CN102474653A - 用于可配置的分组流处理延迟的系统和方法 - Google Patents
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Abstract
在通过多个频道进行切换的频道中，每个频道选择识别新分组流的频道，并识别频道的视频编码标准。基于视频编码标准，识别最优输入缓冲器延迟，通过最优输入缓冲器延迟来延迟针对新频道的分组流，以及通过根据视频编码标准的解码处理，来解码针对新频道的分组流。可选地，基于视频编码标准来识别最优解码处理延迟，并且解码应用于相关联的处理延迟。
Description
技术领域
实施例总体上涉及流媒体广播的接收和解码。
背景技术
存在用于将数字多媒体内容从源分发至一个用户或多个用户的各种已知方法、系统体系结构和编码标准，并且这些内容共同被称作数字电视(DTV)。
DTV的一个示例是因特网协议电视(IPTV)，其中源将诸如电影之类的多媒体节目作为数字分组流经由因特网分发至终端用户。典型地，在IPTV中，指定分组流携带针对一个多媒体节目的信息，从而被称作“频道”。典型地，每个用户通过加入(join)组播“组”而从多个可用频道只接收用户已经选择用于观看的具体频道。
DTV的另一个示例是over-the-air广播数字电视，例如数字地面电视(DTT)。在广播DTV中，典型地是但非必须地，通过使用大型聚集波段(aggregate band)内的子带的频分复用，对频道进行多路复用。典型地，用户具有天线，天线接收聚集波段，并且应用本地的频道选择器和解调器来恢复选定的DTV数据的频道。除了在美国用于DTT的高级电视系统委员会(ATSC)的调制/协议的一个示例之外，已知用于广播DTV的各种信号调制方案和数据协议的细节不属于本公开的内容。
另一DTV的已知示例是卫星DTV，通常可与广播DTV相比较，但是典型地具有较大的聚集波段并因此具有更多频道，并且与DTT类型广播相比，典型地以显著较高的载波频率为中心。
另一DTV的已知示例还是有线电视DTV，例如，由Comcast和各种类似实体提供的服务。有线电视DTV的体系结构、技术和协议的细节属于实践本文所描述的实施例所需的信息范围之外，因此被省略。
转向IPTV类型的DTV，在典型的示例IPTV系统中，诸如具有视频显示屏幕和音频扬声器子系统的家庭娱乐中心之类的一个或多个用户中的每个用户的接收和回放设备经由机顶盒(STB)或等价物连接至因特网。
本说明书中使用的术语“机顶盒”或“STB”的含义如下：除了根据特定的上下文在其它地方陈述或显而易见之外，术语“STB”包括针对IPTV服务提供商的因特网接入链路的用户接口、针对有线电视DTV服务的用户接口和针对卫星DTV服务的用户接口中的任意用户接口或所有用户接口的功能。在特定示例中，为了更加清楚起见，在与IPTV相关的示例STB操作的具体描述中，STB可以但非必须被称作“IPTV STB”。
继续典型IPTV系统的概括描述，在这种系统中，每个用户的观看站具有STB，该STB典型地具有因特网接口处理器，因特网接口处理器处理用户与IPTV服务提供商之间的协议连接和通信。这种STB至IPTV服务提供商的通信的示例包括，例如，用户从一个IPTV服务提供商接收节目指南、用户向IPTV服务提供商发送频道选择命令、以及STB与IPTV服务提供商之间的各种其它数据交换，例如，公告信息和各种授权码。
典型地，IPTV服务提供商通过使IPTV服务的各种服务资源主持(host)相应的多个“组播组”来提供多个频道。对于本领域普通技术人员来说，IPTV组播和“组播组”的相关理论和操作是已知的，足以根据所描述的实施例来实践，因此省略了进一步的详细描述。
在典型的IPTV系统操作中，可以在用户视野内的一个或多个视频屏幕上选择性地显示节目指南或等价物。节目指南可以各种格式显示通过IPTV服务提供商可用的IPTV频道总体(universe)的所有或部分。
IPTV用户可以例如基于电影名称、演员姓名或运动队来从这种节目指南中选择，并且经由IPTV领域所知的各种接口设备中的任何一种来向STB输入命令。备选地，根据一些频道排序方案，用户可以输入“下一个”或等价命令，用户通过所述“下一个”或等价命令来有效地选择另一频道。典型地，响应于用户的频道选择或“下一个”命令，STB识别频道并向网络节点发送“加入”消息，其中所述网络节点可以是离用户最近的节点。例如，这个“最近”节点可以是因特网内的路由器，或者可以是STB或多个STB与因特网之间的通信链路内的边缘路由器。“加入”消息可以是依据互连网组管理协议(IGMP)的。
例如，响应于接收到加入消息，最近节点确定其是否已经从沿返回IPTV服务提供商的头端的方向上游的节点处接收到由加入消息识别的频道。如果最近节点确定其还没有接收到选定频道，则最近节点可以向上游的另一节点发送消息，所述另一节点进而确定其是否已经接收到选定频道。例如，这种消息可以使用已知的协议无关消息(PIM)。典型地，这个过程沿着上游方向一个节点至一个节点地继续，直到节点确定其已经接收到选定频道为止。然后，该节点组播选定频道，以及然后典型地，根据节点在IGMP-PIM过程期间创建的组播树，下游节点重复并向下游重新广播频道，以在STB处作为分组流接收。
然而，用户的STB并不立即向用户的视频屏幕输出有效的视频数据。相反，只可以在“切换时间(zapping time)”之后发生从STB输出的有效视频以及得到的优质图片的显示。切换时间取决于多种因素，并且这些因素中最重要的一个因素在于：由于IPTV服务提供商在向用户广播频道之前向频道数据施加的压缩码，所以必须在开始解码(即，解压缩)操作之前在接收终端处收集一定数量的视频帧。更具体地，如DTV领域所知，诸如MPEG2、H.264(也已知为“MPEG4-AVC”)和音频视频标准(AVS)之类的大多数当前使用的压缩码标准是部分地基于帧到帧差异并且通常需要一定数量的帧，其中对于压缩，要通过所述一定数量的帧来计算差。在解码器处反向执行所述压缩过程，需要在开始解码之前向解码器输入处的缓冲器存储最少的视频帧。
这种输入缓冲需求存在于分发压缩视频数据的所有类型的DTV中，而不仅限于IPTV。然而，输入缓冲需求可能对于IPTV中尤其有利，并且尤其限于IPTV。这是因为至少在理论上，IPTV向用户提供的基本方法和操作具有从任意极大数量的、几乎没有限制数量的频道中进行选择的潜力。但是，也如长期所知的IPTV一样，尽管用户在每个冲浪点击之后在他或她的视频控制器处启动了他或她在频道海洋中的冲浪式查找，但用户还是可能在经历了扩大的切换时间之后留下消极的体验，这个迄今为止的永久性缺陷实质上抑制了用于“频道冲浪”的这种潜在海洋的供应。
发明内容
尤其在特征和有益效果方面，示例性实施例提供了一种具有系统处理延迟和相应切换时间的DTV系统，其中根据下一频道的编码标准，基于每频道来最小化所述切换时间。通过本公开的全部内容，应该理解的是，各种实施例的这些和其它特征和有益效果例如提供了较短的平均切换时间。这尤其有益于通过DTV系统用户在将可能是递增地大量频道中进行冲浪变为可行。仍然在各种实施例的特征和有益效果中，至少从用户的角度，切换时间可以自动地符合编码标准和协议的更新和变化。
本发明人认识到，在其它特征和有益效果中，与对于诸如数字TV平台(DTV平台)和机顶盒(STB)之类的平台启用数字接收机支持的所有视频标准来说是共同的固定系统处理延迟相反，系统处理延迟相对于频道编码标准的动态、每频道符合性(conformance)的特征提供了对多种视频标准的解码和回放，而不具有实质上由具有该特征的现有技术的系统引起的切换时间成本，即影响用户的便利性。
本发明人还认识到，在一个或多个示例性实施例的特征和有益效果在于根据每种不同视频标准来调整的动态配置的缓冲器大小，还提供对具有实施例的系统中的缓冲器使用率的优化。
根据一个示例性实施例，数字多媒体接收器和解码器系统包括系统延迟处理器，用于接收识别分组流频道的频道选择数据，并且至少部分地基于频道选择数据来产生视频编码标准标识符数据和最优输入缓冲器延迟数据；以及包括具有分组流输入的输入延迟缓冲器，用于接收分组流，并且以至少部分地基于最优输入缓冲器延迟数据的缓冲器延迟来输出相应的延迟分组流；以及还包括可重新配置视频解码器，用于根据基于视频编码标准标识符数据的解码过程来解码延迟分组流，并且输出相应的视频帧序列。
根据一个方面，系统延迟控制器还可以至少部分地基于视频编码标准标识符数据来产生最优系统处理延迟数据，以及可重新配置视频解码器还可以包括可重新配置延迟，以至少部分地基于最优系统处理延迟数据的解码器处理延迟来输出相应的视频帧序列。
根据另一示例性实施例，数字多媒体接收和解码方法包括：接收识别分组流频道的频道选择数据，至少部分地基于频道选择数据产生视频编码标准标识符数据，以及至少部分地基于视频编码标准数据产生最优输入缓冲器延迟数据。还根据这个示例性实施例，方法还包括接收分组流，并且以至少部分地基于最优输入缓冲器延迟数据的缓冲器延迟来输出相应的延迟分组流，以及根据基于视频编码标准标识符数据的解码过程来解码延迟分组流，并且输出相应的视频帧序列。
根据一个方面，方法还可以至少部分地基于视频编码标准标识符数据产生最优系统处理延迟数据，以及解码延迟分组流还可以包括可重新配置的延迟，以至少部分地基于最优系统处理延迟数据来以解码器处理延迟输出相应的视频帧序列。
以上概述的本发明及其各种示例性实施例的改进和特征的说明性示例并非旨在详尽或限制可以实现的可能有益效果。通过说明性细节进一步描述的各种实施例和方面，各种示例性实施例的其它有益效果将显而易见，以及通过阅读本公开，本领域普通技术人员将容易识别所附权利要求范围内的其它变型以及附加应用。
附图说明
图1示出了根据各种示例实施例，对具有和提供各种方法的一个或多个示例系统加以表示的一个示例性功能示意图；
图2示出了根据各种示例性实施例，根据一个或多个系统和方法的一个或多个示例流程的一个示例功能流程示意图；以及
图3示出了根据一个或多个实施例的用户平台的一个说明性实现的功能示意图的一个示例，以及所述示例可以实现例如图1示例装置中的用户解码平台。
具体实施方式
参考特定示例装置描述各种示例性实施例，以帮助本领域普通技术人员理解本发明和足以容易地实践本发明的本发明的各种实施例。然而，本发明实施例的范围不限于所呈现的特定说明性示例。替换地，相关领域的普通技术人员将容易认识到，可以基于该描述实现其它结构和装置。
本领域普通技术人员将意识到，为了清楚，可以不按照比例绘制说明性的附图。例如，为了整体上清楚描述的目的，特定描述可以具有形状变形和/或相对比例的放大。
为了避免使新颖的特征和方面难以理解，本领域普通技术人员将容易理解，通过阅读本描述，可以省略除属于所述特征和方面的特定操作的这些细节之外的对本领域普通技术人员来说是公知的各种算法和硬件的细节。
可以分离地或像具有特定差异一样来描述示例实施例和方面。然而，分离的描述或差异的描述并非必然意味着相应的实施例或方面互相排斥。例如，参照一个实施例描述的特定特征、功能或特性可以被包括在或适于其它实施例。
在具有或实现一个或多个实施例的一个示例系统中，多媒体源可以广播或分发多个不同多媒体或DTV频道。多个不同DTV频道中的每个频道可以根据指定的多个编码标准之一来压缩其内容。至少一个用户具有DTV回放系统，以接收一个或多个频道，以及选择这些频道之一，并将选择的频道解码为分组流。
根据一个方面，多媒体源可以连接至因特网或其它广域网，来自源的每个分组流可以依据一个或多个指定传输协议，并且每个分组流可以携带一个或多个多媒体或其它信息频道，作为相应的分组有效载荷。可以基于诸如带宽压缩之类的目的，根据指定的多个编码标准中的任意标准来编码分组的有效载荷，例如，作为说明性示例，MPEG-2、也被称作“MPEG4-AVC”的H.264和AVS。
根据一个方面，源可以是与诸如因特网之类的广域网相连的IPTV服务提供商的头端或等价物，其中广域网还与多个终端用户相连。例如，头端可以分发或源出(source)多个不同的多媒体频道，作为相应的多个不同分组流。可以将头端实现为在诸如一个或多个流数据集中器或聚集器之类的因特网上的分布式资源，每个所述集中器或聚集器从例如多种多媒体内容提供商中的每个提供商处接收多媒体内容。还应该理解的是，IPTV服务提供商的“头端”的实现不必具体是本实施例，例如也可以根据IPTV头端的常规实践来实现。
在一个或多个示例实施例中，根据IPTV方面，由多媒体源(例如，头端)源出的每个分组流可以依据一个或多个指定传输协议，并且每个分组流可以携带一个或多个多媒体或其它信息频道相应的作为分组有效载荷。应该理解的是，分组传输协议可以不局限于本实施例，从而省略了进一步的详细描述。可以例如为了带宽压缩的目的而根据指定的多个编码标准来编码分组的有效载荷，例如，作为说明性示例，MPEG-2、被称作“MPEG4-AVC”的H.264和AVS。
根据一个方面，例如，一个或多个用户站可以包括诸如具有音频扬声器的视频显示器之类的多媒体呈现装置，所述多媒体呈现装置通过诸如有线电视之类的传输路径与从STB或等价物输出的音频/视频的普通多媒体相连，从而与因特网相连。
参考所有的实施例，应该理解的是，除了根据特定的上下文在其它地方陈述或显而易见之外，当术语“STB”涉及实施方式时，意为功能性资源，而并非必须是特定的硬件单元。例如，根据一个或多个方面，可以在DTV用户平台中包括STB功能性资源，其中所述DTV用户平台的一端与因特网相连，而另一端则向用户的视频显示器和音频扬声器提供视频和音频信号。因此，基于该描述的目的，术语“DTV用户平台”将被用于参考用户资源，所述用户资源与因特网相连，执行IPTV或用户与IPTV资源之间的等价的协议信令，执行所有的分组流接收和解码，以及向用户的视频显示器和音频扬声器提供视频和音频信号。
还可以理解的是，DTV用户平台至因特网的连接并非必须局限于实施例，以及例如，可以将其实现为到家庭局域网(LAN)路由器的链路或等价物，然后将其连接至例如有线电视或DSL调制解调器，以到达因特网服务提供商(ISP)或等价服务。
根据一个或多个方面，DTV用户平台与源(即，IPTV服务提供商的头端)之间的通信并不局限于实施例。例如，在IPTV的实施例中，连接可以通过诸如IGMP系统之类的当前现有的IPTV组播系统，其中例如在多个互连路由器分布于因特网中或与因特网相连的环境中，在IPTV头端向下游到DTV用户平台之间的各个位置处，实现所述IGMP系统。
根据一个或多个实施例的一个方面，用于改变频道的DTV用户平台与DTV服务提供商的资源之间的通信过程和协议不局限于实施例，并且可以根据DTV领域中当前已知的这些通信过程和协议来实现。此外，DTV领域的普通技术人员应该理解的是，通过阅读本公开，根据一个或多个方面，IPTV领域的普通技术人员例如可以通过容易地基于本公开执行对一个或多个可用的现成(OTS)IPTV STB的各种修改以及对适当OTS STB的选择和必要修改，来实现DTV用户平台。
根据一个或多个实施例的一个方面，DTV用户平台可以包括可重新配置DTV解码器，优选地，DTV解码器具有处理资源，所述处理资源用于将接收到的分组流解复用为编码的视频分组流和编码的音频分组流，并且基于多个指定解码标准(例如，用于说明性示例的，MPEG-2、H.264和AVS)中的任意标准来将编码的视频分组流和编码的音频分组流分别解码成输出视频帧和音频回放数据。根据一个方面，可以通过可重新配置DTV视频解码器和可重新配置DTV音频解码器将编码的视频分组流和编码的音频分组流分别解码成输出视频帧和音频回放数据。根据一个方面，可重新配置DTV解码器可以包括视频帧缓冲器和音频缓冲器，例如可配置用于在向用户的视频显示器和扬声器输入之前同步输出视频帧和音频回放数据。
根据一个或多个实施例的一个方面，可重新配置DTV解码器应用可选择的解码器处理延迟，其中，例如由DTV用户平台的控制器基于所接收到的频道的编码(例如压缩)标准来自动地设置解码器处理延迟。这个方面将被称作“基于编码的可变解码器处理延迟”。
根据一个方面，DTV用户平台包括可重新配置DTV解码器，所述可重新配置DTV解码器具有或安排有具有深度的解码器输入缓冲器以及因此的延迟，其中基于所接收到的频道的编码(例如压缩)标准来自动地设置所述延迟。以下将该输入缓冲器方面称作“基于编码的可变延迟输入缓冲器”，并且将相应的延迟特征称作“基于编码的可变输入缓冲器延迟”。
根据一个方面，可以在可重新配置DTV解码器的解复用器之后安排基于编码的可变延迟输入缓冲器。在这种设置中，例如，只在DTV解码器的可重新配置DTV视频解码器部分的输入处向编码视频分组流施加基于编码的可变输入缓冲器延迟。应该理解的是，这种设置只是一个示例。备选地，根据一个或多个实施例的基于编码的可变延迟输入缓冲器可以被安排在可重新配置DTV解码器的解复用器和对应的延迟之前，如普通技术人员容易识别和实现的，以及可以包括：实施最终恢复的视频信号和最终恢复的音频的同步。
根据一个方面，例如可以通过DTV用户平台的延迟存储和选择控制特征，来实现对基于编码的可变解码器处理延迟和基于编码的可变输入缓冲器延迟的控制。例如，这个控制特征可以被配置为产生基于编码的系统延迟控制信号，所述系统延迟控制信号具有基于编码的输入缓冲器延迟控制信号以及根据一个方面的基于编码的可变解码器处理延迟信号。根据一个方面，可以向可重新配置DTV视频解码器和基于编码的可变延迟输入缓冲器提供基于编码的系统延迟控制信号的这些示例分量信号。
此外，关于延迟存储和选择控制方面，应该理解的是，可以在基于编码的可变延迟输入缓冲器中包括延迟存储和选择控制方面的全部或部分，或者备选地延迟存储和选择控制方面的全部或部分可以与基于编码的可变延迟输入缓冲器分离。通过阅读本公开，还应该理解的是，除所接收到的频道的编码标准之外根据一个或多个实施例的DTV用户平台的延迟存储和选择控制方面还可以至少部分地基于其它参数，来控制基于编码的可变延迟输入缓冲器的延迟。因此，应该理解的是，除非根据特定上下文陈述或显而易见，术语“基于编码的输入缓冲器延迟控制信号”意为：至少部分基于但必要时完全基于与所接收到的流分组相关联的特定频道的编码标准的控制信号。
根据一个方面，产生基于编码的系统处理延迟控制信号的基于编码的输入缓冲器延迟控制信号基于所接收的频道的编码标准，并且可以不必进一步基于其它的输入缓冲器延迟因素。
此外，根据一个方面，除编码标准之外还可以采用一个输入缓冲器延迟因素，以在指定系统视频质量需求内防止或保持在可重新配置DTV视频解码器的输入处发生数据欠运行(under run)或数据超运行(overrun)。DTV领域的普通技术人员应该理解的是，例如输入比特流的比特速率可以导致在视频解码器的输入缓冲器处的数据欠运行/超运行。对于相关领域的技术人员来说，数据欠运行/超运行的这些和其它原因，以及用于设置输入缓冲器深度以保持可接收的数据欠运行/超运行的系统考虑事项是公知的，因此省略了进一步的详细描述。
关于根据编码标准来产生基于编码的输入缓冲器延迟控制信号的方面，可以通过一个示例的比较来说明延迟与编码标准的优选关系，例如，将常规MPEG-2解码器中的必要典型输入缓冲器延迟与常规H.264解码器中的必要典型输入缓冲器延迟相比较。更具体地，根据MPEG-2标准，节目时钟基准(PCR)与呈现时间戳(PTS)之间的最大差是1秒。相反，根据H.264标准，PCR与PTS之间的最大差是10秒。为了针对这种基于编码的差，根据另一个方面，DTV用户平台可以保持诸如以下的说明性示例表I之类的表或等价物，所述表或等价物具有每个频道的编码标准的更新关联性。
表I
参考表I，根据一个或多个方面，在STB处或相对于STB的本地处或其他用户解码资源处保持具有每频道的编码信息的表或等价物，消除了STB在每个切换场合下执行步骤来识别下一频道的编码标准的需求。
在常规IPTV系统中，从用户输入频道改变命令的时刻到用户在他或她的视频屏幕上看到可接受的图片的时刻所测量的时间延迟可以称作“系统处理延迟”。在典型的常规IPTV系统中，系统处理延迟一般包括获取延迟(例如，前端延迟)+解复用延迟+解码延迟+后处理延迟+显示延迟的总和。对于DTV领域的普通技术人员来说，这些延迟中的每种延迟的一般理论、典型原因和典型描述参数是已知的，因此省略了进一步的详细描述。
可以将解码延迟分离为三个分量：输入缓冲延迟；解码器处理延迟；以及将在稍后部分更详细地描述的可以可选使用的输出缓冲延迟。输入缓冲延迟取决于ISO/IEC标准规范(例如，比特速率、级别支持，以及最小缓冲器需求)。DTV领域的普通技术人员应该理解的是，输入缓冲延迟还可以取决于系统使用的缓冲器模型，以适应附加的需求。
根据一个或多个实施例的一个或多个方面，DTV用户平台可以保持解码器处理延迟表，用于由平台的可重新配置DTV解码器支持的每个视频标准。参考上表I，在根据一个或多个实施例的一个示例中，DTV用户平台保持具有解码器处理延迟的表或等价物，针对在示例表中出现的示例视频编码标准(即MPEG-2以及H.264)中的每个。
根据一个方面，DTV用户平台可以被配置为结合频道切换(例如，用户输入改变频道命令)，确定平台的可重新配置DTV解码器中是否实际上需要视频标准的改变。至少根据这个方面，DTV用户平台可以被配置为响应于确定对实际视频标准改变的需求，触发或执行对适当且最优(即，最短)的可接受系统延迟的设置。然后，可以将该最优延迟添加到从输入比特流中提取的每个PTS值中。此外，根据一个或多个实施例的一个方面，用户DTV平台可以分离地控制基于编码的可变解码器处理延迟和基于编码的可变延迟输入缓冲器，以最优地获取频道专有的最优解码延迟。
根据一个方面，用户DTV平台可以通过以下操作来执行对基于编码的可变解码器处理延迟和基于编码的可变延迟输入缓冲器的分离控制：产生具有处理延迟控制数据的系统延迟控制数据、设置解码器处理延迟和输入缓冲器深度的控制数据、以及设置输入缓冲器深度或延迟，来。在其它有益效果中，将输入缓冲器深度或延迟专有而独立的控制为最优最小的这个特征提供了最优的短切换时间，原因在于在将输入缓冲器填充到所需深度需要的时间没有对切换时间起主要贡献的情况下，所述将输入缓冲器填充到所需深度需要的时间通常是相当大的。
因此，相关领域技术人员应该容易明白，实施例的各种有益效果之一在于：对于到下一频道的每次切换，因为根据下一频道的压缩标准和协议来设置缓冲器输入深度，所以切换时间的成本只是频道的特定编码或压缩标准所需的成本。这与压缩标准是非动态且具有深度的输入缓冲器相反，因为对于压缩标准是非动态且具有深度的输入缓冲器，必将深度设置为公共最大的需求。
根据一个方面，用户DTV平台可以包括由可重新配置DTV视频解码器输出的帧的输出延迟缓冲。优选地，根据一个方面，可以至少部分地基于频道视频编码标准将这种输出延迟缓冲配置为频道专有的。
至于具有帧的输出延迟缓冲的方面，根据本方面，确定是否包括可重新配置输出延迟特征可以是应用专有的。例如，输出缓冲器延迟特征在平均解码时间与实时需求相当但对于特定随机帧则表现出峰值解码时间的系统应用中可以是优选的。技术人员可以容易地理解，可以将根据本方面的特征包括在用户DTV平台优选地提早解码并提供对已解码帧的足够缓冲以适应这种特定类型的实时系统行为。
至于以上描述的提供输出缓冲的示例方面，用户DTV平台支持的各种编码标准可以是相关因素。作为一个说明性示例，在支持MPEG-2和H.264的示例系统中，这种系统可能不会示出解码和回放MPEG-2流方面的劣化性能，但是可以表现出针对H.264回放的解码峰。在这种场景中，这种系统可以优选地包括针对H.264回放的输出缓冲延迟，以例如提供可接受的流畅回放。
图1示出了用于一个或多个实施例的一个示例系统10。参考IPTV描述图1的示例系统10，但这只是一个说明性的示例实施例，以及DTV领域的普通技术人员可以容易地将功能转移到采用了压缩多媒体数据的多频道广播的其它DTV环境中。应该理解的是，图1将示例10表示为功能块，并且这些功能块可以表示或者可以不表示相应的结构装置或布置以及任何结构性装置内的功能分布。现在参考图1，示例系统10包括连接至诸如因特网之类的广域网14的IPTV服务提供商的头端12或等价物，以及一个或多个可重新配置的、基于频道的系统处理延迟多媒体解码/显示平台16，一般被称作“频道专用系统处理延迟DTV平台”或“CSSPDDTV”平台。诸如因特网服务提供商(ISP)之类的因特网访问资源18将所描述的示例CSSPD DTV平台系统16与因特网14相接。例如，IPTV头端12可以将多个不同的多媒体频道作为相应的多个不同的分组流分发或源出(source)到因特网14中。IPTV头端12和ISP18不必局限于本实施例，以及可以根据常规的实践来实现IPTV头端12和ISP18。
继续参考图1，示例CSSPD DTV平台系统16包括数字TV或等价物；延迟/解码平台20，经由诸如常规DSL调制解调器(未示出)或有线电视调制解调器(未示出)之类的前端接口21，从ISP18接收分组流PS，基于将在稍后部分更详细描述的缓冲器延迟控制信号来对分组流施加可配置的输入缓冲器延迟，并且根据可选视频或音频/视频解码标准来解码延迟的分组流；其中根据也将在稍后部分更详细描述的专有频道解码标准控制数据，所述解码标准是可选的。
仍然参考图1，示例CSSPD DTV平台系统16包括标记为客户端22的高层控制资源和标记为延迟存储和选择块24的资源，所述延迟存储和选择块24控制由延迟/解码器平台20施加的先前描述的输入缓冲器延迟，以及可选地根据一个方面，控制先前描述的可配置延迟/解码器平台20的解码延迟特征。应该理解的是，例如，延迟存储和选择块24是功能块，该功能块可以是客户端22的组件。
参考图1的示例10，示出了客户端22、延迟/解码器平台20和延迟存储和选择块24之间的说明性的示例数据通信或呼叫，以描述用于控制延迟/解码器平台20的输入延迟缓冲器深度和可选地延迟/解码器平台20的可配置解码延迟特征的一个示例实现。在图1中，针对这种控制的数据通信或呼叫的说明性示例包括并在本描述中基于参考的目的被标记为：从客户端22至延迟/解码器平台20的设置视频标准的通信30、从延迟/解码器平台20至延迟存储和选择块24的视频标准通知的通信或呼叫32以及从延迟存储和选择块24至延迟/解码器平台20的设置系统处理延迟的通信或呼叫34。
然而可以理解的是，图1中对与数据通信(即，从一个功能块至另一个功能块)一样的控制操作的具体描述仅是用于描述示例功能的目的。本领域普通技术人员应该理解的是，通过阅读本描述的全部，可以在单个处理资源(未示出)内实现所描述的控制(所描述的控制替代了使用硬件单元(未示出)之间的“通信”)。还应该理解的是用于这些控制信号的所有附图标记是任意的，并且仅用于帮助涉及独立的示例信号。
图2示出了根据各种示例实施例的方法的一个示例流程200的一个示例功能流程示意图，可以在例如图1的示例系统10以及根据本发明的另外的系统上执行所述示例功能流程示意图，其中在本公开的基础上，另外的系统对于本领域普通技术人员来说是显而易见的。将参考图1的示例系统10示出根据图2示例的一个说明性流程的一个描述，从而通过使用用于所描绘的控制装置示例(即，设置视频标准通信30、视频标准通知通信32和设置系统处理延迟通信或呼叫34)的图1的示例标记，来描述其操作。还应该理解的是，尽管所描述的与图1相关的根据图2的示例仅是用于针对以下示例的有益参考的目的，但是并非将其作为对可以实践实施例的系统或环境的限制。
现在参考图2，一个说明性示例可以在标记为202的“开始”状态处启动，其中用户(未示出)正在观看图1的视频显示器48上的具体节目。然后用户希望查找另一个可能更有趣的节目，因此在204处，用户通过使用例如与客户端22相连的遥控器(在图1中未示出)来输入频道改变命令。命令频道改变可以例如是“上”或“下”命令，或者可以识别特定的下一频道。可以假定的是，客户端22存储了可用IPTV频道的列表和用于向用户显示的节目指南，以及还假定的是，客户端22存储了每个可用频道的视频编码标准的表或等价物，例如先前描述的表I。还如先前所描述的一样，在客户端22或其它用户解码资源处或者在客户端22或其它用户解码资源的本地处保持具有每个频道解码信息的表或等价物，消除了在每个频道改变或切换的情况下对客户端22执行步骤以识别下一频道的编码标准的需求。
参考图1和2以继续示例，当在204处用户输入了频道命令时，客户端22在206处检查诸如先前所描述的表I之类的频道编码信息，以在207处识别新频道是否具有与当前频道不同的视频编码标准。在207处，如果客户端22检测到视频编码标准改变，那么在208处，客户端22开始通过向延迟/解码器平台20发送设置视频标准通信或呼叫30来建立新视频标准。在210处，作为响应，延迟/解码器平台20确定是否存在必须应用以解码下一频道的视频解码标准的实际变化。在210处，如果延迟/解码器平台20确定不需要改变视频解码标准，那么操作返回到开始202。换句话说，在210处，如果延迟/解码器平台20确定需要改变视频编码标准，那么在212处，延迟/解码器平台20向延迟存储和选择块24发送视频标准通知32。在214处，作为响应，延迟存储和选择块24选择和设置针对延迟/解码器平台20的输入缓冲器(图1中未独立地示出)的适当深度，并且通过诸如系统处理延迟和缓冲器深度呼叫34之类的命令来向延迟/解码器平台20发送该适当深度。
参考图2，在314处，除了设置输入缓冲器的深度和延迟之外，根据稍后部分要更详细描述的一个或多个方面，延迟/解码器平台20还可以具有可变视频解码处理延迟的特征(在图1中未明显输出)。根据这些方面，系统处理延迟和缓冲器深度呼叫34可以包括命令以如图2中块216所示的设置处理延迟。此外，根据稍后部分将要更详细描述的一个或多个方面，延迟/解码器平台20还可以具有可配置的延迟输出缓冲器特征(在图1中未明显输出)以延迟由解码过程产生的帧，以及根据这些方面，系统处理延迟和缓冲器深度呼叫34还可以包括命令来设置这种输出缓冲器特征的延迟。根据这些方面，系统处理延迟和缓冲器深度呼叫34还可以包括命令，以如图2中块218所示来设置该输出缓冲器延迟。
图3示出了根据一个或多个实施例的用户系统300的一个说明性实现的功能示意图的一个示例，例如可以在诸如图1的示例10内的CSSPDDTV平台系统16之类的用户解码平台中实现所述示例。
现在参考图3，示例用户系统300包括诸如数字多媒体(DTV)平台312之类的由系统控制资源(比如，标记为客户端软件314的系统控制资源)控制的DTV接收资源。例如，经由ISP与因特网和ISPTV服务提供商相连的常规IPTV STB或等价物可以实现DTV平台312和客户端软件314。将客户端软件314描述为与平台连接管理器模块或块306以及延迟存储和选择模块或块308相连，每个模块执行将在稍后部分更详细描述的功能。通过对所述模块的相应功能的描述，应该理解的是，平台连接管理器块316或延迟存储和选择块308是功能块，所述功能块例如可以是客户端软件资源314的组件。
参考图3，在所描述的示例中，所描述的示例DTV平台312具有可选的前端接收器320、包括解复用器324的数字TV(DTV)播放器322、优选的可重新配置音频解码器326和可重新配置视频解码器328、以及所示示例中的音频/视频后处理和再现(rendering)单元330，所述音频/视频后处理和再现单元330包括视频后处理和再现单元332及音频后处理单元334。示例显示器单元335和示例扬声器单元337向用户(未示出)提供视频和音频的呈现。
继续参考图3，示例300中示出的包括调谐器336和频道解码器338的前端接收器320可以是可选的，例如，因为可以将前端接收器320与卫星下行链路相连，所以可以在通过用户有线电视调制解调器或DSL调制解调器(未示出)与因特网直接相连的环境中省略前端接收器320。
参考图3，可重新配置视频解码器328可以包括频道解码器338或者可以经由基于编码的可变延迟输入缓冲器340与频道解码器338相连。例如，通过所描述的来自客户端软件314的设置视频标准输出30和/或所描述的来自延迟存储和选择块318的设置系统处理延迟/缓冲器深度的呼叫或输出34，可重新配置音频解码器326和可重新配置视频解码器328是可在指定多个编码标准(比如，MPEG-2、H.264和AVS)中的任何编码标准之间切换的。对于DTV领域的普通技术人员来说，用于各种解码标准(包括MPEG-2和H.264)的多种可用解码过程和算法的细节是公知的，因而除了涉及实施例的新颖性方面和特征的示例说明之外，省略这些过程和算法的更详细的描述。
继续参考图3，根据本发明的一个方面，可以将输出延迟帧缓冲器342设置在可重新配置的视频解码器328与视频后处理和再现单元332之间。由诸如项342之类的输出延迟帧缓冲器施加的延迟量可以是频道专有的，优选地，可以至少部分地基于频道的视频编码标准。根据本公开，相关领域的普通技术人员将理解，确定是否包括诸如项342之类的可重新配置输出延迟特征可以是应用专有的。例如，应该理解的是，诸如项342之类的输出缓冲器延迟特征可以优选在平均解码时间与实时需求相当但对于特定随机帧则表现出峰值解码时间的系统应用中。
继续参考图3，可以但非必须通过本领域普通技术人员根据本公开稍后部分更详细的描述应该可识别和理解并且可以容易地执行对当前现成的数字播放器进行的特定修改，来实现DTV播放器322以及后处理单元330。
参考图3的示例，将通过参考图2描述的示例操作来进一步说明示例的各种特征和功能。应该理解的是，参考图2描述的示例操作仅是用于使用针对以下示例的一个有用概要示例的目的，并非是对根据本发明可以在图3的示例上实践的方法的限制。
继续示例，在202处，用户观看节目，在204处输入频道命令，基于此，客户端软件314在206处检查频道编码信息(例如，表I)，并且在307处识别视频编码标准是否与当前频道不相同。如果在207处客户端软件314检测到视频标准没有改变，则过程返回开始202，等待下一个用户的频道改变命令。如果客户端软件314检测到视频编码标准改变，则客户端软件314通过例如向DTV平台312发起设置视频标准呼叫30来建立新视频标准。然后，根据图3的示例设置，在平台连接管理器316处接收设置视频标准呼叫30，并且将其路由至DTV播放器322。然后，DTV播放器322确定是否需要实际改变可重新配置视频解码器328必须施加的视频解码标准。应该理解的是，确定是否需要实际改变可重新配置视频解码器328的视频解码标准的DTV播放器322操作210只是210的一个示例实现，以及通过将这种确定并入客户端软件314中，所述DTV播放器322操作210可以是不必要的。
继续以上的说明性示例，参考图2和3，如果在210处，DTV播放器322确定不需要实际改变可重新配置视频解码器328的视频编码标准，则过程返回到开始202，在开始202处，过程等待，例如直到下一个用户改变频道命令为止。然而，如果在210处，DTV播放器322确定需要实际改变可重新配置视频解码器328的视频编码标准，则DTV播放器322向延迟存储和选择模块316发送视频标准通知32、识别的视频编码标准以及可选地任何其它实现特有的辅助信息。作为响应，延迟存储和选择模块316通过对DTV播放器322的系统处理延迟和缓冲器深度命令34来选择和设置适当的系统处理延迟。
根据一个方面，可以进一步在视频标准内扩展根据视频编码标准的对系统处理延迟的配置。例如，根据一个方面，在诸如H.264之类的视频标准中，可以基于附加参数(例如，流的兼容级(compliance level)、流的比特速率以及类似参数)来产生系统处理延迟。
继续参考图3，根据另一方面，例如，可以在可重新配置视频解码器328或基于编码的可变延迟输入缓冲器340中包括滤波器特征。例如，在MPEG-2中，节目时钟参考(PCR)与显示时间戳(PTS)之间的最大差是1秒，而对于H.264，最大差是10秒。根据一个或多个方面，一个示例滤波器可以防止用户DTV平台312错误地解码并且显示不适当的或不允许的时间，并且所述一个示例滤波器被配置为接收具备短输入缓冲器深度所需的视频编码标准的IPTV频道。例如，在常规的IPTV接收系统中，当系统处理延迟被设置为采纳H.264系统延迟时，即使所接收到的具体频道是MPEG-2，如果出现一些错误(多于1秒)的PCR/PTS差，则系统处理延迟都将被当作是可接受的，从而引起视频的劣化。
实施例的各种有益效果和有益效果的一个说明性示例通过用户经由以上表I所描述的示例频道顺序来切换的一个现实示例可见。这个示例还说明，在频道切换期间，输入视频缓冲是用于全部切换时间的主要要素之一。例如，输入视频缓冲一般总计是总切换时间的大约60％。
继续该说明性示例，假定使用典型的系统处理延迟以及因而是常规IPTV和等价系统遇到的切换时间，则基于本发明人的观察，分别针对MPEG-2和H.264的50ms和320ms的处理延迟就代表了这些常规的系统。参考表I，如果用户按照表从左至右的方向表示的频道序列来切换，则可见的是，在H.264频道切换之后(意味着朝向频道NO.3)，每次切换减少了270(320-50)毫秒的切换时间。只有基于使用的实际视频解码器来配置系统处理延迟，在MPEG-2频道的切换中节约270ms才是可能的。
本发明及其各种实施例还提供了另外的有益效果和特征。例如，在典型的常规IPTV接收器和解码器中，大多数输入缓冲器(已压缩的)和输出帧缓冲器(已解码的)的需求取决于视频标准和该标准支持的级别。通过具有本实施例的视频标准检测和输入缓冲器配置的特征，系统设计者可以配置针对不同视频标准回放的不同缓冲器，并且优化系统的存储器的使用。
作为缓冲器最优有益效果的示例，与H.264解码和回放所需的缓冲器资源相比，典型的MPEG-2解码和回放需要的缓冲器资源要少得多。在DVB传输中，MHEG数据与MPEG流一起到来，并且在这种系统中，需要附加存储器来用于MHEG数据处理。当切换到MPEG-2标准时，通过采用本发明的一个或多个实施例，节约的输入缓冲器可以用于MHEG处理，从而优化存储器资源的利用，以较低成本满足更大的系统需求。
尽管已经具体参考各种示例性实施例的特定示例性方面，详细地示描述了各种示例性实施例，但应当理解，本发明能够是其它实施例，并且能够对本发明的细节进行各种明显方面的修改。本领域技术人员容易显而易见的是，保持在本发明的精神和范围内的同时可以进行改变和修改。
因此，前述公开、描述和附图仅是用于说明性的目的，并且不以任何方式对仅由权利要求限定的发明进行限制。
Claims (24)
1.一种数字多媒体接收器和解码器系统，包括：
系统延迟控制器，用于接收识别分组流频道的频道选择数据，并且至少部分地基于频道选择数据来产生视频编码标准标识符数据和最优输入缓冲器延迟数据；
具有分组流输入的输入延迟缓冲器，用于接收分组流，并且以至少部分地基于最佳输入缓冲器延迟数据的缓冲器延迟来输出相应的延迟分组流；以及
可重新配置视频解码器，用于根据基于视频编码标准标识符数据的解码过程来解码延迟分组流，并且输出相应的视频帧序列。
2.如权利要求1的数字多媒体接收器和解码器系统，其中
系统延迟控制器还至少部分地基于视频编码标准标识符数据来产生最优系统处理延迟数据，以及
可重新配置视频解码器还包括可重新配置延迟单元，以至少部分地基于最优系统处理延迟数据的解码器处理延迟来输出相应的视频帧序列。
3.如权利要求1的数字多媒体接收器和解码器系统，其中
系统延迟控制器能够基于可重新配置视频解码器的当前视频标准配置与视频编码标准标识符数据的比较，确定是否需要改变视频标准，并且基于所述确定需要改变视频标准，产生更新的最优输入缓冲器延迟数据。
4.如权利要求2的数字多媒体接收器和解码器系统，其中
系统延迟控制器能够基于可重新配置视频解码器的当前视频标准配置与视频编码标准标识符数据的比较，确定是否需要改变视频标准，并且基于所述确定需要改变视频标准，产生更新的最优系统处理延迟数据和更新的最优输入缓冲器延迟数据。
5.如权利要求1的数字多媒体接收器和解码器系统，还包括可重新配置输出帧缓冲器，所述可重新配置输出帧缓冲器接收相应的视频帧序列，并且以至少部分地基于视频编码标准标识符数据的延迟来输出相应的延迟的视频帧序列。
6.如权利要求5的数字多媒体接收器和解码器系统，还包括视频后处理和再现单元，所述视频后处理和再现单元用于接收所述延迟的视频帧序列，并且输出相应的输出视频信号。
7.如权利要求1的数字多媒体接收器和解码器系统，其中所述系统延迟控制器包括存储多个分组流频道编码标准标识符数据的每频道编码标准标识符表，每个所述分组流频道标识符数据识别分组流频道并且识别相应的编码标准，以及
所述系统延迟控制器基于所述表和所述频道选择数据来产生视频编码标准标识符数据和最优输入缓冲器延迟数据。
8.如权利要求1的数字多媒体接收器和解码器系统，其中
系统延迟控制器还至少部分地基于视频编码标准标识符数据来产生最优系统处理延迟数据，
可重新配置视频解码器包括可重新配置的延迟，以至少部分地基于最优系统处理延迟数据的解码器处理延迟来输出相应的视频帧序列，以及，
所述系统延迟控制器包括存储多个分组流频道编码标准标识符数据的每频道编码标准标识符表，每个所述分组流频道标识符数据识别分组流频道并且识别相应的编码标准，以及
所述系统延迟控制器基于所述表和所述频道选择数据来产生视频编码标准标识符数据和最优输入缓冲器延迟数据。
9.如权利要求1的数字多媒体接收器和解码器系统，其中
系统延迟控制器能够基于可重新配置视频解码器的当前视频标准配置与视频编码标准标识符数据的比较，确定是否需要改变视频标准，并且基于所述确定需要改变视频标准，产生更新的最优输入缓冲器延迟数据，以及
所述系统延迟控制器包括存储多个分组流频道编码标准标识符数据的每频道编码标准标识符表，每个所述分组流频道标识符数据识别分组流频道并且识别相应的编码标准，以及
所述系统延迟控制器基于所述表和所述频道选择数据来产生视频编码标准标识符数据和最优输入缓冲器延迟数据。
10.如权利要求8的数字多媒体接收器和解码器系统，其中
系统延迟控制器能够基于可重新配置视频解码器的当前视频标准配置与视频编码标准标识符数据的比较，确定是否需要改变视频标准，并且基于所述确定需要改变视频标准，产生更新的最优系统处理延迟数据和更新的最优输入缓冲器延迟数据。
11.如权利要求1的数字多媒体接收器和解码器系统，还包括可重新配置输出帧缓冲器，所述可重新配置输出帧缓冲器用于接收相应的视频帧序列，并且以至少部分地基于视频编码标准标识符数据的延迟来输出相应的延迟的视频帧序列，
所述系统延迟控制器包括存储多个分组流频道编码标准标识符数据的每频道编码标准标识符表，每个所述分组流频道标识符数据识别分组流频道并且识别相应的编码标准，以及所述系统延迟控制器基于所述表和所述频道选择数据来产生视频编码标准标识符数据和最优输入缓冲器延迟数据。
12.如权利要求1的数字多媒体接收器和解码器系统，还包括：
解复用器，用于接收具有编码音频信息数据和编码视频信息数据的输入多媒体分组流，产生相应的编码视频分组流和相应的编码音频分组流，以及向所述输入延迟缓冲器输入编码视频分组流，作为所述分组流输入；以及
音频解码器，用于接收相应的音频分组流，并且产生相应的解码音频数据。
13.如权利要求6的数字多媒体接收器和解码器系统，还包括：音频后处理单元，所述音频后处理单元接收所述解码音频数据，并且输出相应的音频扬声器信号。
14.一种数字多媒体接收和解码方法，包括：
接收识别分组流频道的频道选择数据；
至少部分地基于频道选择数据产生视频编码标准标识符数据；
至少部分地基于视频编码标准数据产生最优输入缓冲器延迟数据；
接收分组流，并且以至少部分地基于最优输入缓冲器延迟数据的缓冲器延迟来输出相应的延迟分组流；以及
根据基于视频编码标准标识符数据的解码过程来解码延迟分组流，并且输出相应的视频帧序列。
15.如权利要求14的数字多媒体接收和解码方法，还包括：
至少部分地基于视频编码标准标识符数据，来产生最优系统处理延迟数据，
其中解码延迟分组流包括以至少部分地基于最优系统处理延迟数据的解码器处理延迟，来延迟视频帧序列的输出。
16.如权利要求14的数字多媒体接收和解码方法，还包括：
基于对当前解码过程的确定以及所述确定的当前解码过程与所述视频编码标准标识符数据的比较，来确定是否需要改变所述解码过程；以及
基于所述确定需要改变所述解码过程，产生更新的最优输入缓冲器延迟数据。
17.如权利要求15的数字多媒体接收和解码方法，还包括：
基于对当前解码过程的确定以及所述确定的当前解码过程与所述视频编码标准标识符数据的比较，来确定是否需要改变所述解码过程；以及
基于所述确定需要改变所述解码过程，产生更新的最优输入缓冲器延迟数据和更新的最优系统处理延迟数据。
18.如权利要求14的数字多媒体接收和解码方法，还包括：
接收和延迟缓冲所述相应的视频帧序列，所述缓冲包括以至少部分地基于视频编码标准标识符数据的延迟来输出相应的延迟的视频帧序列。
19.如权利要求15的数字多媒体接收和解码方法，还包括：
接收和延迟缓冲所述相应的视频帧序列，所述缓冲包括以至少部分地基于视频编码标准标识符数据的延迟来输出相应的延迟的视频帧序列。
20.如权利要求14的数字多媒体接收和解码方法，还包括针对所述接收分组流在本地位置存储每频道编码标准标识符表，所述表存储多个分组流频道编码标准标识符数据，每个所述分组流频道标识符数据识别分组流频道并识别相应的编码标准，以及
所述产生视频编码标准标识符数据基于所述表和所述频道选择数据产生视频编码标准标识符数据。
21.如权利要求14的数字多媒体接收和解码方法，还包括：
至少部分地基于视频编码标准标识符数据来产生最优系统处理延迟数据，以及
针对所述接收分组流在本地位置存储每频道编码标准标识符表，所述表存储多个分组流频道编码标准标识符数据，每个所述分组流频道标识符数据识别分组流频道并识别相应的编码标准，以及所述产生视频编码标准标识符数据基于所述表和所述频道选择数据产生视频编码标准标识符数据，
其中解码延迟分组流包括以至少部分地基于最优系统处理延迟数据的解码器处理延迟来延迟视频帧序列的输出。
22.如权利要求14的数字多媒体接收和解码方法，还包括：
基于对当前解码过程的确定以及所述确定的当前解码过程与所述视频编码标准标识符的比较，来确定是否需要改变所述解码过程；以及
基于所述确定需要改变所述解码过程，产生更新的最优输入缓冲器延迟数据；以及
针对所述接收分组流在本地位置存储每频道编码标准标识符表，所述表存储多个分组流频道编码标准标识符数据，每个所述分组流频道标识符数据识别分组流频道并识别相应的编码标准，以及
其中所述产生视频编码标准标识符数据基于所述表和所述频道选择数据产生视频编码标准标识符数据。
23.如权利要求21的数字多媒体接收和解码方法，还包括：
基于对当前解码过程的确定以及所述确定的当前解码过程与所述视频编码标准标识符的比较，来确定是否需要改变所述解码过程；以及
基于所述确定需要改变所述解码过程，产生更新的最优输入缓冲器延迟数据。
24.如权利要求15的数字多媒体接收和解码方法，还包括：
接收和延迟缓冲所述相应的视频帧序列，所述缓冲包括以至少部分地基于视频编码标准标识符数据的延迟来输出相应的延迟的视频帧序列；以及
针对所述接收分组流在本地位置存储每频道编码标准标识符表，所述表存储多个分组流频道编码标准标识符数据，每个所述分组流频道标识符数据识别分组流频道并识别相应的编码标准，以及其中所述产生视频编码标准标识符数据基于所述表和所述频道选择数据产生视频编码标准标识符数据。
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