TWI424747B - 用以連結至網路以及再生從網路上之伺服器接收到之音頻/視頻串流的系統及方法 - Google Patents
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Description
本發明有關於一種音頻/視頻串流之系統及方法,詳言之,其中伺服器與客戶裝置連接至網路,並且伺服器在網路上提供音頻/視頻串流以供客戶裝置再生。
已知系統可具有伺服器或基地台本地或直接連接至家庭中的音頻/視頻設備,並且亦連接至網路,如網際網路。伺服器能夠將接收自本地音頻/視頻設備的音頻/視頻信號封裝,以透過網路進行傳輸。按此方式,使用者能操作與網路連接的客戶裝置,如索尼(Sony)PlayStation Portable(PSP)(商標)或膝上型電腦,以接收並收看於伺服器本地之音頻/視頻設備的任何音頻/視頻信號。如LocationFree(商標)之系統已提供此種功能。伺服器可設有紅外線發射器(blaster),以將遙控信號導向音頻/視頻設備,以控制該音頻/視頻設備。在網路上的客戶裝置接著得透過網路發送命令資料給伺服器以控制音頻/視頻設備。例如,客戶裝置可發送命令資料,以改變在網路上供應的直播音頻/視頻串流,或在重播已記錄之節目的情況中,可發送各種已知的命令功能,如暫停、快轉、倒轉等等。
為了克服網路性能的變異,提出讓客戶裝置在接收網路之音頻/視頻串流與再生給使用者之間有緩衝。典型地,預期大約3秒的緩衝。
由於緩衝的緣故,當改變頻道等等時,終端用戶正常會遇到例如約至少3秒的對應延遲。很明顯地,這對終端用戶而言不是個很好的感受,並且差於與使用者在接收廣播音頻/視頻的數位或類比接收器上改變頻道的預期。
為了改善使用者的感受,已提出在透過網路發送命令資料時,清空任何儲存的資料之緩衝。
此申請書首次發現此系統仍有許多的困難,因為在發送命令資料前所產生的音頻/視頻串流的一些資料仍會存在於系統中並且會被呈現給終端用戶。
根據本發明,提供一種音頻/視頻串流之方法,包含:透過網路接收由伺服器提供之音頻/視頻串流;處理接收到的音頻/視頻串流以致能具有一播放速率之再生;以及透過該網路發送命令資料至該伺服器,令該伺服器提供從第一內容至第二內容之該音頻/視頻串流的內容改變;在一緩衝器中,緩衝從該網路接收到的該音頻/視頻串流;計算在發送該命令資料時在預定最小時間內清空該緩衝器所需之緩衝器中的該音頻/視頻串流之再生的快進速率;在發送該命令資料後,處理該緩衝器中的該音頻/視頻串流,以用該快進速率再生該音頻/視頻串流至少該預定最小緩衝時間,以及若有必要,進行以該快進速率之該再生任何額外的時間,該額外的時間為將該緩衝的音頻/視頻串流減少至以該播放速率播放時會具有與該預定最小緩衝時間相同的播放時間之量所需的時間,以及後續處理該緩衝器中將以該播放速率再生之該音頻/視頻串流。
根據本發明,亦提供一種用以連結至網路以及再生從該網路上之伺服器接收到之音頻/視頻串流的客戶裝置,該客戶裝置配置成連接至該網路、接收音頻/視頻串流、處理接收到的音頻/視頻串流,以致能具有播放速率之再生、以及透過網路發送命令資料至該伺服器,令該伺服器提供從第一內容至第二內容之該音頻/視頻串流的內容改變,其中:客戶裝置進一步包含緩衝器,用以緩衝從該網路接收到的該音頻/視頻串流;以及客戶裝置配置成:計算在發送該命令資料時在預定最小時間內清空該緩衝器所需之緩衝器中的該音頻/視頻串流之再生的快進速率;以及在發送該命令資料後,處理該緩衝器中的該音頻/視頻串流,以用該快進速率再生該音頻/視頻串流至少該預定最小緩衝時間,以及若有必要,進行以該快進速率之該再生任何額外的時間,該額外的時間為將該緩衝的音頻/視頻串流減少至以該播放速率播放時會具有與該預定最小緩衝時間相同的播放時間之量所需的時間,以及後續處理該緩衝器中將以該播放速率再生之該音頻/視頻串流。
依照此方式,將以快進的方式跳過儲存在客戶裝置的緩衝器中之有關於第一內容的任何音頻/視頻串流,換言之,在接收到來自客戶裝置的任何命令資料前伺服器所產生的音頻/視頻資料。這減少客戶裝置提供的潛伏或緩衝,允許迅速的回應。此外,使用者立即感覺到系統回應,而非在緩衝第二內容的音頻/視頻串流時以空白之顯示呈現。藉由在預定最小緩衝時間結束時重新評估緩衝之資料的量,以及若有超過預期之資料的話持續快進播放,此配置提供仍在網路中或上傳送之第一內容之音頻/視頻資料之快進。
根據本發明,亦提供一種音頻/視頻串流之方法,包含:提供音頻/視頻串流至網路上的客戶裝置;回應於從該客戶裝置透過該網路發送的命令資料,以將該音頻/視頻串流的該內容從第一內容改變至第二內容;在緩衝器中,緩衝至該網路之該音頻/視頻串流的輸出;以及在從該客戶裝置接收到該命令資料後,清空該緩衝器。
根據本發明,亦提供一種用以連結至網路以及提供音頻/視頻串流至該網路上之客戶裝置的伺服器,該伺服器配置成連接至該網路、透過該網路上提供音頻/視頻串流至客戶裝置、接收從該客戶裝置發送的該命令資料、以及藉由將該音頻/視頻串流的該內容從第一內容改變至第二內容回應於該命令資料,其中該伺服器包含用以透過該網路輸出音頻/視頻串流之緩衝器,以及該伺服器配置成在從該客戶裝置接收到命令資料後清空該緩衝器。
依照此方法,可減少客戶裝置接收到之第一內容之音頻/視頻資料的可能量。一旦在伺服器端接收到命令資料,在伺服器清空與第一內容相關的任何音頻/視頻資料並且不會透過網路發送給客戶裝置。這允許整體系統更迅速地提供第二內容之音頻/視頻串流給終端用戶。
根據本發明,亦提供一種音頻/視頻串流之方法,包含:提供音頻/視頻串流至網路上的客戶裝置;回應於從該客戶裝置透過該網路發送的命令資料,以將該音頻/視頻串流的該內容從第一內容改變至第二內容;以及在音頻/視頻串流中提供指示該音頻/視頻串流中的該第二內容的起始之標記資料。根據本發明,亦提供一種音頻/視頻串流之方法,包含:透過網路接收由伺服器提供之音頻/視頻串流;處理該接收的音頻/視頻串流以致能再生;透過該網路發送命令資料至該伺服器,令該伺服器提供從第一內容至第二內容之該音頻/視頻串流的內容改變;以及辨別在該音頻/視頻串流中由伺服器發送的指示該音頻/視頻串流中的該第二內容的起始之該標記資料。
根據本發明,亦提供一種用以連結至網路以及提供音頻/視頻串流至該網路上之客戶裝置的伺服器,該伺服器配置成連接至該網路、透過該網路上提供音頻/視頻串流至客戶裝置、接收從該客戶裝置發送的該命令資料、以及藉由將該音頻/視頻串流的該內容從第一內容改變至第二內容回應於該命令資料,其中該伺服器額外配置成在該音頻/視頻串流中提供指示該音頻/視頻串流中的該第二內容的起始之標記資料。
根據本發明,亦提供一種用以連結至網路以及再生從該網路上之伺服器接收到之音頻/視頻串流的客戶裝置,該客戶裝置配置成連接至該網路、接收音頻/視頻串流、處理接收到的音頻/視頻串流以致能再生、以及透過網路發送命令資料至該伺服器,令該伺服器提供從第一內容至第二內容之該音頻/視頻串流的內容改變,其中客戶裝置額外配置成辨別在該音頻/視頻串流中由伺服器發送的指示該音頻/視頻串流中的該第二內容的起始之該標記資料。
依照此方式,在音頻/視頻串流中辨別第二內容之起始,使客戶裝置能夠從再生第一內容之音頻/視頻串流直接且確定地移到第二內容之音頻/視頻串流。
較佳地,客戶裝置包含用以緩衝從網路接收到之音頻/視頻串流的緩衝器。
客戶裝置可配置成在接收到標記資料後清空緩衝器。
依照此方式,客戶裝置能夠精確地辨別緩衝器在何處該被清空。
較佳地,客戶裝置配置成在再生在接收到標記資料後接收到之任何音頻/視頻串流之前,緩衝在接收到標記資料後接收到的音頻/視頻串流之預定量。
依照此方式,雖客戶裝置不提供考量網路中相對大之預期中斷所需之正常穩態緩衝或潛伏,在再生在接收到標記資料後接收到之任何音頻/視頻串流之前,客戶裝置提供足夠的緩衝,以將網路上之資料速率中之正常不間斷的變動納入考量。
取代清空緩衝器,在緩衝了在接收標記資料後接收到之音頻/視頻串流的預定量,客戶裝置可跳過所有其他先前緩衝之音頻/視頻串流資料。
較佳地,客戶裝置配置成依序分析緩衝之音頻/視頻串流的每一部分,並且跳過在標記資料之前接收到之緩衝的音頻/視頻串流的部分。
客戶裝置可丟棄緩衝的音頻/視頻串流的跳過之部分而不再生它們。替代地,客戶裝置可以快進方式再生它們。
較佳地,在音頻/視頻串流包含在複數個接續的音頻與視頻封包中載送之音頻與視頻資料的情況中,可在假音頻封包中提供指示第二內容之起始的標記資料。因此,伺服器較佳配置成產生並插入此種假音頻封包。
根據本發明,亦提供一種有形的機器可解譯信號,包含於複數個接續的音頻與視頻封包中載送之音頻與視頻資料之串流,載送第一內容之音頻與視頻資料的第一複數個接續封包在載送第二內容之音頻與視頻資料的第二複數個接續封包之前,該有形信號進一步包含載送指示第二複數個接續封包之起始的標記資料之假音頻封包。
本發明亦可實施為電腦程式,包含程式碼機構,以當在適當之伺服器或客戶裝置上運作程式時執行上述步驟。類似地,本發明可提供為包含儲存於電腦可讀取媒體上之此種程式碼機構之電腦程式產品。
應注意到於說明與申請專利範圍中參照音頻/視頻,並且此意圖涵蓋處置音頻或視頻之系統。然而,本發明可特別應用於處置音頻或視頻之系統。
市售給消費者的許多不同類型之音頻/視頻設備包含電視顯示裝置、磁帶錄影機、視頻碟片播放器與記錄器、用於接收並解碼數位電視傳輸的機上盒、及例如包含硬碟記錄裝置的個人錄影機(PVR)。可根據終端用戶的需求選擇、連接在一起、並使用為音頻/視頻系統。
第1圖中示意性顯示的範例為音頻/視頻系統(2),包含用於數位電視解碼器(6)與PVR(8)之電視顯示裝置。
如所示,將於後敘述之基地台或伺服器(10)連接至電視系統(2)的一或更多音頻/視頻輸出。伺服器(10)亦包含用於與諸如網際網路的外部網路連結的埠或介面(12)。
客戶與伺服器之名稱僅為方便與清楚而用。伺服器意圖為欲傳輸以在客戶裝置端觀賞/互動之音頻/視頻來源的一部分或與其通訊。當然,在某些實施例中,客戶亦可為音頻/視頻內容來源,並且傳輸此內容的一版本至伺服器以供觀賞/互動。因此,「客戶」與「伺服器」之名稱可解釋成可互相交換。在某些實施例中,客戶及/或伺服器可為點對點網路中的節點。
如第2圖中所示,客戶裝置(14)亦連接至網路(16)。伺服器(10)整理接收自電視系統(2)的任何音頻/視頻信號(例如將類比信號數位化),並透過網路發送資料至客戶裝置(14)。例如,在使用網際網路的情況中,伺服器(10)可使用標準的網際網路協定,如TCP/IP、HTTP、RTP、及RSTP。客戶裝置(14)將任何接收到的資料解碼並以供顯示的形式提供。客戶裝置亦可提供在外部裝置上顯示之信號,但較佳實施例包含整合的顯示器,例如在膝上型電腦或Sony PlayStation Personal(商標)的情況中。依照此方式,終端用戶可享受來自世界各地的實況或記錄的電視節目。
為了完整,應注意到網路(16)的全部或一部分可為無線,以及音頻/視頻可跨越廣域網路(如網際網路)或區域網路,例如在終端用戶的家或客廳之範圍內。
決定實況串流之品質的一項重要因素為影像與聲音必須為連續的,且有特定視頻速率或音頻速率。在客戶端太慢或完全不抵達之訊框會造成音頻/視頻的不連續。為了增加音頻/視頻播放率的穩定性,使用串流潛伏。串流潛伏為自訊框在伺服器端產生起至訊框在客戶端再生所測量的潛伏。
藉由在網路的任一端緩衝音頻/視頻串流的資料以提供所需的潛伏,可吸收網路內的任何延遲或不平順,使客戶裝置的終端用戶能接收音頻/視頻串流而不會有任何不連續。
提出伺服器(10)中的緩衝大約與客戶裝置(14)中的緩衝相同的大小。在網路(16)為網際網路,提出在伺服器(10)與客戶裝置(14)兩者中使用大約3秒的緩衝。這些參數僅為範例。將如下列說明中更清楚地,可達成其他緩衝時間。
在伺服器(10),應無中斷地有欲透過網路(16)提供之音頻/視頻串流的資料。因此,伺服器(10)中提供緩衝之一或更多緩衝器正常空置狀態中運作於。當因為網路中斷而無法將音頻/視頻串流的資料輸出到網路上時,則伺服器(10)的緩衝器始累積資料直到資料可提供至網路為止。另一方面,在客戶裝置(14)中,在再生任何音頻/視頻串流給終端用戶前,允許一或更多緩衝器累積至擬定之緩衝量,如3秒。應可無中斷地再生音頻/視頻串流,但從網路接收音頻/視頻串流時可能會有中斷,使得在這些中斷期間將相應地減少緩衝的資料量。
應可理解到此緩衝以及高潛伏串流會在任何音頻/視頻串流的一開始產生長延遲(如3秒)。
提出客戶裝置(14)應能夠透過網路(16)發送命令資料至伺服器(10)。此命令資料意圖控制電視系統(2)的一部分。伺服器(10)可設有紅外線發射器,以透過其一般遙控頻道來控制電視系統(2)的一或更多構件。替代地,伺服器(10)可設有至那些構件部分的直接鏈結,以直接控制它們。
當客戶裝置(14)發送命令資料來改變頻道時,系統中的高潛伏亦將在頻道改變請求以及由客戶裝置(14)將新頻道再生給使用者之間產生長延遲。詳言之,僅會在對應潛伏的一段延遲後才會播放新頻道的影像與聲音序列。這在延遲的時期中會產生停滯的畫面與聲音。造成音頻/視頻串流內容的改變之任何其他命令亦有類似的問題。例如,當使用者試著控制記錄的音頻/視頻序列之播放時,例如當嘗試如暫停、倒轉、快轉、快速進至章節標記等等時,使用者會感受到類似的延遲。甚至使用者試著控制電視系統(2)的一部分而不改變串流至客戶裝置(14)的電視序列,也有類似的問題。例如,當使用客戶裝置(14)來調整電視系統(2)之記錄功能時,顯示資訊可能重疊在電視影像上,以形成改變的串流,並且這種使用者僅能在顯著的潛伏延遲後接收那些影像的情況並不理想。
第3圖示意性描繪體現本發明之客戶裝置(14)的構件部分。
控制器(20)具有裝置之整體控制並且協調其他構件之互動。
介面(22)用為至網路(16)的連接,並且在控制器(20)的控制下,可操作網路(16)之必須的交握(handshake)與協定。
將透過介面(22)從網路(16)取得的音頻/視頻串流提供緩衝器(24)。如上述,這提供例如3秒中的正常緩衝量。
處理器(26)獲得來自緩衝器(24)的音頻/視頻串流以及進行必須的處理,以提供信號至顯示器(28)及音頻轉換器(30)以將音頻/視頻串流再生給終端用戶。顯示器(28)及音頻變換器(30)可與客戶裝置(14)獨立設置或整合至客戶裝置(14)中。
使用者介面(32)透過控制器(20)允許控制客戶裝置(14)與伺服器(10)。可使用任何適當形式的使用者介面,包含與顯示器(28)整合而成之觸碰式顯示器。使用者介面(32)可具有圖形使用者介面(GUI)的形式。這可非必要地模擬傳統遙控裝置,其中以虛擬按鍵取代按鍵。
回應於使用者介面(32)的致動,控制器(20)令介面(22)以適當形式透過網路發送命令資料以供伺服器(10)接收。
第4圖示意性描繪伺服器(10)的一實施例之構件部分。
控制器(40)配置成控制其他的構件部分。
介面(42)為至網路(16)的連接,並且可使用適當的交握(handshake)與協定透過網路(16)通訊。另一方面,音頻/視頻(AV)介面(44)為電視系統(2)之一或更多構件部分的連結。當能與一個以上的構件連接時,控制器(40)可組態成控制讓哪一個音頻/視頻信號通過以在伺服器(10)內作進一步的處理。
處理器(46)從AV介面(44)獲得適當的音頻/視頻信號並提供音頻/視頻串流至緩衝器(48)。處理器(46)可執行任何必需的功能,例如執行類比至數位轉換或從一數位格式轉換成另一種。當然,可理解到系統可配置有一個以上的處理器。例如,一些系統可包含特別處理器(DSP),以執行音頻/視頻解碼。
資料從緩衝器(48)經過介面(42)串流至網路(16)上。若網路(16)上服務中有些微中斷,使得介面(42)無法提供資料到網路(16)上,則緩衝器(48)緩衝那個資料直到網路(16)允許適當的資料傳輸。如前述,針對以網際網路作為網路(16),值約音頻/視頻串流3秒的緩衝大小大致上為適當。
介面(42)亦能夠從網路(16)接收客戶裝置(14)發送的命令資料。可由控制器(40)解譯命令資料,使控制器(40)進行客戶裝置(14)之使用者介面(32)指定的必要操作,以及由客戶裝置(14)之控制器(20)產生的對應命令資料。
當然,回應於命令資料,控制器(40)藉由控制其構件部分而能控制伺服器(10)本身的操作。然而,控制器(40)亦具有控制介面(50)的命令。控制介面(50)可具有紅外線發射器的形式,其能夠產生控制電視系統(2)的一或更多構件部分之適當的紅外線信號。此種配置對伺服器(10)有極大的好處,因伺服器(10)可控制任何電視裝置而無須有與那個裝置之特別設計或實施的介面。控制器(40)能夠使用控制介面(50)實施電視系統(2)之構件部分有的任何功能,例如改變頻道、設定記錄功能、及播放記錄的音頻/視頻序列。當然,另一方面,當電視系統(2)之構件部分包含適當的通訊鍊結時,控制介面(50)可使用那些鍊結與電視系統(2)之構件部分直接通訊並直接控制它們。確實,可將伺服器(10)整合到電視系統(2)之中。
在其中音頻/視頻串流提供至客戶裝置(14)而無客戶裝置(14)的使用者介面(32)之任何操作的伺服器(10)與客戶裝置(14)的操作中,系統企圖在大約充滿狀態中操作客戶裝置(14)的緩衝器(24),例如約值3秒的音頻/視頻資料,以及在大約空置狀態中操作伺服器(10)的緩衝器(48)。因此,以如3秒之預期的穩態潛伏再生音頻/視頻串流給使用者。為了瞭解本發明,此時將音頻/視頻串流的內容視為第一內容。
當操作客戶裝置(14)的使用者介面(32)且透過網路(16)發送命令資料至伺服器(10)時,客戶裝置(14)一般會預期某種回應。舉例而言,此回應可能為從伺服器串流之實況頻道的改變、暫停或停止記錄之電視序列的再生、或僅將控制資訊重疊在電視影像上作為設定電視系統(2)的構件部分之一中的記錄功能或導覽選單,包含如DVD裝置的裝置之內容選單或如電傳視訊之導覽服務。在所有這些情況中,其中回應於命令資料而改變音頻/視頻串流,為了解釋本發明將音頻/視頻串流的內容視為從第一內容改變至第二內容。因此,緊接著於上提出之範例,第二內容將為新的電視資料實況串流、暫停或停止之影像、及具有重疊之控制資訊的影像。
在正常情況下,具有第二內容的音頻/視頻串流僅會以約3秒的一般潛伏或緩衝延遲再生給終端用戶。本發明思量上述系統之控制操作以降低此延遲並改善使用者的可操作性。
應理解到以最廣義的意思參照音頻/視頻串流,以及音頻/視頻串流從第一內容改變至第二內容亦意圖涵蓋第一傳輸串流至第二傳輸串流的切換;可將具有第二內容之第二傳輸串流建立成第二傳輸串流,並且系統在那些串流間切換。
當從客戶裝置(14)發送命令資料,僅可能清空客戶裝置(14)之緩衝器(24)的任何資料。在其中命令資料啟動頻道改變的範例中,可假設使用者不希望看見/聽到已經在緩衝器(24)中的任何音頻/視頻串流。然而,亦會有使用者無須看見或聽到之位在客戶裝置(14)上游端的音頻/視頻串流的後續部分。
提出在伺服器(10)偵測到命令資料之接收時,伺服器(10)的控制器(40)將清空伺服器(10)的緩衝器(48)。在伺服器(10)接收到命令資料時,已佇列於緩衝器(48)中將透過網路(16)傳輸之任何音頻/視頻串流資料與第一內容而非第二內容相關。因此,此部分的音頻/視頻串流無須再生給使用者且可被清空。
在接收到命令資料後,伺服器(10)的控制器(40)內部式回應或藉由控制控制介面(50)來操作電視系統(2)的構件之一來回應。電視系統(2)的構件回應並且跟隨在此回應後的音頻/視頻信號由音頻/視頻介面(44)接收並由處理器(46)處理,使得傳送至緩衝器(48)以及到網路(16)上的任何新資料形成具有第二內容之音頻/視頻串流。
此配置之結果為客戶裝置(14)將僅接收並再生在網路(16)上實際正在傳送中之與第一內容相關之音頻/視頻串流的使用者資料。此很可能為非常小量的資料,並且甚至因即將於下描述之原因可能無法被再生。
可理解到視頻序列之數位編碼典型涉及編碼完整的信號訊框,稱為I訊框,具有約1至2秒的間距。I訊框含有訊框內巨集區塊(intra macroblock)。接著藉由訊框間內插法來編碼介於其中的訊框,亦即在連貫的訊框間內插以提供內插訊框,稱為P與B訊框。雖然P與B訊框可含有訊框內巨集區塊,它們大部分含有訊框間巨集區塊(預測或雙預測的)。
若僅提供P或B訊框給處理器,如客戶裝置(14)的處理器(26),無法再生原始的影像。處理器總需在接收連貫的P與B訊框之前接收I訊框。因此,若系統配置成僅清空伺服器(10)的緩衝器(48)以及客戶裝置(14)的緩衝器(24),很有可能在網路(16)上正在傳送中的後續訊框的前面沒有適當的I訊框,因此會被捨棄。
延續上述,較佳在接收到命令資料後,伺服器(10)的控制器(40)控制處理器(46),以將來自音頻/視頻介面(44)的任何新的音頻/視頻信號編碼為具有編碼成I訊框的第一訊框。因此,具有第二內容之音頻/視頻串流的第一訊框為僅具有訊框內之內插的I訊框,使客戶裝置(14)的處理器(26)可重建那個訊框的原始影像。
如先前解釋,客戶裝置(14)的緩衝器(24)配置成以欲將例如網路(16)的任何中斷納入考量之正常緩衝器延遲時間或潛伏操作。若客戶裝置(14)等到緩衝器(24)已經重獲此正常緩衝量之後才開始再生音頻/視頻串流,則清空緩衝器(24)不會對減少延遲時間有好處。另一方面,在接收到後立即開始再生音頻/視頻串流而無緩衝將造成不平順的再生,因為來自網路(16)之資料的接收不可避免地會有一些不平順。茲在此情況中提出令緩衝器(24)以預定之最小緩衝延遲操作,其足以將網路(16)上之正常資料流的變異納入考量。換言之,在正常使用中當正確操作網路(16)時,資料流速率不可避免地會有變動,並且預定之最小緩衝延遲意圖將此納入考量。另一方面,正常緩衝延遲時間則意圖將發生於網路(16)中之周期性但較不常見的中斷納入考量。實際上,已發現預定最小緩衝之適當值為值400毫秒的資料。取決於網路,可使用200毫秒或100毫秒的值。對於較差的網路,可使用600、800或1,000毫秒的值。
因此提出客戶裝置(14)的控制器(20),在發送了命令資料並清空了客戶裝置(14)的緩衝器(24)之後,令緩衝器(24)在處理器(26)再生音頻/視頻串流之前緩衝資料至預定緩衝時間,如400毫秒。依照此方式,可明顯降低使用者察覺到的延遲,但提供一些緩衝以將網路(16)上遭遇到的資料流速中的正成最小變異納入考量。
當然,有正當的理由使用正常較大的緩衝延遲時間,且針對穩態音頻/視頻串流來說為較佳的選擇。因此,較佳客戶裝置(14)的緩衝器(24)提供的緩衝恢復到正常較大緩衝時間。欲達成此,提出讓處理器(26)以比原始預計之速率稍慢的速度再生來自緩衝器(24)的音頻/視頻串流。以比原始速度少5%的速度播放為恰當。當處理器(26)比正常速率稍慢的速度再生音頻/視頻串流時,可再填裝緩衝器(24)並恢復至正常較大的緩衝時間。一旦緩衝器(24)回復到其正常之緩衝時間,處理器(26)可回到以正常速度再生音頻/視頻串流。
作為上述的一變化例,亦可使伺服器(10)以慢速提供音頻/視頻序列直到再填裝好客戶裝置(14)的緩衝器(24)來達成相同的效果。實際上,展開在伺服器(40)的音頻/視頻串流並以比即時更快的速度透過網路(16)串流至客戶裝置(14)的緩衝器(24)。
作為上述配置的一改良,提出在伺服器(10)的控制器(40)接收到來自客戶裝置(14)的命令資料後,將標記資料插入透過網路(16)發送的音頻/視頻串流中,以指示具有第二內容之音頻/視頻串流的起點。依此方式,客戶裝置(14)能明確地辨別第二內容在音頻/視頻串流中何處開始。
如上述,以最廣義的意思參照音頻/視頻串流,以及意圖涵蓋從伺服器載送資訊至客戶裝置的任何一般資料流。標記資料可用來指示從一特定傳輸串流改變至另一特定傳輸串流,概念上這兩者皆視為在相同的音頻/視頻串流中。另一方面,亦可透過不同的頻道發送標記資料。例如,可發送「頻帶外」控制訊息以辨別內容/傳輸流改變的時間。此可藉由發送第一個新音頻或視頻內容的時間戳至客戶裝置或以某些其他方式辨別第一個新音頻或視頻內容來達成。以相同的方式,可辨別並發送最後一個舊的音頻/視頻內容至客戶裝置。「頻帶外」無須意指具有此名稱之TCP特徵,而可指用來控制之任何額外的接口連結,如特別RTSP訊息。
當透過網路(16)發送命令資料時取代清空客戶裝置(14)的緩衝器(24),客戶裝置(14)可等到從伺服器(10)接收到標記資料後再清空緩衝器(24)。依此方式,可確保客戶裝置(14)清空或忽略即使正在網路(16)上傳送中之具有第一內容的所有音頻/視頻串流。此外,針對在發送命令資料以及接收標記資料間的短期,客戶裝置(14)可持續再生具有第一內容的音頻/視頻串流。雖使用者可能沒有特別要求再生此部分的音頻/視頻串流,以此方式再生將有助於提供給終端用戶之服務的連續性。
如先前所解釋,在一較佳的實施例中,客戶裝置(14)的控制器(20)仍會控制緩衝器(24)與處理器(26)等到已達成預定最小緩衝(如400毫秒)後才開始再生具有第二內容之音頻/視頻串流。當然,這會造成再生給終端用戶之些微中斷,但對使用者而言,大約400毫秒之中斷時間與啟動電視系統上的頻道改變的操作類似。
在音頻/視頻串流中何處加上標記資料不是一項簡單的事情。現存之客戶裝置並不預期從伺服器(10)收到標記資料。因此,由伺服器(10)發送的標記資料不干擾這些客戶裝置所執行的程序係致關重要。
與視頻信號中的些許缺陷相比,終端用戶較容易察覺到音頻信號之再生的中斷。因此,給與音頻/視頻系統之音頻部分優先權。因此提出包含標記資料為音頻串流的一部分。詳言之,提出引進不載送任何音頻資料的假音頻訊框。藉由以指出訊框與標記資料關聯的非標準資料取代音頻訊框的標準標頭資料,組態成接收並回應標記資料的客戶裝置將認出此音頻訊框與標記資料相關,而並非組態成接收標記資料的客戶裝置僅會將此資料視為接收錯誤並捨棄此訊框。在使用即時協定與先進音頻編解碼(Advanced Audio Codec;AAC)的系統中,可以表示訊框包含標記資料的非標準標頭取代AAC標頭。
另一替代例如下。在某些情況中,在串流音頻訊框前移除AAC標頭(稱為ADTS標頭),因而無法取代它。在沒有ADTS標頭的情況下,提出下列者。AAC訊框由數個句法(syntactic)元件構成。最後一個元件必須為TERM元件(ID_END,0b111)。以TERM元件作為開始之訊框似乎適合作為頻道標記,因其會被標準解碼器排斥。在TERM元件後可隱藏可辨識為標記之資料模式。此標記的應用不限於AAC資料或甚至一般的音頻資料,並可包含在視頻或其他資料封包中。
假音頻訊框將具有指示其在音頻串流內之時間點的時間戳。伺服器(10)的控制器(40)將含有標記資料之音頻訊框的時間戳配置在具有第二內容之音頻/視頻串流之第一訊框(實際上I訊框)的時間戳的前面。因此,在客戶裝置(14)中,在辨別出標記資料用之假音頻訊框的控制器(20)可將具有比標記資料用之假音頻訊框的時間戳更晚的時間戳之任何後續資料辨別為與具有第二內容之音頻/視頻串流相關的訊框。
在另一實施例中,不以音頻訊框發送標記,而以所謂的「頻帶外」發訊資料發送。頻帶外發訊為有關於視頻串流之資訊的交換,但與音頻或視頻資料本身分開。例如,在使用TCP的實施例中,可例如在不用為音頻或視頻資料之傳輸的接口上發送標記。在此實施例中,標記可獨特辨別伺服器以第二內容取代第一內容的時間。此可藉由例如包含將第二內容的第一音頻或視頻訊框之時間戳達成此。
延續上述,提出一種替代例,其中不清空客戶裝置(14)的緩衝器(24)。此外,藉由此替代例,可避免在客戶裝置(14)之緩衝器(24)累積至預定最小緩衝量(如前述400毫秒延遲)時沒有提供影像至終端用戶的情況。
在於客戶裝置(14)接收到標記之後,控制器(20)能允許處理器(26)繼續再生來自緩衝器(24)之第一內容的音頻/視頻串流。控制器(20)控制緩衝器(24)累積第二內容的音頻/視頻串流之預定最小緩衝量,如400毫秒,並接著令處理器(26)忽略或跳過儲存在緩衝器(24)中的第一內容的音頻/視頻串流。詳言之,控制器(20)能藉由指示第二內容之起始的標記資料來辨別第一內容的所有音頻/視頻資料。例如,藉由使用標記資料的時間戳,控制器(20)可將具有更早時間戳的資料訊框辨別為與第一內容相關的訊框。
因此,在一實施例中,清空緩衝器(24)中與第一內容有關的訊框僅涉及依序讀取來自緩衝器(24)的各訊框並且拋棄具有比標記資料更早之時間戳的所有訊框。可非常迅速地進行此操作而無須處理訊框中含有的資料。
作為另一替代例,在於客戶裝置(14)接收到標記之後且同時緩衝器(24)累積第二內容的音頻/視頻串流之預定最小緩衝量,控制器(20)可令處理器(26)以高速,換言之以快進模式,再生緩衝器(24)中之第一內容的音頻/視頻串流。高速可為預定之固定高速,其例如一般會在緩衝器(24)中取得第二內容的音頻/視頻串流之預定最小緩衝量所花的時間內使緩衝器(24)的正常容量清空。替代地,控制器可考量目前有多少資料緩衝於緩衝器(24)中,並設定再生速率,以在預定最小緩衝量的時間中播放那些所有的資料。
針對描述於此說明書中的此與其他配置,應理解到可適應性選擇或改變預定最小緩衝量。例如,當客戶裝置(14)之使用者介面(32)首先用來啟動將命令資料發送至伺服器(10)時,控制器可嘗試相對樂觀之預定最小緩衝量,例如等於播放200毫秒。若在從第一內容改變至第二內容的過程中,控制器發現在開始再生第二內容的期間緩衝器(24)完全空的,則下次使用者介面(32)用來啟動命令資料之發送及(新)第一內容(對應至先前的第二內容)以(新)第二內容取代時,控制器可配置緩衝器(24)使用例如等於400毫秒之較大的預定最小緩衝量。
在快進播放操作期間,僅以比正常速度更高的速度播放視頻序列。由伺服器DSP產生之時間戳同步化音頻與式頻訊框。客戶裝置基於時間戳的資訊來決定是否播放視頻訊框。結果,較快速播放音頻系統性導致較快速播放視頻訊框。在某些實施例中,為了保留處理(CPU)力,如沒有高運算力之嵌入裝置,如Sony PSP(商標)、電話等等,較佳跳過所有(在AVC串流中)非IDR訊框或(在MPEG-4串流中)非I訊框之視頻訊框。針對其他電腦裝置,可能較佳以較高播放速率播放所有的視頻訊框以產生平順的快進播放。
可禁音音頻串流因而沒有音頻輸出。替代地,亦可以高速播放音頻串流,無論有無音調控制。在一些實施例中,高速音頻串流之聲音較小。作為另一替代例,可以預定的音頻信號取代音頻串流,如在客戶裝置(14)內產生,並例如為固定的嗶嗶聲、叮噹聲、或與閃爍或加速某些東西關聯的聲音。
亦可不用標記資料改善基礎系統。
在一配置中,當客戶裝置(14)之控制器(20)發送命令資料至伺服器(10)時,其亦配置處理器(26)以高速,換言之快進方式,開始播放或再生來自緩衝器(24)的資料。
在一配置中,控制器(20)令處理器(26)快進等於緩衝器(24)之正常填滿的緩衝量的資料量。較佳快進速率會使得在操作結束時,緩衝器(24)會填有透過網路(16)接收到的新資料之預定最小緩衝量。此一般對應至第二內容的音頻/視頻串流。
如前述,可固定快進速率,以在預定最小緩衝量(如400毫秒)的時間中再生完全的緩衝量(如3秒)。替代地,控制器可存取緩衝器(24)中的資料有多少,並設定快進速率,以在所需的時間中再生資料。類似地,可如上述適應性地選擇預定最小緩衝量。
作為另一改良,提出一種配置,其中當控制器(20)發送命令資料時,控制器(20)決定客戶裝置(14)之緩衝器(24)中的資料量,並且計算於該預定最小緩衝量的時間中(如400毫秒)再生所有資料所需的快進播放速率。接著控制客戶裝置(14)之處理器(26)以在計算出的快進率再生來自緩衝器(24)的資料。
若在發送命令資料以及決定客戶裝置(14)之緩衝器(24)中的資料量時在網路(16)上有因中斷引起的待完成資料,在上述的快進再生程序中很可能會有超過預定最小緩衝量抵達客戶裝置(14)之緩衝器(24)。例如,若快進再生速率設定成花費400毫秒,則可能在該時間中,緩衝器(24)會接收到值500毫秒的資料。因為幾乎可確定緩衝器(24)接收到的額外資料與第一內容的音頻/視頻串流有關,提出使控制器(20)將處理器(26)配置成繼續以快進速率輸出來自緩衝器(24)的音頻/視頻串流。詳言之,繼續處理器(26)之高速再生直到緩衝器(24)僅含有預定最小緩衝量,如等於400毫秒。
對於系統的另一改良可為根據網路延遲或潛伏的預估來調整以快進速率從緩衝器讀出之資料量。換言之,藉由預估網路潛伏,可使客戶裝置預估當控制器發送命令資料時,網路上(且尚未由緩衝器24接收)將有多少第一內容之音頻/視頻串流的額外資料。藉由從緩衝器24以快進速率輸出等同此資料的額外時間,可作出快進所有第一內容之音頻/視頻串流的較佳預估。
使用者可基於在網路上使用客戶裝置的經驗來輸入所需的額外時間。替代地,客戶裝置本身可監視來回於上之封包以建立網路潛伏之預估。在一範例中,可將客戶裝置組態成回音檢查(ping)伺服器並監視回應時間。換言之,可產生並發送具有無用資訊的封包給伺服器。作為另一範例,可使用即時傳輸控制協定(RTCP)。此提供即時傳輸協定(RTP)流之頻帶外控制資訊。如眾所周知,其周期性用來傳送控制封包給串流媒體通訊期中的參與者。其主要功能在於提供由即時傳輸協定所提供之服務品質的反饋。針對媒體連結收集統計資料。
上述配置提供一種有效提供對於令第二內容之音頻/視頻序列快速改變的使用者介面(32)之操作的良好且有回應之反饋給終端用戶之方法。
應理解到對於上述所有的配置,當將客戶裝置(14)中的緩衝減少至預定最小緩衝量時,系統更容易受到網路中之延遲與問題的影響。
為了減輕有關於此之可能的問題,提出將伺服器(10)配置成使控制器(40)控制處理器(46),以較低位元率提供音頻/視頻串流的訊框。雖然客戶裝置(14)再生品質會因而下降,這可由減少的訊框拋棄加以彌補。可藉由使用者選擇的方式或由系統判斷是否有過多訊框被拋棄而適應性地作出使用減少的位元率之選擇或甚至位元率中的減少量。
上述的說明僅考量到下列情況,即系統處於具有第一內容之音頻/視頻串流的穩態播放狀態中,有命令資料發送到伺服器(10)並且系統移至具有第二內容之音頻/視頻串流的另一穩態播放狀態。藉由在客戶裝置(14)中的緩慢播放使客戶裝置(14)之緩衝器(24)回復到其正常的完全緩衝狀態,提出大致上花費例如兩分鐘再次回到穩態的播放情況。
當然,對於第一內容與第二內容之參照僅意圖參照在特定個別的命令資料之前及之後的音頻/視頻串流。
在許多情況中,會快速地連續數次操作客戶裝置(14)的使用者介面(32)。在此種情形中,較佳地,客戶裝置(14)的控制器(20)每次發送命令時不會嘗試清空緩衝器(24)。取而代之,持續以預定最小緩衝量運作緩衝器(24)就足夠。甚至,針對此態樣,控制器(20)可判斷緩衝器(24)是否含有中間緩衝量(介於預定緩衝量與正常緩衝量之間),並且若緩衝器(24)含有少於此中間量(例如小於值一秒的資料),則不採取清空緩衝器(24)或提供快進再生的動作。當伺服器(10)清空其緩衝器(48)時,可包含一類似的改良。伺服器(10)會得知是否第二或進一步之操作係由快速連續的命令資料所啟動。當第二、第三等等的操作快速連續地發生時,取代清空緩衝器(48)以及產生I訊框,可將控制器(40)組態成不採取任何動作。
在上述的實施例中,將客戶裝置的緩衝器中的資料量減少至最小預定量,客戶裝置接著以慢播放模式再生音頻/視頻串流,以允許緩慢地再填充緩衝器。作為一替代例,其中在伺服器端的音頻/視頻串流並非為即時的,例如為預先記錄,或許在PVR(個人錄影機)上,則受到網路限制下,可以比即時更快的速率從伺服器發送音頻/視頻串流資料至客戶裝置,以允許再填充緩衝器。依此方式,在從第一內容改變至第二內容後,客戶裝置無須以慢速再生資料。
最後,應了解第3與4圖為客戶裝置(14)與伺服器(10)之功能的示意性表示。實際上,存在於這些裝置中的潛伏或緩衝會分散於裝置中。例如,客戶裝置(14)可建有從網路饋送之網路引擎必且藉由個別的緩衝器連接至音頻與視頻解碼器。音頻與視頻解碼器本身則可經由進一步個別的緩衝器連接至個別的音頻與視頻呈現器(renderer)。藉由確保任一信號路徑中之總潛伏或緩衝延遲滿足上述的要求來實施上述之配置。在沿特定信號路徑之任一緩衝器中可發生資料的清空或跳過,但清空或跳過在信號路徑更上游之緩衝器中之資料具有避免處理否則會傳送至下游之資料的優點。
2...音頻/視頻系統
6...數位電視解碼器
8...PVR
10...基地台或伺服器
12...埠或介面
14...客戶裝置
16...網路
20...控制器
22...介面
24...緩衝器
26...處理器
28...顯示器
30...音頻轉換器
32...使用者介面
40...控制器
42...介面
44...音頻/視頻(AV)介面
46...處理器
48...緩衝器
50...控制介面
藉由上述例示性之說明並參照附圖可更清楚地了解本發明,圖中:第1圖描繪根據本發明之電視系統連同伺服器;第2圖描繪體現本發明之連接網路的系統;第3圖示意性描繪用於第2圖之系統中的客戶裝置;以及第4圖描繪用於第2圖之系統中的伺服器。
40...控制器
42...介面
44...音頻/視頻(AV)介面
46...處理器
48...緩衝器
50...控制介面
Claims (13)
- 一種用以連結至網路以及再生從該網路上之伺服器接收到之音頻/視頻串流的客戶裝置,該客戶裝置包含:介面,組態成連接至該網路,以及當與該網路通訊時接收該音頻/視頻串流;處理器,組態成處理該接收到之音頻/視頻串流,以致能具有一播放速率之再生;以及控制器,組態成透過該網路發送命令資料至該伺服器,令該伺服器提供從第一內容至第二內容之該音頻/視頻串流的內容改變,其中:該客戶裝置進一步包含緩衝器,組態成緩衝從該網路接收到的該音頻/視頻串流;以及在發送該命令資料後,該控制器組態成控制該處理器以處理該緩衝器中的該音頻/視頻串流,以用高於該播放速率之快進速率再生該音頻/視頻串流至少預定的最小緩衝時間,以及後續處理該緩衝器中將以該播放速率再生之該音頻/視頻串流。
- 如申請專利範圍第1項之客戶裝置,其中在發送該命令資料後,該控制器組態成控制該處理器以處理該緩衝器中的該音頻/視頻串流,以用該快進速率再生該音頻/視頻串流,以及若有必要,進行以該快進速率之該再生任何額外的時間,該額外的時間為將該緩衝的音頻/視頻串流減少至以該播放速率播放時會具有與該預定最小緩衝時間相同的播放時間之量所需的時間。
- 如申請專利範圍第1項之客戶裝置,其中該控制器組態成計算在發送該命令資料時在該預定最小緩衝時間中清空該緩衝器所需之該緩衝器中之該音頻/視頻串流之再生的快進速率作為該快進速率。
- 如申請專利範圍第1項之客戶裝置,其中該控制器組態成控制該處理器以處理該緩衝器中的該音頻/視頻串流,以用介於控制處理器以用該快進速率處理以及控制處理器以用該播放速率處理間之比該播放速率更慢之緩慢速率再生該音頻/視頻串流,以致能該緩衝器的再填充。
- 如申請專利範圍第1項之客戶裝置,其中該控制器組態成處理該音頻/視頻串流,以用減少的音量輸出該音頻同時以該快進速率再生該音頻/視頻串流。
- 一種系統,包含:根據上述申請專利範圍第1至5項之任一項的客戶裝置;以及伺服器,具有:介面,組態成連接至該網路以及當與該網路通訊時透過該網路提供音頻/視頻串流;處理器,組態成從音頻/視頻信號形成該音頻/視頻串流的資料;以及控制器,與該介面通訊並且組態成接收從該客戶裝置發送之命令資料,以及藉由控制該處理器以將該音頻/視頻串流的該內容從第一內容改變至第二內容來回應該命令資料。
- 一種音頻/視頻串流之方法,包含:透過網路接收由伺服器提供之音頻/視頻串流;處理該接收到的音頻/視頻串流以致能具有一播放速率之再生;以及透過該網路發送命令資料至該伺服器,令該伺服器提供從第一內容至第二內容之該音頻/視頻串流的內容改變;在一緩衝器中,緩衝從該網路接收到的該音頻/視頻串流;在發送該命令資料後,處理該緩衝器中的該音頻/視頻串流,以用快進速率再生該音頻/視頻串流至少該預定最小緩衝時間,以及後續處理該緩衝器中將以該播放速率再生之該音頻/視頻串流。
- 如申請專利範圍第7項之方法,進一步包含:在發送該命令資料後,處理該緩衝器中的該音頻/視頻串流,以用該快進速率再生該音頻/視頻串流,以及若有必要,進行以該快進速率之該再生任何額外的時間,該額外的時間為將該緩衝的音頻/視頻串流減少至以該播放速率播放時會具有與該預定最小緩衝時間相同的播放時間之量所需的時間。
- 如申請專利範圍第7項之方法,進一步包含:計算在發送該命令資料時在該預定最小緩衝時間中清空該緩衝器所需之該緩衝器中之該音頻/視頻串流之再生的快進速率作為該快進速率。
- 如申請專利範圍第7項之方法,進一步包含:處理該緩衝器中的該音頻/視頻串流,以用介於以該快進速率處理以及該播放速率間之比該播放速率更慢之緩慢速率再生該音頻/視頻串流,以致能該緩衝器的再填充。
- 如申請專利範圍第7項之方法,進一步包含:用減少的音量輸出音頻,同時以該快進速率再生該音頻/視頻串流。
- 一種非暫態電腦可讀取媒體,包含當在客戶裝置上運作該程式時用以執行申請專利範圍第7至11項之任一項的所有步驟之程式碼。
- 一種電腦程式產品,包含儲存於非暫態電腦可讀取媒體上之程式碼,當在客戶裝置上運作該程式產品時,該程式碼機構用以執行申請專利範圍第7至11項之任一項的方法。
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