TWI587697B - 多媒體同步系統與方法 - Google Patents

Description

多媒體同步系統與方法

本案係關於一種多媒體同步系統與方法；特別係關於一種應用於無線區域網路之多媒體同步系統與方法。

一般音訊播放器處理音訊串流進行播放時，會依據音訊串流描述之取樣速率(sampling rate)來控制每個音訊取樣資料(audio sample)的時間，藉以達到流暢播放的目的。而要讓兩個以上的音訊播放器在同時間同步播放出同一段音訊的話，必須要讓音訊播放器能在相同的時間播放出同一個音訊取樣資料之方法。

習知技術中，常用到的方法是音訊播放器透過網路時間協定/簡單網路時間協定(network time protocol/simple network time protocol,NTP/SNTP)機制來讓每個音訊播放器之系統時間一致。接著，音訊播放器在處理音訊串流時將根據音訊串流紀錄的時間資訊、取樣速率以及音訊播放器之系統時間來達到流暢的音樂播放效果。

然而，上述方法需要有其中一音訊播放器作為國際標準時間主機，用來接收其他音訊播放器經由網路時間協定/簡單網路時間協定產生之時間同步需求(time synchronization request)，其中，網路時間協定/簡單網路時間協定之時脈同步(clock synchronization)的精準度在廣域網路上約50毫秒，在區域網路約為1毫秒。若區域網路內未設置國際標準時間主機功能，則勢必需要透過廣域網路進行網路時間協定/簡單網路時間協定之時間校正，但由於廣域網路之時脈同步的精準度較低(大約50毫秒)，會讓音訊播放器彼此間的時間誤差較大。為了控制時間誤差並提高精準度，則必須在區域網路內架設一個國際標準時間主機，如此又將增加伺服器之成本。

因此，如何在無線區域網路內同時達成複數個播放器同步播放相同音訊，且能夠減少裝置成本並具有較小之時間誤差，實為急需解決之問題。

本案的目標之一係為了同時能夠減少媒體播放器之成本及讓複數個媒體播放器之間具有較小之時間誤差。

依據本案之一實施例提供了一種多媒體同步系統，應用於一無線區域網路中，包含一第一喇叭與一第二喇叭。第一喇叭用以無線發送一信標，其中信標包含一時間戳印。第二喇叭藉由無線區域網路連線至第一喇叭，用以接收第一喇叭發送之信標，並依據信標包含的時間戳印與第一喇叭同步。

依據本案之另一實施例提供了一種多媒體同步方法，應用於一多媒體系統中，多媒體系統包含有一第一喇叭與一第二喇叭，該方法包含下列步驟：首先，利用第一喇叭無線發送一信標，其中信標包含一時間戳印。接著，利用第二喇叭透過一無線區域網路連線至第一喇叭，且接收第一喇叭發送之信標，並依據信標包含的時間戳印與第一喇叭同步。

本案實施例之多媒體同步系統利用無線區域網路規格原本具有的機制，讓多個喇叭得到一致的時間戳印，進而在媒體播放器播放音訊時，讓對應的多個喇叭能具有相同的時間基準，進而達到同步播放同一音訊的效果，並解決習知技術之問題。

100‧‧‧多媒體同步系統

101‧‧‧第一喇叭

102‧‧‧第二喇叭

103‧‧‧第三喇叭

104‧‧‧第四喇叭

AP‧‧‧無線網路存取點

WLN‧‧‧區域網路

TS‧‧‧信標

S202、S204、S206、208、S210、S212‧‧‧步驟

TM‧‧‧計數器

At‧‧‧天線

Dq‧‧‧資料佇列

Data‧‧‧資料訊號

第1圖顯示本案一實施例之多媒體同步系統的示意圖。

第2圖顯示本案另一實施例之多媒體同步方法的流程圖。

第3A圖顯示第1A圖中一喇叭之運作實施例的示意圖。

第3B圖顯示第1A圖中一喇叭之另一運作實施例的示意圖。

第3C圖顯示第1A圖中一喇叭之另一運作實施例的示意圖。

本案描述複數個示範實施例時，需要了解到，本案可以多種方式實施，且本案不限於下列說明之特定範例、特定範例實施之任何特徵或特定態樣。

第1圖顯示本案一實施例之多媒體同步系統100的示意圖。多媒體同步系統100係位於一無線區域網路(wireless local area network)WLN中，多媒體同步系統100包含第一喇叭101、第二喇叭102、第三喇叭103以及第四喇叭104，喇叭101、102、103、104中至少一喇叭包含無線網路存取點AP的功能。在本實施例中，選擇第一喇叭101作為一無線網路存取點AP，第一喇叭101用以提供信標(beacon)TS，其中信標TS包含一時間戳印(timestamp)，喇叭102、103、104利用無線區域網路WLN連線至第一喇叭101，並依據包含時間戳印的信標TS與第一喇叭101同步。另外，喇叭101、102、103、104分別包含至少一天線，用以接收或發送無線訊號，所述天線可例如為第3A、3B、3C圖中之第二喇叭102所示之天線At。

在一些實施例中，喇叭102、103、104係由第一喇叭101設定，使得喇叭102、103、104只接收第一喇叭101無線發送之訊號。

在一些實施例中，信標TS係符合無線區域網路WLN之時間同步功能(timing synchronization function,TSF)。

在一些實施例中，無線區域網路WLN符合國際電氣與電子工程師學會(IEEE)802.11標準，如IEEE 802.11a、IEEE 802.11b、IEEE 802.11g、IEEE 802.11n、IEEE 802.11ac等標準。

一併參照第2圖，第2圖顯示本案一實施例之多媒體同步方法的流程圖，該方法包含下列步驟：

步驟S202：將裝置(如喇叭102、103、104)連線到具有無線網路存取點功能之另一裝置(如第一喇叭101)。

步驟S204：從具有無線網路存取點功能之另一裝置設定裝 置，使得裝置只接收或收聽具有無線網路存取點功能之另一裝置所發出的信標，其中，信標包含時間戳印。舉例來說，如第1圖所示，具有無線網 路存取點AP功能之第一喇叭101設定第二喇叭102、第三喇叭103及第四喇叭104，使得喇叭102、103、104只接收或收聽第一喇叭101發送之信標TS，藉以確保上述喇叭102、103、104不會被其他訊號所干擾。

步驟S206：等待計數器同步。意即等待裝置與具有無線網路存取點功能之另一裝置同步。如第1圖所示，即等待第二喇叭102、第三喇叭103、第四喇叭104與第一喇叭101之時間同步。

舉例來說，一併參照第1、3A圖，並先以第一喇叭101與第二喇叭102來說明。首先，設定第一喇叭101作為無線網路存取點AP。接著，多媒體播放系統100收到一音訊資料後，作為無線網路存取點AP的第一喇叭101發出一包含時間戳印的信標TS。隨後，第二喇叭102透過無線區域網路WLN連線連到第一喇叭101，並依據第一喇叭101提供之信標TS設定第二喇叭102之計數器TM，以讓第二喇叭102與第一喇叭101同步。需注意，此時第二喇叭102之資料佇列(Data queue)Dq尚未開始接收第一喇叭101之資料訊號Data(第3A圖未顯示)，因此資料佇列Dq呈現無資料的狀態。類似地，第三喇叭103與第四喇叭104對應的計數器(類似於第二喇叭102之計數器TM)亦依此方式與第一喇叭101同步，如此，無線區域網路WLN內所有的喇叭都有一致的時間基準點。值得注意的是，作為無線網路存取點AP的第一喇叭101發出包含時間戳印之信標TS的時點並不限於在多媒體播放系統100收到一音訊資料後，而是作為無線網路存取點AP的第一喇叭101於開啟後將定期地發出包含時間戳印之信標TS，藉以使喇叭102、103與104與第一喇叭101之時間同步。

步驟S208：開始串流資料訊號(如多媒體資料、音訊資料等)Data到裝置。其中，資料訊號Data包含一起播時間。在一實施例中，參考第1、3B圖，第一喇叭101與第二喇叭102利用計數器TM同步後，第一喇叭101開始傳輸資料訊號Data至第二喇叭102，並指定資料訊號Data的起播時間ts0(未繪於圖示)。此時第二喇叭102之資料佇列(Data queue)Dq開始接收第一喇叭101無線發送之資料訊號Data，資料佇列Dq開始有資料進入，進入之資料如第3B、3C圖中的反斜線方框區域所示。類似地，第三喇叭103、第四喇叭104之運作方式可依此類推。

在一些實施例中，第一喇叭101係依據時間同步功能所得 到的時間基準點加上一段緩衝時間來作為目前資料訊號Data的起播時間ts0。

在一些實施例中，緩衝時間可為0.5秒、1秒或2秒，但並不以此為限。

步驟S210：依據資料訊號Data的起播時間ts0及資料訊號Data由裝置(如第二喇叭102)換算後得到的播放時間長度dt0(未繪於圖示)，計算下一筆資料訊號的起播時間。在一實施例中，參考第1、3C圖，第一喇叭101與第二喇叭102依據包含時間戳印之信標TS在前面的步驟中同步且得到相同的時間基準點，並設定起播時間為ts0，接著，第二喇叭102依據已收到之資料訊號Data的長度換算成播放時間長度dt0，以計算出下一筆資料起播時間為ts0+dt0。類似地，第三喇叭103、第四喇叭104之運作方式皆依此類推。

步驟S212：於起播時間ts0開始時，同步播放資料訊號Data。在一實施例中，一併參考第1、3C圖，第二喇叭102依據起播時間ts0將資料佇列Dq中的資料訊號Data播放輸出，亦即第一喇叭101與第二喇叭102同時於起播時間ts0播放資料訊號Data。而第三喇叭103與第四喇叭104之運作方式與第二喇叭102相同，因此喇叭101、102、103、104同時於起播時間ts0的時間點播放資料訊號Data，進而達成同步播放音訊之功效。需注意，當第一喇叭101、第二喇叭102、第三喇叭103、第四喇叭104將資料訊號Data播完後，第一喇叭101、第二喇叭102、第三喇叭103、第四喇叭104均依據起播時間為ts0+dt0播放下一筆資料訊號，第二喇叭102、第三喇叭103、第四喇叭104依據下一筆資料訊號的長度換算成播放時間長度dt1(未繪示)，以計算出再下一筆資料訊號的起播時間為ts0+dt0+dt1。接下來的資料訊號之起播時間依此類推。

本案實施例之多媒體同步系統100利用無線區域網路規格所具有的機制，讓第一喇叭101提供包含時間戳印的信標TS，使得多個喇叭得到一致的時間戳印，進而讓媒體播放器播放音訊時，喇叭101、102、103、104能具有相同的時間基準點，來達到同步播放同一資料(如資料訊號Data)的效果。再者，無線區域網路之同步機制(如時間同步功能機制，即TSF)提供的時間為一相對時間，非為網路時間協定/簡單網路時間協定之一 絕對時間，依據IEEE 802.11無線區域網路規格的規範，時間同步功能的精準度是屬於微秒(microsecond)等級，因此，可達成同步播放目的並具有高精準度之效果，解決習知技術之問題。

以上雖以實施例說明本案，但並不因此限定本案之範圍，只要不脫離本案之要旨，該行業者進行之各種變形或變更均落入本案之申請專利範圍。

100‧‧‧多媒體同步系統

101‧‧‧第一喇叭

102‧‧‧第二喇叭

103‧‧‧第三喇叭

104‧‧‧第四喇叭

WLN‧‧‧無線區域網路

AP‧‧‧無線網路存取點

TS‧‧‧信標

Claims (8)

1. 一種多媒體同步系統，應用於一無線區域網路中，包含：一第一喇叭，用以作為該無線區域網路之一網路存取點，並無線發送一信標，其中該信標包含一時間戳印；以及一第二喇叭，藉由該無線區域網路直接連線至該第一喇叭，用以接收該第一喇叭發送之該信標，並依據該信標包含的該時間戳印與該第一喇叭同步；其中，該第一喇叭與該第二喇叭同步後，該第一喇叭更用以傳輸一第一資料訊號並指定一起播時間至該第二喇叭；以及，該第一資料訊號包含該起播時間，且該第二喇叭與該第一喇叭依據該起播時間播放該第一資料訊號。
2. 如申請專利範圍第1項所述之多媒體同步系統，其中該信標之時間戳印係符合該無線區域網路之時間同步功能。
3. 如申請專利範圍第1項所述之多媒體同步系統，其中該第二喇叭係設定為只接收該第一喇叭無線發送之訊號。
4. 如申請專利範圍第1項所述之多媒體同步系統，其中，該第二喇叭依據該第一資料訊號之長度換算成一第一播放時間長度，以計算出該第一喇叭無線發送之一第二資料訊號的起播時間為該起播時間加上該第一播放時間長度，其中，該第二資料訊號為該第一 資料訊號之下一筆資料訊號。
5. 一種多媒體同步方法，應用於一無線區域網路中之一多媒體系統中，該多媒體系統包含有一第一喇叭與一第二喇叭，其中，該第一喇叭用以作為該無線區域網路之一網路存取點，該方法包含：利用該第一喇叭無線發送一信標，其中該信標包含一時間戳印；以及利用該第二喇叭透過該無線區域網路直接連線至該第一喇叭，且接收該第一喇叭發送之該信標，並依據該信標包含的該時間戳印與該第一喇叭同步；其中，該第一喇叭與該第二喇叭同步後，該第一喇叭更用以傳輸一第一資料訊號並指定一起播時間至該第二喇叭；以及，該第一資料訊號包含該起播時間，且該第二喇叭與該第一喇叭依據該起播時間播放該第一資料訊號。
6. 如申請專利範圍第5項所述之方法，更包含：該信標之時間戳印係符合該無線區域網路之時間同步功能。
7. 如申請專利範圍第5項所述之方法，更包含：設定第二喇叭只接收該第一喇叭無線發送之訊號。
8. 如申請專利範圍第5項所述之方法，更包含：依據該第一資料訊號之長度換算成一第一播放時間長度；以及 計算一第二資料訊號之起播時間為該起播時間加上該第一播放時間長度，其中，該第二資料訊號為該第一資料訊號之下一筆資料訊號。