第一装置发出验证允许数据传送速率改变的命令。
10.如权利要求6所述的数据再现设备，其特征在于，
当执行存储数据的量的控制时，所述数据再现装置暂时使所述数据再现装置的再现输出静音。
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