CN114374871B - 串流媒体的时戳处理方法 - Google Patents

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Abstract

本发明揭露了一种串流媒体的时戳处理方法，用来产生一当前输出视频时戳及一当前输出音频时戳，包含以下步骤：从一多媒体数据取出多个视频数据及多个音频数据；处理该多个视频数据以得到多个视频时戳；处理该多个音频数据以得到多个音频时戳；初始化一起始时戳；基于多个目标时戳计算一第一特征值及一第二特征值，其中该多个目标时戳是该多个视频时戳或该多个音频时戳；以及当该第一特征值及该第二特征值的一绝对差值大于一门坎值时，更新该起始时戳，并以该起始时戳作为该当前输出视频时戳或该当前输出音频时戳。

Description

串流媒体的时戳处理方法
技术领域
本发明是关于串流媒体(streaming media)，尤其是关于串流媒体的时戳(timestamp)处理方法。
背景技术
串流媒体(包含但不限于HTTP实时串流(HTTP Live Streaming,HLS))通常以一个索引文件(例如.m3u8文件)或播放列表(playlist)记载多个媒体片段文件(media segmentfile，一个媒体片段文件亦可称为一个“chip”，例如一个.ts文件)。一个媒体片段文件包含与播放时间或显示时间有关的呈现时间戳(presentation timestamp(PTS)，以下简称为时戳)，用来提供用户串流媒体的时间信息。然而，媒体片段文件有时会存在时戳跳变(PTSjump)的情况(即时戳未按照预期的顺序出现)，造成串流媒体的显示时间错误，或其至播放卡顿(即无法顺畅播放)。因此，需要一个好的时戳处理方法来解决上述的问题。
发明内容
鉴于先前技术的不足，本发明的一目的在于提供一种串流媒体的时戳处理方法。
本发明揭露一种串流媒体的时戳处理方法，用来产生一当前输出视频时戳及一当前输出音频时戳，包含以下步骤：从一多媒体数据取出多个视频数据及多个音频数据；处理该多个视频数据以得到多个视频时戳；处理该多个音频数据以得到多个音频时戳；初始化一起始时戳；基于多个目标时戳计算一第一特征值及一第二特征值，其中该多个目标时戳是该多个视频时戳或该多个音频时戳；以及当该第一特征值及该第二特征值的一绝对差值大于一门坎值时，更新该起始时戳，并以该起始时戳作为该当前输出视频时戳或该当前输出音频时戳。
本发明另揭露一种串流媒体的时戳处理方法，用来产生一当前输出视频时戳及一当前输出音频时戳，包含以下步骤：从一多媒体数据取出多个视频数据及多个音频数据；处理该多个视频数据以得到多个视频时戳；处理该多个音频数据以得到多个音频时戳；初始化一起始时戳；基于多个目标时戳计算一第一特征值及一第二特征值，其中该多个目标时戳是该多个视频时戳或该多个音频时戳；当该第一特征值及该第二特征值的一绝对差值不大于一第一门坎值时，基于该多个目标时戳及该第二特征值计算一标准差；以及当该第一特征值及该第二特征值的该绝对差值大于该第一门坎值时，或当该标准差大于或等于一第二门坎值时，更新该起始时戳，并以该起始时戳作为该当前输出视频时戳或该当前输出音频时戳。
有关本发明的特征、实践与效果，兹配合图式作实施例详细说明如下。
附图说明
图1为多媒体播放装置的一实施例的功能框图；
图2为本发明串流媒体的时戳处理方法的一实施例的流程图；
图3为图2的初始化步骤S225的细节部分流程；
图4为图2的视频时戳处理程序及音频时戳处理程序的细节部分流程；
图5为图4的步骤S450的细节部分流程；
图6为图4的步骤S440的一实施例的流程图；以及
图7为图4的步骤S440的另一实施例的流程图。
具体实施方式
以下说明内容的技术用语系参照本技术领域的习惯用语，如本说明书对部分用语有加以说明或定义，该部分用语的解释系以本说明书的说明或定义为准。
本发明的串流媒体的时戳处理方法的部分或全部流程可以是软件及/或固件的形式，并且可通过本发明的多媒体播放装置或其等效装置来执行，在不影响该方法发明的充分揭露及可实施性的前提下，以下方法发明的说明将着重于步骤内容而非硬件。
图1为多媒体播放装置的一实施例的功能框图。多媒体播放装置100可以处理串流媒体，包含计算电路110及内存120。计算电路110可以是具有程序执行能力的电路或电子元件，例如中央处理器、微处理器、微处理单元或其等效电路，其通过执行存储在内存120中的程序代码或程序指令来处理串流媒体的时戳。内存120也可以用来存储媒体片段文件及索引文件。
图2为本发明串流媒体的时戳处理方法的一实施例的流程图。计算电路110取得多媒体数据130(包含多个媒体片段文件)后，从多媒体数据130(即从媒体片段文件)取出视频数据132及音频数据134(步骤S205)，并且处理视频数据132以取得当前处理的视频时戳Vi(步骤S212)以及处理音频数据134以取得当前处理的音频时戳Ai(步骤S214)。本技术领域普通技术人员可依据说明书完成步骤S205、步骤S212及步骤S214，故不再赘述该三个步骤的细节。
接着，计算电路110判断在步骤S212中所最新取得的视频时戳(即当前处理的视频时戳Vi)是否为第一个视频时戳(步骤S222)，以及判断在步骤S214中所最新取得的音频时戳(即当前处理的音频时戳Ai)是否为第一个音频时戳(步骤S222)。第一个视频时戳及第一个音频时戳分别指多媒体播放装置100开始播放多媒体数据130后(可能是从头开始播放，或是从多媒体数据130的中间开始播放)最早被产生的视频时戳及最早被产生的音频时戳。
当步骤S222及步骤S224判断为是，计算电路110初始化时戳处理方法所用到的一些参数(步骤S225)。当步骤S222及步骤S224判断为否，计算电路110基于已取得的视频时戳的一部分或全部来产生输出视频时戳(步骤S232)，以及基于已取得的音频时戳的一部分或全部来产生输出音频时戳(步骤S234)。在一些实施例中，计算电路110同步执行步骤S232及步骤S234。以下介绍步骤S225、步骤S232及步骤S234的细节。
图3为图2的初始化步骤S225的细节部分流程。在初始化的步骤中，计算电路110设定门坎值K1及门坎值K2(步骤S310)、重置第一特征值GapAvePre(步骤S320)、重置起始时戳startPts(步骤S330)以及设定基准时戳basePts(步骤S340)。在一些实施例中，计算电路110将第一特征值GapAvePre设为0(步骤S320)、将起始时戳startPts设为0(步骤S330)，以及将基准时戳basePts设定为第一个视频时戳及第一个音频时戳的较小者(步骤S340)。门坎值K1为正整数。
图4为图2的视频时戳处理程序(步骤S232)及音频时戳处理程序(步骤S234)的细节部分流程。因为步骤S232及步骤S234的内容实质上相同(即图4既是步骤S232的细节部分流程也是步骤S234的细节部分流程)，所以以下的说明以目标时戳(PTSi，i＝0,1,2,…,n，n为整数)代表已取得的视频时戳或已取得的音频时戳、以当前处理的目标时戳Pt代表当前处理的视频时戳Vi或当前处理的音频时戳Ai、以当前输出目标时戳outputPts代表当前输出视频时戳或当前输出音频时戳，以及以前次输出目标时戳lastOutputPts代表前次输出视频时戳或前次输出音频时戳。当前输出目标时戳outputPts在时间上紧接着前次输出目标时戳lastOutputPts之后(即，当前输出视频时戳在时间上紧接着前次输出视频时戳之后，以及当前输出音频时戳在时间上紧接着前次输出音频时戳之后)。
请参阅图4。首先，计算电路110将当前处理的目标时戳Pt存储在内存120中(步骤S410)，然后排序已存储的目标时戳(步骤S415)(例如由大到小排序，或由小到大排序)。需要排序是因为步骤S212及步骤S214是以视频帧(video frame)的译码顺序取得当前处理的视频时戳Vi及当前处理的音频时戳Ai。然后计算电路110判断已存储的目标时戳的个数n是否大于门坎值K1(步骤S420)。当步骤S420的判断为是，计算电路110执行步骤S425，否则执行步骤S445。
在步骤S425中，计算电路110基于已存储的目标时戳的一部分或全部计算第二特征值GapAve。在一些实施例中计算电路110基于方程式(1)计算相邻的(或连续的)目标时戳的差值的平均值，以产生第二特征值GapAve。
在一些实施例中，门坎值K1在步骤S310中被设为3，如此一来，当已存的目标时戳的个数n大于或等于4时，计算电路110执行步骤S425。请注意，门坎值K1不以3为限。另请注意，方程式(1)对应于已存储的目标时戳由小到大排序(即PTSi>＝PTSi-1)，而当已存储的目标时戳由大到小排序时(即PTSi-1>＝PTSi)，方程式(1)修正为方程式(1a)。
接下来，计算电路110判断第一特征值GapAvePre是否大于0(步骤S430)。如果步骤S430的判断为是，则计算电路110执行步骤S440，否则执行步骤S435。
在步骤S440中，计算电路110基于第一特征值及第二特征值判断是否发生时戳跳变(步骤S440的细节将于之后详述)。如果发生时戳跳变(步骤S440的判断为是)，则计算电路110重置第一特征值GapAvePre、更新起始时戳startPts、更新基准时戳basePts，以及删除内存120中旧的时戳(步骤S450)，然后以起始时戳startPts作为当前输出目标时戳outputPts(步骤S460)，并且更新前次输出目标时戳lastOutputPts(即以当前输出目标时戳outputPts作为前次输出目标时戳lastOutputPts)(步骤S465)。
如果没有发生时戳跳变(步骤S440的判断为否)，则计算电路110更新第一特征值GapAvePre(即以第二特征值GapAve作为第一特征值GapAvePre)(步骤S435)，然后判断当前处理的目标时戳Pt是否大于基准时戳basePts(步骤S445)。
如果步骤S445的判断为是，则计算电路110基于起始时戳startPts、当前处理的目标时戳Pt及基准时戳basePts计算当前输出目标时戳outputPts(即outputPts＝startPts+Pt-basePts)(步骤S455)，否则执行步骤S460。完成步骤S465后，计算电路110处理下一个媒体片段文件(步骤S470)，然后回到步骤S212及步骤S214。
请注意，对步骤S232而言，图4流程中所提到的目标时戳是指视频时戳，对步骤S234而言，图4流程中所提到的目标时戳是指音频时戳。起始时戳startPts及目标时戳outputPts为步骤S232及步骤S234所共享。
图5为图4的步骤S450的细节部分流程。计算电路110在步骤S450中将第一特征值GapAvePre设为0(步骤S510)、以前次输出视频时戳及前次输出音频时戳的较大者作为起始时戳startPts(步骤S520)，以及以当前处理的目标时戳Pt作为基准时戳basePts(步骤S530)。计算电路110删除内存120中旧的时戳后，内存120只留下当前处理的目标时戳Pt(更明确地说，于计算电路110执行步骤S232的步骤S450之后，内存120只剩下当前处理的视频时戳Vi，而于计算电路110执行步骤S234的步骤S450之后，内存120只剩下当前处理的音频时戳Ai)。
图6为图4的步骤S440的一实施例的流程图。步骤S440包含步骤S441：计算电路110判断第一特征值GapAvePre及第二特征值GapAve的绝对差值是否大于门坎值K2。如果步骤S441的判断为是，则计算电路110确认发生时戳跳变，否则计算电路110确认没有发生时戳跳变。就视频时戳处理程序而言(即步骤S232)，在一些实施例中，门坎值K2可以设定为10倍的视频帧的长度(duration)，而视频帧的长度为帧率(frame rate)的倒数。就音频时戳处理程序而言(即步骤S234)，在一些实施例中，门坎值K2可以设定为2*2048倍的取样长度(sample duration)，而取样长度为取样率(sample rate)的倒数。请注意，上述的倍率不限于10及2*2048，本技术领域普通技术人员可以基于实际操作及/或经验法则选用不同的倍率。
图7为图4的步骤S440的另一实施例的流程图。步骤S440包含步骤S441、步骤S442及步骤S443。如果步骤S441的判断为是，则计算电路110确认发生时戳跳变，否则计算电路110基于方程式(2)(对应于方程式(1))或(2a)(对应于方程式(1a))计算相邻的(或连续的)目标时戳的差值的标准差Std(步骤S442)。
接着，计算电路110判断标准差Std是否大于或等于门坎值K3(步骤S443)。如果步骤S443的判断为是，则计算电路110确认发生时戳跳变，否则计算电路110确认没有发生时戳跳变。在一些实施例中，门坎值K3可以设为1。本技术领域普通技术人员可以基于实际操作及/或经验法则将门坎值K3设为其他值。
相较于图6的方法，图7的方法可以更精确地判断是否发生时戳跳变。
综上所述，本发明基于视频帧率及音频取样率的确定性来进行相邻的时戳的差值的平均值及标准差分析，以找出异常的时戳(即发现时戳跳变)并进行例外处理(即步骤S450及S460)。经例外处理后，计算电路110产生合理的当前输出视频时戳及当前输出音频时戳。如此一来，之后的影音同步处理的环节不需要复杂的容错处理，就能达到播放流畅以及显示正确时间的目的。
请注意，前面所揭示的图标中，元件的形状、尺寸、比例以及步骤的顺序等仅为示意，系供本技术领域普通技术人员了解本发明之用，非用以限制本发明。
虽然本发明的实施例如上所述，然而该多个实施例并非用来限定本发明，本技术领域普通技术人员可依据本发明的明示或隐含的内容对本发明的技术特征施以变化，凡此种种变化均可能属于本发明所寻求的专利保护范畴，换言之，本发明的专利保护范围须视本说明书的权利要求范围所界定者为准。
【符号说明】
100：多媒体播放装置
110：计算电路
120：内存
130：多媒体数据
132：视频数据
134：音频数据
S205～S234、S310～S340、S410～S470、S510～S530：步骤。

Claims (9)

1.一种串流媒体的时戳处理方法，用来产生一当前输出视频时戳及一当前输出音频时戳，包含：
从一多媒体数据取出多个视频数据及多个音频数据；
处理该多个视频数据以得到多个视频时戳；
处理该多个音频数据以得到多个音频时戳；
初始化一起始时戳；
基于多个目标时戳计算一第一特征值及一第二特征值，其中该多个目标时戳是该多个视频时戳或该多个音频时戳；以及
当该第一特征值及该第二特征值的一绝对差值大于一门坎值时，更新该起始时戳，并以该起始时戳作为该当前输出视频时戳或该当前输出音频时戳，其中该第一特征值及该第二特征值是相邻的目标时戳的差值的一平均值。
2.根据权利要求1所述的方法，还包含：
当该第一特征值及该第二特征值的该绝对差值大于该门坎值时，重置该第一特征值。
3.根据权利要求1所述的方法，还包含：
产生一前次输出视频时戳及一前次输出音频时戳，该当前输出视频时戳在时间上紧邻该前次输出视频时戳，该当前输出音频时戳在时间上紧邻该前次输出音频时戳，
其中，更新该起始时戳的动作包含：
以该前次输出视频时戳及该前次输出音频时戳的一较大者作为该起始时戳。
4.根据权利要求1所述的方法，还包含：
当该第一特征值及该第二特征值的该绝对差值不大于该门坎值时，以该第二特征值作为该第一特征值。
5.根据权利要求1所述的方法，其中初始化该起始时戳的动作是将该起始时戳设为0。
6.根据权利要求1所述的方法，其中该多个目标时戳包含一当前处理的目标时戳，该当前处理的目标时戳是该多个视频时戳的一当前处理的视频时戳或该多个音频时戳的一当前处理的音频时戳，该方法还包含：
当该第一特征值及该第二特征值的该绝对差值不大于该门坎值，且该当前处理的目标时戳大于一基准时戳时，将该起始时戳加上该当前处理的目标时戳并减去该基准时戳以作为该当前输出视频时戳或该当前输出音频时戳；或者
当该第一特征值及该第二特征值的该绝对差值不大于该门坎值，且该当前处理的目标时戳不大于该基准时戳时，以该起始时戳作为该当前输出视频时戳或该当前输出音频时戳。
7.根据权利要求6所述的方法，还包含：
当该第一特征值及该第二特征值的该绝对差值大于该门坎值时，以该当前处理的目标时戳更新该基准时戳。
8.根据权利要求6所述的方法，其中该多个视频时戳包含一第一视频时戳，该多个音频时戳包含一第一音频时戳，该第一视频时戳是该多个视频时戳中最早被产生的视频时戳，该第一音频时戳是该多个音频时戳中最早被产生的音频时戳，该方法还包含：
以该第一视频时戳及该第一音频时戳的一较小者初始化该基准时戳。
9.一种串流媒体的时戳处理方法，用来产生一当前输出视频时戳及一当前输出音频时戳，包含：
从一多媒体数据取出多个视频数据及多个音频数据；
处理该多个视频数据以得到多个视频时戳；
处理该多个音频数据以得到多个音频时戳；
初始化一起始时戳；
基于多个目标时戳计算一第一特征值及一第二特征值，其中该多个目标时戳是该多个视频时戳或该多个音频时戳；
当该第一特征值及该第二特征值的一绝对差值不大于一第一门坎值时，基于该多个目标时戳及该第二特征值计算一标准差；以及
当该第一特征值及该第二特征值的该绝对差值大于该第一门坎值时，或当该标准差大于或等于一第二门坎值时，更新该起始时戳，并以该起始时戳作为该当前输出视频时戳或该当前输出音频时戳，其中该第一特征值及该第二特征值是相邻的目标时戳的差值的一平均值。
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