CN101031080A - 在用户命令之前发送视听流的方法以及接收机和发射机 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种方法，用于在服务器与至少一个由用户控制的设备之间传输视听流。在所述设备上显示由来自用户的请求所指定的视听流。用户输入第一命令以改变到服务器的流，以便建立用于传输确定的流的通信。然后，所述服务器创建确定的流以及具有缩减带宽的至少一个第二流。这个第二流与来自用户的第二命令能够立即访问的流相对应。本发明还涉及用于实现所述方法的一种接收机和一种发射机。

Description

在用户命令之前发送视听流的方法以及接收机和发射机
技术领域
本发明涉及：一种方法，用于在用户控制的设备与服务器之间发送视听流；一种多媒体接收机，设置有用于实现所述方法的用户接口；以及一种发射机，用于发送所述视听流。
背景技术
在数字电视系统中，可用频道的数目变得非常大。用户可以使用几百个频道。用户可以使用电子节目指南(EPG)来选择频道，或通过按下与用户的接收机相关的遥控器上的“节目+”或“节目-”按钮而从一个频道切换到另一个频道，利用通常称作“频道切换(zapping)”的方式进行导航。在第一种情况下，EPG可以由图像的马赛克组成，所述图像显示了在特定数目的频道(典型地为16个频道)上传输的节目视频。这些图像较小，所以用于显示每一个图像的视听数据不满足任何良好的精度，因此用于传输视频的流可以处于低分辨率模式。低分辨率流(或缩减流)所具有的带宽远小于正常的流。在频道切换的情况下，接收机具有排列好的频道列表。通常，传输网络为频道指定编号，并且指定了当用户跳到下一频道或上一频道时导航节目所遵循的顺序。用户也可以通过从网络排列好的那些频道中选出特定频道以创建喜好列表，然后用户在他的列表中从一个频道切换到另一个频道地进行导航。
用户设备还具有用于从通信网络接收数据流D的单元。以“多播”模式(照字面意义上说，是“点到多点”模式)或“单播”模式(照字面意义上说，是“点到点”模式)进行通信。在后者的情况下，所述设备具有双向通信装置(优选地是高速装置)，例如用于接收视听数据分组的IP DSL线路(DSL代表“数字订户线路”)。所述设备向网络中的服务器提出接收确定频道的请求，在多播情况下，路由器接收各个请求并对其进行处理。
当进行频道切换时，设备传输的节目的图像相继出现在屏幕上。在所有情况下，切换时间尤其取决于：
-客户端与网络路由器之间的命令的传输时间；
-建立流的时间；
-IP分组管理缓冲器的大小，所述缓冲器用于接纳后面的变化；
-视频处理缓冲器的大小；
-对需要等待下一个内部编码图像的译码进行再同步。
因此，当改变频道时，屏幕上的图像被冻结，而且有时出现黑屏。一种解决方案包括发送所有频道，设备仅执行简单的切换而不向服务器发送任何请求。然而在ADSL类型的访问中，可用带宽不允许持久地以并行方式发送多个视听流，而且接收设备上的译码资源不允许以并行方式进行多个译码操作。因此，这种解决方案不能令人满意。
THOMSON递交的文献WO 2005/112465中描述了一种用于减小“正常”流的比特率的方法。在提出改变频道的请求之后，译码器要求服务器以全清晰度模式和低分辨率模式接收新的频道。在同一个频道中对正常流和被保留用于频道切换的流进行多路复用。低分辨率频道几乎立即就能进行传输，从而减小了频道切换时间，但没有减小至0。在实际中，在译码器向服务器发送请求且服务器向译码器发送降级的流之后，期望频道的图像将会出现。
OPIE递交的文献US 2006/020995中描述了一种用于向多个译码器发送流的服务器。用户在他的译码器上命令从一个频道切换至另一个频道。当需要时，服务器在单播流中发送至少一个图像I。发送服务器上的编码器产生常规音频/视频流CONVID。产生另一个流(FILLVID)以利用真实图像来替代黑图。FILLVID使得能够在频道切换时更加快速地进行切换。然而，这些流不断地被发送，如果用户没有选择这些频道，这将会占据不必要的带宽。
发明内容
本发明提供了针对这个问题的一种新颖的解决方案，能够减小频道切换时的频道切换时间并最优化所使用的带宽。
本发明的主题是一种方法，用于把视听流从服务器发送到设备，所述方法包括步骤：输入命令以便在所述设备上观看第一视听数据频道；以及响应第一命令输入，把与第一频道相对应的第一流以全清晰度模式发送到所述设备；
其特征在于，所述方法包括第二步骤：响应所述命令输入，还把至少一个第二流从所述服务器发送到所述设备，这个第二流具有小于第一流的带宽并发送第二频道的视听数据，通过在第一命令之后输入第二命令，能够通过全清晰度模式的流接收这个第二频道。
这样，本发明使得能够利用频道的较低分辨率流的可用性，其中用户能够使用命令立即选择该频道。因此，用于接收较低分辨率流的设备能够预测即将到来的用于改变频道的命令。
根据一种改进，所述方法包括：输入第二命令的步骤，所述第二命令触发了第一步骤，所述第一步骤用于显示由具有缩减带宽的第二流接收到的第二频道；以及以全清晰度模式把与这个第二频道相对应的第三流发送到所述设备，当接收到第三流时，以全清晰度模式来显示第二频道。这样，当用户请求改变频道时，他会立即看到从低分辨率流中提取出的图像。然后，当正确接收到全清晰度流时，所显示的流切换到全清晰度流。
根据另一种改进，第一显示步骤包括步骤：对从具有缩减带宽的频道中提取出的图像进行动画制作(animating)。这样，减小了用户对低分辨率流与全清晰度流之间转变的惊讶。根据一种改进，当显示全清晰度流所发送的图像时所述动画制作步骤结束，这进一步减小了对该转换的感知。
根据另一种改进，所述设备能够显示马赛克图像，所述马赛克图像由所述服务器发送的所有频道所发送的图像组成，不论是在全清晰度模式还是以缩减的带宽。因此，用户可以获得频道切换命令的多个选择，而且每当输入命令时，用户都可以立即看到新选择的频道的图像。
根据一种改进，从发送马赛克图像的频道中提取出具有缩减带宽的频道。这样，本发明使用现有的马赛克流以从中提取出具有缩减带宽的流。根据一种改进，所述设备能够创建喜好频道列表，通过在所述喜好列表中进行导航，第二用户命令可以立即访问另一个频道。因此，对每一个设备进行定制，而且服务器有助于对频道改变命令做出预测。根据一种改进，所述设备显示全清晰度模式的频道以及标识第二流的标识符。
本发明的另一个主题是一种发射机，包括：用于在网络上发送视听流的装置；以及用于接收请求的装置，所述请求来自用于传输确定的流的设备，而且所述请求触发激活所述发送装置向所述设备以全清晰度模式发送确定的流。所述发射机包括：用于向同一设备发送具有缩减带宽的至少一个第二流的装置，所述发送装置还可以由接收请求的装置来激活，当观看所述确定的流时，通过在所述设备上输入命令可以访问第二流。
本发明的另一个主题是一种接收机，包括：用于接收网络发送的视听流的装置；用于显示接收到的流的装置；以及用于发送用户选择的请求的装置，所述请求用于以全清晰度模式发送流。所述接收机还包括：用于接收具有缩减带宽的至少一个第二流的装置；用于输入命令以改变流的装置，所述命令触发了发送用于发送新流的请求，并显示所接收到的具有缩减带宽的第二流的内容，然后，当建立了全清晰度模式的接收时，显示所述新流。
附图说明
下文参考附图并通过示例的方式给出了典型实施例的描述，从该描述上下文的更多细节中，本发明将会变得明显，附图中：
图1是用于实现本发明的视听接收机的框图；
图2是示出了根据本发明的服务器中各个元件的示意图；
图3a、3b、3c和3d示出了视听接收机和服务器之间的各个对话步骤；
图4a、4b和4c示出了用于实现本发明的屏幕外观。
具体实施方式
首先使用图1对与显示设备2相连的视听接收机1的操作进行描述。所述接收机包括：中央处理单元3，与程序存储器(ROM)和工作存储器(RAM)4相连；以及接口5，用于和网络6进行双向通信。根据具体实施例，所述设备是具有图形屏幕的计算机。所述网络典型地是因特网，但是本发明涉及满足如下要求的任意网络：能够接收视听流；比特率必须足够大，但是也相对地受到限制，即不能以全清晰度模式传输所有的流。根据优选的典型实施例，所述网络使用ADSL技术。所述接收机还包括：红外线信号接收机7，用于接收来自遥控器8的信号；以及音频/视频译码逻辑10，用于产生发送到电视屏幕2的视听信号。遥控器8具有方向按钮↑、↓、→、←以及按钮P+、P-和OK，这些按钮的使用将在下文描述。所述接收机还包括电路11，用于在屏幕上进行显示，通常称作OSD(在屏显示)电路。OSD电路11是文本和图形的发生器，它能够在屏幕上显示菜单或象形文字(例如与正在观看的频道相对应的编号)，或能够把两个视听内容进行混合。中央处理单元3和驻留在存储器4中被称作“频道切换器(zapper)”的程序对OSD电路进行控制。频道切换器典型地由输入到只读存储器中的程序模块和存储在随机存取存储器中的参数组成。还能够以特定电路(例如ASIC类型的电路)来实现频道切换器。可以为这个电路提供安全功能，该功能使用户决定观看需要付费的传输时能够进行付费。
接收机从返回频道6或从传输网络接收视听传输标识数据。该数据包括可以观看的项目(例如标题)或预告片(trailer)的图像。用户使用他的遥控器上的按钮和EPG来选择一个或多个传输，以便对其进行接收。
根据优选实施例，图2中描述了用于发送流的发射机，即DSLAM服务器20。所述发射机包括：中央处理单元2.1、程序存储器2.2、编码逻辑2.3和通信接口，所述通信接口在网络6与上文所述的接收机之间建立多个双向链路2.4。DSLAM服务器20从发射机接收节目业务群(bouquet of programmes)中所有的频道。当用户做出请求时，DSLAM以标准清晰度或SD流把期望的节目发送到接收机。网络终端产生低分辨率流并把它发送到DSLAM的编码逻辑2.3。这个缩减流尤其用于节目指南。当前趋势是提供所表示节目的用户交互方式的缩略显示(在频道切换面板的情况下，这个显示与全屏视频显示同时出现)。
除了流之外，减小尺寸的流(典型地是图像的第1/16，也称作QCIF)的传输也会占据带宽。可以接受对全清晰度流和缩减流同时进行实时译码。
在描述了本发明的各个元件后，将继续说明它们如何协作。
4个图3a、3b、3c和3d示出了各个步骤，这些步骤描述了用户与服务器之间的各个对话。
在图3a所示的步骤3.1处，用户已经在他的遥控器上输入了频道编号，请求已经被发送到DSLAM 20。然后，建立通信并发送所选择频道的视听内容。在图3b所示的步骤3.2处，接收机1以后台任务的形式开始运行频道切换器。如果用户按下他的遥控器8上的P+或P-按钮，那么频道切换器识别所接收的频道1并从该频道推断出可以立即访问的节目。典型地，频道切换顺序由节目发射机通过流编号进行限定，所以可以预料的是下一个频道切换命令将会选择频道2。这样，服务器在接收到频道改变请求时推断出它需要发送哪一个缩减流频道。一种变体是：用户定义喜好列表，并且使用遥控器8上的P+、P-按钮在这个列表中导航。频道切换器向DSLAM 20发送请求，用于建立一个所请求节目之后/之前的节目的所请求的全清晰度流和缩减流。然后，接收机1接收用户所选择频道的全清晰度流F1以及至少是缩减流F’2(可能有F’3、F’4等)。数据同步完成后，立即以实时方式进行显示。
在图3c所示的步骤3.3处，用户按下他的遥控器8上的P+按钮。频道切换器向DSLAM发送请求，以接收当前传输的频道F1之后的频道F2。同时，频道切换器把将要显示数据的提取从流F1切换至缩减流F’2，数据被发送到音频/视频译码逻辑10，以便在显示装置2上进行视频重放并传输音频信号。按照这种方式，频道切换命令立即导致了所期望节目的出现。因为频道切换器使用缩减流，所以重放的品质较普通但足以使用户遵循该动作。例如，如果把缩减流设计用于显示被并入马赛克图像的较小的动画图像(或“imagette”)，那么频道切换器扩大较小的动画图像并以全屏的方式对其进行显示。当流F2到达能够对其进行调谐的图像时，所显示的流从缩减流切换至全清晰度流。
在图3d所示的步骤3.4处，DSLAM通过全清晰度流F2发送期望的节目。接收机从全清晰度流中提取数据并把它发送到音频/视频译码逻辑10，以便在显示装置2上进行视频重放并传输音频信号。从此刻开始，用户接收到具有最佳重放品质的期望频道。DVB_IP标准推荐使用RTP和RTSP信号来管理多个流之间的同步。接收机1使用这些信号以确保缩减流F’i与相应的全清晰度流Fi之间的转换同步，反之亦然。然后，频道切换器向DSLAM发送请求以建立新节目的缩减流，其中该节目是用户使用遥控器8上的P+或P-按钮输入频道切换命令时最有可能选择的节目。
要注意的是，接收机请求的流是用户没有请求的流，以便采用如下情形：如果用户改变频道，那么相应的缩减流已经连接。在这里，可以使用各种已知的预测试探。
根据一种改进，恰好在频道切换命令已经选择新的频道之后，频道切换器所识别的之后和之前的流的参考出现在屏幕底部的面板中。这个面板在几秒钟后消失。这样，用户得知通过频道切换命令可以立即观看这些频道。
在上文中利用频道切换环境对本发明进行描述，即用户通过输入命令在频道之间进行导航。本发明不限于这个环境，其它事件可以引起能够对用户行为做出预期的请求。例如，在当前正在传输的节目提到同一时间在其它频道上传输其它节目时，如果用户想选择其中的一个节目，那么接收机1要求DSLAM把传输这些节目的频道的缩减流发送到接收机1。另一个事件是，用户握住遥控器，对遥控器8上的检测器进行操作，以告知接收机用户已经适当地获得遥控器以便输入新的命令。通过要求DSLAM把频道切换列表中当前节目之后和之前的节目流发送到接收机1，接收机1对频道切换命令进行预测。
根据简单实施例，频道切换器仅请求一个缩减流。这个流是与用户通过相同的频道切换命令所选择的频道相对应的流。如果用户已经按下P+(访问当前节目)，那么向DSLAM请求之后的频道的缩减流。如果用户已经按下P-(访问当前节目)，那么向DSLAM请求之前的频道的缩减流。在带宽更加加强的模式下，频道切换器要求服务器传输两个缩减流，这两个缩减流与通过P+命令或P-命令所访问的两个频道相对应。
根据另一个实施例，服务器发送传输马赛克图像的流，这些马赛克图像是通过聚集服务器上的缩减流而组成的。接收机从马赛克图像中提取频道切换命令所请求的频道图像，在频道切换命令之后，这个图像被放大并以全屏的方式出现。这个实施例的优点是，服务器一直发送马赛克流，所以不需要向服务器做出任何特殊请求。根据实施例的变体，服务器不发送马赛克流，从而频道切换器要求接收8个缩减流，4个缩减流与可以通过按下“P+”按钮一次、两次、三次和四次来访问的频道相对应，4个缩减流与可以通过按下“P-”按钮一次、两次、三次和四次来访问的频道相对应。通过按下“M”(“马赛克”)按钮，频道切换器显示出由8个缩减流所传输的视频并且以全清晰度模式接收的流，优选地，以全清晰度模式接收到的流中的视频图像处于由9个图像组成的马赛克的中间。按照这种方式，由于这些流已经可用，所以马赛克图像出现的时间非常短。马赛克图像可以包括除了9以外的其它数目的图像，例如16或25。在马赛克模式下，通过按下“P+”或“P-”，用户改变以全清晰度模式接收的频道。设备向服务器发送请求，要求以缩减模式接收新的频道。最初，马赛克显示8个图像，然后显示与新的缩减流频道相对应的第9个图像。这种延迟的出现使用户能够更好地区分从一个马赛克图像至另一个马赛克图像的改变，尤其是新频道的图像。
缩减流用于显示比正常图像的清晰度要低的图像。缩减流可以具有较短的GOP形式，与全清晰度序列相比有助于更快地进行频道切换(具有这种图像尺寸的图像I的开销比全清晰度模式下的开销更小)。
图4a、4b和4c示出了从之前显示的图像到执行频道切换命令之后的变化。图4a示出了从全清晰度流中提取的图像。用户激活用于切换至下一个频道的命令。频道切换器从缩减流中提取图像，之后出现了图4b中的屏幕外观。所显示的图像的品质较普通。经过特定时间之后，接收机建立全清晰度流并显示图4c所示的图像，该图像具有最佳品质。
从图4可以看出，恰好在频道切换命令之后，从缩减流中获得的图像相对于全清晰度模式下的图像被降级。可以做出改进，使得能够暂时对用户的眼睛掩蔽这个降级。实际中令用户感到吃惊的是，缩减流和全清晰度流之间的可视转变相对明显。第一种方法是显示降级的图像，通过为该图像赋予“缩放效应”而逐渐把开始时较小的动画图像扩大至覆盖所有的屏幕区域。这种动画制作所占用的时间可以与调谐至全清晰度流所需的时间相同。在视觉上，在尺寸发生变化的图像中，分辨率的问题较不明显。由于开始时图像较小，因此以下事实非常明显：该图像是从缩减流中提取得到的。另一种方法是创建动画，从缩减流中提取得到的图像以屏幕的一部分而出现，有时在左边，有时在右边。另一种方法是在旋转和放大管的两侧来呈现从缩减流中提取出的图像。在旋转端，侧面占据了整个屏幕，而且在这个时候切换到全清晰度流。另一种方法是创建淡入淡出或任意其它的动画，其目的是把用户的注意力从对初始图像的品质转移开。在所有情况中，在动画的持续时间中建立了全清晰度流。当建立了全清晰度流时，显示从这个流中提取出的全清晰度图像。有利地，这个时间与所测量的前一切换的最长时间相对应。
对从用户的眼睛看来的转换进行掩蔽的另一种方式是安装一个滤波器。典型地，接收机计算从缩减流中获得的放大后图像与全清晰度图像之间的加权平均值。在包括至少是建立全清晰度流所需时间的时间内，加权的变化是从(100％，0％)至(0％，100％)。有利地，滤波步骤的时间明显地超过了建立流的时间，这使得最终能够使用全清晰度数据，并因此获得100％全清晰度的图像。

Claims (18)

1.一种方法，用于把视听流从服务器发送到设备，所述方法包括步骤：输入第一命令以便在所述设备上观看第一视听数据频道；以及响应第一命令的输入，把与这个第一频道相对应的第一流以全清晰度模式发送到所述设备(1)；
其特征在于，所述方法包括第二步骤：响应所述第一命令的输入，还把至少一个第二流从所述服务器发送到所述设备，这个第二流具有小于第一流的带宽并发送第二频道的视听数据，通过在第一命令之后输入第二命令，能够通过全清晰度模式的流接收这个第二频道。
2.根据权利要求1所述的发送视听流的方法，其特征在于所述方法包括用于存储视听频道列表的步骤，将要发送的具有缩减带宽的第二流是所述列表中第一流之后或之前的元素之一。
3.根据权利要求1或2所述的发送视听流的方法，其特征在于所述方法包括输入第二命令的步骤，所述第二命令触发了第一步骤，所述第一步骤用于显示由具有缩减带宽的第二流接收到的第二频道；以及通过全清晰度模式把与这个第二频道相对应的第三流发送到所述设备(1)，第三流的接收触发了以全清晰度模式来显示第二频道。
4.根据权利要求3所述的发送视听流的方法，其特征在于：第一显示步骤包括对具有缩减带宽的频道发送的图像进行动画制作的步骤。
5.根据权利要求4所述的发送视听流的方法，其特征在于：当显示由第三流以全清晰度模式发送的图像时，所述动画制作步骤结束。
6.根据权利要求1至5中任意一项所述的发送视听流的方法，其特征在于第二传输步骤包括：发送能够由第二用户命令访问的多个第二流，以及在所述设备上显示马赛克图像的步骤，该马赛克图像显示了从所述第二流中提取出的可视内容。
7.根据权利要求1至5中任意一项所述的发送视听流的方法，其特征在于：从发送马赛克图像的流中提取出具有缩减带宽的流。
8.根据上述权利要求中任意一项所述的发送视听流的方法，其特征在于：所述方法包括创建第二流喜好列表的步骤，通过在所述喜好列表中进行导航，第二用户命令能够立即访问第二流中的一个流。
9.根据上述权利要求中任意一项所述的发送视听流的方法，其特征在于：所述方法包括在所述设备(1)上的步骤，用于显示全清晰度模式的第一频道以及标识第二流的标识符。
10.一种发射机(20)，包括：用于在网络(6)上发送视听流的装置(2.4)；以及用于接收来自设备(1)的请求的装置(2.4)，以便在所述设备上输入第一命令之后在所述设备上观看第一视听数据频道，其中所述请求触发激活所述发送装置以全清晰度模式把第一流发送到所述设备(1)；
其特征在于：所述发射机包括用于向同一设备(1)发送具有缩减带宽的至少一个第二流的装置(2.4)，还能够由用于接收请求的装置(2.4)来激活所述发送装置(2.4)，每一个第二流用于发送第二频道的视听数据，能够通过在第一命令之后输入第二命令来以全清晰度模式的流接收每一个第二频道。
11.根据权利要求10所述的视听流发射机，其特征在于：所述发射机包括用于存储视听频道列表的装置(2.3)，将要发送的具有缩减带宽的第二流是所述列表中第一流之后或之前的元素之一。
12.一种接收机(1)，包括：用于接收网络(6)发送的视听流的装置(5)；用于显示接收到的流的装置(10；2)；用于输入第一命令以便显示第一视听数据频道的装置(8)；以及用于响应第一命令的输入而发送请求的装置(3、4、5)，其中所述请求用于以全清晰度模式发送与这个第一频道相对应的第一流；
其特征在于：所述接收机包括用于接收具有缩减带宽的至少一个第二流的装置(3、4、5)，这个第二流具有比第一流小的带宽，并且发送第二频道的视听数据，能够通过在第一命令之后输入第二命令来以全清晰度模式的流接收这个第二频道。
13.根据权利要求12所述的视听流接收机，其特征在于：所述接收机包括用于存储视听频道列表的装置(4)，发送装置(3、4、5)发送用于传输具有缩减带宽的至少一个第二流的请求，将要发送的具有缩减带宽的第二流是所述存储列表中第一流之后或之前的元素之一。
14.根据权利要求13所述的视听流接收机，其特征在于：所述接收机包括用于输入视听频道列表的装置(8)。
15.根据权利要求12至14中任意一项所述的视听流接收机，其特征在于：所述显示装置(10；2)以动画的形式显示具有缩减带宽的第二流。
16.根据权利要求12至15中任意一项所述的视听流接收机，其特征在于：所述接收装置(3、4、5)接收具有缩减带宽的多个第二流，所述接收机包括用于创建马赛克图像的装置，其中所述马赛克图像显示了从所述第二流中提取出的可视内容。
17.根据权利要求12至15中任意一项所述的视听流接收机，其特征在于：所述接收装置(3、4、5)接收用于发送马赛克图像的流，从与第二视听数据频道相对应的马赛克图像的一部分中提取出所述第二流。
18.根据权利要求12至17中任意一项所述的视听流接收机，其特征在于：所述显示装置(10；2)显示全清晰度模式的频道以及标识第二流的标识符。
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