CN101212588A - 可同步播放视频信号及音频信号的音像播放系统及其方法 - Google Patents

Abstract

一种音像播放系统，其包含有一播放主机，其包含有一音像信号接收模块，用来接收一视频信号及一音频信号，一扬声器，一音像同步控制装置，用来控制该扬声器以一特定延迟时间延迟输出相对应该音频信号的声波，以及一第一传输模块，用来传输相对应该视频信号的数据。该音像播放系统还包含有一图像播放器，其包含有一第二传输模块，用来接收该第一传输模块所传来的数据，以及一显示模块，用来显示相对应该第二传输模块所接收的数据的图像画面。

Description

可同步播放视频信号及音频信号的音像播放系统及其方法

技术领域

本发明提供一种可同步播放视频信号及音频信号的音像播放系统及其方法，尤其指一种以一特定延迟时间延迟输出相对应音频信号的声波，以同步播放视频信号及音频信号的音像播放系统及其方法。

背景技术

随着多媒体播放技术的快速发展，例如高功率的音响，高存储容量的DVD等，使得一般家庭也能在家中通过投影机配合着音响，通过投影机投射出来的超大画面享受如同电影院中身历其境的视听感受。一段音像(audio-visual，AV)片段若可以使用更大的文件容量来进行记录，那么所显示的画面将会更精致，更符合人们的要求。而随着存储媒体跳跃式的进步，音像信号的文件大小已不再是主要问题的核心，而响应大众的需求来改善播放音像信息的方式更是所有研发人员致力的方向。通常在播放音像文件时，最容易遇到的问题除了文件本身在存储时可能产生的错误之外，图像与声音在播放时不同步最易导致观赏者的不悦，如此一来，良好的音像解码装置将会在未来的休闲市场愈形重要。

请参阅图1，图1为先前技术中一音像播放系统10的功能方块示意图，音像播放系统10包含有一播放主机12，其可为一计算机装置或一DVD播放主机等。播放主机12包含有一音像信号接收模块14，用来接收视频信号及音频信号。音像信号接收模块14包含一音像信号分流单元16，用来将一音像信号(audio-visual signal)分离成视频信号以及音频信号。播放主机12还包含有：一音频解码单元18，用来解码音像信号接收模块14所接收的音频信号的音频帧(audio frame)；一扬声器20，用来输出声波；一音频驱动单元22，耦合于音频解码单元18以及扬声器20，用来驱动扬声器20以依序播放解码后的音频帧；一视频解码单元24，用来解码音像信号接收模块14所接收的视频信号的图像帧(image frame)；一视频压缩单元26，耦合于视频解码单元24，用来压缩视频解码单元24解码后的图像帧，以及一第一传输模块28，用来传输经视频压缩单元26压缩后的数据。

音像播放系统10还包含有一图像播放器30，其可为一投影机。图像播放器30包含有一第二传输模块32，用来接收第一传输模块28所传来的数据，其中第一传输模块28与第二传输模块32间以无线传输方式传输相对应该视频信号的数据。图像播放器30还包含有：一视频解压缩单元34，耦合于第二传输模块32，用来解压缩视频压缩单元26压缩后的数据；一显示模块36，用来显示相对应视频解压缩单元34解压缩视频压缩单元26压缩后的数据的图像画面(例如将相对应的图像画面投影至一屏幕)，以及一视频驱动单元38，耦合于视频解压缩单元34以及显示模块36，用来驱动显示模块36以依序播放解码后的图像帧。

音像播放系统10的运作说明如下：首先通过播放主机12的音像信号接收模块14接收视频信号及音频信号，例如从一存储媒体(DVD、VCD、或硬盘装置等)读出视频信号与音频信号，或接收由视频信号与音频信号复合而成的音像信号，之后再通过音像信号分流单元16将该音像信号进一步分离成视频信号以及音频信号。接下来音像信号接收模块14便会将音频信号传递至音频解码单元18，以及将视频信号传递至视频解码单元24。音频信号包含多个音频帧(audio frame)，其中每一个音频帧包含一特定数量的音频取样，例如每一个音频帧可包含8000个音频取样，而视频信号包含多个图像帧(imageframe)。该多个音频帧会依序一一传入至音频解码单元18以进行解码，而音频解码单元18会将解码后的音频帧依序一一传输至音频驱动单元22，音频驱动单元22会依序将所接收到的音频帧输出至扬声器20，以使扬声器20输出相对应该音频信号的声波；此外，该多个图像帧会依序一一传入至视频解码单元24以进行解码，由于图像画面的播放是于图像播放器30端完成，故该视频信号的多个图像帧必须被传输至图像播放器30。为了减少图像数据传输流量，视频压缩单元26会压缩视频解码单元24解码后的图像帧，并通过第一传输模块28传输经视频压缩单元26压缩后的数据至图像播放器30的第二传输模块32。之后，图像播放器30的视频解压缩单元34会解压缩第二传输模块32所接收的视频压缩单元26压缩后的数据，且视频驱动单元38会驱动显示模块36，以一一循序显示视频解压缩单元34所解压缩出的经解码后的图像帧。

由上可知，图像帧与音频帧是分开解码与分开播放。然而于播放主机12的第一传输模块28传输经视频压缩单元26压缩后的数据至图像播放器30的第二传输模块32的过程中，由于往往采取无线传输方式传输数据，较有线传输方式传输数据耗费更多时间，故视频信号由音像信号接收模块14传输至显示模块36以被播放的传输时间会大于音频信号由音像信号接收模块14传输至扬声器20以被播放的传输时间，因此便会造成图像帧和音频帧的播放会有不同步的状况，进而影响到音像信号的播放品质。

发明内容

本发明公开一种可同步播放视频信号及音频信号的音像播放系统，其包含有一播放主机，其包含有一音像信号接收模块，用来接收一视频信号及一音频信号，一扬声器，一音像同步控制装置，用来控制该扬声器以一特定延迟时间延迟输出相对应该音频信号的声波，以及一第一传输模块，用来传输相对应该视频信号的数据。该音像播放系统还包含有一图像播放器，其包含有一第二传输模块，用来接收该第一传输模块所传来的数据，以及一显示模块，用来显示相对应该第二传输模块所接收的数据的图像画面。

本发明还公开一种可同步播放视频信号及音频信号的方法，其包含有下列步骤：(a)接收一视频信号及一音频信号；(b)控制一图像播放器显示相对应该视频信号的图像画面；以及(c)控制一扬声器以一特定延迟时间延迟输出相对应该音频信号的声波，以同步播放该视频信号及该音频信号。

附图说明

图1为先前音像播放系统的功能方块示意图。

图2为本发明音像播放系统的功能方块示意图。

图3为本发明音像播放系统同步播放视频信号及音频信号的流程图。

主要元件符号说明

10音像播放系统        12播放主机

14音像信号接收模块    16音像信号分流单元

18音频解码单元        20扬声器

22音频驱动单元        24视频解码单元

26视频压缩单元        28第一传输模块

30图像播放器          32第二传输模块

34视频解压缩单元    36显示模块

38视频驱动单元

50音像播放系统      52播放主机

54音像信号接收模块  56音像信号分流单元

58音频解码单元      60扬声器

62音频驱动单元      64视频解码单元

66视频压缩单元      68第一传输模块

70音像同步控制装置  72延迟时间计算单元

74图像播放器        76第二传输模块

78视频解压缩单元    80显示模块

82视频驱动单元

步骤100、102、104、106、108、110、112、114、116、118、120、122、124

具体实施方式

请参阅图2，图2为本发明一音像播放系统50的功能方块示意图。音像播放系统50包含有一播放主机52，其可为一计算机装置或一DVD播放主机等。播放主机52包含有一音像信号接收模块54，用来接收视频信号及音频信号。音像信号接收模块54包含一音像信号分流单元56，用来将一音像信号分离成视频信号以及音频信号。播放主机52还包含有：一音频解码单元58，用来解码音像信号接收模块54所接收的音频信号的音频帧；一扬声器60，用来输出声波；一音频驱动单元62，耦合于音频解码单元58以及扬声器60，用来驱动扬声器60以依序播放解码后的音频帧；一视频解码单元64，用来解码音像信号接收模块54所接收的视频信号的图像帧；一视频压缩单元66，耦合于视频解码单元64，用来压缩视频解码单元64解码后的图像帧，以及一第一传输模块68，用来传输经视频压缩单元66压缩后的数据。播放主机52还包含有一音像同步控制装置70，用来控制扬声器60以一特定延迟时间延迟输出相对应该音频信号的声波。音像同步控制装置70包含有一延迟时间计算单元72，用来依据该视频信号的时间标记(time stamp)计算出该特定延迟时间。

音像播放系统50还包含有一图像播放器74，其可为一投影机。图像播放器74包含有一第二传输模块76，用来接收第一传输模块68所传来的数据，其中第一传输模块68与第二传输模块76间以无线传输方式传输相对应该视频信号的数据；图像播放器74还包含有：一视频解压缩单元78，耦合于第二传输模块76，用来解压缩视频压缩单元66压缩后的数据；一显示模块80，用来显示相对应视频解压缩单元78解压缩视频压缩单元26压缩后的数据的图像画面(例如将相对应的图像画面投影至一屏幕)，以及一视频驱动单元82，耦合于视频解压缩单元78以及显示模块80，用来驱动显示模块80以依序播放解码后的图像帧。

请参阅图3，图3为本发明音像播放系统50同步播放视频信号及音频信号的流程图，本发明的方法包含下列步骤：

步骤100：播放主机52的音像信号接收模块54接收视频信号及音频信号。

步骤102：取得该视频信号于视频解码单元64解码前的时间标记T1。

步骤104：视频解码单元64解码音像信号接收模块54所接收的视频信号的图像帧。

步骤106：视频压缩单元66压缩视频解码单元64解码后的图像帧。

步骤108：播放主机52的第一传输模块68传输经视频压缩单元66压缩后的数据至图像播放器74的第二传输模块76。

步骤110：视频解压缩单元78解压缩第二传输模块76所传来的视频压缩单元66压缩后的数据。

步骤112：取得该视频信号于视频解压缩单元78解压缩后的时间标记T2。

步骤114：通过第一传输模块68与第二传输模块76的数据传输介面将具有时间标记T2的数据包由图像播放器74回传至播放主机52的音像同步控制装置70的延迟时间计算单元72。

步骤116：音像同步控制装置70的延迟时间计算单元72依据步骤102与步骤112所取得的时间标记T1、T2，计算出该特定延迟时间。

步骤118：视频驱动单元82驱动显示模块80以依序播放解码后的图像帧。

步骤120：音频解码单元58解码音像信号接收模块54所接收的音频信号的音频帧。

步骤122：音像同步控制装置70控制音频驱动单元62以该特定延迟时间延迟驱动扬声器60，以依序播放解码后的音频帧，以同步播放该视频信号及该音频信号。

步骤124：结束。

于此对上述步骤做一详细说明：首先通过播放主机52的音像信号接收模块54接收视频信号及音频信号，例如从一存储媒体(DVD、VCD、或硬盘装置等)读出视频信号与音频信号，或接收由视频信号与音频信号复合而成的音像信号，之后再通过音像信号分流单元56将该音像信号进一步分离成视频信号以及音频信号。接下来音像信号接收模块54便会将音频信号传递至音频解码单元58，以及将视频信号传递至视频解码单元64，同时间音像同步控制装置70可取得该视频信号于视频解码单元64解码前的时间标记T1。音频信号包含多个音频帧，其中每一个音频帧包含一特定数量的音频取样，例如每一个音频帧可包含8000个音频取样。视频信号包含多个图像帧，该多个图像帧会依序一一传入至视频解码单元64以进行解码，由于图像画面的播放是于图像播放器74端完成，故该视频信号的多个图像帧必须被传输至图像播放器74。为了减少图像数据传输流量，视频压缩单元66会压缩视频解码单元64解码后的图像帧，并通过第一传输模块68传输经视频压缩单元66压缩后的数据至图像播放器74的第二传输模块76。之后，图像播放器74的视频解压缩单元78会解压缩第二传输模块76所接收的视频压缩单元66压缩后的数据，以还原视频解码单元64解码后的图像帧；同时间该视频信号于视频解压缩单元78解压缩后的时间标记T2会被撷取出来，且通过第一传输模块68与第二传输模块76的数据传输介面将具有时间标记T2的数据包由图像播放器74回传至播放主机52的音像同步控制装置70的延迟时间计算单元72。音像同步控制装置70的延迟时间计算单元72便会依据时间标记T1、T2，计算出该特定延迟时间，该特定延迟时间可为时间标记T2与T1的差值(T2-T1)。也就是说，该视频信号于视频解码单元64解码后至被视频解压缩单元78解压缩共历时了(T2-T1)单位时间，其中(T2-T1)单位时间绝大部分耗费于第一传输模块68传输经视频压缩单元66压缩后的数据至图像播放器74的第二传输模块76。此因第一传输模块68与第二传输模块76间的无线传输方式的传输数据流量较有线传输方式小，故较有线传输方式传输数据耗费更多时间。至于第一传输模块68与第二传输模块76间的无线传输数据时间则与外界环境的空气湿度、密度或所处的空间等有关。

之后视频驱动单元82便会驱动显示模块80，以依序播放该视频信号经视频解码单元64解码后的图像帧。同时间该多个音频帧会依序一一传入至音频解码单元58以进行解码，而音频解码单元58会将解码后的音频帧依序一一传输至音频驱动单元62，期间音像同步控制装置70会依据该特定延迟时间控制音频驱动单元62延迟(T2-T1)单位时间驱动扬声器60，以依序播放解码后的音频帧，以同步化显示模块80播放图像帧与扬声器60播放音频帧的时序。也就是说由于扬声器60播放其中一音频帧的时间会早于显示模块80播放相对应该音频帧的图像帧有(T2-T1)单位时间，故扬声器60必须以(T2-T1)单位时间延迟输出相对应该音频信号的声波，来达到与显示模块80显示相对应的图像画面同步的目的。

此外，该特定延迟时间除了可由上述方法计算得出之外，亦可依据该视频信号于视频解码单元64解码前的时间标记T1，以及该视频信号于视频解压缩单元78解压缩后图像播放器74所回传至播放主机52的音像同步控制装置70的封包所得出的时间标记T3计算得出，意即将(T3-T1)单位时间除以2即计算出该特定延迟时间

或亦可由使用者自行输入设定该特定延迟时间，或可于播放主机52出厂前预设该特定延迟时间，端视设计需求而定。

相较于先前的音像播放系统以及播放视频信号及音频信号的方法，本发明利用延迟输出相对应音频信号的声波的作用原理，以解决视频信号由音像信号接收模块传输至显示模块以被播放的传输时间会大于音频信号由音像信号接收模块传输至扬声器以被播放的传输时间而造成音像不同步的问题，进而达到同步播放视频信号及音频信号的目的，而可有效地改善音像信号的播放品质。

以上所述仅为本发明的优选实施例，凡依本发明权利要求所进行的等效变化与修改，皆应属本发明的涵盖范围。

Claims (19)

1.一种可同步播放视频信号及音频信号的音像播放系统，其包含有：

一播放主机，其包含有：

一音像信号接收模块，用来接收一视频信号及一音频信号；

一扬声器；

一音像同步控制装置，用来控制该扬声器以一特定延迟时间延迟输出相对应该音频信号的声波；以及

一第一传输模块，用来传输相对应该视频信号的数据；以及

一图像播放器，其包含有：

一第二传输模块，用来接收该第一传输模块所传来的数据；以及

一显示模块，用来显示相对应该第二传输模块所接收的数据的图像画面。

2.如权利要求1所述的音像播放系统，其中该音像信号接收模块还包含一音像信号分流单元，用来将一音像信号分离成该视频信号以及该音频信号。

3.如权利要求1所述的音像播放系统，其中该播放主机还包含有：

一音频解码单元，用来解码该音像信号接收模块所接收的音频信号的音频帧。

4.如权利要求3所述的音像播放系统，其中该播放主机还包含有：

一音频驱动单元，耦合于该音频解码单元以及该扬声器，用来驱动该扬声器以依序播放解码后的音频帧。

5.如权利要求1所述的音像播放系统，其中该播放主机还包含有：

一视频解码单元，用来解码该音像信号接收模块所接收的视频信号的图像帧。

6.如权利要求5所述的音像播放系统，其中该播放主机还包含有一视频压缩单元，耦合于该视频解码单元以及该第一传输模块，用来压缩该视频解码单元解码后的图像帧，以及将压缩后的数据传输至该第一传输模块，且该图像播放器还包含有一视频解压缩单元，耦合于该第二传输模块，用来解压缩该视频压缩单元压缩后的数据。

7.如权利要求6所述的音像播放系统，其中该图像播放器还包含有一视频驱动单元，耦合于该视频解压缩单元以及该显示模块，用来驱动该显示模块以依序播放解码后的图像帧。

8.如权利要求1所述的音像播放系统，其中该音像同步控制装置包含有一延迟时间计算单元，用来依据该视频信号的时间标记计算出该特定延迟时间。

9.如权利要求8所述的音像播放系统，其中该延迟时间计算单元系用来依据该视频信号于该播放主机的时间标记以及该视频信号于该图像播放器的时间标记，计算出该特定延迟时间。

10.如权利要求5所述的音像播放系统，其中该音像同步控制装置包含有一延迟时间计算单元，用来依据该视频信号于传送至该视频解码单元前的时间标记以及该图像播放器所回传至该播放主机的时间标记，计算出该特定延迟时间。

11.如权利要求1所述的音像播放系统，其中该第一传输模块与该第二传输模块间系以无线传输方式传输相对应该视频信号的数据。

12.一种可同步播放视频信号及音频信号的方法，其包含有下列步骤：

(a)接收一视频信号及一音频信号；

(b)控制一图像播放器显示相对应该视频信号的图像画面；以及

(c)控制一扬声器以一特定延迟时间延迟输出相对应该音频信号的声波，以同步播放该视频信号及该音频信号。

13.如权利要求12所述的方法，其中步骤(a)包含接收一音像信号，并将该音像信号分离成该视频信号以及该音频信号。

14.如权利要求12所述的方法，其还包含有：

解码步骤(a)所接收的音频信号的音频帧。

15.如权利要求14所述的方法，其还包含有：

驱动该扬声器以依序播放解码后的音频帧。

16.如权利要求12所述的方法，其还包含有：

解码步骤(a)所接收的视频信号的图像帧。

17.如权利要求16所述的方法，其还包含有：

压缩解码后的图像帧；

通过无线传输方式传输压缩后的数据至该图像播放器；

该图像播放器解压缩压缩后的数据；以及

驱动该图像播放器以依序播放解码后的图像帧。

18.如权利要求12所述的方法，其还包含有：

依据该视频信号的时间标记计算出该特定延迟时间。

19.如权利要求16所述的方法，其还包含有：

(d)取得该视频信号于解码前的时间标记；

(e)取得该图像播放器所回传的时间标记；以及

(f)依据步骤(d)与步骤(e)所取得的时间标记，计算出该特定延迟时间。

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