CN101578852A - 用于监视同步的系统和方法 - Google Patents

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Abstract

一种操作装置的系统的方法，该方法包括：接收要演示的内容，接收用于控制一个或多个效果装置的增补数据，在第一装置处演示内容，根据与内容演示同步的增补数据来控制该效果装置或每个效果装置，监视增补数据的同步，以及如果确定增补数据的同步存疑，则调整一个或多个效果装置的控制。

Description

用于监视同步的系统和方法
技术领域
本发明涉及包括一组装置的系统以及涉及操作该系统的方法。
背景技术
娱乐世界中的发展促使增强系统(augmentation system)的产生，增强系统除了用户的主要娱乐体验外还提供附加效果。其示例是通过显示装置和连接的音频装置呈示的电影，并通过周围环境中的其他装置来增强。这些附加装置可以是例如，根据电影的内容而控制的照明装置或温度装置。如果电影中显示一个在水下的场景，则附加灯光可以提供蓝色周围环境，并且风扇可以运行来降低室温。
项目amBX(参见www.amBX.com)正在开发一种脚本技术，该技术能够实现可增强内容体验的效果描述。本质上，amBX是用于描述增强体验的高级描述的一种形式的标记语言。从这些脚本，amBX引擎生成包含用于用户的环境中不同位置处的装置的低级输入的信息。amBX引擎将此输入传送到效果装置，效果装置利用此输入操纵其执行器。位于特定位置处的增强装置的各种执行器的输出一起产生那些位置的、由amBX脚本所描述的增强体验。
涉及诸如观看电视之类的活动的用户体验将会因诸如家庭影院之类的系统引入amBX而在不久的将来发生变化。多媒体系统中的此类增强的一个关键是附加效果与用户访问的原始内容的正确同步。在上文示例中，必须将向水下场景提供增强的蓝色光和冷风扇与原电影中的正确场景进行正确地同步。
可以用于控制脚本回放(它控制效果装置)与视频回放的同步的一种技术是指纹识别(fingerprinting)。在此上下文中，指纹识别涉及识别所呈现的视频内的某个因子。指纹可以被添加到视频或可以基于视频的一些已经存在的特征，例如帧的平均亮度或特定像素的颜色等。利用指纹识别技术来同步脚本和视频回放，此技术所实现的时间值的准确性/精确性对于达到良好同步是重要的。由于各种指纹的辨别能力上的差异或相同内容中多个相似指纹的出现，时间值的准确性随时间而改变。由此原因，将不正确的时间值用于同步是可能的。如果发生此情况，则可能放出/演示(render)错误的效果，从而导致向用户显示不准确/混乱的体验。
同步困难的另一个可能原因可能涉及作为演示的视频和音频内容提供的电影时发生，其中实际上可能现存有相同电影的几个版本，它们是针对不同地区和不同媒体(例如电视广播、电缆传输或DVD)制作的。这些版本可能仅以最小方式彼此不同，例如通过移除可能5秒材料而使场景缩短以满足特定地区中的审查要求。对于电影越来越常见的还有，以比在电影版本中原始显示的更长的版本转为DVD，对电影的第一个版本添加了场景剪辑。所有这些情况使增强效果对内容的同步难以保证100％，因为为特定电影定义效果的脚本可能最初是与该电影的稍有不同的版本同步。
发明内容
本发明的目的在于对公知的现有技术进行改进。
根据本发明的第一方面，提供一种操作装置系统的方法，包括：接收要演示的内容，接收用于控制一个或多个效果装置的增补数据，在第一装置处演示内容，根据与内容演示同步的增补数据来控制该效果装置或每个效果装置，监视增补数据的同步，以及如果确定增补数据的同步存疑，则调整一个或多个效果装置的控制。
根据本发明的第二方面，提供有一种系统，包括设置成演示内容的第一装置、一个或多个效果装置和控制装置，该控制装置设置成接收用于控制该效果装置或每个效果装置的增补数据，根据与内容演示同步的增补数据来控制该效果装置或每个效果装置，监视增补数据的同步，以及如果确定增补数据的同步存疑，则调整一个或多个效果装置的控制。
归因于本发明，能够提供一种用于增强例如视频流的内容的多媒体系统，该多媒体系统将监视附加效果的同步，并且如果计算出有理由确信同步未正确运作，则调整系统的操作。该系统基于同步时间信息的准确性而提供效果的动态的调整。
本发明可以用作amBX系统的扩充。它属于将amBX用于家庭影院的情况中的特定应用。
优选地，如果确定增补数据的同步存疑，则调整一个或多个效果装置的控制的步骤包括：暂停一个或多个效果装置的控制。在这些情况中停止增补数据与内容的同步或在这些情况中甚至决定完全不运行脚本是可能的。
在其他实施例中，该系统建议如果有关时间对准(time alignment)的正确性存在大不确定性，则降低运行的效果的强度/动态或甚至完全停止演示一些效果(例如，声调效果)。该系统可以仅根据增补数据的一部分选择性地控制效果装置或可以控制效果装置以调整根据增补数据产生的效果的持续时间。
为了能够执行如所提出的解决方案中描述的任何动作，必要的是信息可用以给出如同步系统给定的时间值的可靠性的指示。此信息可以称为“信任因子”，并且是使用多种指标计算的结果。可以提供输入但并不将因子计算仅限于此的指标有：时间值的辨别力；时间值的概率；时间值的弱度比；时间值的时间亮度差比；以及同步指标。
第一个因子“时间值的辨别力”涉及视频流内发现的、导致所选时间值的指纹的唯一性。第二个因子“时间值的概率”意味着所选时间值是正确的时间值的机会。第三个因子“时间值的弱度比”是属于此时间值的、弱的(靠近反转点或误差容限的)指纹的位数与指纹的总位数相比。第四个因子“时间值的时间亮度差比”表示用于该时间值的连续帧之间的时间亮度差与帧的数量之比，以及第五个因子“同步指标”是有关同步水平的信息。
由内容中的当前位置计算的时间值的信任因子可以用于判断是否存在大的不确定性。如果此信任因子下降到某个阈值水平以下，则可以通知演示系统：它不再演示某种类型的效果(例如，非常动态的效果或大的声调效果)。可以使用多个阈值水平。
还可能的是，创建一个实施例，其中例如在信任因子低于阈值时将不演示“扩充层”。这意味着，定义增强效果的数据包含基本层和扩充层。这可以是这样：基本层包括必须演示的效果，而扩充层包括更复杂但是可被视为可选的效果。在此实施例中，当检测到同步存疑，则不演示增强的扩充层。控制装置在其效果装置的控制中不使用扩充层。
另一个选项可以是停止特定类型的所有效果，例如震动器(rumbler)(通过例如座位提供震动)，因为当并非在适合时间上产生(即未与呈现的内容的正确点同步)时它们会显得让人烦恼。可使用的另一个可能改变是，例如可使颜色变化的所有渐变(fade)在持续时间上更长一些，以便得到不太活跃的变化。如果效果与内容的同步失去同步，则改变效果的持续时间以得到不太可能被系统的用户注意到的最终结果。
此发明的优点在于，如果不保证同步的情况下，可以调整效果的演示以便不会出现大的不匹配。这将得到较好的用户体验，将促使家庭影院产品更好地被接受。
还可以对基本实施例提出如下扩充。可以将系统调整为定义多个阈值水平以对将演示或将不演示的效果类型进行判断。可以定义增补数据内的多个扩充层，在数据内明确地定义或通过控制装置实时地定义。根据对同步缺失所感受到的程度，可以使用这些层中的不同层来控制效果装置。
如果使用信任因子，并且下降到最低水平以下，则系统还可以通过决定完全停止增强的演示来调整，并且例如实时内容分析部件可以接管效果装置的控制以基于正在演示给用户的实际内容提供某个水平的增强。
附图说明
现在将参考附图仅以示例的方式说明本发明的实施例，其中：
图1是装置的系统的示意图，
图2是多媒体家庭娱乐系统的俯视图，
图3是示出图2的系统的装置互连的示意图，
图4是视频内容和相关增补数据的示意图，以及
图5是操作系统的方法的流程图。
具体实施方式
图1示出家庭娱乐位置10，它包括数字电视接收器12、显示装置14和计算机16。发射器18将数字电视信号传送到接收器12。接收器12配置成将信号解码，并将显示分量传递到显示装置14。计算机16也接收来自数字接收器12的输出。计算机16连接到因特网20，并且可以与服务器22通信，服务器22连接到数据库24。
位置10定义家庭娱乐系统，它包含另外的装置，如图2详细所示。系统的用户可在观看从发射器18广播到接收器12的电影。电影的内容由显示装置14演示。计算机16正在管理经因特网20至服务器22的连接。计算机正在从数据库24获取与用户正在观看的电影相关的增补数据。
图1所示的系统仅是可如何配置并使用增强系统的一个示例。位置10实际可以没有外部连接，并且可以在本地获取所有内容和数据。例如，用户可能正在利用连接到显示装置14的DVD播放器观看存储在DVD上的电影，并且计算机可具有电影所需的已经本地存储的增补数据，或甚至可以从正在播放电影所在的DVD获取此数据。然而，图1所示的系统的类型可能是最常见的，因为它具有呈现来自范围广的源头的内容和增补数据的灵活性。
图2更详细地示出位置10。图2是俯视例如房子的主卧室的位置的俯视图。位置10可以是旅馆房间(的一部分)，或可以是例如酒吧等的公众场所。位置10包括接收器12、显示装置14和计算机16。用户具有他们可以坐在上面观看显示装置14的沙发26，显示装置14正在显示数字接收器12从发射器18接收的电影。
除了上文提到的装置外，该位置还设有多个效果装置，这些效果装置用于提供显示装置14上正显示的电影的增强。这些装置是聚光灯28、环境散射光30、震动器32(提供震动)、加温装置34和降温装置36(风扇)。这些效果装置设计为对用户的多媒体体验提供附加的分量，并且各以无线方式连接到计算机16。可以在图2所示的系统中使用效果装置的不同组合；这取决于系统的安装(与用户的要求有关)。效果装置的位置和数量全部是可由用户配置的。
图2的系统包括设置成演示内容的第一装置(即显示装置14)、效果装置28至36以及控制装置(即计算机16)。控制装置16设置成接收用于控制每个效果装置的增补数据，并根据与内容演示同步的增补数据来控制效果装置。
可以采用多种不同方式来定义控制装置16用于控制房间10周围的效果装置的增补数据。增补数据可以是高度通用的，需要控制装置16的复杂处理来解释该数据，或可以是非常特定性的，具有关于参数和特定装置类型的详细指令，或可以是处于这两个极端的中间某个位置。例如，如果增补数据涉及电影中水下的场景，则增补数据可以包括分量“水”和“冷”或可以包括具体的温度值(例如10摄氏度)和蓝色的RGB代码。如果控制装置16接收到分量“水”和“冷”，则必须将它们解释成用于那些效果装置的具体执行值，操作那些效果装置以提供将增强电影中显示的场景的周围环境。增补数据还可以包括元数据。例如，在增补数据在层(具有基本层和一个或多个扩充层)中提供的实施例中，则每个增补数据片段将包含有关它所属的层的信息。
发生的所有增强必须正确地与第一装置14(多媒体娱乐系统中的主要装置)正在演示的内容同步。一般，增补数据将包含与将呈现具体效果的具体时间相关的时间戳，或与一段时间上发生的更多效果的开始时间和结束时间相关的时间戳。这些时间戳必须要与内容匹配。如上文论述的，效果与内容的同步固有地存在不确定性。即使使用指出将呈现效果的时间(该时间根据例如电影开始的绝对值来计算)的系统，仍总是不能据此来实现有效的系统。这是因为例如插入广告的情况以及因审查原因删减场景使得电影内的场景的定时存在误差。
将增强效果与电影的场景同步的一种方式是在电影被显示装置14显示时监视电影。图3示出以此方式操作来构成图2的系统的部件。接收器12接收到原始内容38，在图中示出为“AV”，表示音频/可视信息。此内容38由第一装置14演示，并且还被传递到控制装置16，该控制装置16是计算机16。
计算机16分析音频/可视内容38。这可以采用多种形式，但是一种方法是计算内容38的视频部分的连续帧的每个预定义块的平均亮度值的差。这将返回数字的序列，并且这将具有对各种各样的现有家庭娱乐配置起作用的优点，因为无需访问内容38中的底层数据。可以由控制装置16对内容38的模拟转换进行计算。常规数字电视接收器12将具有模拟输出，可以将该模拟输出馈送到计算机16以供进行此计算。
一旦足够长帧流已用于计算平均亮度值，得到合理长的序列，则可以经因特网20将此数据发送到服务器22(图1)。服务器22将把此序列与存储在数据库24中的值比较，并使用此来识别显示装置14正在显示的电影。然后可以将该电影的增补数据40传送回计算机16。此设置的优点在于，各种提供方是隔开的，并且位置10处的用户可以获取从实际任何源头提供的实际任何内容的增补数据40，只要服务器22能够根据控制装置16发送的数据识别内容即可。
服务器22发送回的增补数据40将包含供控制装置16使用以控制各种效果装置的指令。如上文论述的，这些指令可以是通用的或高度特定性的。它们还必须包含同步信息，该同步信息可以是时间戳或可以是内容38内的帧的亮度值，在使用数据40生成增强效果时，内容38将与增补数据40的多个部分同步。
例如，增补数据40可以包括分量，其指出：
40-158-52-73-80“爆炸”“热”
5个数字值的第一个序列是指电影的5个连续帧的平均亮度值，它们与电影中显示火山爆发的场景同步。包含″爆炸″和″热″的第二部分是实际的增补数据，控制装置16将使用它来控制各种效果装置以演示此效果。在本示例中，增补数据是非常通用的，控制装置16将需要生成将发送到特定效果装置的特定装置指令。在此情况中，那些指令可以是使震动器32生成短促的突发震动的命令，使加温器34发出热气浪的命令，以及使环境散射光30发射红色和橙色光的变化图案的命令。这些效果一起向多媒体娱乐系统中的用户提供增强。
正如将认识到的，效果装置与第一装置14正在演示的内容的正确同步对于用户欣赏是非常重要的。由于此原因，控制装置16配置成监视增补数据40的同步，并且如果确定增补数据的同步存疑，则调整一个或多个效果装置的控制。
控制装置16有多种方式可以监视同步。控制装置16可以计算信任因子，并且如果信任因子落在预定的阈值之下，则确定增补数据40的同步存疑。根据系统的实现，此信任因子可以是基于单个或多个变量。
在上文的示例增补数据中，控制装置16查询平均亮度值40-158-52-73-80，以便触发与这些值同步的效果装置。但是，由于过程中出现误差是不可避免的，例如在来自最初发射器18的通信链中发生变化的可能性，因而当控制装置16正计算是否存在匹配时，将接受计算的亮度值中的某个容许误差。此容许误差可以是5％，或可以是+/-数字，例如，+/-2。这意味着，如果控制装置16计算40-158-50-72-80的平均亮度值的序列，则将其视为与期望的40-158-52-73-80有足够好的匹配，从而以从增补数据40得到的指令触发效果装置。
在监视内容38的视频部分中的帧的亮度值的同时，控制装置16可以使用检测到的误差来计算信任因子。这可以是与期望值的计算偏差，例如五个帧上与期望值的总误差。在期望(或期待)40-158-52-73-80时而计算出40-158-50-72-80的情况中，则总误差是+/-3(当期望52时得到50加上期望73时得到72)。最大8的误差可被视为容许用作增补数据40的触发。如果超过此误差，则系统进入确定增补数据40的同步存疑的状态。
一旦控制装置16检测到增补数据40与内容38的同步存疑，则响应正达到的此状态，采取动作调整一个或多个效果装置的控制。作为响应所采取的该实际动作可以采用多种不同形式。所选的动作还可以根据有关同步的存疑的感受水平的特性而定(有效地基于与期望的计算的测量误差)。
如果确定增补数据的同步存疑，则调整效果装置的控制的最简单版本包括：暂停一个或多个效果装置的控制。这可以是完全停止增强系统中所有效果装置的操作，或可以仅暂停某些装置，例如震动器32，如果这些装置在错误的时间被激活，会感受到具有最让人烦恼的因素。
如果确定增补数据的同步存疑，则调整效果装置的控制的第二选项包括：仅根据增补数据的一部分选择性地控制一个或多个效果装置。这将意味着进行增补数据40的划分，将数据40拆分成一个或多个组。这种拆分可以是如送交到控制装置16的数据40中所固有的，或由控制装置16实时地进行。图4示出时间上视频信号的概念示意图，其中信号中的垂直线示出例如场景开始和结束的特定事件或例如上文提到的火山爆发的打开关闭事件。
在视频信号下面是示出两个脚本1和2的分开部分，其包括送交到控制装置16的增补数据40。这些脚本可以是例如构成增补数据40的XML文档。第一脚本1为设计为与视频内容38中的特定点吻合的各种打开关闭事件定义增补数据，并以星号示出。第二脚本2定义设计为与构成视频的电影的整个场景同步的另外增补数据，并以箭头示出。
在对检测到效果与内容的同步存疑的响应是仅根据增补数据40的一部分选择性地控制效果装置的情况中，控制装置16可以放弃脚本1，而仅使用脚本2来控制效果装置。这是因为脚本2中定义的数据对时间不是很敏感，并且不正确的同步不太可能被用户注意到。脚本1中的增补数据定义的效果设计为与电影中视频信号(例如场景改变)定义的特定事件非常紧密地同步。如果未正确地同步，则此类效果将使用户非常烦恼。
如果确定增补数据的同步存疑，则调整一个或多个效果装置的控制可以包括：控制一个或多个效果装置以降低所呈现的效果的强度。例如，控制装置可以缓和一些或所有呈现的效果，以在体验中这些效果在错误时间被感受到的情况下，减轻使用户烦恼的程度。例如，对于照明效果，控制装置16可以减轻效果的强度。
如果确定增补数据的同步存疑，则调整一个或多个效果装置的控制时，控制装置16可以改变效果的另一种方式可以包括：控制一个或多个效果装置来调整根据增补数据40产生的效果的持续时间。这可意味着，将例如用于衬托电影中的场景的环境光颜色的效果延长以占据比最初预设的更长的时间段。这将尝试掩盖正在发生的同步中的任何误差。可以使用效果的持续时间中的改变以将两个先前分开的效果合并在一起，由此可以将例如从红色照明到蓝色照明的改变控制为从一种颜色到另一种颜色的渐变，而非颜色的突变(如果这与电影的不正确同步，将会非常引人注意)。
当控制装置16检测到同步存疑，则可以组合控制装置16关于控制效果装置作出的决定。可以一起放弃一些效果，可以暂停一些装置，同时在时间上延长其他效果或对它们的强度进行调整，或许对效果进行淡入淡出(否则，将会具有短暂强烈的突变)。当检测到增补数据40与原始内容38的同步存疑时，控制装置16更改所产生的效果的动态性。
图5概述根据本发明的一个实施例工作时系统所采取的步骤。操作装置的系统的方法包括：接收要演示的内容38(步骤50)，接收用于控制一个或多个效果装置28至36的增补数据40(步骤51)，在第一装置14处演示(步骤52)内容38，根据与内容演示同步的增补数据40控制(步骤53)该效果装置28至36或每个效果装置28至36，监视(步骤54)增补数据40的同步，以及如果确定增补数据40的同步存疑，则调整一个或多个效果装置的控制(步骤55)。

Claims (14)

1.一种操作装置的系统的方法，所述方法包括：接收要演示的内容(38)，接收用于控制一个或多个效果装置(28-36)的增补数据(40)，在第一装置(14)处演示所述内容(38)，根据与所述内容(38)演示同步的所述增补数据(40)来控制所述效果装置或每个效果装置(28-36)，监视所述增补数据(40)的所述同步，以及如果确定所述增补数据(40)的所述同步存疑，则调整一个或多个效果装置(28-36)的所述控制。
2.根据权利要求1所述的方法，其中要演示的所述内容(38)包括视频流，而所述第一装置(14)包括显示装置(14)。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其中如果确定所述增补数据(40)的所述同步存疑，则调整一个或多个效果装置(28-36)的所述控制的步骤包括：暂停一个或多个效果装置(28-36)的所述控制。
4.根据权利要求1或2所述的方法，其中如果确定所述增补数据(40)的所述同步存疑，则调整一个或多个效果装置(28-36)的所述控制的步骤包括：仅根据所述增补数据(40)的一部分来选择性地控制一个或多个效果装置(28-36)。
5.根据权利要求1或2所述的方法，其中如果确定所述增补数据(40)的所述同步存疑，则调整一个或多个效果装置(28-36)的所述控制的步骤包括：控制一个或多个效果装置(28-36)以降低所呈现的效果的强度。
6.根据权利要求1或2所述的方法，其中如果确定所述增补数据(40)的所述同步存疑，则调整一个或多个效果装置(28-36)的所述控制的步骤包括：控制一个或多个效果装置(28-36)以调整根据所述增补数据(40)产生的效果的持续时间。
7.根据权利要求1或2所述的方法，其中监视所述增补数据(40)的所述同步的步骤包括计算信任因子，并且如果所述信任因子落在预定的阈值之下，则确定所述增补数据(40)的所述同步存疑。
8.一种系统，所述系统包括设置成演示内容(38)的第一装置(14)，一个或多个效果装置(28-36)，以及控制装置(16)，所述控制装置(16)设置成接收用于控制所述效果装置或每个效果装置(28-36)的增补数据(40)，根据与所述内容(38)演示同步的所述增补数据(40)来控制所述效果装置或每个效果装置(28-36)，监视所述增补数据(40)的所述同步，以及如果确定所述增补数据(40)的所述同步存疑，则调整一个或多个效果装置(28-36)的所述控制。
9.根据权利要求8所述的系统，其中要演示的所述内容(38)包括视频流，而所述第一装置(14)包括显示装置(14)。
10.根据权利要求8或9所述的系统，其中所述控制装置(16)设置成：如果确定所述增补数据(40)的所述同步存疑，则在调整一个或多个效果装置(28-36)的所述控制时，暂停一个或多个效果装置(28-36)的所述控制。
11.根据权利要求8或9所述的系统，其中所述控制装置(16)设置成：如果确定所述增补数据(40)的所述同步存疑，则在调整一个或多个效果装置(28-36)的所述控制时，仅根据所述增补数据(40)的一部分来选择性地控制一个或多个效果装置(28-36)。
12.根据权利要求8或9所述的系统，其中所述控制装置(16)设置成：如果确定所述增补数据(40)的所述同步存疑，则在调整一个或多个效果装置(28-36)的所述控制时，控制一个或多个效果装置(28-36)以降低所呈现的效果的强度。
13.根据权利要求8或9所述的系统，其中所述控制装置(16)设置成：如果确定所述增补数据(40)的所述同步存疑，则在调整一个或多个效果装置(28-36)的所述控制时，控制一个或多个效果装置(28-36)以调整根据所述增补数据(40)所产生的效果的持续时间。
14.根据权利要求8或9所述的系统，其中控制装置(16)设置成：在监视所述增补数据(40)的所述同步时，计算信任因子，并且当所述控制装置(16)确定所述信任因子已落在预定的阈值之下时，确定所述增补数据(40)的所述同步存疑。
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