CN110324700A - 应用于显示设备的电路及相关的控制方法 - Google Patents

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Abstract

本发明揭露一种应用于一多媒体播放装置的电路，其包含有一接收电路、一多媒体处理电路以及一控制电路，其中该接收电路用以透过网络接收一影音数据；该多媒体处理电路耦接于该接收电路，且用以处理该影音数据以产生多个待播放影音数据以供该影音播放装置进行播放；以及该控制电路耦接于该接收电路以及该多媒体处理电路，且用以根据该影音数据的下载时间来估计出该网络的一带宽，并根据该带宽以及该影音数据中已接收而未被播放的部分所对应的一播放时间的长度控制该接收电路切换后续接收该影音数据。

Description

应用于显示设备的电路及相关的控制方法
技术领域
本发明是有关于多媒体播放装置及相关的控制方法。
背景技术
在目前的动态自适性串流(dynamic adaptive streaming)技术中，多媒体播放装置可以根据目前的带宽来选择不同的来源以下载影音数据。详细来说，当显示设备判断目前的带宽不足时，可以切换至较低质量(例如较低分辨率)的影音数据，以避免显示设备因为带宽不足而造成影音停顿的问题；而当显示设备判断目前的带宽足够时，可以切换至较高质量(例如较高分辨率)的影音数据，以提供较佳的用户体验。然而，上述多媒体播放装置的带宽通常很难准确地计算，且时常因某个瞬间的大幅度带宽变化而造成不适当地影音数据质量切换，进而影响用户体验。
发明内容
因此，本发明的目的之一在于提供一种快速且正确地估计出显示设备带宽以及如何适当地切换下载的影音数据的质量的方法，以解决先前技术中的问题。
在本发明的一个实施例中，揭露一种应用于一多媒体播放装置的电路，其包含有一接收电路、一多媒体处理电路以及一控制电路，其中该接收电路用以透过网络接收一影音数据；该多媒体处理电路耦接于该接收电路，且用以处理该影音数据以产生多个待播放影音数据以供该影音播放装置进行播放；以及该控制电路耦接于该接收电路以及该多媒体处理电路，且用以根据该影音数据的下载时间来估计出该网络的一带宽，并根据该带宽以及该影音数据中已接收而未被播放的部分所对应的一播放时间的长度控制该接收电路切换后续接收该影音数据。
在本发明的另一个实施例中，揭露了一种多媒体播放装置的控制方法，其包含有：透过网络接收一影音数据；处理该影音数据以产生多个待播放影音数据以供该多媒体播放装置进行播放；以及根据该影音数据的下载时间来估计出该网络的一带宽，并根据该带宽以及该影音数据中已接收而未被播放的部分所对应的一播放时间控制该接收电路切换后续接收该影音数据的来源。
附图说明
图1A为根据本发明一实施例的应用在一多媒体播放装置的电路的示意图。
图1B为图1A中电路的一实施例的细部方块图。
图2为根据本发明一实施例的控制电路的操作的流程图。
图3为根据本发明另一实施例的应用在一多媒体播放装置的电路的示意图。
图4为根据本发明另一实施例的控制电路的操作的流程图。
符号说明
100 电路
102 多媒体播放器
110 接收电路
130 多媒体处理电路
132 辨识电路
134 缓冲器
136 解码电路
150 控制电路
200～226、400～410 步骤
具体实施方式
图1A为根据本发明一实施例的应用在一多媒体播放装置的电路100的方块图。如图1A所示，电路100包含了一接收电路110、一多媒体处理电路130以及一控制电路150，其中电路100是用来自外部下载来源(例如，透过网络连接至远程的服务器)下载影音数据，并经过处理后产生影像及/或声音至一多媒体播放器102来进行显示。在本实施例中，电路100可以设置在一电视机顶盒中，或是直接设置于该多媒体播放器中。
在电路100的操作中，首先，控制电路150会控制接收电路110自一预设下载来源接收一影音数据，其中该影音数据符合动态自适性串流技术，且接收电路110控制接收电路110是基于一描述多媒体信息的数据(Multimedia Metadata)所描述的多个区段(segment)的信息来进行。描述多媒体信息的数据，例如说是MPEG Dynamic Adaptive Streamingover HTTP(MPEG-DASH)规范中的媒体陈述说明书(Media Presentation Description)、Apple HTTP Live Streaming(HLS)规范中的Extended M3U Playlist、Adobe HTTPDynamic Streaming(HDS)规范中的Manifest或Microsoft Smooth Streaming(MSS)规范中的Manifest等等。以下以媒体陈述说明书来进行后续说明，但本发明不在此限，而由于媒体陈述说明书的详细架构及内容已为本领域的技术人员所熟知，故细节在此不予赘述。接着，多媒体处理电路130对该影音数据进行处理以产生多个待播放影音数据，以供多媒体播放器102来进行播放。此外，控制电路150是用来根据多媒体处理电路130所处理多个影音数据时取得的多个显示时间戳(Presentation Time Stamp，PTS)来控制接收电路110后续所接收的该影音数据质量，其细节将于后续的实施例中详述。
图1B为图1A中电路100的一实施例的细部方块图。如图1B所示，多媒体处理电路130包含了一辨识电路132、一缓冲器134及一解码电路136。其中辨识电路132对该影音数据进行辨识以决定多个未解码影音帧，例如未解码图帧或是未解码音帧；缓冲器134用来暂存辨识电路132产生的多个未解码影音帧；解码电路136用来对多个未解码影音帧进行解码以产生多个解码后影音帧，并将该多个解码后影音帧传送至多媒体播放器102以作为待播放影音数据进行播放。在图1B的实施例中，控制电路150是用来根据辨识电路132以及解码电路136所提供的多个显示时间戳，来控制接收电路110切换后续的下载内容。有关于如何控制接收电路110切换后续的下载内容，一种做法是控制接收电路110直接切换不同的下载地址来下载具有不同影音数据质量的内容，一种做法则是通知提供影音数据质量的服务器端切换提供具有不同影音数据质量的内容。由于本发明着重于如何决定进行切换下载具有不同影音数据质量的内容，而非如何得到影音数据内容，因此后续说明是以控制接收电路110直接切换不同的下载地址为例，然而本发明并不在此限。
图2为根据本发明一实施例的控制电路150的操作的流程图。在步骤202中，流程开始，且接收电路110开始自一外部下载来源接收一影音数据。在步骤204中，控制电路150根据该影音数据中一区段的数据量以及下载时间估计出电路100目前可使用的带宽。具体来说，假设该区段在媒体陈述说明书中所定义的实际播放时间是3秒，且该区段的数据量大小为1兆字节(MB)，而接收电路110花了6秒以完成该区段的下载，则控制电路150便可以估计出目前可使用的带宽为(1/6)Mb/s，且该带宽为该区段的影音播放速率(亦即，(1/3)Mb/s)的一半；另外，假设接收电路110只花了1秒便完成该区段的下载，则控制电路150便可以估计出目前可使用的带宽为1Mb/s，且该带宽为该区段的影音播放速率(亦即，(1/3)Mb/s)的三倍。
此外，请参考图1A，控制电路150另外根据目前多媒体处理电路130提供的多个显示时间戳来计算多媒体处理电路130正在处理中的一总处理中数据量。具体来说，请参考图1B，辨识电路132不仅辨识出当下接收的未解码影音帧，更自该未解码影音帧的档头中取得一第一显示时间戳。控制电路150自辨识电路132取得该第一显示时间戳，并自解码电路136取得当下输出的解码后影音帧的一第二显示时间戳，其中该第二显示时间戳是包含于该解码后影音帧原本对应的档头中，以及计算第一、第二显示时间戳之间的差异，以计算出该总处理中数据量。换句话说，上述总处理中数据量代表多媒体处理电路130正在处理中的影音帧的总播放时间，也可以说，上述总处理中数据量大致代表了整个电路100目前已经从网络上下载而尚未播出的影音数据所对应的播放时间。请注意，在其他实施中，任何能够代表整个电路100目前已经从网络上下载而尚未播出的影音数据所对应的播放时间的指标，皆可做为前述的总处理中数据量。
在步骤206中，控制电路150比较所估计出的电路100的带宽以及该区段的影音播放速率以产生一比较结果，其中当该比较结果指出电路100的带宽小于该区段的影音播放速率时，流程进入步骤208；以及当该比较结果指出电路100的带宽大于该区段的影音播放速率时，流程进入步骤218。
在步骤208中，控制电路150依据所估计出的电路100的带宽及媒体陈述说明书以决定出下一区段的一候选下载来源，其中被决定的该候选下载来源的一影音播放速率是小于电路100的带宽。考虑多媒体影音的质量，该候选下载来源的影音播放速率可选择媒体陈述说明书中所定义的小于但最接近于电路100的带宽。例如，假设该区段的影音播放速率为1Mb/s，目前所估计出的100的带宽为500Kb/s，则控制电路150所选择的该候选下载来源的影音播放速率可以是400Kb/s。
在步骤210中，控制电路150决定出一第一临界值以供后续用来判断是否要进行下载来源切换。具体来说，该第一临界值可以是一个缓冲播放时间，且可以由一区段的播放时间以及目前影音播放速率以及该候选下载来源的影音播放速率来计算产生。举例来说，则该第一临界值可以使用以下公式来计算：
TH1＝segment_time*current_bitrate/candidate_bitrate
其中“TH1”为该第一临界值、“segment_time”为区段的播放时间、“current_bitrate”为目前影音播放速率、而“candidate_bitrate”为该候选下载来源的影音播放速率。假设区段在媒体陈述说明书中所定义的播放时间是3秒，目前影音播放速率是1Mb/s，而该候选下载来源的影音播放速率为(0.4)Mb/s，则该第一临界值为7.5秒。需注意的是，上述计算方式仅为一范例说明，而并非是作为本发明的限制。
在步骤212中，控制电路150判断总处理中数据量是否小于该第一临界值，若是，则流程进入步骤214以控制接收电路110使用该候选下载来源来接收下一笔影音数据，其中该候选下载来源具有较低的影音播放速率(亦即，较低的分辨率或是影像质量)，以避免后续发生显示画面/声音停顿的问题；若否，则流程进入步骤216。进入步骤216，表示虽然目前的带宽低于影音播放速率，但由于总处理中数据量较为充足，也就是说，已经下载的数据量较为充足，故控制电路150控制接收电路110不改变目前所接收的影音数据的下载来源，以维持影音质量。
在步骤218中，类似于步骤208，控制电路150依据所估计出的电路100的带宽及媒体陈述说明书以决定出下一区段的一候选下载来源，其中被决定的该候选下载来源的一影音播放速率是小于电路100的带宽。例如说，该候选下载来源的影音播放速率可选择媒体陈述说明书中所定义小于但最接近于电路100的带宽。例如，假设该区段的影音播放速率为1Mb/s，目前所估计出的100的带宽为2Mb/s，则控制电路150所选择的该候选下载来源的影音播放速率可以是1.8Mb/s。
在步骤220中，类似于步骤210，控制电路150决定出一第二临界值以供后续用来判断是否要进行下载来源切换。类似于第一临界值H1，第二临界值可以使用以下公式来计算：
TH2＝segment_time*(candidate_bitrate/current_bitrate)需注意的是，上述计算方式仅为一范例说明，而并非是作为本发明的限制。
在步骤222中，控制电路150判断总处理中数据量是否大于该第二临界值，若是，则流程进入步骤224以控制接收电路110使用该候选下载来源来接收下一笔影音数据，其中该候选下载来源具有较高的影音播放速率(亦即，较高的分辨率或是影像质量)；若否，则流程进入步骤226。进入步骤226，表示虽然目前的带宽高于影音播放速率，但由于总处理中数据量较为不足，也就是说，已经下载的数据量较为不足，故控制电路150控制接收电路110不改变目前所接收的影音数据的下载来源，以避免后续可能发生显示画面停顿的问题。
如以上的实施例所述，由于控制电路150除了根据所估计出的带宽之外，也会另外考虑总处理中数据量来决定是否要切换下载来源，因此可以达到更适当地操作。例如说当某个瞬间网络的带宽发生大幅度变化而后又立刻回复时，由于考虑了总处理中数据量，本实施例并不会因此而快速且频繁的切换下载来源。另外，本实施例是透过每个影音帧的显示时间戳来进行判断，因此可以更准确地估计出总处理中数据量。详言之，本发明的目的之一在于避免影音的中断。考虑到相同档案大小但对应不同质量的影音数据时，实际上对应了不同的播放时间长度，因此本实施例是采用了尚未播放的影音帧的显示时间戳来判断影音库存量，而非采用尚未播放的影音数据的档案大小。
在本发明的另一个实施例中，如图3所示，控制电路150可以另外根据一解码中数据量以决定控制解码电路继续或停止输出解码后影音帧，并于种解码电路停止输出解码后影音帧时，控制该电路100另外提供示意用户等待的画面至该多媒体播放器进行播放。其细节于图4的实施例中详述。
图4为根据本发明另一实施例的控制电路150的操作的流程图。在步骤400中，流程开始。在步骤402中，控制电路150计算该解码中数据量，其中该解码中数据量是为解码电路130正在处理中的影音数据所对应的总播放时间。举例来说，控制电路150自解码电路136取得解码电路136最新收到的未解码影音帧的一第三显示时间戳，其中该第三显示时间戳是包含于该未解码影音帧原本对应的档头中，并计算该第三显示时间戳与前述第二显示时间戳之间的差值，以计算出该解码中数据量。
在步骤404中，控制电路150判断该解码中数据量是否小于一第三临界值，其中该第三临界值可以为根据体感因素所决定出的一下限值，例如0.5秒。若该解码中数据量小于该第三临界值，流程进入步骤406以关闭解码电路的输出；而若是该待解码影音数据量不小于该第三临界值，流程进入步骤408。
在步骤408中，控制电路150判断该解码中数据量是否大于一第四临界值，其中该第四临界值可以为一安全库存播放时间，例如6秒。若是解码中数据量是大于该第四临界值，流程进入步骤410以开启解码电路的输出，以继续将解码后影音帧传送至多媒体播放器进行播放；若否，则流程回到步骤402。
在图3、4所示的实施例中，由于控制电路150可以根据解码电路中的影音帧的显示时间戳来判断出解码中数据量，故可以更准确地控制解码电路136是否继续输出，以达到最佳的显示效果。详言之，本发明的目的之一在于避免影音的中断，然而在某些时候确实无法持续的播放影音，例如说，由于解码电路136在解码一特定影音帧时需要参考一些前后的影音帧，当解码电路中暂存的影音帧不够时，将会导致解码的失败而造成影音中断。此时透过前述实施例即能够准确判断出解码中数据量即将不足以继续进行解码，因此能够及时关闭解码电路136的输出，直到解码电路136中解码中数据量回复到足够数据量才重新开启解码电路136的输出。关闭解码电路136输出的同时，播放示意用户等待的画面或图示，即可避免用户因无预警影音中断而有不佳的感受。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，凡依本发明权利要求书所做的均等变化与修饰，皆应属本发明的涵盖范围。

Claims (20)

1.一种应用于一多媒体播放装置的电路，包含有：
一接收电路，用以透过一网络接收一影音数据；
一多媒体处理电路，耦接于该接收电路，用以处理该影音数据以产生多个待播放影音数据以供该多媒体播放装置进行播放；以及
一控制电路，耦接于该接收电路以及该多媒体处理电路，用以根据该影音数据的下载时间来估计出该网络的一带宽，并根据该带宽以及该影音数据中已接收而未被播放的部分所对应的一播放时间的长度来控制该接收电路切换后续接收的该影音数据。
2.如权利要求1所述的电路，其特征在于，该影音数据符合一动态自适性串流技术，且该控制电路根据一描述多媒体信息的数据中一区段的下载时间来估计出该网络的该带宽。
3.如权利要求2所述的电路，其特征在于，该控制电路比较该带宽以及该区段的一影音播放速率以产生一比较结果，且该控制电路根据该比较结果以及该影音数据的多个显示时间戳，以控制该接收电路所接收的该影音数据的下载来源。
4.如权利要求1所述的电路，其特征在于，该控制电路根据该影音数据的多个显示时间戳以决定出尚未被该多媒体播放装置播放的一总处理中数据量，并根据该带宽以及该总处理中数据量以控制该接收电路后续接收该影音数据的来源。
5.如权利要求4所述的电路，其特征在于，该控制电路是根据一未解码影音帧以及目前输出的一解码后影音帧之间的显示时间戳差异，以决定出该总处理中数据量。
6.如权利要求4所述的电路，其特征在于，当该带宽低于一影音播放速率，且该总处理中数据量低于一临界值时，该控制电路改变该接收电路所接收的该影音数据的来源，以使得该接收电路后续所接收的该影音数据具有较低的质量；以及当该带宽低于该影音播放速率，且该总处理中数据量高于该临界值时，该控制电路维持目前该接收电路所接收的该影音数据的来源。
7.如权利要求4所述的电路，其特征在于，当该带宽高于一影音播放速率时，且该总处理中数据量高于一临界值时，该控制电路改变该接收电路所接收的该影音数据的来源，以使得该接收电路后续所接收的该影音数据具有较高的质量；以及当该带宽高于该影音播放速率，且该总处理中数据量低于该临界值时，该控制电路维持目前该接收电路所接收的该影音数据的下载来源。
8.如权利要求1所述的电路，其特征在于，该多媒体处理电路包含有：
一辨识电路，用以对该影音数据进行辨识以决定多个未解码影音帧；
一缓冲器，耦接于该辨识电路，用以暂存该多个未解码影音帧；以及
一解码电路，耦接于该缓冲器，用来对该多个未解码影音帧进行解码以产生多个解码后影音帧，并输出该多个解码后影音帧以供该多媒体播放装置进行播放；
其中该控制电路另根据一解码中数据量以控制该解码电路停止输出该多个解码后影音帧，其中该解码中数据量为该解码电路正在处理中的该影音数据所对应的总播放时间的长度。
9.如权利要求8所述的电路，其特征在于，该控制电路根据该多个未解码影音帧的其中之一的显示时间戳以及该多个解码后影音帧的其中之一的显示时间戳来决定出该解码中数据量。
10.如权利要求9所述的电路，其特征在于，该控制电路根据该解码电路中最新收到的未解码影音帧的显示时间戳以及该解码电路目前输出的解码后影音帧的显示时间戳的差值，以决定出该解码中数据量。
11.一种多媒体播放装置的控制方法，包含有：
透过一网络接收一影音数据；
处理该影音数据以产生多个待播放影音数据以供该多媒体播放装置进行播放；以及
根据该影音数据的下载时间来估计出该网络的一带宽，并根据该带宽以及该影音数据中已接收而未被播放的部分所对应的一播放时间的长度控制该接收电路切换后续接收该影音数据。
12.如权利要求11所述的控制方法，其特征在于，该影音数据符合一动态自适性串流技术，且估计出该多媒体播放装置的该带宽的步骤包含有：
根据一描述多媒体信息的数据中一区段的下载时间来估计出该网络的该带宽。
13.如权利要求12所述的控制方法，其特征在于，控制所接收的该影音数据的下载来源的步骤包含有：
比较该带宽以及该区段的一影音播放速率以产生一比较结果；以及
根据该比较结果以及该影音数据的显示时间戳，以控制所接收的该影音数据的下载来源。
14.如权利要求11所述的控制方法，其特征在于，控制所接收的该影音数据的下载来源的步骤包含有：
根据该影音数据的多个显示时间戳以决定出尚未被该多媒体播放装置播放的一总处理中数据量；
根据该带宽以及该总处理中数据量以控制后续接收该影音数据的来源。
15.如权利要求14所述的控制方法，其特征在于，决定出该总处理中数据量的步骤包含有：
根据一未解码影音帧以及一解码后影音帧之间的显示时间戳差异，以决定出该总处理中数据量。
16.如权利要求14所述的控制方法，其特征在于，根据该带宽以及该总处理中数据量以控制所接收的该影音数据的下载来源的步骤包含有：
当该带宽低于一影音播放速率时，且该总处理中数据量低于一临界值时，改变所接收的该影音数据的下载来源，以使得后续所接收的该影音数据具有较低的质量；以及
当该带宽低于该影音播放速率时，且是该总处理中数据量高于该临界值时，维持目前所接收的该影音数据的下载来源。
17.如权利要求14所述的控制方法，其特征在于，根据该带宽以及该总处理中数据量以控制所接收的该影音数据的下载来源的步骤包含有：
当该带宽高于一影音播放速率时，且该总处理中数据量高于一临界值时，改变所接收的该影音数据的下载来源，以使得后续所接收的该影音数据具有较高的质量；以及
当该带宽高于该影音播放速率时，且是该总处理中数据量低于该临界值时，维持目前所接收的该影音数据的下载来源。
18.如权利要求11所述的控制方法，其特征在于，处理该影音数据以产生该多个待播放影音数据以供该多媒体播放装置进行播放的步骤包含有：
对该影音数据进行辨识以决定多个未解码影音帧；
暂存该多个未解码影音帧；
提供一解码电路以对该多个未解码影音帧进行解码以产生多个解码后影音帧，并将该多个解码后影音帧输出以供该多媒体播放装置进行播放；以及
根据一解码中数据量以控制该解码电路停止输出该多个解码后影音帧，其中该解码中数据量为该解码电路正在处理中的该影音数据所对应的总播放时间的长度。
19.如权利要求18所述的控制方法，其特征在于，另包含有：
根据该多个未解码影音帧的其中之一的显示时间戳以及该多个解码后影音帧的其中之一的显示时间戳来决定出该解码中数据量。
20.如权利要求19所述的控制方法，其特征在于，决定出该解码中数据量的步骤包含有：
根据该解码电路中最新收到的未解码影音帧的显示时间戳以及该解码电路目前输出的解码后影音帧的显示时间戳的差值，以决定出该解码中数据量。
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