CN101150717B - 用于音频/视频流送的系统和方法 - Google Patents

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Abstract

一种用于音频/视频流送的系统和方法，其中服务器经由网络向客户端设备发送音频/视频流。所述客户端设备能够向服务器发送命令数据，用于使所述服务器提供音频/视频流的内容从第一内容到第二内容的改变。服务器和客户端设备中的缓冲器在发送命令数据时可以被转储清除或跳过以便改进响应时间，并且可以从所述服务器向客户端设备发送用于表明第二内容开始的标记数据。

Description

用于音频/视频流送的系统和方法
技术领域
本发明涉及一种用于音频/视频流送的系统和方法，尤其是其中服务器和客户端设备被连接到网络并且所述服务器在所述网络上提供音频/视频流以用于由所述客户端设备再现。
背景技术
已知这样一种系统，其中服务器或基站被本地或直接连接到家中的音频/视频设备并且还连接到诸如因特网之类的网络。服务器能够封装从本地音频/视频设备所接收的音频/视频信号以便经由网络传输。依照这种方式，用户可以操作被连接到网络的诸如索尼便携式游戏站(PlayStation Portable PSP(注册商标))之类的客户端设备或膝上型计算机以便接收并观看可从位于服务器的音频/视频设备处所获得的任何音频/视频信号。诸如LocationFree(注册商标)之类的系统已经提供了这种功能。服务器可以装备有红外起爆器(blaster)，用于把遥控信号指向音频/视频设备以便控制该音频/视频设备。于是网络上的客户端设备能够经由所述网络向服务器发送命令数据以便控制所述音频/视频设备。例如，客户端设备可以发送命令数据以便改变经由网络所提供的实况广播音频/视频流，或者在重播录制节目的情况下，可以发送任何各种已知的命令功能，诸如暂停、快进、倒带等。
为了克服网络性能中的变化，已经建议客户端设备包括在从网络接收音频/视频流和向最终用户再现之间的缓冲。典型情况下，期望大约3秒的缓冲。
由于缓冲，当改变信道等时，最终用户在正常过程中可能预计会感受到例如至少3秒的相应延迟。这对最终用户来说显然感觉不好，并且与当在数字或模拟接收器上改变信道以便接收广播音频/视频时的用户期望相比较是不利的。
试图改进用户的感受，已经建议在经由网络发送命令数据时转储清除对任何存储数据的缓冲。
本申请基于在被发送到服务的命令数据之前所产生的音频/视频流的一些数据仍然存在于系统中并且展示给最终用户的事实，首次认识到此系统仍然存在困难。
发明内容
依照本发明，提供了一种音频/视频流送的方法，包括：
经由网络接收由服务器所提供的音频/视频流；
处理所接收的音频/视频流以便能够以播放速率再现；并且
经由所述网络向服务器发送命令数据，用于使所述服务器提供音频/视频流的内容从第一内容到第二内容的改变；
在缓冲器中缓冲从所述网络所接收的音频/视频流；
在发送命令数据时计算再现所述缓冲器中的音频/视频流的快进速率，其中所述命令数据被要求来在预定的最小时间内清空所述缓冲器；
当发送所述命令数据时，处理所述缓冲器中的音频/视频流以便以所述快进速率再现所述音频/视频流达至少预定的最小缓冲时间并且如果必要的话，达任何被要求来把所缓冲的音频/视频流减少到一定量所要求的附加时间，其中所述量为在播放速率具有等于预定的最小缓冲时间的播放时间，并且随后处理所述缓冲器中的音频/视频流以便以所述播放速率再现。
依照本发明，还提供了一种用于连接到网络并且用于再现从网络上的服务器所接收的音频/视频流的客户端设备，所述客户端设备被安排来连接到所述网络，接收所述音频/视频流，处理所接收的音频/视频流以便能够以播放速率再现并且经由所述网络向所述服务器发送命令数据，所述命令数据用于使所述服务器提供所述音频/视频流的内容从第一内容到第二内容的改变，其中：
所述客户端设备包括用于缓冲从所述网络所接收的音频/视频流的缓冲器；并且
所述客户端设备被安排来：
在发送命令数据时计算用于再现所述缓冲器中的音频/视频流的快进速率，其中所述命令数据被要求来在预定的最小缓冲时间内清空所述缓冲器；以及
当发送所述命令数据时，处理所述缓冲器中的音频/视频流以便以所述快进速率再现所述音频/视频流达至少预定的最小缓冲时间并且如果必要的话，达任何被要求来把所缓冲的音频/视频流减少到一定量所要求的附加时间，其中所述量为在播放速率具有等于预定的最小缓冲时间的播放时间，并且随后处理所述缓冲器中的音频/视频流以便以所述播放速率再现。
依照这种方式，在快进中将跳过已经存储在客户端设备的缓冲器中与第一内容相关的任何音频/视频数据，或者说是在从所述客户端设备接收任何命令数据之前由服务器所生成的音频/视频数据。这减少了由客户端设备所提供的等待时间或缓冲以便能够迅速响应。此外，用户立即知道系统正在做出响应，并且当第二内容的音频/视频流被缓冲时不会只对着空白显示器。通过在预定的最小缓冲时间末尾重新评估所缓冲的数据量并且如果存在多于期望的数据那么继续快进播放，该方案对仍然经由网络转送的第一内容的音频/视频数据进行快进提供了改进。
依照本发明，还提供了一种音频/视频流送的方法，包括：
向网络上的客户端设备提供音频/视频流；
对从所述客户端设备经由所述网络所发送的命令数据做出响应以便把所述音频/视频流的内容从第一内容改变到第二内容；
在缓冲器中，缓冲所述音频/视频流到所述网络的输出；并且
当从所述客户端设备接收所述命令数据时转储清除所述缓冲器。
依照本发明，还提供了一种用于连接到网络并且向所述网络上的客户端设备提供音频/视频流的服务器，所述服务器被安排来连接到所述网络，经由所述网络向所述客户端设备提供所述音频/视频流，接收从所述客户端设备所发送的命令数据并且通过把所述音频/视频流的内容从第一内容改变到第二内容来对所述命令数据做出响应，其中所述服务器包括用于经由所述网络输出所述音频/视频流的缓冲器并且所述服务器被安排来当接收来自所述客户端设备的命令数据时转储清除所述缓冲器。
依照这种方式，减少了由客户端设备所接收的、可能的第一内容的音频/视频数据量。一旦在服务器端接收命令数据，与在所述服务器端的第一内容相关的任何音频/视频数据被转储清除而不会经由网络发送到客户端设备。这使整个系统能够更迅速地向最终用户提供第二内容的音频/视频流。
依照本发明，还提供了一种音频/视频流送的方法，包括：
向网络上的客户端设备提供音频/视频流；
对从所述客户端设备经由所述网络所发送的命令数据做出响应以便把所述音频/视频流的内容从第一内容改变到第二内容；并且
在所述音频/视频流中提供用于表明所述音频/视频流中第二内容的开始的标记数据。
依照本发明，还提供了一种音频/视频流送的方法，包括：
经由网络接收由服务器所提供的音频/视频流；
处理所接收的音频/视频流以便能够再现；
经由所述网络向服务器发送命令数据，用于使所述服务器提供音频/视频流的内容从第一内容到第二内容的改变；并且
在所述音频/视频流中标识由所述服务器所发送的标记数据，所述标记数据用于表明所述音频/视频流中第二内容的开始。
依照本发明，还提供了一种用于连接到网络并且向所述网络上的客户端设备提供音频/视频流的服务器，所述服务器被安排来连接到所述网络，经由所述网络向所述客户端设备提供所述音频/视频流，接收从所述客户端设备所发送的命令数据并且通过把所述音频/视频流的内容从第一内容改变到第二内容来对所述命令数据做出响应，其中所述服务器还被安排来在所述音频/视频流中提供标记数据，所述标记数据用于表明所述音频/视频流中第二内容的开始。
依照本发明，还提供了一种用于连接到网络并且用于再现从网络上的服务器所接收的音频/视频流的客户端设备，所述客户端设备被安排来连接到所述网络，接收所述音频/视频流，处理所接收的音频/视频流以便能够再现并且经由所述网络向所述服务器发送命令数据，所述命令数据用于使所述服务器提供所述音频/视频流的内容从第一内容到第二内容的改变，其中所述客户端设备还被安排来在所述音频/视频流中标识由所述服务器所发送的标记数据，所述标记数据用于表明所述音频/视频流中所述第二内容的开始。
依照这种方式，在所述音频/视频流中标识第二内容的开始以便客户端设备能够从再现第一内容的音频/视频流直接地且确信地移动到再现第二内容的音频/视频流。
优选地是，所述客户端设备包括用于缓冲从所述网络所接收的音频/视频流的缓冲器。
客户端设备可以被安排来当收到标记设备时转储清除缓冲器。
依照这种方式，客户端设备能够精确地标识应当在哪点上转储清除缓冲器。
优选地是，客户端设备被安排来在再现从收到标记数据之后所接收的任何音频/视频流之前，缓冲在收到所述标记数据之后所接收的、预定量的音频/视频流。
依照这种方式，尽管客户端设备在再现从收到标记数据之后所接收的任何音频/视频流之前，并没有提供在考虑到网络中所预计的相对较大中断的情况下所要求的正常稳态缓冲或等待时间，然而所述客户端设备对于考虑所述网络上数据率的正常事务波动提供了足够的缓冲。
不是转储清除缓冲器，而是缓冲预定量的、在收到标记数据之后所接收的音频/视频流，客户端设备可以只是跳过所有其它先前缓冲的音频/视频流数据。
优选地是，客户端设备被安排来依次分析所缓冲音频/视频流的每个部分并且跳过在所述标记数据之前所接收的已缓冲音频/视频流部分。
客户端设备可以丢弃所缓冲音频/视频流的一部分而不会再现它们。作为选择，它可以快进地再现它们。
优选地是，在音频/视频流包括在多个连续的音频和视频分组中所携带的音频和视频数据的情况下，可以在伪音频分组中提供用于表明第二内容开始的标记数据。从而，服务器优选被安排来创建并插入这种伪音频分组。
依照本发明，还提供了一种有形的机器可解释信号，包括在多个连续的音频和视频分组中所携带的音频和视频数据流，用于携带第一内容的音频和视频数据的第一组多个连续的分组处于用于携带第二内容的音频和视频数据的第二组多个连续的分组之前，所述有形信号进一步包括用于携带标记数据的伪音频分组，所述标记数据用于表明所述第二组多个连续的分组的开始。
本发明还可以被实现为一种包括程序代码装置的计算机程序，当所述程序根据情况在服务器或客户端设备上运行时，所述程序代码装置执行上述步骤。类似地，本发明可以作为包括在计算机可读介质上所存储的这种程序代码装置的计算机程序产品来提供。
应当注意，遍及说明书和权利要求来参考音频/视频，并且这旨在覆盖用于处理音频或视频的系统。然而，本发明特别适用于用来处理音频和视频的系统。
附图说明
仅以举例方式并参考附图，根据以下描述将更清楚地理解本发明，其中：
图1图示了结合依照本发明的服务器的电视系统；
图2图示了使本发明具体化的联网系统；
图3示意地图示了用于图2的系统中的客户端设备；和
图4图示了用于图2的系统中的服务器。
具体实施方式
可用于消费者的许多不同类型的音频/视频设备包括电视显示器设备、磁带录像机、电视唱片播放器和记录器、用于接收并解码数字电视传输的机顶盒以及例如包括硬盘记录设备的个人录像机(PVR)。这些可以作为音频/视频系统被一起选择、连接并且依照最终用户的要求来使用。
在音频/视频系统(2)的图1中所示意图示的例子包括用于数字电视解码器(6)和PVR(8)的电视显示设备。
如所图示，下面将进一步描述的基站或服务器(10)被连接到电视系统(2)的一个或多个音频/视频输出。服务器(10)还包括用于连接到诸如因特网之类的外部网络的端口或接口(12)。
仅为了便利和清楚的目的来使用术语客户端和服务器。旨在服务器可以是音频/视频源的一部分或与之通信，其中所述音频/视频旨在被转送以便在客户端设备进行观看/交互。当然，在某些实施例中，客户端还可以是音频/视频内容源并且可以将其版本(version)转送到服务器以便观看/交互。从而，术语“客户端”和“服务器”可以被解释为可互换的。在某些实施例中，客户端和/或服务器可以是对等网络中的节点。
如图2中所图示，客户端设备(14)还连接到网络(16)。服务器(10)排列从电视系统(2)所接收的任何音频/视频信号(例如数字化模拟信号)并且经由网络向客户端设备(14)发送数据。例如在使用因特网的情况下，服务器(10)可以使用诸如TCP/IP、HTTP、RTP和RTSP之类的标准网际协议。客户端设备(14)解码任何接收的数据并且依照用于显示的形式来提供它。客户端设备可以提供用于外部设备上的显示器的信号，而且优选实施例包括集成显示器，例如在膝上型计算机和索尼个人游戏站(Sony PlayStation Personal(注册商标))的情况下。依照这种方式，最终用户能够在世界上的任何地方享受实况或记录的电视节目。
为完整起见，应当注意，所有或部分网络(16)可以是无线的并且音频/视频可以穿越广域网(诸如因特网)或局域网，例如在最终用户的家或起居室之内。
用于确定实况流送质量的重要因素是图像和声音在确定的视频速率和音频速率下必须是连续的。在客户端到达太迟或者根本没有到达的帧导致音频/视频不连续。为了增加音频/视频播出速率的稳定性，使用流送等待时间。流送等待时间是从在服务器端产生帧的时刻直到在客户端再现该帧的时刻所测量的延迟。
通过缓冲网络任一端的音频/视频流数据以便提供所要求的等待时间，可以吸收所述网络内的任何延迟和不均匀，使得客户端设备的最终用户在没有任何不连续性的情况下接收所述音频/视频流。
建议服务器(10)中的缓冲大约与客户端设备(14)中的缓冲同样大小。在网络(16)是因特网的情况下，建议在服务器(10)和客户端设备(14)中都使用大约3秒的缓冲。这些参数只是例子。如根据以下描述可以清楚看出，其它缓冲时间也是可实现的。
在服务器(10)，经由网络(16)提供的音频/视频流数据应当是可用的而不会有中断。从而，用于在服务器(10)中提供缓冲的一个或多个缓冲器通常在空状态下运行。当由于网络中断而不可以把音频/视频流数据输出到网络上时，服务器(10)的缓冲器(一个或多个)于是开始填充数据直到可以向所述网络提供该数据。另一方面在客户端设备(14)中，在向最终用户再现任何音频/视频流之前，允许一个或多个缓冲器被填入所建议的缓冲量，例如3秒。再现音频/视频流应当可以是无中断的，但是在从网络接收音频/视频流中可以存在中断，使得在这些中断期间，相应地减少所缓冲的数据量。
应当理解，此缓冲和高等待时间流送在任何音频/视频流送开始时引入了较长的延迟(例如3秒)。
建议客户端设备(14)应当能够经由网络(16)向服务器(10)发送命令数据。此命令数据旨在用来控制电视系统(2)的部分。服务器(10)可以装备有红外起爆器，用于借助于它们通常的遥控信道来控制电视系统(2)的一个或多个组件。作为选择，服务器(10)可以装备有到那些构成部分的直接链路，用于直接控制所述构成部分。
在客户端设备(14)发送用于改变信道的命令数据的情况下，系统中的高等待时间还会在信道改变请求和由客户端设备(14)向用户再现新信道之间引入长延迟。特别地是，只在对应于等待时间的延迟之后才播放新信道的图像和声音序列。这在延迟周期期间产生停滞的图画和声音。会导致音频/视频流的内容改变的任何其它命令也出现类似的困难。例如，用户当试图控制播放所记录的音频/视频序列时，例如当尝试诸如暂停、倒带、快进、前进到章节标记等命令时会遇到类似的延迟。甚至在用户试图控制电视系统(2)的一部分而不改变被流送到客户端设备(14)的电视序列的情况下，也可能有类似的问题。例如当使用客户端设备(14)来调节电视系统(2)的记录功能时，可以把显示信息添加到电视图像上以便形成改变的音频/视频流，并且用户不希望只是在显著的等待时间延迟之后才接收那些图像。
图3示意地图示了用于使本发明具体化的客户端设备(14)的构成部分。
控制器(20)全面控制设备并且协调与其它组件的交互。
提供了用于连接到网络(16)的接口(22)，并且在控制器(20)控制下所述接口(22)可以操作用于所述网络(16)的必要信号交换(handshake)和协议。
向缓冲器(24)提供借助于接口(22)从网络(16)所获取的音频/视频流。如上所述，这提供了例如3秒的正常缓冲量。
处理器(26)从缓冲器(24)获得音频/视频流并且执行必要的处理以向显示器(28)和音频换能器(30)提供信号从而向最终用户再现所述音频/视频流。可以独立于客户端设备(14)或与之结合来提供显示器(28)和音频换能器(30)。
用户接口(32)允许借助于控制器(20)来控制客户端设备(14)和服务器(10)。可以使用任何适当形式的用户接口，包括与显示器(28)集成作为触控式显示器的那些用户接口。用户接口(32)可以采取图形用户接口(GUI)的形式。这可以选择性地用虚拟按钮代替按钮来模拟常规的遥控设备。
响应于驱动用户接口(32)，控制器(20)使接口(22)经由网络(16)以适当形式发送命令数据以便由服务器(10)接收。
图4示意地图示了服务器(10)的实施例的构成部分。
控制器(40)被安排来控制其它构成部分。
提供了接口(42)来连接到网络(16)并且接口能够使用适当的信号交换和协议来经由网络(16)通信。另一方面，提供了音频/视频(AV)接口(44)来连接到电视系统(2)的一个或多个构成部分。在可以连接到一个以上组件的情况下，控制器(40)可以被配置为控制传递音频/视频信号以便在服务器(10)内进一步处理。
处理器(46)从AV接口(44)获取适当的音频/视频信号并且向缓冲器(48)提供音频/视频流。处理器(46)可以根据需要执行任何功能，例如执行模拟到数字转换或从一种数字格式转变为另一种数字格式。当然应当理解，系统可以配置有一个以上处理器。例如，一些系统可以包括用于执行音频/视频解码的专门处理器(DSP)。
数据经由接口(42)从缓冲器(48)流送到网络(16)上。如果在网络(16)上的服务中存在微小中断，使得接口(42)不能把数据提供到所述网络(16)上，那么缓冲器(48)就缓冲该数据直到所述网络(16)允许适当地传输所述数据。如上所述，近似3秒音频/视频流的缓冲器大小通常适于供因特网使用，如网络(16)。
接口(42)还能够从网络(16)接收从客户端设备(14)所发送的命令数据。可以由控制器(40)来解释命令数据使得所述控制器(40)实施所要求的操作，如由客户端设备(14)的用户接口(32)和所述客户端设备(14)的控制器(20)所生成的相应命令数据所表明的。
当然响应于命令数据，控制器(40)可以通过控制其构成部分来控制服务器(10)本身的操作。然而，控制器(40)还指挥控制接口(50)。控制接口(50)可以采取红外起爆器的形式，所述红外起爆器能够生成适当的红外信号来控制电视系统(2)的一个或多个构成部分。这种方案是高度有益的，这是由于服务器(10)可以控制任何电视设备而不需要为该设备专门设计或实现的接口。控制器(40)能够使用控制接口(50)来实现电视系统(2)的构成部分的任何可用功能，例如改变信道、设置记录功能并且播放所记录的音频/视频序列。当然另一方面，在电视系统(2)的构成部分包括适当通信链路的情况下，控制接口(50)可以利用那些链路来直接与所述电视系统(2)的构成部分通信并且直接控制它们。实际上，服务器(10)还可以被集成在电视系统(2)内。
在服务器(10)和客户端设备(14)的操作中，其中正向所述客户端设备(14)提供音频/视频流而不存在所述客户端设备(14)的用户接口(32)的任何操作，所述系统试图与处于近似满状态的客户端设备(14)的缓冲器(24)操作，例如3秒音频/视频数据，并且服务器(10)的缓冲器(48)处于近似空状态。从而，在所打算的例如3秒的稳态等待时间的情况下向用户再现音频/视频流。为了理解本发明，此时音频/视频流的内容可以被认为是第一内容。
当操作客户端设备(14)的用户接口(32)并且经由网络(16)向服务器(10)发送命令数据时，所述客户端设备(14)通常期望某种响应。举例来说，此响应可以是正从服务器流送的实况信道的改变，暂停或停止再现所记录的电视节目序列，或者仅仅在电视图像上添加控制信息以作为在电视系统(2)的一个构成部分中设置记录功能或导航菜单的一部分，所述菜单包括用于诸如DVD设备之类设备的内容菜单并且导航诸如图文电视之类的服务。在所有这些情况中，其中响应于命令数据来改变音频/视频流，为了解释本发明而考虑它，即把所述音频/视频流的内容从第一内容改变到第二内容。从而，按照上面所给出的例子，第二内容会是电视节目数据、所暂停或停止的图像以及具有所添加控制信息的图像的新实况流。
在正常过程中，只向最终用户再现具有第二内容的音频/视频流，通常的等待时间或缓冲延迟例如是3秒。本发明考虑上述系统的控制操作以便减少此延迟并改进用户的可操作性。
应当理解，在最广阔意义上参考音频/视频流并且音频/视频流从第一内容到第二内容的改变旨在还覆盖在第一传输流和第二传输流之间的切换；具有第二内容的第二传输流可以被构建为第二传输流并且所述系统在那些流之间切换。
当从客户端设备(14)发送命令数据时，可以仅转储清除任何数据的客户端设备(14)的缓冲器(24)。对于其中命令数据发起信道改变的例子来说，可以假定用户不希望看见/听见已经在缓冲器(24)中的任何音频/视频流。然而，在客户端设备(14)的上游还有音频/视频流的随后部分，类似地所述用户也不需要听见或看见它们。
建议当检测在服务器(10)接收命令数据时，所述服务器(10)的控制器(40)会转储清除所述服务器(10)的缓冲器(48)。在服务器(10)接收命令数据时，已经在缓冲器(48)中排队以便经由网络(16)传输的音频/视频流的任何数据会涉及第一内容而不是第二内容。从而，不需要向用户再现此部分音频/视频流并且它可以被转储清除。
如果已经接收命令数据，那么服务器(10)的控制器(40)内部地或通过控制所述控制接口(50)来做出响应以便操作电视系统(2)的组件之一。电视系统(2)的该组件做出响应，并且在该响应之后的音频/视频信号由音频/视频接口(44)接收并由处理器(46)处理，使得被传递到缓冲器(48)并且传递到网络(16)上的任何新数据形成具有第二内容的音频/视频流。
作为此方案的结果，客户端设备(14)只接收并再现与第一内容相关的音频/视频流的用户数据，该数据实际上经由网络(16)处于传输中。这可能是非常少量的数据，并且实际上由于以下所提及的原因，有可能无论如何都不能够很好地再现。
应当理解，视频序列的数字编码典型情况下涉及编码完整的信号帧，例如在1到2秒间隔内被称为I帧。I帧包含内宏块(intramacroblock)。然后借助帧间内插即连续帧之间的内插来编码插入帧以便提供被称为P和B帧的内插帧。尽管P和B帧可以包含内宏块，然而它们主要包含中间宏块(预测或双预测)。
如果只向诸如客户端设备(14)的处理器(26)之类的处理器提供P或B帧，那么不可以再现原始图像。处理器在接收连续的P和B帧之前始终有必要接收I帧。从而，如果所述系统仅被安排来转储清除服务器(10)的缓冲器(48)和客户端设备(14)的缓冲器(24)，那么在网络(16)上处于传输的随后帧很可能并未在适当的I帧之前且从而会被丢弃。
从上可知，优选如果已经接收命令数据，那么服务器(10)的控制器(40)控制处理器(46)使得利用被编码为I帧的第一帧来编码与第二内容相关的、来自音频/视频接口(44)的任何新的音频/视频信号。从而，具有第二内容的音频/视频流的第一帧是只具有内帧质询的I帧，使得客户端设备(14)的处理器(26)可以重构用于该帧的原始图像。
如先前所解释，客户端设备(14)的缓冲器(24)被安排来以正常的缓冲延迟时间或等待时间操作，所述时间旨在考虑例如网络(16)中的任何中断。如果客户端设备(14)等待直到在开始再现音频/视频流之前缓冲器(24)已经重新获得此正常的缓冲量，那么转储清除所述缓冲器(24)在减少延迟时间方面并没有提供任何优点。另一方面，当接收时立即开始再现具有第二内容的音频/视频流而没有缓冲会导致不均匀地再现，这是因为在接收来自网络(16)的数据中不可避免存在一些不均匀性。现在建议在此情况中，使缓冲器(24)以预定的最小缓冲延迟操作，这足以考虑网络(16)上的正常数据流变化。换句话说在当网络(16)正确操作时的正常使用期间，在数据流速率中不可避免地存在波动，并且旨在预定的最小缓冲延迟就是考虑这些。另一方面，正常的缓冲延迟时间旨在考虑在网络(16)中出现的、周期性的但是较少通用的中断。在实践中，已经发现预定的最小缓冲的适当值是400毫秒数据。取决于网络，可以使用200毫秒或100毫秒的值。对于较差网络来说，可以使用600、800或1,000毫秒的值。
从而建议客户端设备(14)的控制器(20)如果已经发送命令数据并且转储清除所述客户端设备(14)的缓冲器(24)，那么在处理器(26)再现音频/视频流之前，使所述缓冲器(24)缓冲多达预定缓冲时间(例如400毫秒)的数据。依照这种方式，显著地减少了最终用户所察觉的延迟，但是提供了一定缓冲以便考虑在网络(16)上所遭受的数据流速率中的正常最小变化。
当然，为了更好的原因而使用正常更大的缓冲延迟时间，并且这对于稳态音频/视频流来说是优选的。从而，由客户端设备(14)中的缓冲器(24)所提供的缓冲被恢复到正常的较大缓冲时间是所想要的。为了实现这点，建议处理器(26)以略慢于其最初打算的速度来再现来自缓冲器(24)的音频/视频流。例如以小于其原始速度5％的速度进行播放是适当的。虽然处理器(26)以慢于正常速度的速度来再现音频/视频流，然而缓冲器(24)可以被重新填充并且重新恢复到其正常的较大缓冲时间。一旦缓冲器(24)已经返回到其正常缓冲时间，处理器(26)可以返回以正常速度来再现音频/视频流。
作为上述的变式，还可以由服务器(10)以低速提供音频/视频序列直到客户端设备(14)的缓冲器(24)已经被重新填充来实现相同效果。实际上，在服务器(10)端的音频/视频流经由网络(16)以比实时更快的速度展开并流送到客户端设备(14)的缓冲器(24)。
作为上述方案的改进，建议服务器(10)的控制器(40)如果已经接收来自客户端设备(14)的命令数据，那么把标记数据插入到经由网络(16)所发送的音频/视频流中以用于表明具有第二内容的音频/视频流的开始点。依照这种方式，客户端设备(14)可以肯定地标识在音频/视频流中第二内容在哪开始。
如上所述，在最广阔意义上参考音频/视频流并且音频/视频流旨在覆盖用于携带从服务器到客户端设备的信息的任何通常的数据流。可以使用标记数据来表明从一个特定的传输流到另一特定的传输流的改变，其在概念上都被认为处于相同的音频/视频流内。另一方面，还可以借助于相当不同的信道来发送标记数据。例如，可以发送“带外”控制消息来标识内容/传输流改变时的时间。这可以通过向客户端设备发送第一新的音频或视频内容的时间戳或者依照一些其他方式标识第一新的音频或视频内容来实现这点，例如分组编号、分组计数、帧计数等。依照相同方式，可以标识最旧的音频/视频内容并且将其发送到客户端设备。“带外”不必指具有此名称的TCP特征，而是为了控制目的所使用的任何附加插槽连接，例如特定的RTSP消息。
当经由网络(16)发送命令数据时不是转储清除客户端设备(14)的缓冲器(24)，而是所述客户端设备(14)可以等待直到在转储清除所述缓冲器(24)之前已经从服务器(10)接收了标记数据。依照这种方式，确保具有第一内容的所有音频/视频流，甚至是在网络(16)上处于传输的音频/视频流被客户端设备(14)转储清除或忽略。此外，对于在发送命令数据和接收标记数据之间的短周期来说，客户端设备(14)可以继续再现具有第一内容的音频/视频流。尽管用户可能不会特别要求再现此部分音频/视频流，然而依照这种方式再现有助于由最终用户所提供服务的连续性。
如上所述在优选实施例中，客户端设备(14)的控制器(20)仍然控制缓冲器(24)和处理器(26)等待，直到在开始再现具有第二内容的音频/视频流之前已经达到预定的最小缓冲，例如400毫秒。当然，这会导致向最终用户再现的轻微中断，但是当在电视系统上发起诸如改变信道之类的操作时，用户熟悉大约400毫秒的时间中断。
在音频/视频流中增加标记数据的情况并非是直接的方式。已经存在可能并不期望从服务器(10)接收标记数据的客户端设备。从而由服务器(10)所发送的标记数据不会妨碍由这些客户端设备所执行的过程是重要的。
中断向最终用户再现音频信号通常比视频信号中的轻微缺陷更引人注意。从而，对于音频/视频流的音频部分给予优先级。因此建议包括标记数据作为音频流的一部分。特别地是，建议引入其中并不带有音频数据的伪音频帧。通过用用于表明帧涉及标记数据的非标准数据来替换音频帧的标准首部数据，被配置为接收标记数据并对其做出响应的客户端设备会认为音频帧与标记数据相关，而未被配置来接收标记数据的客户端设备仅仅会认为已经错误地接收了数据并且会丢弃该帧。在使用具有实时协议和AAC(高级音频编解码器)数据的音频帧的系统中，可以用用于标识帧包括标记数据的非标准首部来代替AAC首部。
如下是另一候选方式。有时候，在流送音频帧之前删除AAC首部(称作‘ADTS’首部)，使得不可以代替它。在没有ADTS首部的情况下，建议以下内容。AAC帧由几个语法元素组成。最后元素必须是TERM元素(ID_END，0b111)。以TERM元素STARTS的帧似乎适于作为信道标记使用，这是因为它被标准的解码器所拒绝。在TERM元素之后，可以隐藏可能被认为是标记的数据类型。此标记的应用不局限于AAC数据或者实际上通常是音频数据，并且可以包含在视频或其它数据分组中。
伪音频帧在音频流内具有用于表明其在时间上位置的时间戳。服务器(10)的控制器(4)把包含标记数据的音频帧的时间戳安排在刚好在具有第二内容的音频/视频流的第一帧(实际上是I帧)的时间戳之前。从而在客户端设备(14)中，已经为标记数据标识伪音频帧的控制器(20)可以把任何随后的数据标识为与具有第二内容的音频/视频流相关的帧，所述数据的时间戳迟于所述标记数据的伪帧的时间戳。
在另一实施例中，所述标记并非作为音频帧而是作为所谓的‘带外’信号数据发送。带外信号是关于视频流的交换信息，而且与音频或视频数据本身相分离。例如，在使用TCP的实施例上，所述标记例如可以经由未用来运输音频或视频数据的套接字发送。在此实施例中，所述标记可能会唯一地标识服务器用第二内容代替第一内容的时间。这例如可以通过包括第二内容的第一音频或视频帧的时间戳来实现。
从上可知，建议其中并不转储清除客户端设备(14)的缓冲器(24)的候选方式。此外，利用此候选方式，可以避免并没有向最终用户提供图像同时客户端设备(14)的缓冲器(24)构建了其预定的最小缓冲量，例如上述400毫秒延迟。
如果在客户端设备(14)已经接收标记数据，那么控制器(20)可以允许处理器(26)继续从缓冲器(24)再现第一内容的音频/视频流。控制器(20)控制缓冲器(24)构建第二内容的音频/视频流的预定最小缓冲量，例如400毫秒，继而使处理器(26)忽略或跳过在缓冲器(24)中所存储的第一内容的音频/视频流。特别地是，控制器(20)能够借助于用于表明第二内容开始的标记数据来标识第一内容的所有音频/视频流数据。例如，通过利用标记数据的时间戳，控制器(20)可以把具有较早时间戳的数据帧标识为与第一内容相关的帧。
从而在一个实施例中，清空与第一内容相关的帧的缓冲器(24)仅仅涉及从所述缓冲器(24)中顺次读取每个帧并且丢弃具有在标记数据的时间戳之前的时间戳的所有帧。可以立即实施此操作而不需要处理在帧中所包含的数据。
作为进一步候选方式，如果已经在客户端设备(14)接收标记数据并且同时缓冲器(24)正在构建预定最小缓冲量的第二内容的音频/视频流，那么控制器(20)可以使所述处理器(26)以高速换句话说以快进模式再现所述缓冲器(24)中第一内容的音频/视频流。所述高速可以是预定的固定高速，例如通常会导致用于在缓冲器(24)中获取预定最小缓冲量的第二内容的音频/视频流所花费的时间内清空所述缓冲器(24)的正常容量。作为选择，控制器可以考虑目前在缓冲器(24)中有多少数据正在缓冲并且设置再现速度以便在预定的最小缓冲量的时间内播完所有数据。
对于在本申请中所描述的这些及其它方案，应当理解，可以自适应地选择或改变预定的最小缓冲量。例如当首先使用客户端设备(14)的用户接口(32)来发起向服务器(10)发送命令数据时，控制器可以尝试相对有利的预定最小缓冲量，其例如相当于200毫秒播放时间。如果在从第一内容到第二内容的转换中，控制器发现在开始再现所述第二内容期间缓冲器(24)被完全清空，那么下一次使用用户接口(32)来发起发送命令数据并且(新的)第一内容(对应于先前的第二内容)由(新的)第二内容来代替，所述控制器可以安排所述缓冲器(24)以使用较大的预定最小缓冲量，例如相当于400毫秒。
在快进播放操作期间，仅仅以比正常更高的速度来播放视频序列。音频和视频帧按照由服务器DSP所产生的时间戳来同步。客户端设备根据时间戳信息来确定是否播完视频帧。结果，系统地较快播放音频导致较快地播放视频帧序列。对于一些实施例来说为了节省处理(CPU)功率，诸如并不拥有高计算能力的嵌入式设备，例如SonyPSP(注册商标)、电话等，可能希望跳过所有的视频帧，所述视频帧是非IDR帧(在AVC流送中)或非I帧(在MPEG-4流送中)。对于其它计算设备来说，可能希望以较高播完速率来播完所有视频帧以便生成平滑的快进播放。
可以屏蔽音频流使得没有音频输出。作为选择，也可以在具有或没有音调控制的情况下以高速播放音频流。在某些实施例中，高速音频流具有降低的音量。作为进一步候选方式，音频流可以由预定义的音频信号来代替，例如在客户端设备(14)内产生，并且例如是固定的嘟嘟、叮当声或与播送某些东西或加速某些东西相关联的声音。
还可以在不使用标记数据的情况下对基本系统进行改进。
在一个方案中，当客户端设备(14)的控制器(20)向服务器(10)发送命令数据时，它还安排处理器(26)开始以高速或者换句话说快进地播放或再现来自缓冲器(24)的数据。
在一个方案中，控制器(20)使处理器(26)快进等于缓冲器(24)的正常充满缓冲量的数据量。优选地是，快进速率是这样的使得在操作末尾，缓冲器(24)已经被填有预定的最小缓冲量的新数据，其中所述数据经由网络(16)接收。这通常对应于第二内容的音频/视频流。如上所述，可以固定快进速率以便在预定的最小缓冲量的时间(例如400毫秒)内再现整个缓冲量(例如3秒)。作为选择，控制器可以估定在缓冲器(24)中有多少数据并且设置快进速率以便在所要求的时间内再现该数据。类似地，如上所述可以自适应地选择预定的最小缓冲量。
作为进一步改进，建议一种方案，其中当控制器(20)发送命令数据时，所述控制器(20)确定客户端设备(14)的缓冲器(24)中的数据量并且计算快进播完速率，其中要求所述快进播完速率在预定的最小缓冲量时间(例如400毫秒)内再现所有数据。然后控制客户端设备(14)的处理器(26)以便以所计算的快进速率来再现来自缓冲器(24)的数据。
如果在发送命令数据并且确定客户端设备(14)的缓冲器(24)中的数据量时，由于一些中断而在网络(16)上存在数据积压，那么在上述快进再现过程期间很可能多于预定的最小缓冲量会到达所述客户端设备(14)的缓冲器(24)。例如如果设置快进再现速率以便花费400毫秒，那么在该时间期间可以由缓冲器(24)接收500毫秒的数据。由于由缓冲器(24)所接收的附加数据几乎必然涉及第一内容的音频/视频流，所以建议控制器(20)安排处理器(26)继续以快进速率从缓冲器(24)输出所述音频/视频流。特别地是，继续由处理器(26)进行高速再现直到缓冲器(24)只包含预定的最小缓冲量，例如相当于400毫秒。
对系统的另一改进可以是依照网络延迟或等待时间的估算来调整将以快进速率从缓冲器中所读出的数据量。换句话说，利用网络等待时间的估算，客户端设备可以在控制器发送命令数据时估算网络上将存在(并且尚未由缓冲器24接收)多少第一内容的音频/视频流的附加数据。通过以快进速率从缓冲器24输出相当于此数据的附加时间，可以更好地估算经由第一内容的所有音频/视频流的快进。
用户可以根据在网络上使用客户端设备的经验来输入所要求的额外时间。作为选择，客户端设备本身可以监视往返于网络的分组流量以便建立网络等待时间的估算。在一个例子中，客户端设备可以被配置为试通(ping)服务器并且监视响应时间。换句话说，可以用无用信息来创建分组并把它发送到服务器。作为另一例子，可以使用实时的传输控制协议(RTCP)。这向实时的传输协议(RealRTP)流量提供了带外控制信息。众所周知，定期地使用它来向流送多媒体会话中的参与者发送控制分组。其主要功能是对由实时传输协议所提供的服务质量提供反馈。对媒体连接收集统计信息。
上述方案提供了用于在第二内容的音频/视频序列迅速变化的情况下向最终用户提供对用户接口(32)操作的良好且响应的反馈的有效方式。
应当理解，利用上述所有方案，当客户端设备(14)中的缓冲被减少到预定的最小缓冲量时，系统变得更加易受网络(16)中的延迟和问题的影响。
为了帮助缓和在这方面的可能问题，建议服务器(10)可以被这样安排使得控制器(40)控制处理器(46)以便以较低的比特率来提供音频/视频流的帧。尽管在客户端设备(14)再现中存在随后的质量下降，然而这在减少的帧丢弃数目等方面被改进的性能所抵消。可以借助于用户选择或自适应地通过系统确定是否存在过多数目的丢弃帧来选择使用降低的比特率或实际上是比特率的降低量。
上面给出的描述总体上只考虑了其中系统处于稳态播放第一内容的音频/视频流的状态，向服务器(10)发送命令数据并且所述系统移到另一稳态播放具有第二内容的音频/视频流的状态的情况。在客户端设备(14)中缓慢播放以便使客户端设备(14)的缓冲器(24)能够返回到其正常的充满缓冲状态，通常建议例如花费两分钟来再次返回到稳态的播放情况。
当然，对第一内容和第二内容的参考旨在仅涉及在特定考虑的命令数据前后的音频/视频流。
多数情况下，紧接着操作客户端设备(14)的用户接口(32)几次。在此情况下，优选客户端设备(14)的控制器(20)在发送命令数据时并不试图转储清除缓冲器(24)。作为替代，仅仅继续以预定的最小缓冲量来运行缓冲器(24)足以。实际上在这方面，控制器(20)可以判断缓冲器(24)是否包含中间缓冲量(在预定的缓冲量和正常的缓冲量之间)并且如果所述缓冲器(24)包含小于此中间量(例如小于一秒的数据)那么并不采取转储清除所述缓冲器(24)或提供快进再现的动作。当服务器(10)转储清除其缓冲器(48)时，可以包括类似的改进。服务器(10)知道由命令数据紧接着发起第二或进一步的操作。不是转储清除缓冲器(48)并且产生I帧，控制器(40)可以被配置为在第二、第三等操作紧跟着的情况下不采取任何动作。
在上述实施例中，如果已经把客户端设备缓冲器中的数据量减少到最小的预定量，那么客户端设备以缓慢播放模式来再现音频/视频流以便允许缓冲器慢慢地被重新填充。作为候选方式，在服务器端的音频/视频流是非实时的情况下，例如它是预先录制的，可能在PVR(个人录像机)机器上，那么受网络约束的影响，可以以比实时更快的速率从服务器向客户端设备发送音频/视频流的数据以便使所述客户端设备的缓冲器重新被填充。依照这种方式，客户端设备在从第一内容改变到第二内容后不必以缓慢速率再现数据。
最后，应当理解，图3和4是客户端设备(14)和服务器(10)的功能的示意图。在实践中，在这些设备中存在的等待时间或缓冲通过该设备来分布。例如，客户端设备(14)可以利用从网络(16)所馈送的网络引擎来构造并且借助于各自的缓冲器被连接到音频和视频解码器。然后音频和视频解码器可以自身借助于另外各自的缓冲器被连接到各自的音频和视频再现器。于是通过确保在任何一个信号路径中的总等待时间或缓冲器延迟满足如上所述的要求来实现如上所述的方案。转储清除或跳过数据可能出现在沿着特定信号路径的任何一个缓冲器中，而且转储清除或跳过在所述信号路径中更上游的缓冲器中的数据优点在于避免了处理可能已经被传递到下游的数据。

Claims (12)

1.一种用于连接到网络并且用于再现从所述网络上的服务器所接收的音频/视频流的客户端设备，所述客户端设备包括：
接口，被配置为连接到所述网络并且当与所述网络通信时接收所述音频/视频流；
处理器，被配置为处理所接收的音频/视频流以便能够以播放速率再现；和
控制器，被配置为经由所述网络向所述服务器发送命令数据，所述命令数据用于使所述服务器提供所述音频/视频流的内容从第一内容到第二内容的改变，其中：
所述客户端设备进一步包括被配置为将从所述网络所接收的音频/视频流缓冲达到至少一个量的缓冲器，以播放速率播放该至少一个量的播放时间是至少预定的最小缓冲时间；并且
当发送所述命令数据时，所述控制器被配置为控制所述处理器处理所述缓冲器中的音频/视频流以便以高于所述播放速率的快进速率再现所述音频/视频流持续达至少所述预定的最小缓冲时间，并且随后处理所述缓冲器中的音频/视频流以用于以所述播放速率再现。
2.如权利要求1所述的客户端设备，其中当发送所述命令数据时，所述控制器被配置为控制所述处理器处理所述缓冲器中的音频/视频流以便以所述快进速率再现所述音频/视频流，并且如果必要的话，以所述快进速率再现所述音频/视频流达为把所缓冲的音频/视频流减少到一定量所要求的任何附加时间，以播放速率播放的所述量的播放时间等于预定最小缓冲时间。
3.如权利要求1所述的客户端设备，其中所述控制器被配置为把在发送命令数据时再现所述缓冲器中的音频/视频流的快进速率计算为所述快进速率，其中所述命令数据被要求来在预定的最小缓冲时间内清空所述缓冲器。
4.如权利要求1所述的客户端设备，其中所述控制器被配置为控制所述处理器处理所述缓冲器中的音频/视频流以便在控制所述处理器以所述快进速率处理和控制所述处理器以播放速率处理之间以慢于所述播放速率的缓慢速率来再现所述音频/视频流以便能够重新充满所述缓冲器。
5.如权利要求1所述的客户端设备，其中所述控制器被配置为处理所述音频/视频流以便以减小音量输出音频同时以快进速率再现所述音频/视频流。
6.一种系统，包括：
依照先前权利要求中任何一个所述的客户端设备；和
服务器，具有：
接口，被配置为连接到所述网络并且当与所述网络通信时经由所述网络提供音频/视频流；
处理器，被配置为根据音频/视频信号来形成所述音频/视频流的数据；和
与所述接口通信的控制器，被配置为接收从所述客户端设备所发送的命令数据并且通过控制所述处理器把所述音频/视频流的内容从第一内容改变到第二内容来对所述命令数据做出响应。
7.一种用于音频/视频流送的方法，包括：
经由网络接收由服务器所提供的音频/视频流；
处理所接收的音频/视频流以便能够以播放速率再现；并且
经由所述网络向所述服务器发送命令数据，以使所述服务器提供所述音频/视频流的内容从第一内容到第二内容的改变；
在缓冲器中将从所述网络所接收的音频/视频流缓冲达到至少一个量，以播放速率播放该至少一个量的播放时间是至少预定的最小缓冲时间；
当发送所述命令数据时，处理所述缓冲器中的音频/视频流以便以快进速率再现所述音频/视频流持续达至少所述预定的最小缓冲时间，并且随后处理所述缓冲器中的音频/视频流以用于以所述播放速率再现。
8.如权利要求7所述的方法，进一步包括：
当发送所述命令数据时，处理所述缓冲器中的音频/视频流以便以所述快进速率再现所述音频/视频流，并且如果必要的话，以所述快进速率再现所述音频/视频流达为把所缓冲的音频/视频流减少到一定量所要求的任何附加时间，以播放速率播放的所述量的播放时间等于预定最小缓冲时间。
9.如权利要求7所述的方法，进一步包括：
把在发送命令数据时再现所述缓冲器中的音频/视频流的快进速率计算为所述快进速率，其中所述命令数据被要求来在预定的最小缓冲时间内清空所述缓冲器。
10.如权利要求7所述的方法，进一步包括：
处理所述缓冲器中的音频/视频流以便在以快进速率和播放速率进行处理之间以慢于所述播放速率的缓慢速率再现所述音频/视频流以便能够重新充满所述缓冲器。
11.如权利要求7所述的方法，进一步包括：
以减小音量输出音频同时以所述快进速率再现所述音频/视频流。
12.一种用于音频/视频流送的设备，包括：
用于经由网络接收由服务器所提供的音频/视频流的装置；
用于处理所接收的音频/视频流以便能够以播放速率再现的装置；并且
用于经由所述网络向所述服务器发送命令数据，以使所述服务器提供所述音频/视频流的内容从第一内容到第二内容的改变的装置；
用于在缓冲器中将从所述网络所接收的音频/视频流缓冲达到至少一个量的装置，以播放速率播放该至少一个量的播放时间是至少预定的最小缓冲时间；
用于当发送所述命令数据时，处理所述缓冲器中的音频/视频流以便以快进速率再现所述音频/视频流持续达至少所述预定的最小缓冲时间，并且随后处理所述缓冲器中的音频/视频流以用于以所述播放速率再现的装置。
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