TWI779848B

TWI779848B - 切換裝置及其切換方法

Info

Publication number: TWI779848B
Application number: TW110135875A
Authority: TW
Inventors: 侯昕延; 楊昀林; 陳佑易
Original assignee: 宏正自動科技股份有限公司
Priority date: 2021-09-27
Filing date: 2021-09-27
Publication date: 2022-10-01
Also published as: TW202315377A; CN115883756A

Abstract

本發明提供一種切換裝置，包括有複數個USB介面、耦接播放裝置的輸出介面以及控制器。其中，各USB介面耦接有包含一描述元資訊的影音源裝置，控制器耦接於複數個USB介面及輸出介面之間，控制器根據些描述元資訊取得交集而構成交集描述資訊，控制器由交集描述資訊與播放裝置建立第一通訊連結。在另一實施例中，利用前述之切換裝置，本發明更提供切換方法，當切換裝置切換選擇其中之一影音源裝置時，只要選擇的影音源裝置所具有的描述元資訊在交集描述資訊內，播放裝置繼續藉由第一通訊連結與被選擇的影音源裝置進行通訊，避免重新建立連結所消耗的時間，達到快速切換的目的。

Description

切換裝置及其切換方法

本發明為一種切換技術，特別是指一種可以達到快切且無須重新列舉以建立連結的一種切換裝置與切換方法。

近年來，多媒體影音技術發展得相當迅速，特別是USB傳輸協定的推進，使得USB介面具有高速傳輸訊號的能力，使得USB介面可以應用在需要高速傳輸的多媒體裝置上，以作為影音傳輸的媒介。這當中比較常見的就是USB視頻類別(USB video class, UVC)或者是USB音訊類別(USB audio class, UAC)，其中，USB視頻類別（如：網路攝影機、數位攝影機、類比影像轉換器、電視卡或靜態影像相機）為可在不需要安裝任何的驅動程式下隨插即用的一種USB傳輸協定，而經由此類USB視頻類別的通用數據接口可以有多種實現數字音頻數據傳輸的方式。因此，不同的開發者可以根據自己的喜好和需求，定義任意的控制方式、傳輸模式、音頻格式等參數。

習用技術中，例如圖1所示，該圖為習用之影音切換裝置示意圖。多媒體切換裝置10具有複數個USB介面11與輸出介面13。各USB介面11分別和複數個支援UVC/UAC規格的影音源裝置12電性連接，輸出介面13用以和播放裝置14電性連接。多媒體切換裝置10可以產生切換訊號，用來選擇其中之一影音源裝置12與播放裝置14電性連接，使得被選擇的影音源裝置12輸出多媒體串流訊號給該播放裝置14。

在圖1的使用架構中，當使用者利用多媒體切換裝置10選擇另一影音源裝置12與播放裝置電性連接時，需要先斷開原影音源裝置12與切換裝置10之間通訊，然後再將新選擇的影音源裝置12與播放裝置14重新列舉的程序，使得新選擇的影音源裝置12可以根據重新列舉的通道將多媒體串流資訊傳給播放裝置14以達到切換的目的。

本發明提供一種切換裝置與切換方法，用以選擇與切換裝置連接的具有UAC/UVC規格的影音源裝置，使被選擇的影音源裝置將多媒體串流訊號輸出給與切換裝置連接的播放裝置。其中，切換裝置將每一影音源裝置所輸出的一描述元資訊交集構成交集描述資訊。使得切換選擇新的影音源裝置時，當被選擇的影音源裝置的描述元資訊在交集描述資訊內時，播放裝置繼續使用切換之前與播放裝置之間的通訊連接，而達到節省因為切換影音源裝置時重新列舉所需的時間的效果。此外，由於不用再重新列舉，因此可以減少使用者重新設定播放裝置的程序，進而可以提升切換速度。

在一實施例中，本發明提供一種切換裝置，包括有複數個USB介面、耦接播放裝置的輸出介面以及控制器。其中，各USB介面耦接有包含一描述元資訊的影音源裝置，控制器耦接於複數個USB介面及輸出介面之間，該控制器根據該些描述元資訊中的至少二者取得交集而構成一交集描述資訊，該控制器經由該交集描述資訊與該播放裝置建立一第一通訊連結。

在另一實施例中，當切換選擇的影音源裝置的描述元資訊在交集描述資訊內時，播放裝置繼續藉由第一通訊連結與被選擇的影音源裝置進行通訊。當切換訊號選擇的影音源裝置的描述元資訊不在於該交集描述資訊時，以被選的影音源裝置所具有的描述元資訊對播放裝置建立一第二通訊連結。

在另一實施例中，本發明提供一種切換方法，適於一切換裝置執行，切換方法包括以一控制器紀錄來自每一影音源裝置所輸出的描述元資訊，然後以控制器根據該些描述元資訊中的至少二者取得交集而構成一交集描述資訊，最後以控制器經由交集描述資訊與播放裝置建立第一通訊連結。

在下文將參考隨附圖式，可更充分地描述各種例示性實施例，在隨附圖式中展示一些例示性實施例。然而，本發明概念可能以許多不同形式來體現，且不應解釋為限於本文中所闡述之例示性實施例。確切而言，提供此等例示性實施例使得本發明將為詳盡且完整，且將向熟習此項技術者充分傳達本發明概念的範疇。類似數字始終指示類似元件。以下將以多種實施例配合圖式來說明切換裝置與切換方法，然而，下述實施例並非用以限制本發明。

請參閱圖2，該圖為本發明之切換裝置之一實施例示意圖。在本實施例中，切換裝置2包括有複數個USB介面20、輸出介面21以及控制器22。每一個USB介面20連接影音源裝置30a~30d，每一影音源裝置30a~30d藉由USB通訊協定傳輸聲音以及/或影像給切換裝置2的控制器22。於一實施例中，每一USB介面20連接到切換裝置2內部的USB集線單元23，再與USB主控制單元(USB host controller)24與控制器22依序連接。其中，USB集線單元23與USB主控單元24可以為分開的元件，或者是整合成單一元件。

在本實施例中，影音源裝置30a~30d為支援UVC或UAC通訊協定的USB裝置，例如：網路攝影機、數位攝影機、類比影像轉換器、電視卡及靜態影像相機等裝置。在本實施例中，USB介面20可以選擇為A形式(type A)、B形式(type B)、C形式(type C)或者是前述之任兩種以上的組合。

每一影音源裝置30a~30d包含有描述元資訊(descriptor)，描述元資訊內容可以根據影音源裝置30a~30d的類型而定。例如：影音源裝置30a~30d為UVC網路攝影機或其他影像裝置時，描述元資訊包括有解析度以及/或編碼方式。在另一實施例中，影音源裝置30a~30d為UAC的聲音擷取裝置則描述元資訊為通道數以及/或取樣率。於此，此些影音源裝置30a~30d能透過USB介面20傳輸至USB集線單元23，並藉由USB主控單元24接收影音源裝置30a~30d所輸出的描述元資訊以及影音資訊。

控制器22與USB主控單元24連接，控制器22進行列舉程序時，其會接收USB主控單元24所輸出的每一影音源裝置30a~30d的描述元資訊，以識別每一影音源裝置30a~30d的裝置類型。此外，控制器22更根據所接收到的描述元資訊進行交集演算，根據影音源裝置30a~30d的描述元資訊中的至少二者取得交集以構成交集描述資訊。於一實施例中，交集描述資訊能儲存於切換裝置2中的儲存單元（圖未示），其中，儲存單元可以為隨機存取記憶體(RAM) ，例如：DRAM或SRAM等，亦或為可抹除的唯讀記憶體(ROM)等，本發明並不以此為限。在一實施例中，交集描述資訊會記錄著每一影音源裝置30a~30d所對應的哪些連接埠，例如：圖2所示的不同的USB介面20，因此，控制器22根據可以在切換裝置2進行接換時產生的切換訊號所對應的USB連接埠可以立刻知道欲切過去的USB連接埠所對應的影音源裝置所具有的描述元資訊是否被交集描述資訊所含蓋。

請參閱圖3，該圖為建立交集描述資訊之一實施例示意圖。在圖3中是以具有四個影音源裝置30a~30d（如攝影機）作為例子說明。在本實施例中，每一影音源裝置30a~30d具有的描述元資訊為解析度。例如：影音源裝置30a的描述元資訊中具有3840x 2160 60p、3840x 2160 30p以及1920x1080 60p等三種解析度資訊；影音源裝置30b的描述元資訊中具有1920x1080 60p、1920x1080 30p以及1280x720 60p等三種解析度資訊；影音源裝置30c的描述元資訊中具有3840x 2160 30p、1920x1080 60p以及1280x720 60p等三種解析度資訊，以及影音源裝置30d的描述元資訊中具有1280x720 60p、4096x 2160 30p以及1920x1080 60p等三種解析度資訊。控制器22接收到了每一影音源裝置30a~30d的描述元資訊之後，會進一步進行交集演算，以找出四個影音源裝置30a~30d的描述元資訊中所共同具有的解析度。例如，在本實施例中，共同具有的描述元資訊為1920x1080 60p，因此控制器22會以1920x1080 60p作為交集描述資訊。

再回到圖2所示，控制器22經由交集描述資訊與播放裝置31建立第一通訊連結。於一實施例中，透過虛擬單元25接收控制器22所產生的交集描述資訊，以根據交集描述資訊建立關於影音源裝置30a~30d的虛擬裝置。接著將交集描述資訊輸出給播放裝置31，使得播放裝置31可以透過交集描述資訊識別虛擬裝置。本實施例中，虛擬裝置以交集描述資訊作為自身的描述元資訊。而第一通訊連結是控制器22透過虛擬單元25經由輸出介面21與播放裝置31連接之後與播放裝置31之間進行的列舉通訊。播放裝置31內也具有USB主控制單元，因此可以藉由交集描述資訊將虛擬裝置列舉為符合UVC或UAC的USB裝置。要說明的是，輸出介面21可以選擇為A形式(type A)、B形式(type B)、C形式(type C)或者是前述之任兩種以上的USB輸出介面組合。

於此，雖然虛擬單元25與控制器22在本實施例中為分開的兩個元件，在另一實施例中，虛擬單元25可以整合在控制器22內。虛擬單元25可以為實體的電路元件構成，或者是以韌體的形式構成。於一實施例中，播放裝置31並不限定為為顯示器、電腦、雲端伺服器等，只要可以將來自於UVC/UAC的影音源裝置30a~30d所產生的多媒體訊號轉換成聲音與影像的皆可實施。

圖4為本發明之控制器的一實施例示意圖。請參閱圖4，在本實施例中，控制器22內更具有多工器220、列舉單元221以及切換單元222。多工器220與列舉單元221係分別與USB主控單元24連接。切換單元222耦接多工器220。其中，多工器220接收來自於影音源裝置30a~30d的多媒體訊號，並且根據使用者操控切換裝置2時產生的切換訊號選擇其中之一影音源裝置30a~30d，使被選擇的影音源裝置30a~30d的多媒體訊號可以輸出到播放裝置31。要說明的是，在一實施例中，多工器220可以同時接收來自於影音源裝置30a~30d所輸出的影音資訊。在另一實施例中，多工器220也可以僅接收被選擇的影音源裝置30a~30d所輸出的影音資訊。不管是哪一種方式，可以根據使用者的需要而定，並不以特定方式為本發明之限制。列舉單元221則經由USB主控單元24接收每一個影音源裝置30a~30d的描述元資訊，透過演算程序找出對應每一個影音源裝置30a~30d之描述元資訊共同的交集，以形成交集描述資訊傳給虛擬單元25。在本實施例中，使用者操控切換裝置2進行切換選擇影音源裝置30a~30d時，切換單元222根據使用者選擇產生切換訊號給多工器220。多工器220根據切換訊號選擇該些影音源裝置30a~30d中對應的之一者與播放裝置31耦接。當控制器22依據切換訊號判斷被選擇的影音源裝置30a~30d的描述元資訊包含於交集描述資訊內時，播放裝置31繼續藉由第一通訊連結與被選擇的影音源裝置30a~30d進行通訊。反之，當控制器22依據切換訊號判斷被選擇的影音源裝置30a~30d的描述元資訊不包含於交集描述資訊時，控制器22依據被選的影音源裝置30a~30d所具有的描述元資訊對播放裝置31建立第二通訊連結，詳細說明如後再述。

請參閱圖2、圖4與圖5，其中，圖5為本發明之切換方法實施例流程示意圖。切換方法4包括有步驟40：提供切換裝置2（如圖2所示）。接著，將複數台支援UAC、UVC或兩者之組合的影音源裝置30a~30d，分別與切換裝置2上的複數個USB介面20連接在一起（步驟41）。於此，切換裝置2偵測到複數個影音源裝置30a~30d之後，切換裝置2的控制器22紀錄來自每一影音源裝置30a~30d所輸出的一描述元資訊（步驟42）。然後再以控制器22交集該些描述元資訊而構成交集描述資訊（步驟43）。之後，控制器22經由交集描述資訊模擬成虛擬裝置對播放裝置31建立第一通訊連結（步驟44）。在本步驟的一實施例中，控制器22內的虛擬單元25接收列舉單元221所產生的交集描述資訊，並根據交集描述資訊建立關於影音源裝置30a~30d（如UVC或UAC）的虛擬裝置對播放裝置31建立第一通訊連結。接著，播放裝置31可以自被選到的影音源裝置30a~30d接收多媒體訊號以進行播放（步驟45），於一實施例中，影音源裝置30a~30d能根據啟動時的預設值或使用者設定來接收多媒體訊號。在播放的過程中，當有選擇其他影音源裝置30a~30d的切換動作時，控制器22的多工器220根據切換單元222產生的切換訊號選擇該些影音源裝置30a~30d中之一者耦接播放裝置31，並依據第一通訊連結使得被選擇的影音源裝置30a~30d與播放裝置31進行通訊（步驟46）。

要說明的是，在步驟46中，由於被選擇的影音源裝置30a~30d的描述元資訊是包含在該交集描述資訊內，因此播放裝置31不需要對新選擇的影音源裝置30a~30d重新列舉，而是維持前述步驟44所模擬的虛擬裝置對應第一通訊連結與播放裝置31進行傳輸。如此，可以在切換影音源裝置30a~30d時節省播放裝置31對切換至其他的影音源裝置30a~30d時需重新列舉所花費的時間，並且可以減少使用者重新設定播放裝置31，以達到加快切換速度的功效。

要說明的是，被選擇的影音源裝置30a~30d輸出多媒體訊號的參數會依據交集描述資訊的內容來進行輸出。以圖3的UVC裝置為例，每一影音源裝置的描述元資訊包含有多種解析度，因此交集出來的交集描述資訊為1920x1080 60p之解析度，藉此以作為被選擇的影音源裝置30a~30d輸出解析度的資訊。

在另一實施例中，請參閱圖6與圖7A-7B所示，其中，圖6為本發明之切換裝置另一實施例示意圖；圖7A-7B為本發明之切換裝置及其切換方法另一實施例示意圖。本實施例中切換裝置2的架構基本上與前述圖2的架構相同，差異的是本實施例中，交集描述資訊是由描述元資訊最多交集的影音源裝置30a~30d作來構成。在圖7A的流程中，切換方法4a在步驟40a~42a基本上與前述步驟40~42的流程類似，在此不作贅述。當進行到步驟43a時，控制器22進行的交集演算與前述的實施例有些差異。以圖6為例，四個影音源裝置30a~30d中，具有最多交集的描述元資訊是影音源裝置30a~30c，因為影音源裝置30a~30c有共同的1920x1080 60p的解析度，而影音源裝置30d並沒有與影音源裝置30a~30c有共同的解析度，因此在本實施例中，控制器22會以具有最多共同解析度1920x1080 60p的影音源裝置30a~30c作為交集描述資訊。在一實施例中，影音源裝置30a~30c所共同交集的交集描述資訊儲存在記憶體中，並且虛擬單元25接收控制器22所產生的交集描述資訊，以根據交集描述資訊建立關於影音源裝置30a~30d的虛擬裝置。在另一實施例中，虛擬單元25除了接收控制器22所產生的交集描述資訊以建立關於影音源裝置30a~30c的第一虛擬裝置之外，也會接收沒有共同解析度的描述元資訊，例如影音源裝置30d的描述元資訊，以根據描述元資訊建立關於影音源裝置30d的第二虛擬裝置，這種方式可以縮短將來從影音源裝置30a~30c切換到影音源裝置30d時，系統對UVC進行列舉所需的時間。

取得交集描述資訊之後，進行步驟44a~46a，其方式係類似前述步驟44~46所述，在此不作贅述。步驟46a之後，控制器22持續監控使用者是否進行切換選擇其他的影音源裝置(步驟47a)。如果沒有，則持續播放原本影音源裝置的多媒體訊號(步驟47b)。如果有進行切換，則進行流程A。請參閱圖7B所示，在流程A中，首先進行判斷切換訊號所選擇的影音源裝置30a~30d其所具有的描述元是否有在交集描述資訊內(如步驟48a)。在步驟48a的判斷的一實施例中，控制器22內具有儲存單元，儲存有交集描述資訊，在交集描述資訊中記錄著每一個連接埠所對應連接的影音源裝置30a~30d，因此有切換訊號產生時，控制器可以得知切換的目標連接埠所對應的影音源裝置30a~30d是哪一台，並得知相應的影音源裝置30a~30d的描述元資訊是否有在交集描述資訊內。在步驟48a的另一判斷的實施例中，控制器22根據切換訊號確認目標連接埠是哪一個，然後再判斷目標連接埠所對應的影音源裝置30a~30d所具有的描述元資訊是否屬於交集描述資訊的部分，接著才輸出至播放裝置。當切換訊號選擇的影音源裝置30a~30d的描述元資訊包含在交集描述資訊內時，控制器22依據第一通訊連結使被選擇的影音源裝置30a~30d與該播放裝置31進行通訊（步驟48b），其係如圖5之流程所述，在此不作贅述。

反之，當切換訊號選擇的影音源裝置30a~30d之一者的描述元資訊不包含於交集描述資訊時，控制器22依據被選的影音源裝置30a~30d之該者所具有的描述元資訊對該播放裝置31建立第二通訊連結（步驟48c）。以圖6的例子來做說明，當使用者切換選擇影音源裝置30d時，由於影音源裝置30d的描述元資訊內的解析度都不在交集描述資訊內，亦即影音源裝置30d的描述元資訊並不具有交集描述資訊的解析度1920x1080 60p，此時，控制器22以多媒體裝置30d的描述元資訊與播放裝置31之間會重新進行列舉以建立第二通訊連結。之後，播放裝置31可以根據第二通訊連結接收並顯示被選擇之影音源裝置30d的多媒體訊號，以進行播放(步驟49a)。

綜合上述，本發明提供的切換裝置與切換方法可以將每一影音源裝置所輸出的描述元資訊交集構成交集描述資訊。使得切換選擇新的影音源裝置時，當被選擇的影音源裝置的描述元資訊在交集描述資訊內時，播放裝置繼續使用切換之前與播放裝置之間的通訊連接，而達到節省習用因為切換影音源裝置時重新列舉所需的時間的效果。換言之，交集描述資訊是相關於部分的影音源裝置的影音資訊，且交集描述資訊為該些至少二描述元資訊中共有的部分，且切換裝置是依據交集描述資訊與播放裝置建立通訊連結。要說明的是，雖然前述之描述元資訊以解析度來做說明，但不以此為限制，例如：編碼方式資訊、通道數資訊或取樣率等，皆可為描述元資訊的實施例，可以根據前述之精神來實施。

以上所述，乃僅記載本發明為呈現解決問題所採用的技術手段之較佳實施方式或實施例而已，並非用來限定本發明專利實施之範圍。即凡與本發明專利申請範圍文義相符，或依本發明專利範圍所做的均等變化與修飾，皆為本發明專利範圍所涵蓋。

10:切換裝置11:USB介面12:影音源裝置 2:切換裝置20:USB介面21:輸出介面22:控制器220:多工器221:列舉單元222:切換單元23:USB集線單元24:USB主控制單元25:虛擬單元30a~30d:影音源裝置31:播放裝置4、4a:切換方法40~46:步驟40a~49a:步驟

圖1為習用之影音切換裝置示意圖。圖2為本發明之切換裝置之一實施例示意圖。圖3為說明建立交集描述資訊之一實施例示意圖。圖4為本發明控制器之一實施例示意圖。圖5為本發明之切換方法實施例流程示意圖。圖6為本發明之切換裝置另一實施例示意圖。圖7A-7B為本發明之切換方法另一實施例流程示意圖。

2:切換裝置

20:USB介面

21:輸出介面

22:控制器

23:USB集線單元

24:USB主控制單元

25:虛擬單元

30a~30d:影音源裝置

31:播放裝置

Claims

一種切換裝置，包括：複數個USB介面，各該USB介面耦接一影音源裝置，各該影音源裝置包含一描述元資訊；一輸出介面，耦接一播放裝置；以及一控制器，耦接於該些USB介面及該輸出介面之間，該控制器根據該些描述元資訊中的至少二者取得交集而構成一交集描述資訊，該控制器經由該交集描述資訊與該播放裝置建立一第一通訊連結，其中該交集描述資訊為該些至少二描述元資訊中共有的部分。
如請求項1所述之切換裝置，其中該控制器包含有一切換單元，耦接該些影音源裝置，該切換單元產生一切換訊號以令該些影音源裝置中之一者與該播放裝置耦接，其中，當該控制器依據該切換訊號選擇另一該影音源裝置與該播放裝置耦接，且另一該影音源裝置的該描述元資訊包含於該交集描述資訊，該播放裝置由該第一通訊連結與被選擇的另一該影音源裝置進行通訊。
如請求項2所述之切換裝置，其中當該控制器依據該切換訊號判斷被選擇的該影音源裝置的該描述元資訊不包含於該交集描述資訊時，該控制器依據被選的該影音源裝置所具有的該描述元資訊對該播放裝置建立一第二通訊連結。
如請求項1所述之切換裝置，其中該描述元資訊為一解析度資訊、一編碼方式資訊、一通道數資訊、一取樣率中之一者或其任意組合。
如請求項1所述之切換裝置，其中該控制器更包括有一虛擬單元，耦接該輸出介面，該虛擬單元根據該交集描述資訊對該播放裝置建立具有一虛擬裝置之該第一通訊連結。
一種切換裝置的切換方法，包括：以一控制器紀錄來自每一影音源裝置所輸出的一描述元資訊；以該控制器根據該些描述元資訊中的至少二者取得交集而構成一交集描述資訊，其中該交集描述資訊為該些至少二描述元資訊中共有的部分；以及以該控制器經由該交集描述資訊與一播放裝置建立一第一通訊連結。
如請求項6所述之切換方法，更包括：以該控制器根據一切換訊號選擇該些影音源裝置中之一者耦接該播放裝置；以及當該控制器依據該切換訊號選擇另一該影音源裝置與該播放裝置耦接，且另一該影音源裝置的該描述元資訊包含於該交集描述資訊，該播放裝置由該第一通訊連結與被選擇的另一該影音源裝置進行通訊。
如請求項7所述之切換方法，更包括：以該控制器根據該切換訊號選擇該些影音源裝置中之一者耦接該播放裝置；以及當該切換訊號選擇的影音源裝置的描述元資訊不包含於該交集描述資訊時，該控制器依據被選的該影音源裝置所具有的該描述元資訊對該播放裝置建立一第二通訊連結。
如請求項6所述之切換方法，其中該描述元資訊為一解析度資訊、一編碼方式資訊、一通道數資訊、一取樣率中之一者或其任意組合。
如請求項6所述之切換方法，其中建立該第一通訊連結的步驟更包括：以一虛擬單元根據該交集描述資訊對該播放裝置建立具有一第一虛擬裝置之該第一通訊連結。