專利名稱：同步圖像與聲音信號的播放系統(tǒng)與方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明是關(guān)于播放裝置與主機(jī)間的圖像與聲音傳輸，尤指一種利用串行傳輸方式 (如USB鏈路)來連接播放裝置與主機(jī)的播放系統(tǒng)及播放方法。
背景技術(shù)：
一般而言，D-sub (D-subminiature)接口與數(shù)字可視接口(DigitalVisual Interface, DVI)常被用于播放系統(tǒng)中以自主機(jī)傳送圖像信號至屏幕，這兩種接口一般僅 具備傳送圖像數(shù)據(jù)的能力。然而，目前市面上多媒體產(chǎn)品中常見的高分辨率多媒體接口 (High-Definition Multimedia Interface, HDMI)，其可從主機(jī)同時傳輸未經(jīng)壓縮的圖像 與聲音信號至播放裝置(通常包含一個具有揚聲器的顯示器)；例如有的游戲機(jī)可通過 HDMI接口連接高分辨率電視。請參考圖1，其是已知的播放系統(tǒng)10的示意圖。主機(jī)裝置100與具備揚聲器130 的顯示器120之間有三種可能的連接方式來同時傳輸圖像與聲音信號至顯示器120。這三 種連接方式分別為(l)D-sub連接線附帶聲音連接線(如RCA端子(Radio Corporation of America jack,RCA jack)。(2)DV I連接線附帶聲音連接線。(3)HDMI連接線。上述這 些連接線以及其連接頭，都具有相當(dāng)?shù)拇笮∫约爸亓浚瑢τ谑褂谜邅碚f，如果想要用這些連 接方式來連接主機(jī)裝置100與顯示器120，尤其是當(dāng)主機(jī)裝置100與顯示器120分別為可 攜式主機(jī)裝置與可攜式顯示器時(例如個人數(shù)字助理(personal digitalassistant,PDA) 以及小型液晶顯示器)，一直隨身攜帶這些連接線材將成為相當(dāng)令人困擾的事。此外，由于傳統(tǒng)的連接線接頭具有相當(dāng)?shù)某叽?，因此制造商必須在主機(jī)的背板上 保留一定的面積以供設(shè)置各種連接端口，來連接各種不同的圖像以及聲音連接線，因此對 主機(jī)裝置的背板大小造成相當(dāng)?shù)南拗啤?br>
發(fā)明內(nèi)容
相較于已知的圖像接口，通用串行總線(Universal Serial Bus，USB)接口具有相 對輕薄短小的連接頭與連接線，對使用者而言更方便攜帶，而且USB界面亦已廣泛地使用 于各種不同周邊裝置與主機(jī)間的數(shù)據(jù)傳輸。再者，于USB2.0標(biāo)準(zhǔn)中，USB鏈路可在高速模 式下提供最高達(dá)480Mb/s的最大頻寬，其已足夠同時負(fù)荷圖像與聲音數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)傳輸量。有鑒于此，本發(fā)明的一目的在于提供一種利用USB鏈路來自主機(jī)與播放裝置(例 如具備揚聲器的顯示器)間傳輸圖像與聲音數(shù)據(jù)的播放系統(tǒng)與相關(guān)播放方法。再者，本發(fā) 明亦提供一種用于該播放系統(tǒng)中的播放裝置所進(jìn)行的播放操作中以達(dá)成影音同步的方法。依據(jù)本發(fā)明的一實施例，其是提供一種播放系統(tǒng)。該播放系統(tǒng)包含有主機(jī)與播放 裝置。該主機(jī)依據(jù)輸入數(shù)據(jù)來產(chǎn)生多個圖像封包、視頻封包以及音頻封包，以及依據(jù)主機(jī)端 時鐘來產(chǎn)生多個控制封包。接著，該主機(jī)通過串行連接端口來傳輸該些封包，其中該些圖像 封包僅于該主機(jī)接收到請求時才被傳輸。該播放裝置通過該串行連接端口來耦接該主機(jī)， 并且該播放裝置用以對自該串行連接端口所接收的該些封包進(jìn)行解碼以產(chǎn)生解碼后數(shù)據(jù)、
3用以依據(jù)該些控制封包來產(chǎn)生播放端時鐘以及用以依據(jù)該解碼后數(shù)據(jù)與該播放端時鐘來 進(jìn)行播放操作。依據(jù)本發(fā)明另一實施例，其是提供一種相關(guān)播放方法，該播放方法包含有依據(jù)輸 入數(shù)據(jù)產(chǎn)生多個圖像封包、視頻封包以及音頻封包，依據(jù)主機(jī)端時鐘來產(chǎn)生多個控制封包； 通過串行連接端口來傳輸該些封包，其中該些圖像封包僅于該主機(jī)端接收到請求時才被傳 輸；解碼該些封包以產(chǎn)生解碼后數(shù)據(jù)與播放端時鐘，其中該播放端時鐘是依據(jù)該些控制封 包而產(chǎn)生；以及依據(jù)該解碼后數(shù)據(jù)與該播放端時鐘來進(jìn)行播放操作。較佳者，該些控制封包是利用基于該主機(jī)端時鐘所建立的同步信息來進(jìn)行編碼， 并且該播放端時鐘是依據(jù)該些控制封包的該些同步信息而產(chǎn)生。較佳者，每一視頻封包與音頻封包是利用相對應(yīng)的展示時間戳記來進(jìn)行編碼，并 且該播放裝置該些展示時間戳記與該播放端時鐘來同步影音播放。


圖1是已知播放系統(tǒng)的示意圖。圖2是本發(fā)明播放系統(tǒng)的一實施例的功能方塊示意圖。圖3是主機(jī)對封包進(jìn)行多工處理的示意圖。圖4是本發(fā)明播放方法的一實施例的流程圖。[主要元件標(biāo)號說明]
具體實施例方式在說明書及上述的申請專利范圍當(dāng)中使用了某些詞匯來指稱特定的元件。所屬領(lǐng) 域中具有通常知識者應(yīng)可理解，硬件制造商可能會用不同的名詞來稱呼同一個元件。本說 明書及上述的申請專利范圍并不以名稱的差異來作為區(qū)分元件的方式，而是以元件在功能 上的差異來作為區(qū)分的準(zhǔn)則。在通篇說明書及上述的請求項當(dāng)中所提及的「包含」為開放 式的用語，故應(yīng)解釋成「包含但不限定于」。此外，「耦接」一詞在此是包含任何直接及間接 的電氣連接手段。因此，若文中描述第一裝置耦接于第二裝置，則代表該第一裝置可直接電 氣連接于該第二裝置，或通過其它裝置或連接手段間接地電氣連接至該第二裝置。請參考圖2，其是依據(jù)本發(fā)明的一實施例所繪制的播放系統(tǒng)。如圖所示，播放系 統(tǒng)200包含有主機(jī)210以及播放裝置220。主機(jī)200包含有(但不限定于)中央處理器 (CPU)211、存儲器212、硬盤機(jī)213以及通用串行總線(Universal Serial Bus，USB)連接端 口 215 (以下簡稱為USB連接端口)。播放裝置220包含有(但不限定于)USB連接端口 215、解碼模塊222以及輸出模塊224。于本實施例中，輸出模塊224包含有顯示模塊2241 用以播放圖片或圖像，并且包含有揚聲器2242用以播放聲音。播放系統(tǒng)200的細(xì)部操作茲 說明如下。中央處理器211執(zhí)行播放裝置驅(qū)動程序，用以將輸入數(shù)據(jù)進(jìn)行解碼，并將該輸入 數(shù)據(jù)處理為多個封包，最后通過USB連接端口 215將該些封包傳送至播放裝置220，其中該 輸入數(shù)據(jù)是由存儲器212與硬盤213中所加載，且欲于播放裝置220中進(jìn)行播放。(例如 顯示圖像于顯示模塊2241以及/或通過揚聲器2242來播放聲音)舉例來說，該輸入數(shù)據(jù) 可能由電影文件、聲音文件、或靜態(tài)圖像文件等處理而來。為了符合主機(jī)210與播放裝置 220之間所建立的USB鏈路230所能提供的最大頻寬，于數(shù)據(jù)傳輸前，中央處理器211可 能執(zhí)行該播放裝置驅(qū)動程序，并且利用該輸入數(shù)據(jù)所對應(yīng)的展示時間戳記(presentation timestamp)以對該輸入數(shù)據(jù)進(jìn)行適當(dāng)?shù)鼐幋a。于編碼之后，該輸入數(shù)據(jù)會被解碼為多個封 包以進(jìn)行傳輸。主機(jī)210通過USB連接端口 215與USB鏈路230，開始傳輸該些封包至播放 裝置220。應(yīng)當(dāng)特別注意的是，本實施例中所運用的USB連接端口 215與USB鏈路230僅為 范例說明用，并非對本發(fā)明范疇的限制。舉例來說，其它的傳輸連接端口亦可在適當(dāng)?shù)男薷?后，適用于如前所述的設(shè)計之中，而這般設(shè)計變化并不背離本發(fā)明的精神。
于本發(fā)明的一實施例中，該播放裝置驅(qū)動程序可產(chǎn)生四種封包，其中包含音頻封 包、視頻封包、圖像封包以及控制封包。前三種封包是依據(jù)該輸入數(shù)據(jù)而產(chǎn)生，惟控制封包 則是依據(jù)主機(jī)端時鐘(host clock)來產(chǎn)生。更詳細(xì)地說，主機(jī)210中的中央處理器211所 執(zhí)行的該播放裝置驅(qū)動程序被產(chǎn)生用以提供時間戳記信息的控制封包至播放裝置220。首先，由于封包所攜帶的圖像數(shù)據(jù)與聲音數(shù)據(jù)無法被同步傳送(鑒于封包特性)， 因此為能達(dá)成影音同步，主機(jī)210與播放裝置220間會先建立時間關(guān)系。該些控制封包含 有基于主機(jī)端時鐘為基礎(chǔ)而建立的主機(jī)210的本地時間戳記信息，并且該些控制封包會先 被傳輸至播放裝置220。當(dāng)播放裝置220接收到該些控制封包后，會依據(jù)該些控制封包來產(chǎn) 生播放端時鐘。其中該播放端時鐘將與該主機(jī)端時鐘同步。此外，除了時間戳記信息，該些 控制封包亦可包含有其它用以控制播放裝置220來產(chǎn)生該播放端時鐘的控制信號。由于這 些控制信號為本領(lǐng)域技術(shù)人員所悉知，在此不多作贅述。主機(jī)端210產(chǎn)生攜帶視覺內(nèi)容(visual content)與聲音數(shù)據(jù)的封包。而攜帶視 覺內(nèi)容的封包可分為兩種，其一為圖像封包，另一為視頻封包。本發(fā)明中所指的圖像封包系 攜帶與聲音數(shù)據(jù)完全不相關(guān)的視覺數(shù)據(jù)，且不需要與聲音數(shù)據(jù)進(jìn)行同步(如靜態(tài)圖片或 者圖形使用者接口(graphical userinterface，⑶I)的顯示畫面)。由此可知，圖像封包 并不需要利用任何展示時間戳記來進(jìn)行編碼。而本發(fā)明中所指視頻封包則用以攜帶與聲音 數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)的視覺數(shù)據(jù)(例如將圖像與聲音同時壓縮所產(chǎn)生的電影文件)，這些圖像數(shù)據(jù)須 與聲音數(shù)據(jù)同步。因此，每一圖像與音頻封包是利用相關(guān)的展示時間戳記來進(jìn)行編碼。如圖3所示，控制封包、圖像封包、視頻封包以及音頻封包將會被多工處理，進(jìn)而 通過USB連接端口 215與USB鏈路230而傳輸至播放裝置220，并且，所有的封包會被適當(dāng) 地多工處理至播放裝置220以依序同步圖像與聲音數(shù)據(jù)。當(dāng)播放裝置220接收到該些封包 后，解碼模塊222會擷取該些控制封包、該些圖像封包、該些視頻封包以及該些音頻封包所 攜帶的數(shù)據(jù)，接著會對所接收的數(shù)據(jù)進(jìn)行解碼以產(chǎn)生解碼后數(shù)據(jù)，其中該解碼后數(shù)據(jù)包含 有用于進(jìn)行播放的控制數(shù)據(jù)、圖像數(shù)據(jù)、圖像數(shù)據(jù)與聲音數(shù)據(jù)。舉例而言，該播放裝置驅(qū)動 程序依據(jù)該主機(jī)端時鐘來產(chǎn)生該些控制封包，并且依據(jù)該輸入數(shù)據(jù)產(chǎn)生該些圖像、圖像以 及音頻封包。該些聲音與視頻封包于該些控制封包被傳輸后，再被多工處理以傳輸至播放 裝置220。首先，播放裝置220的解碼模塊222將該些控制封包解碼以產(chǎn)生該播放端時鐘， 接著再對后續(xù)所接收的圖像與音頻封包進(jìn)行解碼，進(jìn)而擷取該些圖像與音頻封包所對應(yīng)的 該些展示時間戳記。而該些圖像封包僅于主機(jī)210接收到請求時才會被傳輸。輸出模塊 224則依據(jù)該播放端時鐘以及該些圖像與音頻封包的該些展示時間戳記來進(jìn)行該播放操作 以對圖像與聲音數(shù)據(jù)進(jìn)行同步。顯示模塊2241用于依據(jù)該解碼后圖像數(shù)據(jù)來進(jìn)行圖像播 放，而揚聲器2242則用于依據(jù)解碼后聲音數(shù)據(jù)來進(jìn)行聲音播放。而于另一例中，當(dāng)使用者打算對與圖像數(shù)據(jù)無關(guān)的聲音數(shù)據(jù)進(jìn)行播放時，主機(jī)210 則傳送該些音頻封包，并于接收到請求時，才傳送該些圖像封包。因此，通過封包中的時間 戳記信息，播放質(zhì)量并不會因USB鏈路的頻寬限制而受到太大的影響。本發(fā)明播放系統(tǒng)的操作可進(jìn)一步歸納為以下的相關(guān)播放方法的步驟。請參考圖4， 其是依據(jù)本發(fā)明的一實施例而繪制的播放系統(tǒng)(包含主機(jī)與播放裝置)中所進(jìn)行的播放方 法的操作流程圖。于步驟410中，其是依據(jù)輸入數(shù)據(jù)來產(chǎn)生多個圖像封包、音頻封包以及視 頻封包，并且依據(jù)主機(jī)端時鐘來產(chǎn)生多個控制封包。此外，該些控制封包會利用基于該主機(jī)
6端時鐘所建立的同步信息來進(jìn)行編碼，而每一視頻封包與音頻封包是利用相對應(yīng)的展示時 間戳記來進(jìn)行編碼。舉例來說，該輸入數(shù)據(jù)可能自電影文件、聲音文件、或靜態(tài)圖片文件等 所處理而得。于步驟420中，該些封包被多工處理至USB連接端口，并通過該USB連接端口被傳 輸，其中該些圖像封包僅于該主機(jī)接收到請求時才被傳輸。于步驟430中，從該USB連接端口所接收的該些封包將被解碼以產(chǎn)生解碼后數(shù)據(jù) 以及播放端時鐘，其中該播放端時鐘依據(jù)該些控制封包中的該些同步信息所產(chǎn)生而得。該 播放端時鐘可能與該主機(jī)的主機(jī)端時鐘同步。于步驟440中，依據(jù)該解碼后數(shù)據(jù)與該播放端時鐘于該播放裝置中進(jìn)行播放操作 以同步影音數(shù)據(jù)。亦即，該播放操作是依據(jù)該些展示時間戳記以及該播放端時鐘來使得聲 音與圖像得以同步進(jìn)行播放。本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)可在閱讀圖2所示的播放系統(tǒng)的說明后， 進(jìn)一步了解圖4所示的播放方法中每個步驟的細(xì)節(jié)，為求說明書的簡要，在此不多作贅述。于本發(fā)明的一實施例中，利用USB接口來傳輸數(shù)據(jù)，該數(shù)據(jù)傳統(tǒng)上會先被轉(zhuǎn)換為 圖像與聲音信號，再通過已知傳輸接口(如HDMI接口)來傳輸。相較于已知設(shè)計，本發(fā)明 利用USB連接接口可提供使用者更好的彈性與更佳的方便性。以上所述僅為本發(fā)明的較佳實施例，凡依本發(fā)明權(quán)利要求范圍所做的均等變化與 修飾，皆應(yīng)屬本發(fā)明的涵蓋范圍。
權(quán)利要求
一種用以同步聲音與圖像信號的播放系統(tǒng)，包含有主機(jī)，用以依據(jù)輸入數(shù)據(jù)以產(chǎn)生多個圖像封包、多個視頻封包以及多個音頻封包、用以依據(jù)主機(jī)端時鐘來產(chǎn)生多個控制封包以及用以通過串行連接端口來傳送該些封包，其中該些圖像封包僅于該主機(jī)接收到請求時才被傳輸；以及播放裝置，通過該串行連接端口耦接于該主機(jī)，用以對自該串行連接端口所接收的該些封包進(jìn)行解碼以產(chǎn)生解碼后數(shù)據(jù)、用以依據(jù)該些控制封包來產(chǎn)生播放端時鐘以及用以依據(jù)該解碼后數(shù)據(jù)與該播放端時鐘來進(jìn)行播放操作。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的播放系統(tǒng)，其中該些控制封包是利用基于該主機(jī)端時鐘所建 立的同步信息來進(jìn)行編碼，并且該播放裝置依據(jù)該些控制封包的該些同步信息來產(chǎn)生該播 放端時鐘。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的播放系統(tǒng)，其中每一視頻封包與音頻封包是利用相對應(yīng)的展 示時間戳記來進(jìn)行編碼，并且該播放裝置依據(jù)該些圖像與音頻封包的該些展示時間戳記與 該播放端時鐘來同步影音播放。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的播放系統(tǒng)，其中該播放裝置包含有解碼模塊，用以自該串行連接端口接收該些封包，并且對該些接收封包進(jìn)行解碼以產(chǎn) 生該解碼后數(shù)據(jù)與該播放端時鐘；以及輸出模塊，耦接至該解碼模塊，用以依據(jù)該解碼后數(shù)據(jù)與該播放端時鐘來進(jìn)行該播放 操作。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的播放系統(tǒng)，其中該主機(jī)還包含有存儲器，用以提供該輸入數(shù)據(jù)；以及中央處理單元，用以依據(jù)該輸入數(shù)據(jù)與該主機(jī)端時鐘來產(chǎn)生該些圖像封包、該些視頻 封包、該些音頻封包以及該些控制封包。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的播放系統(tǒng)，其中該串行連接端口為通用串行總線連接端口。
7.一種播放方法，包含有依據(jù)輸入數(shù)據(jù)產(chǎn)生多個圖像封包、多個視頻封包以及多個音頻封包、依據(jù)主機(jī)端時鐘 來產(chǎn)生多個控制封包；通過串行連接端口來傳輸該些封包，其中該些圖像封包僅于接收到請求時才被傳輸；對該些封包進(jìn)行解碼以產(chǎn)生解碼后數(shù)據(jù)與播放端時鐘，其中該播放端時鐘是依據(jù)該些 控制封包而產(chǎn)生；以及依據(jù)該解碼后數(shù)據(jù)與該播放端時鐘于播放裝置中進(jìn)行播放操作。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的播放方法，其中該些控制封包是利用基于該主機(jī)端時鐘所 建立的同步信息來進(jìn)行編碼，并且該播放端時鐘是依據(jù)該些控制封包的該些同步信息而產(chǎn) 生。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的播放方法，其中每一視頻封包與音頻封包是利用相對應(yīng)的展 示時間戳記來進(jìn)行編碼，并且依據(jù)該解碼后數(shù)據(jù)與該播放端時鐘于該播放裝置中進(jìn)行該播 放操作的步驟還包含有依據(jù)該些展示時間戳記與該播放端時鐘來同步影音播放。
10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的播放方法，其中該串行連接端口為通用串行總線連接端口。
全文摘要
一種利用串行鏈路以自主機(jī)與播放裝置間傳輸圖像與聲音數(shù)據(jù)的播放系統(tǒng)，其包含主機(jī)與播放裝置。該主機(jī)依據(jù)輸入數(shù)據(jù)來產(chǎn)生多個圖像封包、視頻封包以及音頻封包、用以依據(jù)主機(jī)端時鐘來產(chǎn)生多個控制封包。接著，該主機(jī)通過串行端口來傳輸該些封包，其中該些圖像封包僅于該主機(jī)接收到請求時被傳輸。該播放裝置通過該串行端口耦接于該主機(jī)且用以對自該串行連接端口所接收的該些封包進(jìn)行解碼以產(chǎn)生解碼后數(shù)據(jù)、以及用以依據(jù)該些控制封包來產(chǎn)生播放端時鐘。該播放裝置依據(jù)該解碼后數(shù)據(jù)與該播放端時鐘來進(jìn)行播放操作。
文檔編號H04N7/24GK101854527SQ20091013300
公開日2010年10月6日 申請日期2009年3月31日 優(yōu)先權(quán)日2009年3月31日
發(fā)明者卜令楷, 曾朝貴 申請人:承景科技股份有限公司