CN1784737A - 多媒体数据再现设备、音频数据接收方法及其音频数据结构 - Google Patents

多媒体数据再现设备、音频数据接收方法及其音频数据结构 Download PDF

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Abstract

提供了一种多媒体数据解码设备、一种使用HTTP协议接收音频数据的方法以及一种用于所述设备和所述方法的音频数据结构。多媒体数据再现设备包括：解码器，接收AV数据，对所述AV数据解码，并同步地再现AV数据和与所述AV数据相关的预定标记数据；和标记资源解码器，接收由解码器再现的视频数据的位置信息，计算与所述视频相关的标记数据的再现位置，并且将所述标记数据的再现位置发送到解码器。使用HTTP协议而非复杂的音频/视频流协议接收音频数据，并且与视频数据被同步输出。

Description

多媒体数据再现设备、音频数据接收方法及其音频数据结构
                        技术领域
本发明涉及音频数据传输，更具体地讲，涉及一种多媒体数据再现设备、一种使用超文本传输协议(HTTP)接收音频数据的方法和一种用于该设备和方法的音频数据的结构。
                        背景技术
图1示出从服务器请求音频文件和通过经互联网接收数据的终端来接收请求的文件的处理。
参照图1，比如Internet Explorer的web浏览器软件被安装在经互联网接收数据的终端110上。终端110可请求使用预定协议经web浏览器软件发送存储在服务器120上的web数据。
当终端110请求作为一种压缩音频文件的audio.ac3文件时，终端110将文件请求消息130发送到服务器120。服务器120将响应消息140发送到终端110，然后将音频数据发送到终端110。
这里，通常使用的协议是HTTP协议。接收的音频数据被临时存储在被包括在终端110中的缓冲存储器中，为了再现数据由解码器解码，并被输出为模拟音频。
详细地，标记资源数据包括HTML文件、图像文件、脚本文件、音频文件和视频文件。接收标记资源数据的终端110被连接到web服务器，在该web服务器上使用HTTP协议存储标记资源数据。例如，如果用户希望终端110访问网站www.company.com并下载audio.ac3文件，则终端110运行浏览器，并且通过在URL(统一资源定位符)框中键入‘http：//www.company.com’来访问服务器120。在访问服务器120之后，文件请求消息130被发送到服务器120。服务器120将响应消息140发送到终端110。
服务器提供存储的标记资源数据。由于终端110请求audio.ac3文件，所以服务器120将audio.ac3文件发送到终端110。终端110将接收的audio.ac3文件存储在缓冲存储器中。包括在终端110中的解码器对存储在缓冲存储器中的audio.ac3文件解码，并且将解码的文件输出为模拟音频。
在发送标记资源数据的传统方法中，终端110请求完整的文件，服务器120发送完整的文件，或者当发送比如音频数据的大文件时，终端110通过预先限定的将被发送的范围来请求文件，服务器120发送文件的与该范围对应的一部分。
然而，如在音频数据中，当临时对数据进行编码时，和当将被发送的数据根据数据将被发送的时间而被限定时，就难以使用传统方法。例如，如果比如MP3、MP2和AC3的各种音频文件存在，则当音频文件的相同时间信息被发送到服务器120时和当与时间信息对应的音频数据被请求时，由于与时间信息对应的文件的位置对于每一种音频文件是不同的，所以难以使用传统方法。
                        发明公开
                        技术方案
本发明提供了一种使用HTTP协议而非复杂的音频/视频流协议来接收音频数据的方法、一种接收的音频元数据的结构和一种音频数据的结构。
本发明还提供了一种能与存储在DVD中的音频数据和视频同步再现音频数据的多媒体数据再现设备。
                        有益的效果
如上所述，根据本发明的实施例，使用HTTP协议而非复杂的音频/视频流协议接收音频数据，并且与视频数据同步输出。
例如，DVD包括电影内容和在其中导演解释电影制作过程(导演的剪辑)的视频。大多数情况下以一种语言制作所述解释。因此，电影制作公司必须制作特殊的DVD以提供韩语内容。因此，由于经互联网仅下载以多种语言制作的音频，并且所述音频与原始DVD视频被同步输出，所以制作特殊DVD的问题可被克服。
                        附图说明
图1示出从服务器请求音频文件和通过经互联网接收数据的终端来接收请求的文件的处理；
图2是终端的方框图；
图3是服务器的方框图；
图4示出终端使用元数据从服务器接收音频数据的处理；
图5是显示在终端和服务器之间用于通信的请求消息和响应消息的表；
图6示出audio.ac3文件的结构；
图7是包括圆形缓冲器的终端的方框图；
图8A和8B是根据本发明实施例的块头的详细示图；
图9示出读取存储在缓冲器中的块音频数据，对块音频数据解码，使解码的块音频数据与视频数据同步并输出同步的音频和视频数据的处理；和
图10是示出根据本发明实施例的计算音频数据的初始位置的方法的流程图。
                         最佳方式
根据本发明的一方面，提供一种多媒体数据再现设备，包括：解码器，接收AV数据，对所述AV数据解码，并同步地再现AV数据和与所述AV数据相关的预定标记数据；和标记资源解码器，接收由解码器再现的视频数据的位置信息，计算与所述视频相关的标记数据的再现位置，并且将所述标记数据的再现位置发送到解码器。
根据本发明的另一方面，提供一种接收音频数据的方法，该方法包括：从服务器接收包括音频数据的属性信息的元数据；根据包括在所述元数据中的所述属性信息计算其发送被请求的所述音频数据的初始位置信息；和将计算的初始位置信息发送到服务器，并且接收与所述初始位置对应的音频数据。
根据本发明的另一方面，提供一种计算音频数据的位置的方法，该方法包括：将其发送被请求的数据的初始时间信息转换成包括在音频数据中的帧的数量；将所述帧的数量转换成作为所述音频数据的传输单位的块的初始位置信息；和计算与所述初始块信息对应的字节位置信息。
根据本发明的另一方面，提供一种将音频元数据记录在其上的记录介质，该音频元数据包括：关于音频数据的压缩格式的信息；关于分配给包括在音频数据中的单个帧的字节的数量的信息；分配给所述单个帧的时间信息；关于作为所述音频数据的传输单位的块数据的大小的信息和关于块头的大小的信息；和关于所述音频数据被存储在其中的服务器的位置信息。
根据本发明的另一方面，提供一种将音频数据记录在其上的记录介质，该音频数据的结构包括：块头字段，包括确定用于再现所述音频数据的时间中的参考点的同步信息；和音频数据字段，形成所述音频数据的帧被存储在其中。
根据本发明的另一方面，提供一种将用于执行接收元数据的方法和计算元数据的位置的方法的计算机可读程序记录在其上的计算机可读介质。
                        本发明的方式
以下，现在将参照本发明的示例性实施例被显示在其中的附图来更加全面地描述本发明。
当终端从服务器请求完整的audio.ac3文件时使用的文件请求消息是：
GET/audio.ac3 HTTP/1.0
Date：Fri，20 Sep 1996 08:20:58 GMT
Connection：Keep-Alive
User-Agent：ENAV 1.0(Manufacturer)。
服务器响应于文件请求消息而发送到终端的响应消息是：
HTTP/1.0 200
Date：Fri，20 Sep 1996 08:20:58 GMT
Server：ENAV 1.0(NCSA/1.5.2)
Last-modified：Fri，20 Sep 1996 08:17:58 GMT
Content-type：text/xml
Content-length：655360。
当终端从服务器请求audio.ac3文件的某一范围时使用的文件请求消息是：
GET/audio.ac3 HTTP/1.0
Date：Fri，20 Sep 1996 08:20:58 GMT
Connection：Keep-Alive
User-Agent：ENAV 1.0(Manufacturer)
Range：65536-131072。
如果终端请求如上所示的audio.ac3文件的从65536字节位置到131072字节位置的数据，则来自服务器的响应消息是：
HTTP/1.0 200
Date：Fri，20 Sep 1996 08:20:58 GMT
Server：ENAV 1.0(NCSA/1.5.2)
Last-modified：Fri，20 Sep 1996 08:17:58 GMT
Content-type：text/xml
Content-length：65536。
图2是终端的方框图。参照图2，终端200包括MPEG数据缓冲器201、标记资源缓冲器202、MPEG解码器203和标记资源解码器204。终端200可经网络从服务器210或从比如盘的记录介质205接收数据。
存储在服务器210中的标记资源被发送到标记资源缓冲器202，并且由标记资源解码器204解码。存储在记录介质205中的视频数据被发送到MPEG数据缓冲器201，并且由MPEG解码器203解码。解码的视频和标记资源一起被显示。
图3是服务器的方框图。
服务器300包括数据发送器301、音频同步信号插入单元302和标记资源存储单元303。数据发送器301将数据发送到多个终端310、320和330，并且从其接收数据。音频同步信号插入单元302插入同步信号，该同步信号用于当再现视频时通过使音频和视频同步而同时地再现音频和视频。标记资源存储单元303存储比如audio.ac3文件的标记资源数据。
图4示出终端使用元数据从服务器接收音频数据的处理。
在步骤401中，终端410将用于请求元数据(audio.acp)的请求消息发送到服务器420。在步骤402中，服务器420响应于该请求消息将响应消息发送到终端410。然后，在步骤403中，服务器420将元数据发送到终端410。
音频元数据audio.acp文件是：
<media version＝‘1.0’>
<data name＝‘format’value＝‘audio/ac3’/>
<data name＝‘byteperframe’value＝‘120’/>
<data name＝‘msperframe’value＝‘32’/>
<data name＝‘chunktype’value＝‘1’/>
<data name＝‘chunksize’value＝‘8192’/>
<data name＝‘chunkheader’value＝‘21’/>
<data name＝‘location’value＝‘http：//www.company.com/ac3/audio.ac3’/>
</media>。
如上所述，音频元数据包括音频文件格式、每帧字节的数量、用于再现单个帧的时间、块类型、块的大小、块头的大小和存储的音频数据的位置。终端410将接收到的音频元数据audio.acp文件存储在被包括在终端410中的缓冲存储器中。这里，audio.acp元数据可从盘读取或经网络从服务器接收。audio.acp元数据还可作为包括文件类型的任一类型被发送。
终端410接收audio.acp元数据，并且在步骤404中计算将被读取的音频数据的位置。稍后将描述计算音频数据的位置的方法。当计算出所述位置时，在步骤405中，终端410将用于请求实际音频文件audio.ac3的消息发送到服务器420。在步骤406中，服务器响应于音频文件请求消息而将响应消息发送到终端410，然后在步骤407中，将audio.ac3音频数据发送到终端。
图5是显示在终端和服务器之间用于通信请求消息和响应消息的表。
参照图5，从终端发送到服务器的消息包括元数据请求消息和ac3文件请求消息，并且从该服务器发送到终端的消息包括响应于所述请求消息的响应消息。
图6示出audio.ac3文件的结构。
audio.ac3文件包括块头字段610和630、以及ac3音频数据字段620和640。块头字段610和630包括确定用于再现音频的时间参考点的同步信息。ac3音频数据字段620和640包括包含多个帧的音频数据。单个音频帧可被包括在单个ac3音频数据字段中，比如第四帧624的单个音频帧可被分成两个。
计算终端从服务器请求的音频数据的位置的处理如下。
终端通过分析存储在缓冲存储器中的音频元数据audio.acp来计算与由终端请求的初始位置对应的字节的数量，所述缓冲存储器被包括在终端中。例如，如果由终端请求的文件的初始位置是10分钟25秒30毫秒，则终端预先将该初始位置转换成以毫秒为单位。在这种情况下，10:25:30＝625,030毫秒。使用在音频元数据中使用的每帧的再现时间(毫秒/帧)将计算的值转换成帧的数量。
帧的数量被计算成625,030/32＝19,532，因此，在第19,532帧之后的音频数据帧是初始位置。另外，计算第19,533帧所属的块。即，19,532帧的大小被计算成19,532*(分配给一帧的字节的数量)＝19,532*120＝2,343,840字节。
包括在ac3音频数据字段620中但不包括块头字段610的数据的大小是(块的大小-块头的大小)＝8,192-21＝8,171。当全部帧的大小除以数据的大小时，2,343,840/8,171＝286个块。因此，从第287个块开始的音频数据被接收。这里，被转换成以字节为单位的第287个块的位置是286*(块的大小)，第2,342,912个字节的位置。
终端将包括如上所述计算的字节位置信息的下面的消息发送到服务器以接收音频数据：
GET/audio.ac3 HTTP/1.0
Date：Fri，20 Sep 1996 08:20:58 GMT
Connection：Keep-Alive
User-Agent：ENAV 1.0(Manufacturer)
Range：2342912-2351103。
服务器将音频数据文件audio.ac3发送到终端。这里，ac3文件可从盘读取或经网络从服务器接收。
图7是包括圆形缓冲器的终端的方框图。
参照图7，终端700将接收的标记资源数据audio.ac3文件存储在被包括在终端700中的标记资源缓冲器702中。标记资源缓冲器702是圆形缓冲器，以多个块为单位连续地接收并存储数据。标记资源解码器704对存储在圆形标记资源缓冲器702中的audio.ac3文件解码，并且输出解码的audio.ac3文件。
存储在比如盘的记录介质705中的DVD AV数据被发送到DVD AV数据缓冲器701中，DVD AV解码器703对所述DVD AV数据解码。最终，由DVDAV解码器703解码的DVD AV数据和由标记资源解码器704解码的audio.ac3文件被同时再现。
图8A和8B是根据本发明实施例的块头的详细示图。
根据本发明实施例的块头可遵循ISO/IEC-13818 Part 1和DVD标准被定义，以使DVD文件可容易地被解码。如图8A所示，在程序流(PS)中，块头包括写在ISO/IEC-13818中的包头810、系统头820和PES头830。另外，包头810和系统头820仅有一个可被包括在块头中。如图8B所示，在传输流(TS)中，块头包括TS包头840和PES头850。
块数据的表示时间标记(PTS)被包括在PES头830和850中。如果分段帧存在于音频数据字段的初始位置，则PTS指示完整帧的初始位置。
图9示出读取存储在缓冲器中的块音频数据，对块音频数据解码，使解码的块音频数据与视频数据同步，并输出同步的音频和视频数据的处理。
块音频和DVD视频之间的同步被如下执行。
标记资源解码器704确认当前DVD视频的再现时间位置。如果假定再现时间位置是如上的10分钟25秒30毫秒，则相关块音频的位置可容易地被确定。现在将使用API描述使用ECMA脚本再现音频的方法。
[obj].elapsed_Time是传输DVD视频的再现时间位置信息的API。
另外，不管当块音频被同步并再现时是否需要与DVD视频同步以及是否需要用DVD视频的再现时间位置信息进行同步，都需要指定块音频所处位置的API：[obj].playAudioStream(‘http：//www.company.com/audio.acp’，‘10:25:30’，true)。
上述API指示比如‘http：//www.company.com/audio.asp’的指定的音频元文件已经被下载并且被解码，并且当DVD视频被再现10分钟25秒30毫秒直到时间的相关点为止时，通过同步音频帧来开始块音频的再现，所述音频帧通过与该时间对应的块音频流的PTS计算获得。
然而，当再现音频片段时，当在没有同步的情况下音频片段被再现为无限循环时，或者当在音频片段仅被再现一次时，下面的API被使用：
[obj].playAudioClip(‘http：//www.company.com/audio.acp’，-1)。
该API被用于从‘http：//www.company.com/audio.acp’下载指定的音频元文件并对其解码，将相关的音频片段下载到标记资源缓冲器702，并且使用无限循环来再现音频片段。
这里，代替形成包括音频元数据的文件，还可使用程序语言(例如，Javascript、Java语言)或标签语言(例如，SMIL、XML)来计算音频元数据，直接提取与帧相关的信息，并且再现音频片段。
另外，本发明的实施例不仅可被应用于音频数据还可被应用于以固定比特率配置的多媒体数据，例如，比如视频、文本和动画图形数据的媒体数据。即，如果视频、文本和动画图形数据具有块数据结构，则可与DVD视频同步再现所述视频、文本和动画图形数据。
图10是示出根据本发明实施例的计算音频数据的初始位置的方法的流程图。
在步骤S1010中，音频文件的再现初始时间信息被转换成形成音频数据的帧的数量。在步骤S1020中，帧的数量被转换成块的初始位置。在步骤S1030中，计算与块的初始位置对应的字节位置信息。在步骤S1040中将字节位置信息发送到服务器，并且从服务器接收从期望位置开始的音频数据。
本发明还可被实施为计算机可读记录介质上的计算机可读代码。计算机可读记录介质是可存储其后可由计算机系统读取的数据的任何数据存储装置。计算机可读记录介质的示例包括只读存储器(ROM)、随机存取存储器(RAM)、CD-ROM、磁带、软盘、光学数据存储装置和载波(比如通过互联网进行数据传输)。计算机可读记录介质还可分布在与计算机系统连接的网络上，以使计算机可读代码以分布式方式被存储并执行。
虽然已参照其优选实施例具体显示并描述了本发明，但是本领域的技术人员应该理解，在不脱离由权利要求限定的本发明的精神和范围的情况下，可以对其进行形式和细节的各种改变。示例性实施例应被认为仅为描述意义而非用于限制的目的。因此，本发明的范围不是由本发明的详细描述而是由权利要求来限定，在范围中的所有不同被解释为包括在本发明中。

Claims (17)

1、一种多媒体数据再现设备，包括：
解码器，接收AV数据，对所述AV数据解码，并同步地再现AV数据和与所述AV数据相关的预定标记数据；和
标记资源解码器，接收由解码器再现的视频数据的位置信息，计算与所述视频相关的标记数据的再现位置，并且将所述标记数据的再现位置发送到解码器。
2、如权利要求1所述的设备，还包括标记资源缓冲器，其接收并存储所述标记数据。
3、如权利要求2所述的设备，其中，所述标记资源缓冲器是一种圆形缓冲器，并以预定块为单位存储与所述AV数据相关的标记资源数据。
4、如权利要求3所述的设备，其中，所述块包括：
块头字段，包括确定用于再现音频的时间参考点的同步信息；和
音频数据字段，音频帧存储在其中。
5、如权利要求1所述的设备，其中，所述标记数据是音频数据。
6、一种接收音频数据的方法，该方法包括：
从服务器接收包括音频数据的属性信息的元数据；
根据包括在所述元数据中的属性信息计算其发送被请求的所述音频数据的初始位置信息；和
将计算的初始位置信息发送到服务器，并且接收与所述初始位置对应的音频数据。
7、如权利要求6所述的方法，其中，所述元数据包括：
关于音频数据的压缩格式的信息；
关于分配给包括在所述音频数据中的单个帧的字节的数量的信息；
分配给所述单个帧的时间信息；
关于作为所述音频数据的传输单位的块数据的大小的信息和块头的大小的信息；和
关于所述音频数据被存储在其中的服务器的位置信息。
8、如权利要求6所述的方法，其中，计算初始位置信息的步骤包括：
接收指示其发送被请求的所述音频数据的初始位置的时间信息；
将所述时间信息转换成指示形成所述音频数据的帧的数量的信息；
将指示帧的数量的信息转换成形成所述音频数据的块的初始位置信息；和
计算与所述块的初始位置信息对应的字节信息。
9、一种计算音频数据的位置的方法，该方法包括：
将其发送被请求的数据的初始时间信息转换成包括在音频数据中的帧的数量；
将所述帧的数量转换成作为所述音频数据的传输单位的块的初始位置信息；和
计算与所述初始块信息对应的字节位置信息。
10、如权利要求9所述的方法，其中，所述块包括：
块头字段，包括确定用于再现音频的时间参考点的同步信息；和
音频数据字段，形成音频数据的帧被存储在其中。
11、一种将音频元数据记录在其上的记录介质，包括：
关于音频数据的压缩格式的信息；
关于分配给包括在所述音频数据中的单个帧的字节的数量的信息；
分配给所述单个帧的时间信息；
关于作为所述音频数据的传输单位的块数据的大小的信息和块头的大小的信息；和
关于所述音频数据被存储在其中的服务器的位置信息。
12、一种将音频数据记录在其上的记录介质，该音频数据的结构包括：
块头字段，包括确定用于再现所述音频数据的时间参考点的同步信息；和
音频数据字段，形成所述音频数据的帧被存储在其中。
13、如权利要求12所述的方法，其中，所述块头字段包括在MPEG-2标准中定义的包头字段和系统头字段中的至少一个。
14、如权利要求12所述的方法，其中，块头字段包括在MPEG-2标准中定义的TS包头字段。
15、如权利要求12所述的方法，其中，块头字段包括在MPEG-2标准中定义的PES头字段。
16、一种将执行接收音频数据的方法的计算机可读程序记录在其上的计算机可读介质，该方法包括：
从服务器接收包括音频数据的属性信息的元数据；
根据包括在元数据中的所述属性信息计算其发送被请求的所述音频数据的初始位置信息；和
将所计算的初始位置信息发送到所述服务器，并且接收与所述初始位置对应的音频数据。
17、一种将执行计算音频数据的位置的方法的计算机可读程序记录在其上的计算机可读介质，该方法包括：
将其发送被请求的数据的初始时间信息转换成包括在音频数据中的帧的数量；
将所述帧的数量转换成作为所述音频数据的传输单位的块的初始位置信息；和
计算与所述初始块信息对应的字节位置信息。
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