CN112804518B - 一种测量视频等待时间的方法 - Google Patents

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Abstract

一种用于测量视频等待时间的测量方法，该视频等待时间由连接到其中纳入光敏传感器(8)的一件解码器装备(1)的一件视频回放装备(2)引发，该方法包括以下步骤：·致使该视频回放装备(2)的屏幕生成发射光测试信号；·使用该光敏传感器(8)来获取捕捉到的光信号，该捕捉到的光信号包括从发射光测试信号在该视频回放装备(2)的周围环境的至少一个表面上反射得到的接收光测试信号；·获取由该光敏传感器(8)根据捕捉到的光信号而产生的测量信号，并且分析该测量信号以便获得视频等待时间测量。

Description

一种测量视频等待时间的方法
技术领域
本发明涉及将由视频回放装备产生的图像信号与由与该视频回放装备相异的音频回放装备产生的声音信号进行同步的领域。
背景技术
如今，在现代化的家庭多媒体设施中，出于在音频/视频内容(例如，电影)的回放期间改善用户收听体验的目的，解码器装备既连接到视频回放装备又连接到与该视频回放装备相异的一件或多件音频回放装备是非常频繁的。
作为示例，此类多媒体设施从而包括连接到电视机和外部扬声器的解码器(或“机顶”)盒。用户可以选择致使声音信号单独由外部扬声器回放，因为它们的音频性能比内置于电视机中的扬声器更好。
在此类设施中，视频回放装备和音频回放装备是完全独立的并且无法互相同步。因而为了达成同步，仅在上游将用于处理和回放音频和视频分量的时间纳入考虑是可能的。
因此具体地测量视频等待时间是恰适的，该视频等待时间对应于使得视频信号可供视频回放装备使用与对应的图像在视频回放装备的屏幕上被显示之间的时间差。
已知存在用于确定视频等待时间的若干方法。
当解码器装备通过高分辨率多媒体接口(HDMI)链路被连接到视频回放装备时，第一种方法包括通过利用用于唇音同步功能的消费者电子控制(CEC)标准从视频回放装备直接恢复该信息。然而，由于该功能是可选的，在实际中通常不被实现，因此较少可供使用。
第二种方法包括通过使用外部音频/视频获取装备(例如智能电话)来同步图像信号和声音信号。该第二种方法不是自动的，并且它要求用户安装专门应用并且执行一定数量的操作，具体地是音频捕捉操作。该第二种方法还会导致额外花销。综上，该第二种方法执行起来可能是复杂的，尤其对于不习惯使用新技术的用户而言。
发明目的
本发明的目的是测量由视频回放装备引发的视频等待时间，并且以简单、自动且成本低廉的方式来完成。
发明内容
为了实现该目的，提供了一种用于测量视频等待时间的测量方法，该视频等待时间由连接到其中纳入光敏传感器的一件解码器装备的一件视频回放装备引发，该测量方法在该解码器装备中被执行并且包括测量阶段，该测量阶段包括以下步骤：
·致使该视频回放装备的屏幕生成发射光测试信号；
·使用该光敏传感器来获取捕捉到的光信号，该捕捉到的光信号包括从发射光测试信号在视频回放装备的周围环境的至少一个表面上反射得到的接收光测试信号；
·获取由该光敏传感器根据捕捉到的光信号而产生的测量信号，并且分析该测量信号以便获得视频等待时间测量。
本发明的测量方法从而使得以简单、完全自动、且不需要与用户的任何特定交互的方式获得由视频回放装备引发的视频等待时间的测量成为可能。出于此目的，利用纳入解码器装备中、起初并非出于这一功能而提供的光敏传感器(其例如可以是亮度传感器或相机)的优点。
该测量方法因而可以在不需要对解码器装备的硬件进行任何修改的情况下来执行，并且它因此不会产生额外成本。
该测量方法不需要使用外部装备。
此外，不必将解码器装备以任何特定方式来定位或布置，因为该测量方法不需要光敏传感器被置于面向或看向视频回放装备的屏幕。具体地，光敏传感器“间接地”感测发射光测试信号在视频回放装备的周围环境上的效应。
还提供了如上所述的测量方法，其中发射光测试信号包括一连串光的闪烁。
还提供了如上所述的测量方法，其中光的闪烁呈现出不同的各第一历时和/或光的闪烁由不同的各第二历时间隔开。
还提供了如上所述的测量方法，其中光敏传感器是亮度传感器，并且其中光的闪烁是白光的闪烁。
还提供了如上所述的测量方法，其中光敏传感器是相机，该测量方法进一步包括确定呈现出相机的最佳检测率的最佳色彩的初始步骤，光的闪烁接着具有该最佳色彩。
还提供了如上所述的测量方法，其中测量信号被数字化以便获得数字测量信号，并且其中对测量信号的分析包括计算数字测量信号与由解码器装备产生且从其生成发射光测试信号的数字测试信号之间的相关的步骤。
还提供了如上所述的测量方法，其中解码器装备被布置成用多种视频配置来配置视频回放装备连接到的输出，每一种视频配置由一个或多个特定视频特性来定义，并且其中测量阶段针对每一视频配置被重复以便产生每一视频配置的视频等待时间测量。
还提供了如上所述的测量方法，其中测量阶段被重新执行若干次，并且其中在每一测量阶段结束时，视频等待时间测量被存储，并且统计测试被执行以便评估视频等待时间测量的准确性，测量阶段被重新执行直到准确性达到一目标值。
还提供了如上所述的测量方法，其中统计测试是学生的t测试。
还提供了一种用于将一件视频回放装备与至少一件音频回放装备同步的同步方法，每一件所述装备均被连接到一件解码器装备，该同步方法包括以下步骤：
·执行上述测量方法；
·估计、测量或获取由音频回放装备引发的音频等待时间的值；
·计算视频等待时间测量与音频等待时间值之间的等待时间差，并且通过使用该等待时间差来同步视频回放装备和音频回放装备。
还提供了一种解码器装备，该解码器装备包括处理器组件，该处理器组件被布置成执行如上所述的测量方法。
还提供了一种计算机程序，其包括致使如上所述的解码器装备的处理器组件执行上述测量方法的步骤的指令。
还提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有如上所述的计算机程序。
本发明可以鉴于以下对于本发明的特定非限定性实施例的描述而被更好地理解。
附图说明
参考附图，其中：
图1示出了电视机、解码器盒、和两个外部扬声器；
图2示出了本发明的测量方法的各步骤。
本发明的详细描述
在该示例中，本发明在多媒体设施中被执行，该多媒体设施包括解码器盒1、电视机2以及外部扬声器3。
电视机2经由主音频/视频链路5被连接到解码器盒1的音频/视频输出4，而外部扬声器3经由副音频链路7被连接到解码器盒1的音频输出6。主音频/视频链路5和副音频链路7可以利用任何恰适的有线或无线技术。
在该示例中，解码器盒1被置于电视机2附近，例如，在其下方或其侧边。
光敏传感器被纳入解码器盒1中。在该示例中，光敏传感器是亮度传感器8。
解码器盒1进一步包括处理器组件9，该处理器组件9被适配成执行用于执行本发明的测量方法的程序指令。在该示例中，处理器组件9是微控制器，然而它也可以是不同的组件，例如现场可编程门阵列(FPGA)、或专用集成电路(ASIC)。
电视机2包括视频处理器装置10，该视频处理器装置10处理由解码器盒1经由其音频/视频输出4递送的视频信号。
本发明的测量方法用于测量电视机2引发的视频等待时间。视频等待时间测量被用于将电视机2与外部扬声器3进行同步。
参考图2，该测量方法包括初始地使用CEC标准的唇音同步功能来确定视频等待时间估计在电视机2中是否可用并且因此是否是直接可获得的。作为示例，视频等待时间估计可以被存储在电视机2的视频处理器装置10的存储器中(步骤E1)。
如果视频等待时间估计是直接可获得的，则解码器盒1获取该视频等待时间估计，并且认为电视机2的视频等待时间值等于该视频等待时间估计(步骤E2)。该测量方法随后结束(步骤E3)。
如果此类视频等待时间估计不可用，则该测量方法接着包括验证解码器盒1的确包括光敏传感器(步骤E4)。
如果解码器盒1不包括光敏传感器，则该测量方法随后结束(步骤E3)。
如果解码器盒1的确包括光敏传感器，如在本示例中的那样(亮度传感器8)，则该测量方法包括配置步骤(步骤E5)。
解码器盒1被布置成用多种视频配置来配置电视机2连接到的音频/视频输出4，每一种视频配置由一个或多个特定视频特性来定义。
具体地，由电视机2引入的视频等待时间可取决于解码器盒1对其音频/视频输出4应用的视频特性。作为示例，各视频特性可以如下：
·分辨率：SD/HD/FHD/4K等；
·刷新率(以每秒图像数或赫兹(Hz)为单位)：24Hz/25Hz/29.97Hz/30Hz/50Hz/59.94Hz/60Hz/100Hz/120Hz等；
·所使用的色彩空间：BT.709、BT.2020等；
·对音频或视频元数据的管理：SMPTE 2084、杜比视觉、MAT 2.0等。
在步骤E5期间，解码器盒1因而用一特定视频配置来配置音频/视频输出4，该特定视频配置被称为“当前”视频配置。
之后，该测量方法包括出于产生具有当前视频配置的电视机2的视频等待时间的测量的目的的测量阶段(阶段Pm)。
解码器盒1的处理器组件9生成数字测试信号。解码器盒1将这些数字测试信号递送到电视机2的视频处理器装置10。
解码器盒1接着控制电视机2以使得电视机2的屏幕生成发射光测试信号(步骤E6)。发射光测试信号从数字测试信号产生。发射光测试信号被定义为产生一预定义的模式。术语“模式”被用来意指发射光测试信号随着时间变化的方式。
之后，解码器盒1使用亮度传感器8来获取捕捉到的光信号，该捕捉到的光信号包括从发射光测试信号在电视机2的周围环境的至少一个表面上反射得到的接收光测试信号。
亮度传感器8未被置于面向电视机2的屏幕，并且因此它不“直接”捕捉发射光测试信号。亮度传感器8获取捕捉到的光信号，该捕捉到的光信号来自电视机2的周围环境并且包括与由电视机2附近的一个或多个表面(墙壁、一件家具、房顶等)反射的发射光测试信号相对应的接收光测试信号。
发射光测试信号在电视机2的周围环境上的效应因而被亮度传感器8“间接”捕捉。应当观察到，解码器盒1按照亮度传感器8能够获取包括接收光测试信号的捕捉到的光信号的方式被放置是有必要的：例如，解码器盒1因此必须不被置于被透明的门包围的橱柜中。
模式是在时间t0发射并且其具有历时d_p。
亮度传感器8引入一已知的测量等待时间，被写为l_cl。
捕捉在t0开始并且在t1结束。时间t1是模式的历时d_p加上被写为d_g的保护时间之和，对应于可被同步系统容适的最大等待时间。
在步骤E7期间，处理器组件9等待该模式的结束。只要未检测到整个模式，或者只要未超过历时d_p+d_g，步骤E6就继续。
在时间t_fdp，亮度传感器8已经检测了整个模式。
解码器盒1的处理器组件9获取由亮度传感器8根据捕捉到的光信号而产生的测量信号，并且其分析该测量信号以便获得视频等待时间测量。
在该示例中，测量信号是模拟信号，该模拟信号被模数转换器(ADC)(可任选地被纳入处理器组件9中)数字化以便获得数字测量信号。
处理器组件9接着计算数字测量信号与由解码器盒1产生且从其生成发射光测试信号的数字测试信号之间的相关。
相关计算用于估计视频等待时间测量t_lv(步骤E8)：
t_lv＝t_fdp-d_p-t0-l_cl.
接着存储视频等待时间测量。
应当观察到，在估计视频等待时间测量时，用于发射光测试信号的模式用于避免将可能存在于电视机周围环境中的干扰光变化考虑在内：开灯，打开快门，光照、主频引起的光谐波等。
还按照实现用于处理信号以获得有意义的测量的算法的方式来定义模式。奈奎斯特准则必须被满足，并且模式的频率必须低于亮度传感器8以从至少2到4的因子被采样的频率。
在该示例中，亮度传感器8以等于5Hz的频率被采样。
为了满足这些要求并且实现获得视频等待时间的准确且可靠的测量，模式是如此以使得发射光测试信号包括一连串白光的闪烁。这些白光的闪烁由各历时间隔开，这些历时对应于具有黑色显示的电视机2的屏幕。
模式的白光闪烁和黑色显示必须具有长于200毫秒(ms)的历时(即1/5Hz)，且优选地不低于400ms(即2/5Hz)。
用于模式的时间定义的一个示例如下：
·具有400ms历时的白光闪烁；
·具有400ms历时的屏幕上的黑色显示；
·具有1200ms历时的白光闪烁；
·具有800ms历时的屏幕上的黑色显示。
具有400ms历时的白光闪烁和具有1200ms历时的白光闪烁因而被400ms的历时间隔开(该历时对应于具有400ms历时的屏幕上的黑色显示)。1200ms的光闪烁和之后的光闪烁被800ms的历时间隔开(该历时对应于具有800ms历时的屏幕上的黑色显示)。
可以看到，白光闪烁呈现出不同的第一历时(在该示例中等于400ms和1200ms)，并且光闪烁由不同的第二历时(在该示例中等于400ms和800ms)间隔开。这一模式使得避免测量受到如上所提及的干扰光变化的干扰成为可能。
测量阶段Pm接着被重新执行若干次。
在每一测量阶段Pm结束时，视频等待时间测量被存储，并且用在前的结果执行统计测试以便评估视频等待时间测量的准确性。作为示例，统计测试可以是学生的t测试(步骤E9)。
只要未达到目标统计准确性e_目标，就重复测量阶段。
在达到统计准确性e_目标时或者在迭代次数达到预定阈值时，停止进行测量。
假定由电视机2引发的视频等待时间的值等于视频等待时间测量t_lv的滤波均值(步骤E10)。
从而通过较少数目的模式获得良好的测量准确性，而不管周围环境是否有噪声。
处理器组件9验证当前视频配置是否是要考虑的最后视频配置(步骤E11)。
如果是，则该测量方法随后结束(步骤E3)。
否则，配置步骤(步骤E5)被重复，新的当前视频配置被定义，并且针对该新的当前视频配置测量视频等待时间。为可以向用户按名称呈现的每一视频配置(即，与解码器盒1和电视机2两者均兼容的组合)执行视频等待时间测量。
按照如上所述的测量方法获得的视频等待时间值接着被解码器盒1用来将电视机2与外部扬声器3进行同步。
解码器盒1的处理器组件9估计、测量、或获取由外部扬声器3引发的音频等待时间的值。处理器组件9计算视频等待时间测量与音频等待时间值之间的等待时间差。
解码器盒1的处理器组件9接着通过使用该等待时间差来将电视机2与外部扬声器3同步。
自然地，本发明不限于所描述的实施例，而是涵盖了落入如由权利要求书限定的本发明范围内的任何变型。在该示例中，解码器装备是机顶盒，但它也可以是能够将同步的视频和音频流递送至不同装备(例如，游戏控制台、计算机、智能电视等)的任何其他装备。
在该示例中，视频回放装备是电视机，然而它也可以是某一其他装备，例如视频投影仪。
应当观察到，如本文所使用的术语“视频回放装备”还自然地涵盖音频/视频回放装备。
在该示例中，每一件音频回放装备均是外部扬声器，然而它也可以是包括扬声器的任何其他装备，例如条形音箱。光敏传感器不必是亮度传感器。作为示例，它可以是存在性检测相机，其被布置成面向电视机的屏幕拍摄，通常在用户的起居室中。
在这些环境中，该测量方法包括初始步骤，该初始步骤包括确定呈现出相机的最佳检测率的最佳色彩。发射光测试信号接着包括具有该最佳色彩的光的闪烁，从而用于使潜在干扰源的效应最小化和/或改善测量的收敛。在时间上定义模式的方式接着跟随针对亮度传感器所使用的逻辑相同的逻辑。

Claims (12)

1.一种用于测量视频等待时间的测量方法，所述视频等待时间由连接到其中纳入光敏传感器(8)的一件解码器装备(1)的一件视频回放装备(2)引发，所述测量方法在所述解码器装备(1)中被执行并且包括测量阶段(Pm)，所述测量阶段包括以下步骤：
·致使所述视频回放装备(2)的屏幕生成发射光测试信号；
·使用所述光敏传感器(8)来获取捕捉到的光信号，所述捕捉到的光信号包括从所述发射光测试信号在所述视频回放装备(2)的周围环境的至少一个表面上反射得到的接收光测试信号；
·获取由所述光敏传感器(8)根据所述捕捉到的光信号而产生的测量信号，并且分析所述测量信号以便获得视频等待时间测量。
2.根据权利要求1所述的测量方法，其中所述发射光测试信号包括一连串光的闪烁。
3.根据权利要求2所述的测量方法，其中所述光的闪烁呈现出不同的各第一历时和/或所述光的闪烁由不同的各第二历时间隔开。
4.根据权利要求2或权利要求3的测量方法，其中所述光敏传感器(8)是亮度传感器，并且其中所述光的闪烁是白光的闪烁。
5.根据权利要求2或权利要求3的测量方法，其中所述光敏传感器是相机，所述测量方法进一步包括确定呈现出所述相机的最佳检测率的最佳色彩的初始步骤，所述光的闪烁接着具有所述最佳色彩。
6.根据权利要求2或权利要求3的测量方法，其中所述测量信号被数字化以便获得数字测量信号，并且其中对所述测量信号的分析包括计算所述数字测量信号与由所述解码器装备(1)产生且从其生成所述发射光测试信号的数字测试信号之间的相关的步骤。
7.根据权利要求2或权利要求3的测量方法，其中所述解码器装备(1)被布置成用多种视频配置来配置所述视频回放装备(2)连接到的输出(4)，每一种视频配置由一个或多个特定视频特性来定义，并且其中所述测量阶段(Pm)针对每一视频配置被重复以便产生每一视频配置的视频等待时间测量。
8.根据权利要求2或权利要求3的测量方法，其中所述测量阶段被重新执行若干次，并且其中在每一测量阶段结束时，所述视频等待时间测量被存储，并且统计测试被执行以便评估所述视频等待时间测量的准确性，所述测量阶段被重新执行直到所述准确性达到一目标值。
9.根据权利要求8的测量方法，其中所述统计测试是学生的t测试。
10.一种用于将一件视频回放装备(2)与至少一件音频回放装备(3)同步的同步方法，每一件所述装备均被连接到一件解码器装备(1)，所述同步方法包括以下步骤：
·执行根据任何前述权利要求的测量方法；
·估计、测量或获取由所述音频回放装备引发的音频等待时间的值；
·计算所述视频等待时间测量与所述音频等待时间值之间的等待时间差，并且通过使用所述等待时间差来同步所述视频回放装备和所述音频回放装备。
11.一种解码器装备(1)，包括光敏传感器(8)和处理器组件(9)，所述解码器装备(1)被布置成执行根据权利要求1至9中任一项的测量方法。
12.一种其上存储有包括指令的计算机程序的计算机可读存储介质，所述指令致使根据权利要求11的解码器装备(1)执行根据权利要求1至9中任一项的测量方法的步骤。
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