TW200527398A - Determining buffer refilling time - Google Patents

Description

200527398 九、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明係關於一種播放裝置，其用於播放一儲存媒體上 所儲存的媒體串流，該裝置包含讀取構件，其用於讀取$ 媒體串流之一部分，·一緩衝器，其用於保存該媒體串流之 該部分；一播放單元，其用於以一預定義的速率消耗來自 該緩衝器之該媒體串流之該部分；以及控制構件，其用於 控制來自該儲存媒體之該媒體串流之讀取、該緩衝器之填 充與該媒體串流之播放。 本發明進一步係關於一種用於播放來自一儲存媒體之媒 體串流之方法，該方法包含以下步驟：讀取該媒體串流之 至少一部分，將該媒體串流之該部分保存於一緩衝器中， 以一預定義的速率播放來自該緩衝器之該媒體串流之該部 分，以及控制來自該儲存媒體之該媒體串流之讀取、該緩 衝器之填充與該媒體串流之播放。 本發明亦係關於一種電腦程式產品。 【先前技術】

Kluwer學術出版社於2〇〇3年出版的「環境智慧中的演算 法」第15章（第261至274頁）之論文「在可攜式多女某體健存器 中知省月匕里」（Jan K〇rst、joep van Gassel與Ruud岡腿心 發表）說明了在基於可攜式多媒體碟片之儲存裝置中節省 能量之策略。 士郎名能篁的一種策略係，在讀取部分媒體串流（其係視頻 或聲頻串流）之後將儲存媒體置於備用模式。例如，此儲存 97344.doc 200527398 媒體可為硬碟機（HDD)或光碟（例如CD或dvd)。播放時 將媒體串流之資料從儲存媒體讀入一緩衝器。同時，一播 放單元以一預定義的速率消耗來自該相同緩衝器的資料。 當播放值定位元速率媒料流時，㈣耗速率值定，即每 秒為固定數量之位元。當播放可變位元速㈣體串流時， 消耗速率可變，根據欲播放之媒體串流部分之實際位元速 率而定。當緩衝器幾乎為空時，將新的資料從儲存媒體讀 入緩衝器。當料媒體為，例如，咖時，在填充緩衝器 之後’放慢碟片的旋轉速度’以便節省能量。在將新的資 料從碟片讀人緩衝器之前片&，才再次加快碟片的旋轉速 度。緩衝再填充時間係兩次連續緩衝器填充之間的時間量， 在此期間放慢該碟片的旋轉速度，無資料從健存媒體傳輸 至緩衝器，並且從緩衝器消耗媒體串流。對於恆定位元速 率媒體串流，根據媒體串流之位元速率與緩衝器之尺寸計 算緩衝再填充時間。 對於可變位元速率媒體串流，不清楚該串流之各部分之 實際位元速率為何。對於可變位元速率媒體串流，該緩衝 再填充時間因此係根據整個媒體串流之峰值位元速率加以 估計’該峰值位元速率通常係遠高於平均位元速率。因為 此係最差情形下的數值，故當此計算出的再填充時間已經 ^去時’該緩衝器一般仍將包含資料。緩衝器之再填充， 儘&可此還遠未清空，將導致比必要情況更頻繁的碟片旋 轉加快，從而增加功率消耗。 上述論文中所提及的較佳策略係，當緩衝器不需要在第 97344.doc 200527398 -計异出的再填充時間再填充時，計算一新的緩衝再填充 時間。必須重新計算再填充時間很多次，並且必須頻繁檢 查緩衝益豐滿度。必須以增加的頻率進行計算，直至最级 再填充緩衝器。 、 決定緩衝再填充時間係緩衝器排程器最複雜的任務之 一’因此會增加㈣器設計的複雜性’並使整個再填充程 序表現出不確定性。如果檢查緩衝器豐滿度太晚’將會造 成^器欠載運行，並將使播放單元無法提供無縫的播放。 【發明内容】 本發明之一目的係提供第一段中所述種類的播放裝置， 該裝置降低功率消耗’同時使緩衝器欠載運行的風險最小 化。 使用本發明之播放裝置，可實現此目的，因為控制構件 =用於掏取播放模式控制資訊之構件以及用於根據播放 \，控制資訊計算緩衡再填充時間之構件。 播放模式控制資訊係與媒體串流儲存在一起，或儲存在 儲存媒體上的JL他祕古 m ’、 ，用於以一選定的播放模式播放媒 ^串^當以-選定的播放模式播放媒體串流時，該播放 制資訊調節必須讀取、傳輸、解喝或播放一部分媒 體“L之時間。可能的播放模式係，例如，正常速度播放、 2進、倒放、跳過媒體串流的若干部分、隨機播放或慢動 。對於不同的播放模式，根據播放模式控制資訊 同的時間順序播放媒體串流之部分。 播放媒體串流之各部分的時刻係由播放模式控制資訊與 97344.doc 200527398 選疋的播放核式來疋義。當播放單元消耗媒體串流的最後 部分時，緩衝益將為空。在本發明中，與緩衝器中媒體串 流部分相關的播放模式控制資訊係用於決定何時緩衝器將 為空1在。計算㈣緩衝再填充時間之前，再填充緩衝器， 即在緩衝器將被完令、、軎# &主 二的時刻，不會發生緩衝器欠載運 行0 每次填充緩衝11時，計算下—緩衝再填充時間，使儲存 媒體的旋轉速度放慢，以便降低能量消耗。能量消耗降低 可節省功率，並減少熱量產生。熱量產生對裝置有害。當 將儲存媒體之旋轉加速推遲到緩衝再填充時間時，將會使 儲存媒體之旋轉加速所需的旋轉加速次數與功率減:最 少。因為無需額外檢查緩衝器豐滿度或重新計算緩衝再填 充時間，故可極大地簡化排程器的架構。精確地計算緩衝 再填充時間可消除因緩衝器再填充太晚而意外清空緩衝器 從而導致緩衝器欠載運行之可能性。 本發明仰賴於以下事實，即大多數預定義的媒料流格 式包含播放模式控制資訊’用於致動不同的播放模式。擷 取播放模式控制資訊並用於計算緩衝再填充時間。儘管在 此類預定義的媒體串流格式中不包含用於控制緩衝器再填 充程序之特定資訊，但仍可進行計算。 次在根據本發明之播放裝置之一具體實施例中，從特徵點 資訊擷取播放模式控制資訊。 特徵點資訊（Characteristic point inf〇rmati〇n ; cpi)包含 媒體串流内之位置之表格’此等表格適用於在不同的播放 97344.doc 200527398 模式下播放時進行導航。例如， 碟片格式中包含CPI，其調Μ 藍光碟片之預定義邏輯 提供根據本發明之播、放°即儲存媒體串流之方式。 等控制構件係配置用於根 “體實施例，其中該 計算緩衝器再填充所需的時間量某體串流操取相關的資訊來 緩衝器再填充時間之計算係里基於士入H… 刻。填充緩衝器之程序耗 、凡王/月二緩衝窃之時 祀用一段時間。 此必須在完全清空緩衝器之緩衝盗的再填充因 不再發生再填充，則必須在士入=間開始’並且如果將 如果無法獲得填充可用緩衝二：：緩衝器的時刻完成。 支_ 所需時間詈土 二欠 ^ 衝器再填充必須在完全清空’貝δ ’緩 眭pi闽如日日，， 符器之别一預定義最差情形 直計算緩衝器再填充所需的時間量有助於提 :充^間之精確度。更精確地決定緩衝器再 =時間可進一步降低功率消耗，同時使緩衝 仃的風險最小化。 ％ 提供根據本發明之播放裝置之另—具體實施例，其中該 專控制構件係配置用於使用關於健存媒體上部分媒體串流 之位置之資訊來計算緩衝器再填充所需的時間量。 儲存媒體上之内容的位置可能會影響祿取的速度。例如， 硬碟和藍光碟片以怪定的角速度旋轉，並且整個碟片的資 訊密度怪定。因而’儲存媒體的外部部分由於其直徑較 大’具有比儲存媒體之内部部分更大的周長。每次旋轉儲 存媒體時，從神媒體之外部部分讀取更大一部分媒體串 流’從而使得緩衝器再填充所需的時間量較小並且緩衝器 97344.doc 200527398 再填充所需的功率消耗更少。 提供根據本發明之播放裝置之另一具體實施例，其中該 等控制構件係配置用於使用關於磁頭位置之資訊來計算緩 衝器再填充所需的時間量。 ' 將磁頭移動至其可讀取所需媒體串流部分隸置需耗用 時間。磁頭與所需媒體串流部分之間的距離越大，則再填 充緩衝器所消耗的時間越多。 、 【實施方式】 圖1為根據本發明之播放裝置8之一具體實施例之方塊 圖。播放裝置8包含讀取構件，用於從健存媒體1取媒體 :題：讀取構件包含-磁頭2,其用於存取儲存媒體i上的 貝料’-馬達單元(圖i中未顯示），其用於加速旋轉儲存媒 體1 ; 一驅動器（圖1中未顯示），其用於將磁頭2移動至其讀 取位置’以及i取單元3 ’其用於控制資料讀出程序並處 理磁頭2所讀取的資料。該播放裝置8亦包含一緩衝器4、一 播放單元5與-控制單元6,其用於控制媒體串流從儲存媒 體1經由磁頭2與讀取單元3到達緩衝器4並最終到達播放單 疋5之傳輸。違控制單元6包含一擷取單元9,其用於擷取播 放模式控制資訊7;以及一計算單元1〇，其用於計算一緩衝 再填充時間。藉由擷取單元9經由磁頭2與讀取.單元3擷取播 放模式控制資訊7。 將媒體串流儲存於儲存媒體1上。該儲存媒體1可為-硬 碟、一光碟（例如CD或DVD)或任何其他可旋轉的儲存媒體， 並且亦可為一耦合至播放裝置之外部儲存媒體或一經由網 97344.doc 200527398 路連接至播放裝置之儲存媒體。該讀取單元3使用媒體串流 資料填充緩衝器4。該讀取單元3係由控制構件6控制，以從 儲存媒體1榻取所需的媒體串流資料，並為控制單元6提供 關於讀取程序的資訊。控制單元6可以，例如，實施為驅動 軟體或藉由使用專用處理器與記憶體所實施的硬體。緩衝 器4亦係藉由控制單元6控帝卜例如藉以確保緩衝器填充的 正確時序或防止裝置8覆寫緩衝器4中仍需播放的資訊。將 關於緩衝器4之資訊與緩衝器4之内容提供至控制單元6。控 制單元6亦控制媒體串流從緩衝器至播放單元5之傳輸以及 媒體串流之實際播放。有關媒體串流資料從緩衝器4傳輸至 播放單元5之控制資訊，例如，定義從緩衝器4消耗媒體串 流的速率以及不同媒體串流或媒體串流部分之播放順序。 播放模式控制資訊7係包含於預定義媒體串流格式中，並 且係例如由控制單元6用於從儲存媒體1擷取所需的媒體串 流部分、定義從緩衝器4消耗媒體串流之速率以及定義不同 媒體串流或媒體串流之部分之播放順序，視選定的播放模 式而疋。在根據本發明之播放裝置8中，播放模式控制資訊 7亦係用於決定何時將從緩衝器4消耗媒體串流之最後部分 X及何時必須再填充緩衝器4，以便最小化功率消耗並使播 放單元5提供無縫的播放。在圖丨所示的具體實施例中，將 播放模式控制資訊7與媒體串流資料一起儲存於儲存媒體1 上。磁頭2從儲存媒體1讀取播放控制資訊，並且經由讀取 單疋3，將播放控制資訊傳遞至擷取單元9，其提取有用的 資訊並將其傳遞至計算單元1〇。亦可從系統記憶體（圖}中 97344.doc 200527398 未顯示）擷取播放模式控制資訊7。 在根據本發明一具體實施例中， 特徵點資訊(c聊之對應部分。cpi包 位置的表格以及指向該等位置的指_，此等表 :適用於在不同的播放模式下播放時進㈣ 來決定特技播放(例如快進、快退)、交互式 擇何處開始播放媒體串流）或涉及片斷切割的簡單編= 广口點（Pi，P2, P3)的位置。將關於媒體串流之入口點之資 訊儲存於CH中。對於―人口點，例如，存該人口 點在媒體串流中的位置或開始於該入口點之部分媒體争流

之呈現時間。當在快進模式中時， 、 L J使用特疋CPI入口點來 導叙欲顯示的圖框。將CPI與媒體串流分開儲存，例如儲存 於儲存媒體之-特殊區域中’或储存於一特殊播案中。為 了有效地使用CPI，必須在系統記憶體中快取CPI資料，因 為無需在時間非常重要的操作中從碟片讀取CPI資料或將 cn資料寫入碟片。CPI係包含於大多數預定義的邏輯磾片 格式中’並且係更詳細地說明於上述公開申請案wo 00/28544中。使用播放模式控制資訊7之其他來源亦屬於本 發明之範疇内。 在播放裝置8之另-具體實施例中，該計算單元ι〇係配置 用於根據有關媒體串流擷取之資訊計算緩衝器再填充所需 的時間量。例如，此資訊係有關儲存媒體所需媒體串流 部分之位置的資訊或有關磁頭2之位置的資訊。有關儲存媒 97344.doc 200527398 體1上部分媒體串流之位置的資訊，例如 媒體1上的槽案系統f _次子；儲存 存於糸冼記憶體（圖i中未顯） 、啫 檔荦季續次1 並了從糸統記憶體擷取 案糸、、先貝矾。例如，可根據從碟 出有關磁頭2之位置之資訊。 的最後位址推斷 播放單元5從緩衝器消耗媒體串流並將 輸至一解碼單亓。Μ務留-人 甲L貝抖傳 一 早兀播放早兀可包含一解碼單元，其用於 馬、、&編碼的媒體串流；以及-顯示器及/或揚聲器，其用於 向使用者提供媒體率流。顯示單元或揚聲器單it亦可為一 與包含解碼單元之播放裝置_合的外部單元H該 裝置可為一本地網路的一部分，而該顯示單元或揚聲器^ 元係無線地耦合至該網路。在另一具體實施例中，解碼單 元係-外部單/0。在此情形中，媒體串流係從儲存媒體= 取，藉由緩衝器儲存，然後經由網路傳送至外部解碼單元。 在本發明一具體實施例中，可同時播放一個以上之媒體 串流，或播放一媒體串流同時記錄另一媒體串流。在此種 情形下，當一主要播放程序不需要儲存媒體時，可使用緩 衝再填充時間使裝置在一次要程序中從儲存媒體讀取資料 或將資料寫入儲存媒體。針對所有串流計算緩衝再填充時 間。該控制單元係配置用於防止不同的緩衝填充週期重疊。 該控制單元6亦係配置用於及時再填充緩衝器，以便防止緩 衝器消耗完與其中一同時播放之媒體串流有關的資料。 圖3顯示從儲存媒體讀取恆定位元速率媒體串流、填充緩 衝器與播放媒體串流期間的緩衝器豐滿度。在圖3中，由線 97344.doc 13 200527398 段扣不CBR緩衝器清空24，即恆定位元速率媒體串流之播 ’月間的緩衝器清空。亦由線段指示當從儲存媒體擷取媒 體串流時緩衝ϋ的填充25。總體咖消耗時間㈣用於消 耗緩衝器中所儲存的恆定位元速率媒體串流之全部資料所 4的時間里。緩衝填充週期22係用於填充緩衝器所需的時 門1由箭頭私示總體CBR消耗時間21與緩衝填充週期22。 亦由箭頭表示CBR緩衝再填充時間23。緩衝器豐滿度因緩 衝器之再填充而開始增加的時刻係顯示於圖式中並且由緩 衝器再填充點26予以指示。 當完全填充緩衝器時，播放單元開始從緩衝器消耗媒體 串流。在播放期間，CBR緩衝器清空24以一恆定的速率發 生，從而得到圖3中之直線。當播放單元以一恆定的速率從 緩衝器消耗媒體串流並且緩衝器的尺寸係已知時，可決定 總體CBR消耗時間21。在使用從儲存媒體擷取的媒體串流 資料填充緩衝器期間，緩衝器豐滿度增加。填充緩衝器耗 用一定量的時間。此時間量係緩衝填充週期22。當消耗掉 緩衝器中所有的媒體串流部分時，必須完成緩衝器再填充。 當未能確切地知道緩衝填充週期22時，應估計一最差情形 值’以便最小化緩衝器欠載運行的可能性。該緩衝再填充 時間23等於總體CBR消耗時間21減去緩衝填充週期22。在 填充緩衝器之後，決定下一 CBR緩衝再填充時間23，並且 放慢儲存媒體的旋轉速度，以便降低能量消耗。當CBR緩 衝再填充時間23消逝時，再次加快儲存媒體的旋轉速度， 以致動緩衝器再填充。 97344.doc -14- 200527398 圖4顯示從儲存媒體讀取可變位元速率媒體串流、填充緩 衝器以及播放媒體-流期間，根據本發明之播放裝置中之 緩衝器之緩衝器豐滿度。在圖4中，總體CBR消耗時間21、 緩衝器再填充週期22、CBR緩衝器清空24、緩衝器之填充 25以及緩衝器再填充點26與圖3相對應。對於恆定與可變位 凡速率媒體串流，填充緩衝器之程序與緩衝再填充週期係 相同的。對於恆定與可變位元速率媒體串流，清空緩衝器 之私序與總體消耗時間係不同的。由曲線段指示VBR緩衝 裔清空29，即可變位元速率媒體串流之播放期間的緩衝器 凊空。由箭頭指示可變位元速率媒體串流播放之總VBR消 耗時間27。VBR緩衝再填充時間28等於總體VBR消耗時間 27減去緩衝填充週期22，並亦係由箭頭表示。 對於可變位元速率媒體串流，不清楚實際位元速率為何。 媒體串流的每一小部分具有其自己的位元速率。媒體串流 的某些部分具有一高位元速率，導致快速清空緩衝器。媒 體串流的其他部分具有-低位元速率，導致慢速清空緩衝 器。位元速率的變化引起表示VBR緩衝器清空29的線段不 像表示CBR緩衝器清空24的線段那樣為一直線，而是具有 一不規則的形狀。 由於線段29的不規則形狀1無任何額外的資訊，便不 可能確切地知道緩衝器何時為空。在本發明中，額外的資 訊來自播放模式控制資訊。 播放模式控制資訊包含時序資訊，其根據被選定的播放 槟式定義不同媒體串流部分的播放順序。此時序資訊亦可， 97344.doc _ 200527398 例如，定義從儲存媒體擷取、解碼或播放不同媒體串流部 刀之時刻田播放單兀消耗緩衝器中之媒體串流的最後部 分時，緩衝器將為空。根據關於緩衝器中欲播放之不同媒 體串流部分之時序資訊決定總體VBR消耗時間27。例如， 當在快進播放模式中以兩倍的即時播放速度進行播放時， 總體VBR消耗時間27等於緩衝器中欲播放之第—與最後部 分媒體_流之相關時序資訊所跨越的時㈣隔的—半。根 據總體VBR消耗時間27與緩衝再填充週期22，計算糧緩 衝再填充時間28。填充緩衝器之後，可使裝置進入低功率 消耗模式。精確地計算緩衝再填充㈣28可純功率消耗 模式保持僅可能長的時間，而不會有緩衝器欠載運行的風 險。因此，可使功率消耗最小化。 儘官本發明之說明主要集中於降低功率消耗，但計算可 變位元速率媒體串流之緩衝再填充時間亦可用於其他目 的例如g主要播放程序不需要儲存媒體時，可使用 緩衝再填充時間使裝置在—次要程序巾從儲㈣體讀取或 2錄其他資料（例如盡力而為（best_eff〇rt)資料或其他即時 資料串流）或將該等資料寫入儲存媒體。 睛注意，本文中的詞語”包括”一詞並未排除所列出者之 外的其它元件或步驟，一元件之前的冠詞"一，f亦並未排除 有複數個此種元件存在，任何元件符號皆並未限制申請專 利範圍之範疇，藉由硬體與軟體均可實施本發明，而且可 藉由相同的硬體項來表示數個「構件」。此外，本發明的範 可並非限於具體實施例，本發明在於每個創新特徵或上述 97344.doc 200527398 特徵之組合當中。 【圖式簡單說明】 本發明之此等及其它方面可參考上述具體實施例之說明 而更加瞭解。 圖式中： 圖1為根據本發明之播放裝置之一具體實施例之方塊圖。 圖2係部分媒體串流與對應CPI資訊之示意圖。 Ο 圖3顯示從儲存媒體讀取恆定位元速率媒體串流、填充緩 衝器與播放媒體串流期間的緩衝器豐滿度。 圖4顯不從儲存媒體讀取可變位元速率媒體串流、填充緩 衝器以及播放媒體串流期間，根據本發明之播放裝置中之 緩衝器之緩衝器豐滿度。 【主要元件符號說明】 儲存媒體 磁頭

讀取單元 緩衝器 播放單元 控制單元 播放模式控制資訊 播放裝置 擷取單元 計算單元 總體CBR消耗時間 97344.doc 17 200527398 22 23 24 25 26 27 28 29 31 32 33 緩衝填充週期 CBR緩衝再填充時間 CBR緩衝器清空 緩衝器的填充 緩衝器再填充點 總體VBR消耗時間 VBR緩衝再填充時間 VBR緩衝器清空 媒體串流檔案 特徵點資訊 指標 97344.doc -18 -

Claims (1)

1. 200527398 十、申請專利範圍： 1· 一種用於從一儲存媒體（1)播放一媒體串流之播放裝置 (8) ’該裝置包含讀取構件（3)，其用於讀取該媒體串流之 至少一部分’一緩衝器（4)，其用於保持該媒體串流之該 一为’一播放單元（5)，其用於以一預定義的速率從該緩 衝器（4)消耗該媒體串流之該部分，以及控制構件（6)，其 用於控制來自該儲存媒體（1)之該媒體串流之讀取、該緩 衝器（4)之填充以及該媒體串流之播放，該等控制構件 包含擷取構件（9)與計算構件（10)，該擷取構件用於擷 取播放模式控制資訊（7)，並且該計算構件（1〇)用於根據該 播放模式控制資訊計算一緩衝再填充時間（28)。 2·如請求項1之播放裝置（8)，其中用於擷取播放模式控制資 訊（7)之該構件係配置用於擷取特徵點資訊，並且計算該 緩衝再填充時間（28)之該構件係配置用於根據該特徵點 資訊計算該緩衝再填充時間（28)。 3·如請求項1之播放裝置（8)，其中該控制構件（6)係配置用於 根據與擷取該媒體串流相關的資訊計算該緩衝填充週期 (22)。 4·如請求項3之播放裝置（8)，其中該控制構件（6)係配置用於 根據與該儲存媒體（1)上該媒體串流之該部分之位置相關 的資訊計算該緩衝填充週期（22)。 5·如請求項3之播放裝置（8)，其中該控制構件（6)係配置用於 根據來自4構案系統資訊之資訊計算該緩衝填充週期 (22) 〇 97344.doc 200527398 6·如請求項4之播放裝置（8)，其中該控制構件（6)係配置用於 根據與一磁頭（2)之位置相關的資訊計算該緩衝填充週期 (22) 。 ^ 7· :¾吻求員1之播放裝置（8)，其中該控制構件（6)係配置用於 根據該緩衝再填充時間(28)在-低功率消耗模式中轉動 該裝置（8)達一時間間隔。 8· —種用於播放來自一儲存媒體之媒體串流之方法，該方法 包合以下步驟：讀取該媒體串流之至少一部分，將該媒體 串流之該部分保存於一緩衝器中，以一預定義的速率播放 來自該緩衝器之該媒體串流之該部分，以及控制來自該儲 存媒體之該媒體串流之讀取、該緩衝器之填充與該媒體串 流之播放，該控制步驟包含以下子步驟··擷取播放模式控 制資訊，以及根據該播放模式控制資訊計算一緩衝再填充 時間（28)。 9.如請求項8之方法，其包含根據與該媒體串流之梅取相關 的資訊計算該緩衝填充週期（22)。 10· —種電腦程式產品，其可操作以引起一處理器執行如請求 項8之方法。 97344.doc