CN101854527A

CN101854527A - 同步图像与声音信号的播放系统与方法

Info

Publication number: CN101854527A
Application number: CN200910133005A
Authority: CN
Inventors: 曾朝贵; 卜令楷
Original assignee: Himax Media Solutions Inc
Current assignee: Himax Media Solutions Inc
Priority date: 2009-03-31
Filing date: 2009-03-31
Publication date: 2010-10-06

Abstract

一种利用串行链路以自主机与播放装置间传输图像与声音数据的播放系统，其包含主机与播放装置。该主机依据输入数据来产生多个图像封包、视频封包以及音频封包、用以依据主机端时钟来产生多个控制封包。接着，该主机通过串行端口来传输该些封包，其中该些图像封包仅于该主机接收到请求时被传输。该播放装置通过该串行端口耦接于该主机且用以对自该串行连接端口所接收的该些封包进行解码以产生解码后数据、以及用以依据该些控制封包来产生播放端时钟。该播放装置依据该解码后数据与该播放端时钟来进行播放操作。

Description

同步图像与声音信号的播放系统与方法

技术领域

本发明是关于播放装置与主机间的图像与声音传输，尤指一种利用串行传输方式(如：USB链路)来连接播放装置与主机的播放系统及播放方法。

背景技术

一般而言，D-sub(D-subminiature)接口与数字可视接口(DigitalVisual Interface，DVI)常被用于播放系统中以自主机传送图像信号至屏幕，这两种接口一般仅具备传送图像数据的能力。然而，目前市面上多媒体产品中常见的高分辨率多媒体接口(High-Definition Multimedia Interface，HDMI)，其可从主机同时传输未经压缩的图像与声音信号至播放装置(通常包含一个具有扬声器的显示器)；例如：有的游戏机可通过HDMI接口连接高分辨率电视。

请参考图1，其是已知的播放系统10的示意图。主机装置100与具备扬声器130的显示器120之间有三种可能的连接方式来同时传输图像与声音信号至显示器120。这三种连接方式分别为：(1)D-sub连接线附带声音连接线(如：RCA端子(Radio Corporation of America jack，RCA jack)。(2)DV I连接线附带声音连接线。(3)HDMI连接线。上述这些连接线以及其连接头，都具有相当的大小以及重量，对于使用者来说，如果想要用这些连接方式来连接主机装置100与显示器120，尤其是当主机装置100与显示器120分别为可携式主机装置与可携式显示器时(例如个人数字助理(personal digitalassistant，PDA)以及小型液晶显示器)，一直随身携带这些连接线材将成为相当令人困扰的事。

此外，由于传统的连接线接头具有相当的尺寸，因此制造商必须在主机的背板上保留一定的面积以供设置各种连接端口，来连接各种不同的图像以及声音连接线，因此对主机装置的背板大小造成相当的限制。

发明内容

相较于已知的图像接口，通用串行总线(Universal Serial Bus，USB)接口具有相对轻薄短小的连接头与连接线，对使用者而言更方便携带，而且USB界面亦已广泛地使用于各种不同周边装置与主机间的数据传输。再者，于USB2.0标准中，USB链路可在高速模式下提供最高达480Mb/s的最大频宽，其已足够同时负荷图像与声音数据的数据传输量。

有鉴于此，本发明的一目的在于提供一种利用USB链路来自主机与播放装置(例如：具备扬声器的显示器)间传输图像与声音数据的播放系统与相关播放方法。再者，本发明亦提供一种用于该播放系统中的播放装置所进行的播放操作中以达成影音同步的方法。

依据本发明的一实施例，其是提供一种播放系统。该播放系统包含有主机与播放装置。该主机依据输入数据来产生多个图像封包、视频封包以及音频封包，以及依据主机端时钟来产生多个控制封包。接着，该主机通过串行连接端口来传输该些封包，其中该些图像封包仅于该主机接收到请求时才被传输。该播放装置通过该串行连接端口来耦接该主机，并且该播放装置用以对自该串行连接端口所接收的该些封包进行解码以产生解码后数据、用以依据该些控制封包来产生播放端时钟以及用以依据该解码后数据与该播放端时钟来进行播放操作。

依据本发明另一实施例，其是提供一种相关播放方法，该播放方法包含有：依据输入数据产生多个图像封包、视频封包以及音频封包，依据主机端时钟来产生多个控制封包；通过串行连接端口来传输该些封包，其中该些图像封包仅于该主机端接收到请求时才被传输；解码该些封包以产生解码后数据与播放端时钟，其中该播放端时钟是依据该些控制封包而产生；以及依据该解码后数据与该播放端时钟来进行播放操作。

较佳者，该些控制封包是利用基于该主机端时钟所建立的同步信息来进行编码，并且该播放端时钟是依据该些控制封包的该些同步信息而产生。

较佳者，每一视频封包与音频封包是利用相对应的展示时间戳记来进行编码，并且该播放装置该些展示时间戳记与该播放端时钟来同步影音播放。

附图说明

图1是已知播放系统的示意图。

图2是本发明播放系统的一实施例的功能方块示意图。

图3是主机对封包进行多工处理的示意图。

图4是本发明播放方法的一实施例的流程图。

[主要元件标号说明]

10	播放系统
10	播放系统	100、210	主机
120	显示器	100、210	主机
120	显示器	130	扬声器
200	播放系统	130	扬声器
200	播放系统	211	中央处理器
212	存储器	211	中央处理器
212	存储器	213	硬盘机
215	通用串行总线连接端口	213	硬盘机
215	通用串行总线连接端口	220	播放装置
222	解码模块	220	播放装置

10	播放系统
10	播放系统	224	输出模块
2241	显示模块	224	输出模块
2241	显示模块	2242	扬声器
230	通用串行总线链路	2242	扬声器
230	通用串行总线链路	410～440	步骤

具体实施方式

在说明书及上述的申请专利范围当中使用了某些词汇来指称特定的元件。所属领域中具有通常知识者应可理解，硬件制造商可能会用不同的名词来称呼同一个元件。本说明书及上述的申请专利范围并不以名称的差异来作为区分元件的方式，而是以元件在功能上的差异来作为区分的准则。在通篇说明书及上述的请求项当中所提及的「包含」为开放式的用语，故应解释成「包含但不限定于」。此外，「耦接」一词在此是包含任何直接及间接的电气连接手段。因此，若文中描述第一装置耦接于第二装置，则代表该第一装置可直接电气连接于该第二装置，或通过其它装置或连接手段间接地电气连接至该第二装置。

请参考图2，其是依据本发明的一实施例所绘制的播放系统。如图所示，播放系统200包含有主机210以及播放装置220。主机200包含有(但不限定于)：中央处理器(CPU)211、存储器212、硬盘机213以及通用串行总线(Universal Serial Bus，USB)连接端口215(以下简称为USB连接端口)。播放装置220包含有(但不限定于)：USB连接端口215、解码模块222以及输出模块224。于本实施例中，输出模块224包含有显示模块2241用以播放图片或图像，并且包含有扬声器2242用以播放声音。播放系统200的细部操作兹说明如下。

中央处理器211执行播放装置驱动程序，用以将输入数据进行解码，并将该输入数据处理为多个封包，最后通过USB连接端口215将该些封包传送至播放装置220，其中该输入数据是由存储器212与硬盘213中所加载，且欲于播放装置220中进行播放。(例如：显示图像于显示模块2241以及/或通过扬声器2242来播放声音)举例来说，该输入数据可能由电影文件、声音文件、或静态图像文件等处理而来。为了符合主机210与播放装置220之间所建立的USB链路230所能提供的最大频宽，于数据传输前，中央处理器211可能执行该播放装置驱动程序，并且利用该输入数据所对应的展示时间戳记(presentation timestamp)以对该输入数据进行适当地编码。于编码之后，该输入数据会被解码为多个封包以进行传输。主机210通过USB连接端口215与USB链路230，开始传输该些封包至播放装置220。应当特别注意的是，本实施例中所运用的USB连接端口215与USB链路230仅为范例说明用，并非对本发明范畴的限制。举例来说，其它的传输连接端口亦可在适当的修改后，适用于如前所述的设计之中，而这般设计变化并不背离本发明的精神。

于本发明的一实施例中，该播放装置驱动程序可产生四种封包，其中包含：音频封包、视频封包、图像封包以及控制封包。前三种封包是依据该输入数据而产生，惟控制封包则是依据主机端时钟(host clock)来产生。更详细地说，主机210中的中央处理器211所执行的该播放装置驱动程序被产生用以提供时间戳记信息的控制封包至播放装置220。

首先，由于封包所携带的图像数据与声音数据无法被同步传送(鉴于封包特性)，因此为能达成影音同步，主机210与播放装置220间会先建立时间关系。该些控制封包含有基于主机端时钟为基础而建立的主机210的本地时间戳记信息，并且该些控制封包会先被传输至播放装置220。当播放装置220接收到该些控制封包后，会依据该些控制封包来产生播放端时钟。其中该播放端时钟将与该主机端时钟同步。此外，除了时间戳记信息，该些控制封包亦可包含有其它用以控制播放装置220来产生该播放端时钟的控制信号。由于这些控制信号为本领域技术人员所悉知，在此不多作赘述。

主机端210产生携带视觉内容(visual content)与声音数据的封包。而携带视觉内容的封包可分为两种，其一为图像封包，另一为视频封包。本发明中所指的图像封包系携带与声音数据完全不相关的视觉数据，且不需要与声音数据进行同步(如：静态图片或者图形使用者接口(graphical userinterface，GUI)的显示画面)。由此可知，图像封包并不需要利用任何展示时间戳记来进行编码。而本发明中所指视频封包则用以携带与声音数据关联的视觉数据(例如：将图像与声音同时压缩所产生的电影文件)，这些图像数据须与声音数据同步。因此，每一图像与音频封包是利用相关的展示时间戳记来进行编码。

如图3所示，控制封包、图像封包、视频封包以及音频封包将会被多工处理，进而通过USB连接端口215与USB链路230而传输至播放装置220，并且，所有的封包会被适当地多工处理至播放装置220以依序同步图像与声音数据。当播放装置220接收到该些封包后，解码模块222会撷取该些控制封包、该些图像封包、该些视频封包以及该些音频封包所携带的数据，接着会对所接收的数据进行解码以产生解码后数据，其中该解码后数据包含有用于进行播放的控制数据、图像数据、图像数据与声音数据。举例而言，该播放装置驱动程序依据该主机端时钟来产生该些控制封包，并且依据该输入数据产生该些图像、图像以及音频封包。该些声音与视频封包于该些控制封包被传输后，再被多工处理以传输至播放装置220。首先，播放装置220的解码模块222将该些控制封包解码以产生该播放端时钟，接着再对后续所接收的图像与音频封包进行解码，进而撷取该些图像与音频封包所对应的该些展示时间戳记。而该些图像封包仅于主机210接收到请求时才会被传输。输出模块224则依据该播放端时钟以及该些图像与音频封包的该些展示时间戳记来进行该播放操作以对图像与声音数据进行同步。显示模块2241用于依据该解码后图像数据来进行图像播放，而扬声器2242则用于依据解码后声音数据来进行声音播放。

而于另一例中，当使用者打算对与图像数据无关的声音数据进行播放时，主机210则传送该些音频封包，并于接收到请求时，才传送该些图像封包。因此，通过封包中的时间戳记信息，播放质量并不会因USB链路的频宽限制而受到太大的影响。

本发明播放系统的操作可进一步归纳为以下的相关播放方法的步骤。请参考图4，其是依据本发明的一实施例而绘制的播放系统(包含主机与播放装置)中所进行的播放方法的操作流程图。于步骤410中，其是依据输入数据来产生多个图像封包、音频封包以及视频封包，并且依据主机端时钟来产生多个控制封包。此外，该些控制封包会利用基于该主机端时钟所建立的同步信息来进行编码，而每一视频封包与音频封包是利用相对应的展示时间戳记来进行编码。举例来说，该输入数据可能自电影文件、声音文件、或静态图片文件等所处理而得。

于步骤420中，该些封包被多工处理至USB连接端口，并通过该USB连接端口被传输，其中该些图像封包仅于该主机接收到请求时才被传输。

于步骤430中，从该USB连接端口所接收的该些封包将被解码以产生解码后数据以及播放端时钟，其中该播放端时钟依据该些控制封包中的该些同步信息所产生而得。该播放端时钟可能与该主机的主机端时钟同步。

于步骤440中，依据该解码后数据与该播放端时钟于该播放装置中进行播放操作以同步影音数据。亦即，该播放操作是依据该些展示时间戳记以及该播放端时钟来使得声音与图像得以同步进行播放。本领域技术人员应可在阅读图2所示的播放系统的说明后，进一步了解图4所示的播放方法中每个步骤的细节，为求说明书的简要，在此不多作赘述。

于本发明的一实施例中，利用USB接口来传输数据，该数据传统上会先被转换为图像与声音信号，再通过已知传输接口(如：HDMI接口)来传输。相较于已知设计，本发明利用USB连接接口可提供使用者更好的弹性与更佳的方便性。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，凡依本发明权利要求范围所做的均等变化与修饰，皆应属本发明的涵盖范围。

Claims

1.一种用以同步声音与图像信号的播放系统，包含有：

主机，用以依据输入数据以产生多个图像封包、多个视频封包以及多个音频封包、用以依据主机端时钟来产生多个控制封包以及用以通过串行连接端口来传送该些封包，其中该些图像封包仅于该主机接收到请求时才被传输；以及

播放装置，通过该串行连接端口耦接于该主机，用以对自该串行连接端口所接收的该些封包进行解码以产生解码后数据、用以依据该些控制封包来产生播放端时钟以及用以依据该解码后数据与该播放端时钟来进行播放操作。

2.根据权利要求1所述的播放系统，其中该些控制封包是利用基于该主机端时钟所建立的同步信息来进行编码，并且该播放装置依据该些控制封包的该些同步信息来产生该播放端时钟。

3.根据权利要求2所述的播放系统，其中每一视频封包与音频封包是利用相对应的展示时间戳记来进行编码，并且该播放装置依据该些图像与音频封包的该些展示时间戳记与该播放端时钟来同步影音播放。

4.根据权利要求1所述的播放系统，其中该播放装置包含有：

解码模块，用以自该串行连接端口接收该些封包，并且对该些接收封包进行解码以产生该解码后数据与该播放端时钟；以及

输出模块，耦接至该解码模块，用以依据该解码后数据与该播放端时钟来进行该播放操作。

5.根据权利要求1所述的播放系统，其中该主机还包含有：

存储器，用以提供该输入数据；以及

中央处理单元，用以依据该输入数据与该主机端时钟来产生该些图像封包、该些视频封包、该些音频封包以及该些控制封包。

6.根据权利要求1所述的播放系统，其中该串行连接端口为通用串行总线连接端口。

7.一种播放方法，包含有：

依据输入数据产生多个图像封包、多个视频封包以及多个音频封包、依据主机端时钟来产生多个控制封包；

通过串行连接端口来传输该些封包，其中该些图像封包仅于接收到请求时才被传输；

对该些封包进行解码以产生解码后数据与播放端时钟，其中该播放端时钟是依据该些控制封包而产生；以及

依据该解码后数据与该播放端时钟于播放装置中进行播放操作。

8.根据权利要求7所述的播放方法，其中该些控制封包是利用基于该主机端时钟所建立的同步信息来进行编码，并且该播放端时钟是依据该些控制封包的该些同步信息而产生。

9.根据权利要求8所述的播放方法，其中每一视频封包与音频封包是利用相对应的展示时间戳记来进行编码，并且依据该解码后数据与该播放端时钟于该播放装置中进行该播放操作的步骤还包含有：

依据该些展示时间戳记与该播放端时钟来同步影音播放。

10.根据权利要求8所述的播放方法，其中该串行连接端口为通用串行总线连接端口。