TWI734195B - 具有控制回饋功能的影像傳輸裝置及控制回饋方法 - Google Patents

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Abstract

一種具有控制回饋功能的影像傳輸裝置包括發送端及接收端。發送端透過USB Type-C電性連接電子裝置以接收影像訊號及發送控制訊號。發送端的第一處理電路將網路封包轉換為控制訊號。發送端的第一通訊電路接收網路封包及發送影像訊號。接收端透過第二傳輸介面電性連接顯示裝置以發送影像訊號及接收控制訊號。接收端的第二處理電路將控制訊號封裝為網路封包。接收端的第二通訊電路通訊連接第一通訊電路以發送網路封包及接收影像訊號。

Description

具有控制回饋功能的影像傳輸裝置及控制回饋方法
本發明係關於無線投影，特別是一種具有控制回饋功能的影像傳輸裝置及控制回饋方法。
無線投影係將電子裝置的畫面及聲音透過無線網路傳送到接收端顯示及播放。採用硬體方式實現的無線投影裝置可依據連接介面的類型分成兩種。
第一種無線投影裝置採用通用序列連接埠（Universal Serial Bus，USB）當作連接介面，當無線投影裝置的傳送端透過USB連接至電腦時，電腦將此傳送端辨識為USB 儲存裝置。無須事先安裝驅動程式或軟體，使用者直接執行傳送端上的應用程式即可進行無線投影功能。然而，若廠商提供的應用程式不支援使用者電腦的作業系統，則無法執行無線投影裝置的無線投影功能。
第二種無線投影裝置採用高畫質多媒體介面（High Definition Multimedia Interface，HDMI）當作影像傳輸介面。當無線投影裝置的傳送端透過HDMI連接至電腦時，電腦將此傳送端辨識為外接螢幕。然而，若無線投影裝置的接收端採用觸控螢幕作為無線投影的顯示裝置，仍須另外連接USB插件（Dongle）才能實現從接收端回控發送端的電子裝置。因此額外占用一個USB連接埠。
有鑑於此，本發明提出一種具有控制回饋功能的影像傳輸裝置及控制回饋方法，藉此解決傳統無線投影技術需佔用兩組連接埠或是不支援所有作業系統的問題。
依據本發明一實施例所敘述的一種具有控制回饋功能的影像傳輸裝置，適用於電性連接一電子裝置及具有輸入電路的一顯示裝置，其中電子裝置用以輸出影像訊號及依據控制訊號執行一操作，顯示裝置用以呈現影像訊號，輸入電路用以產生控制訊號。所述具有控制回饋功能的影像傳輸裝置包括：發送端以及接收端。發送端包括第一傳輸介面、第一處理電路及第一通訊電路。接收端包括第二傳輸介面、第二處理電路及第二通訊電路。發送端透過第一傳輸介面電性連接電子裝置。第一傳輸介面係USB Type-C且具有第一連接埠及第二連接埠。第一連接埠用以接收影像訊號，第二連接埠用以發送控制訊號至電子裝置。第一處理電路電性連接第一傳輸介面，並將網路封包轉換為控制訊號。第一通訊電路電性連接第一處理電路，並接收網路封包及發送影像訊號。接收端透過第二傳輸介面電性連接顯示裝置。第二傳輸介面具有第三連接埠及第四連接埠。第三連接埠用以發送影像訊號至顯示裝置，第四連接埠用以接收控制訊號。第二處理電路電性連接第二傳輸介面，並將控制訊號封裝為網路封包。第二通訊電路電性連接第二處理電路且通訊連接第一通訊電路，並發送網路封包及接收影像訊號。
依據本發明一實施例所敘述的一種具有控制回饋功能的影像傳輸裝置，適用於電性連接一電子裝置及一顯示裝置，其中顯示裝置電性連接一人機介面裝置。所述具有控制回饋功能的影像傳輸裝置包括：發送端以及接收端。發送端電性連接電子裝置。發送端接收電子裝置輸出之影像訊號及發送控制訊號至電子裝置。發送端包括第一通訊電路及第一處理電路。第一通訊電路通訊連接接收端。第一通訊電路從接收端接收一描述資訊及一網路封包，並發送影像訊號至接收端。第一處理電路電性連接第一通訊電路。第一處理電路依據描述資訊建立一虛擬裝置，並透過虛擬裝置將網路封包轉換為控制訊號。接收端電性連接顯示裝置。接收端發送影像訊號至顯示裝置及接收人機介面裝置輸出之描述資訊及控制訊號。接收端包括第二處理電路及第二通訊電路。第二處理電路用以判斷顯示裝置是否包括人機介面裝置，取得人機介面裝置之描述資訊，並將控制訊號封裝為網路封包。第二通訊電路電性連接第二處理電路。第二通訊電路發送描述資訊及網路封包，並接收影像訊號。
依據本發明一實施例所敘述的一種控制回饋方法，適用於彼此通訊連接之發送端及接收端，其中發送端用以電性連接一電子裝置以接收電子裝置輸出之影像訊號，接收端用以電性連接一顯示裝置以呈現影像訊號，所述的控制回饋方法包括：接收端判斷顯示裝置是否電性連接一人機介面裝置（Human Interface Device，HID）；當接收端判斷顯示裝置電性連接人機介面裝置時，接收端取得人機介面裝置之描述資訊並發送描述資訊至發送端；發送端依據描述資訊建立一虛擬裝置；在接收端發送描述資訊至發送端之後，接收端偵測人機介面裝置輸出之控制訊號；接收端將控制訊號封裝為網路封包並發送至發送端；以及發送端依據網路封包轉換為控制訊號並透過虛擬裝置輸出控制訊號至電子裝置。
如上所述，本發明揭露的具有控制回饋功能的影像傳輸裝置及控制回饋方法無須安裝任何軟體或驅動程式即可進行無線投影，因此適用於所有作業系統。本發明只需要一個連接埠，就可以達到傳送影音資料以及回控使用者裝置之功能，因此使用者電子裝置上的其他連接埠可用作其他用途，而不會被無線投影佔用過多連接埠。
以上之關於本揭露內容之說明及以下之實施方式之說明係用以示範與解釋本發明之精神與原理，並且提供本發明之專利申請範圍更進一步之解釋。
以下在實施方式中詳細敘述本發明之詳細特徵以及優點，其內容足以使任何熟習相關技藝者了解本發明之技術內容並據以實施，且根據本說明書所揭露之內容、申請專利範圍及圖式，任何熟習相關技藝者可輕易地理解本發明相關之目的及優點。以下之實施例係進一步詳細說明本發明之觀點，但非以任何觀點限制本發明之範疇。
請參考圖1，其係繪示本發明一實施例敘述的具有控制回饋功能的影像傳輸裝置10方塊圖。如圖1所示，具有控制回饋功能的影像傳輸裝置10可電性連接電子裝置20及具有輸入電路42的顯示裝置40。
電子裝置20例如係個人電腦、筆記型電腦、平板電腦或是智慧型手機，電子裝置20可輸出影像訊號IS。電子裝置20亦可接收自外部裝置輸入的控制訊號CS，並據以執行對應的操作。
顯示裝置40可呈現影像訊號IS。所述的輸入電路42例如係人機介面裝置（Human Interface Device，HID），輸入電路42可產生控制訊號CS。實務上，具有輸入電路42的顯示裝置40例如係觸控螢幕，但本發明並不限制顯示裝置及輸入電路的硬體類型。
請參考圖1。所述具有控制回饋功能的影像傳輸裝置10包括發送端12及接收端14。發送端12及接收端14透過網路N彼此通訊連接。網路N可以係具有實體線路的網路或無線網路。後文中述及的「網路」係以無線網路為例進行說明。
發送端12包括第一傳輸介面121、第一處理電路123及第一通訊電路125。第一處理電路123電性連接第一傳輸介面121及第一通訊電路125。
發送端12透過第一傳輸介面121電性連接電子裝置20，藉此接收電子裝置20輸出之影像訊號IS或發送控制訊號CS至電子裝置20。在一實施例中，第一傳輸介面121具有第一連接埠P1及第二連接埠P2。第一連接埠P1可接收影像訊號IS，第二連接埠P2可將控制訊號CS發送至電子裝置20。實務上，發送端12例如係透過USB Type-C連接器電性連接電子裝置20，換言之，第一傳輸介面121係USB Type-C。USB Type-C支援USB 2.0及USB 3.1標準，並支援影像傳輸替代模式（DisplayPort Alternate Mode），發送端12及電子裝置20亦支援影像傳輸替代模式。因此，電子裝置20輸出的影音資料可透過USB Type-C的Display Port發送至發送端12，控制訊號CS也可透過USB Type-C介面中屬於傳統USB傳輸介面的部分發送至電子裝置20。
在一實施例中，第一處理電路123可將網路封包（其來源於後文詳述之）轉換為控制訊號CS。在另一實施例中，第一處理電路123可依據一描述資訊（其來源於後文詳述之）建立一虛擬裝置，並透過此虛擬裝置將網路封包轉換為控制訊號CS。所述的描述資訊例如係報告描述元（report descriptor），報告描述元中描述所要交換的資料內容，包含此人機介面裝置的傳輸方式以及格式。詳言之，發送端12以Linux-USB Gadget驅動框架實現USB 協定所定義的設備端的軟體功能。透過此驅動框架，當發送端12接收到報告描述元後，可產生一個具有相同報告描述元的的虛擬裝置。因此，在電性連接發送端12的電子裝置20（例如筆記型電腦）辨識到此虛擬裝置之後，便可開始接收HID類別的控制訊號CS，然後據以執行對應的操作。
在一實施例中，第一處理電路123可將影像訊號IS封裝為具有即時傳輸協定格式（Real-time Transport Protocol，RTP）的影像訊號IS。在另一實施例中，第一通訊電路125可將影像訊號IS封裝為自定義的格式。
必須說明的是，本發明一實施例的第一處理電路123並不僅限於處理影像資料，亦可處理聲音資料。在又一實施例中，第一處理電路123更包括影音編碼器（codec）。影音編碼器將來自電子裝置20的將原始影音資料編碼成為壓縮的影音資料，其格式例如H.264、H.265、AAC等。第一處理電路123更將壓縮後的影音資料進行加密處理，藉此確保影音資料的安全性。
第一通訊電路125通訊連接接收端14，藉此發送影像訊號IS至接收端14，並從接收端14接收描述資訊及網路封包。在一實施例中，第一通訊電路125可將影像訊號IS以用戶資料報協定（User Datagram Protocol，UDP）發送。在另一實施例中，第一通訊電路125可將影像訊號IS以傳輸控制協定（Transmission Control Protocol，TCP）發送。UDP在資料傳遞上會比TCP快速且有效率，因此可以有效避免延遲現象，但是由於UDP缺乏資料遺失回報機制，所以在實際使用上，可能會遇到資料遺失現象，影響播放品質。就資料傳輸而言，採用UDP會比TCP快速且有效率，並可有效避免延遲現象。另一方面，採用TCP進行傳輸可確保資料被傳送到接收端，因此能確保影像品質不受網路品質影響。在又一實施例中，第一通訊電路125可以根據實際情況選用UDP及TCP傳輸模式其中一者。
請參考圖1。接收端14包括第二傳輸介面141、第二處理電路143及第二通訊電路145。第二處理電路143電性連接第二傳輸介面141及第二通訊電路145。
接收端14透過第二傳輸介面141電性連接顯示裝置40，藉此發送影像訊號IS至顯示裝置40或接收輸入電路42輸出的描述資訊及控制訊號CS。在一實施例中，第二傳輸介面141具有第三連接埠P3及第四連接埠P4。第三連接埠P3可發送影像訊號IS至顯示裝置40，第四連接埠P4可接收描述資訊及控制訊號CS。
在一實施例中，第二處理電路143將控制訊號CS封裝為網路封包。在另一實施例中， 第二處理電路143執行一應用程式，採用輪詢（Polling）方式，判斷接收端14是否電性連接一人機介面裝置。若判斷為「是」，第二處理電路143從人機介面裝置取得其描述資訊，並將人機介面裝置發送過來的控制訊號CS封裝為網路封包。須注意的是，前述電性連接顯示裝置40的輸入電路42，其中一種實現方式即此處所述的人機介面裝置。
第二通訊電路145通訊連接第一通訊電路125，藉此發送描述資訊及網路封包至發送端12，並接收來自發送端的影像訊號IS。第二通訊電路145於發送完描述資訊後即可接著發送網路封包。在一實施例中，由人機介面裝置產生的控制訊號CS需要確保其正確無誤地被傳送到發送端，以免造成錯誤的操作動作，因此第二處理電路143以自定義格式將控制訊號CS封裝為網路封包，且第二通訊電路145以傳輸控制協定發送此封裝後的網路封包。
在圖1的架構中，具有控制回饋功能的影像傳輸裝置10可以從電子裝置20及發送端12將影像訊號傳輸到接收端14及顯示裝置40，藉此實現無線投影；亦可以將輸入電路42（或人機介面裝置）產生的控制訊號，透過接收端14回傳至發送端12電性連接的電子裝置，藉此達成控制回饋的效果。以下將繼續詳細說明控制回饋方法的部分。
請參考圖2，其係繪製本發明一實施例所敘述的控制回饋方法，該方法適用於彼此通訊連接之發送端12及接收端14，其中發送端12電性連接電子裝置20以接收電子裝置20輸出之影像訊號IS，接收端14電性連接顯示裝置40以呈現影像訊號IS。請參考圖2的步驟S1：接收端14判斷顯示裝置40是否電性連接一人機介面裝置（Human Interface Device，HID）。若判斷為「是」，則執行步驟S2；若判斷為「否」，則結束本發明一實施例所敘述的控制回饋方法。
請參考步驟S2：當第二處理電路143判斷顯示裝置40電性連接人機介面裝置時，接收端14取得人機介面裝置之描述資訊。然後第二通訊電路145將此描述資訊發送至發送端12。
請參考步驟S4：發送端12依據描述資訊建立虛擬裝置。發送端12收到描述資訊相當於得知接收端14已電性連接USB-HID裝置
請參考步驟S5：在接收端發送描述資訊至發送端之後，接收端14偵測人機介面裝置是否輸出控制訊號CS。如果有，則移至步驟S6，否則繼續偵測人機介面裝置是否輸出控制訊號CS。
請參考步驟S6：如果人機介面裝置輸出控制訊號CS，則接收端將此控制訊號CS封裝為網路封包並發送至發送端12。
請參考步驟S7：發送端12依據網路封包轉換為控制訊號CS，並透過虛擬裝置輸出控制訊號CS至電子裝置20，電子裝置20則依據控制訊號CS執行對應的操作。
綜上所述，本發明揭露一種具有控制回饋功能的影像傳輸裝置及控制回饋的方法。所述具有控制回饋功能的影像傳輸裝置無須安裝任何軟體或驅動程式即可進行無線投影，因此不受限於電子裝置執行的作業系統。本發明可自動偵測顯示裝置是否電性連接人機介面，如果有，才建立一虛擬裝置於發送端，因此避免不必要的系統資源浪費。除此之外，本發明只需要一個USB Type-C連接埠，就可以達到傳送影音資料以及將觸控螢幕的操控動作回控電子裝置的效果，因此可節省佔用的連接埠數量。本發明可以讓位於無線投影接收端的使用者遠端操控位於無線投影發送端的電子裝置，使無線投影應用更具有彈性。
雖然本發明以前述之實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明。在不脫離本發明之精神和範圍內，所為之更動與潤飾，均屬本發明之專利保護範圍。關於本發明所界定之保護範圍請參考所附之申請專利範圍。
10           具有控制回饋功能的影像像傳輸裝置 12            發送端 121           第一傳輸介面 123           第一處理電路 125           第一通訊電路 14            接收端 141           第二傳輸介面 143           第二處理電路 145           第二通訊電路 P1            第一連接埠 P2            第二連接埠 P3            第三連接埠 P4            第四連接埠 20            電子裝置 40            顯示裝置 42            輸入電路 N              網路 CS            控制訊號 IS             影像訊號 S1~S7       步驟
圖1係依據本發明一實施例所繪示的具有控制回饋功能的影像傳輸裝置的方塊圖。 圖2係依據本發明一實施例所繪示控制回饋方法的流程圖。
S1~S7                  步驟

Claims (9)

  1. 一種具有控制回饋功能的影像傳輸裝置，適用於電性連接一電子裝置及具有一輸入電路的一顯示裝置，其中該電子裝置用以輸出一影像訊號及依據一控制訊號執行一操作，該顯示裝置用以呈現該影像訊號，該輸入電路用以產生該控制訊號，所述具有控制回饋功能的影像傳輸裝置包括：一發送端，包括：一第一傳輸介面，用以電性連接該電子裝置，該第一傳輸介面係USB Type-C且具有一第一連接埠及一第二連接埠；該第一連接埠用以接收該影像訊號，該第二連接埠用以發送該控制訊號至該電子裝置；一第一處理電路，電性連接該第一傳輸介面，並用以將一網路封包轉換為該控制訊號；及一第一通訊電路，電性連接該第一處理電路，並用以接收該網路封包及發送該影像訊號；以及一接收端，包括：一第二傳輸介面，用以電性連接該顯示裝置，該第二傳輸介面具有一第三連接埠及一第四連接埠；該第三連接埠用以發送該影像訊號至該顯示裝置，該第四連接埠用以接收該控制訊號；一第二處理電路，電性連接該第二傳輸介面，並用以將該控制訊號封裝為該網路封包；及一第二通訊電路，電性連接該第二處理電路且通訊連接該第一通訊電路，並用以發送該網路封包及接收該影像訊號；其中 該第一處理電路更將該影像訊號封裝為即時傳輸協定格式，且以用戶資料報協定發送具有即時傳輸協定格式之該影像訊號；該第二通訊電路更以傳輸控制協定發送該網路封包。
  2. 如請求項1所述具有控制回饋功能的影像傳輸裝置，其中該第一處理電路更包括一編碼器，該編碼器用以壓縮該影像訊號，該第一處理電路更用以加密被壓縮之該影像訊號。
  3. 一種具有控制回饋功能的影像傳輸裝置，適用於電性連接一電子裝置及一顯示裝置，其中該顯示裝置電性連接一人機介面裝置(Human Interface Device，HID)，所述具有控制回饋功能的影像傳輸裝置包括：一發送端以及一接收端，其中該發送端電性連接該電子裝置，該發送端接收該電子裝置輸出之一影像訊號及發送一控制訊號至該電子裝置，該發送端包括：一第一通訊電路，通訊連接該接收端，該第一通訊電路從該接收端接收一描述資訊及一網路封包，並發送該影像訊號至該接收端；及一第一處理電路，電性連接該第一通訊電路，該第一處理電路依據該描述資訊建立一虛擬裝置，並透過該虛擬裝置將該網路封包轉換為該控制訊號；以及該接收端電性連接該顯示裝置，該接收端發送該影像訊號至該顯示裝置及接收該人機介面裝置輸出之該描述資訊及該控制訊號，該接收端包括：一第二處理電路，用以判斷該顯示裝置是否包括該人機介面裝置，取得該人機介面裝置之該描述資訊，並將該控制訊號封裝為該網路封包；及 一第二通訊電路，電性連接該第二處理電路，該第二通訊電路發送該描述資訊及該網路封包，並接收該影像訊號。
  4. 如請求項3所述的具有控制回饋功能的影像傳輸裝置，其中該發送端係透過一USB Type-C連接器電性連接該電子裝置，且該發送端及該電子裝置支援影像傳輸替代模式(DisplayPort Alternate Mode)。
  5. 一種控制回饋方法，適用於彼此通訊連接之一發送端及一接收端，其中該發送端用以電性連接一電子裝置以接收該電子裝置輸出之一影像訊號，該接收端用以電性連接一顯示裝置以呈現該影像訊號，所述控制回饋方法包括：以該接收端判斷該顯示裝置是否電性連接一人機介面裝置(Human Interface Device，HID)；當該接收端判斷該顯示裝置電性連接該人機介面裝置時，以該接收端取得該人機介面裝置之一描述資訊並發送該描述資訊至該發送端；以該發送端依據該描述資訊建立一虛擬裝置；在該接收端發送該描述資訊至該發送端之後，以該接收端偵測該人機介面裝置輸出之一控制訊號；以該接收端將該控制訊號封裝為一網路封包並發送至該發送端；以及以該發送端依據該網路封包轉換為一控制訊號並透過該虛擬裝置輸出該控制訊號至該電子裝置。
  6. 如請求項5所述控制回饋方法，其中該發送端透過USB TyPe-C電性連接該電子裝置。
  7. 如請求項5所述控制回饋方法，更包括： 該發送端將該影像訊號封裝為即時傳輸協定(Real-time Transport Protocol，RTP)格式；以及該發送端依據用戶資料報協定(User Datagram Protocol，UDP)發送具有即時傳輸協定格式之該影像訊號至該接收端。
  8. 如請求項5所述控制回饋方法，其中該描述資訊係報告描述元(report descriptor)。
  9. 如請求項5所述控制回饋方法，其中該發送端以Linux-USB Gadget驅動框架建立該虛擬裝置。
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