一種基於數據統計的網絡音頻同步輸出的系統的製作方法

2023-07-11 08:34:21 1

專利名稱：一種基於數據統計的網絡音頻同步輸出的系統的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種基於數據統計的網絡音頻同步輸出的系統。
背景技術：
大部分情況下，播放終端的音頻輸出系統的時鐘與音頻流媒體所在伺服器(server)的主時鐘之間是有誤差的，且與音頻流媒體所在伺服器通信連接的多個播放終端的主時鐘之間也是有誤差的，這種播放誤差若超過30ms，人的聽覺就可以感知到。為了降低這種音頻輸出的時間誤差以達到多個播放終端同步播放的目的，可以採取動態補償的方式，但是，這種方式會非常嚴重地影響音頻輸出的質量。此外，音頻同步的另一常用方式是利用分配器來實現多個播放終端的音頻同步播放。音頻分配器是一種把音頻信號源平均分配成多路音頻信號的設備，一路音頻信號對用一臺播放終端。因為並聯音頻信號衰減較大，送給多個輸出終端後由於阻抗不匹配等原因，音頻質量會嚴重失真，線路也不穩定。音頻分配器除了阻抗匹配，還有音頻增益，使音頻信號可以同時送給多個輸出設備而不受影響。通過使用分配器，由於增加了輔助硬體，使得系統的成本增加。再者，採用分配器易收到距離的限制，其有效傳輸距離大約在五十米左右，當距離增大時，傳輸信號質量不高，終端上播放的音頻會出現噪聲。

實用新型內容本實用新型的目的在於提供一種基於數據統計的網絡音頻同步輸出的系統，旨在解決現有技術採用分配器或動態補償方式進行音頻同步輸出所存在的成本增加或嚴重影響音頻輸出質量的問題。為了實現發明目的，所述系統包括:WLAN網絡中互連的控制點終端、媒體伺服器和多個播放終端；其中所述控制點終端包括微處理器，以及與所述微處理器分別連接的搜索指令發送模塊、同步播放終端組指定模塊和音頻文件選擇模塊；其中，所述微處理器控制所述搜索指令發送模塊發送搜索指令以發現所述WLAN網絡中的所有終端設備，所述所有的終端設備包括所述媒體伺服器和所述多個播放終端；所述同步播放終端組指定模塊用於從所述發現的所有的終端設備中指定一個要同步播放的終端組；以及所述音頻文件選擇模塊用於在所述媒體伺服器上選擇音頻文件；所述媒體伺服器包括微處理器，以及與所述微處理器連接的存儲模塊、校準時間指令發送模塊和音頻媒體流數據發送模塊；其中，所述存儲模塊用於存儲音頻文件；所述校準時間指令發送模塊用於通過所述WLAN網絡發送校準時間指令至指定的終端組，所述校準時間指令使能選擇所述指定的終端組中的一臺終端為基準終端，將所述基準終端的時鐘定為基準時間，並使所述指定的終端組中的其它終端與所述基準終端的時鐘誤差控制在30毫秒以內；以及所述音頻媒體流數據發送模塊用於發送來自所述存儲模塊的音頻媒體流數據到所述基準終端；所述多個播放終端包括微處理器，以及與所述微處理器連接的校準時間指令接收模塊、音頻流數據接收模塊、解碼模塊、已解碼數據收發模塊、接收緩存區數據發送模塊、同步時間間隔設定模塊、數據消耗量收發模塊和同步校正模塊；其中，所述校準時間指令接收模塊用於接收來所述媒體伺服器的校準時間指令；所述音頻媒體流數據接收模塊用於接收來自所述媒體伺服器的音頻媒體流數據；所述解碼模塊用於解碼所述音頻媒體流數據；所述已解碼數據收發模塊用於將所述多個播放終端中的基準終端上的已解碼的數據發送至所述多個播放終端中的其它終端，且用於由所述多個播放終端中的其它終端接收所述已解碼的數據；所述接收緩存區數據發送模塊用於在各個播放終端播放音頻文件時，將所述已解碼的數據以DMA中斷的方式從接收緩存區向音頻輸出緩存器裡發送，且每次都發送一個同步基準數大小的數據包；所述同步時間間隔設定模塊用於設置同步時間間隔；所述數據消耗量收發模塊用於每隔所述同步時間間隔發送各個播放終端的數據消耗量至所述基準終端，且用於接收各個播放終端發送至所述基準終端的數據消耗量；以及同步校正模塊用於對各個終端發送至所述基準終端上的數據消耗量與所述基準設備的數據消耗量進行比對，根據所述比對結果進行同步校正，以使得各個終端的數據消耗量在一個所述同步時間間隔內保持一致。所述音頻文件來自於所述媒體伺服器本地或來自於雲媒體服務商提供的音頻媒體資源。所述WLAN網絡為W1-Fi無線區域網路。所述同步基準數是根據播放的音頻文件的參數計算的出得一個同步數據包的大小，所述播放的音頻文件的參數包括採樣率、量化精度和播放時間長度，所述播放時間長度為文件數據量大小。所述數據消耗量等於DMA中斷次數乘以所述同步基準數，所述數據消耗量對應音頻播放的時間。所述同步校正包括:如果某個終端設備數據播放速度快，數據消耗量比較大，則基準終端發送同步指令通知該設備，丟掉幾個同步基準數大小的數據包；以及如果某個終端設備數據播放速度慢，數據消耗量比較小，則基準終端發送同步指令通知該設備，多發幾個同步基準數大小的數據包。本實用新型通過數據消耗量(音頻數據的播放)的精確計算，來作為整個系統的基準時間，極大地降低了各個音頻播放系統之間的時間誤差，保證音頻數據完整消耗(播放完)，實現了保持原有質量的音樂的同步播放。此外，由於只需要進行網絡信息的傳輸交互，無需像現有技術那樣採用分配器，節約了成本。進一步，通過用戶對同步時間間隔的設置，可以靈活地調整同步的精度，從而提高了用戶的體驗度。

圖1是本實用新型一個實施例中基於數據統計的網絡音頻同步輸出的系統圖；圖2是本實用新型系統中控制點終端的結構圖；圖3是本實用新型系統中媒體伺服器的結構圖；圖4是本實用新型系統中播放終端的結構具體實施方式
為了使本實用新型的目的、技術方案及優點更加清楚明白，
以下結合附圖及實施例，對本實用新型進行進一步的詳細說明。應當理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本實用新型，並不用於限定本實用新型。圖1示出了本實用新型一個實施例中基於數據統計的網絡音頻同步輸出的系統，該系統有6個終端設備成員，這6個終端設備成員在WLAN網絡內互相之間通信連接，其中，終端I是安裝了終端和資源管理軟體的控制點，終端2是插了 U盤的一個音箱，而終端3-6為音箱，終端1-6互相之間通過WLAN網絡建立通訊連接。終端2為媒體伺服器，其上所插的U盤上存儲了很多音頻文件，或者，終端2可以是計算設備，音頻文件可來自於該計算設備本地存儲的文件，或來自雲媒體服務商提供的音頻媒體資源；播放終端3-6用於對終端2所提供的音頻文件進行同步播放，其中，終端4為基準終端；控制點終端I用於控制所述音頻文件在播放終端3-6上的同步播放。所述WLAN是WiFi無線網絡，或是其它適當的無線區域網路。需要指出的是，在該WLAN網絡內，各個終端設備都是平等的，都可以做媒體伺服器(server,媒體流來源),也都可以做客戶端(Client,接收播放設備)。如果一個終端安裝了設備管理軟體，那麼它可以作為一個控制點既管理WLAN網絡內的所有設備，也可以管理網絡的視頻資源。圖2是本實用新型系統中控制點終端200的設備結構圖。本實用新型系統中的控制點終端200 (例如，圖1中的終端I)包括微處理器201，以及與微處理器201連接的搜索指令發送模塊202、同步播放終端組指定模塊203和音頻文件選擇模塊204。微處理器201控制搜索指令發送模塊202發送搜索指令以發現WLAN網絡中的所有終端設備，所述所有的終端設備包括媒體伺服器和多個播放終端(例如，圖1中的終端2-6)，同步播放終端組指定模塊203用於從所述發現的所有的終端設備中指定一個要同步播放的終端組，音頻文件選擇模塊204用於在所述媒體伺服器上選擇音頻文件。圖3是本發明系統中媒體伺服器300的結構圖。本發明系統中的媒體伺服器300(例如圖1中的終端2)包括微處理器301，以及與微處理器連接的存儲模塊302、校準時間指令發送模塊303和音頻媒體流數據發送模塊304。存儲模塊302用於存儲音頻文件，所述音頻文件來自於所述媒體伺服器(400)本地或來自於雲媒體服務商提供的音頻媒體資源；校準時間指令發送模塊303用於發送校準時間指令至指定終端組，所述校準時間指令使能選擇所述指定終端組中的一臺終端為基準終端，將所述基準終端的時鐘定為基準時間，並使所述指定終端組中的其它終端與所述基準終端的時鐘誤差控制在30毫秒以內；音頻媒體流數據發送模塊304用於向所述基準終端發送音頻媒體流數據。圖4是本實用新型系統中播放終端400的結構圖。本發明系統中的播放終端400(例如，圖1中的終端3-6)包括微處理器401，以及與微處理器401連接的校準時間指令接收模塊402、音頻流數據接收模塊403、解碼器模塊404、已解碼數據收發模塊405、接收緩存區數據發送模塊406、同步時間間隔設置模塊407、數據消耗量收發模塊408和同步校正模塊409。校準時間指令接收模塊402用於接收來自媒體伺服器300的校準時間指令，當本實用新型系統中的多個播放終端中的一臺設備被定為基準終端(例如，圖1中的終端4)時，該基準終端中的音頻流數據接收模塊403用於接收來自媒體伺服器的音頻媒體流數據，解碼模塊404用於對接收到的所述音頻媒體流數據進行解碼，已解碼的數據則通過已解碼數據收發模塊405發送至所述多個播放終端中的其它終端設備。而所述多個播放終端中的其它終端(例如，圖1中的終端3、5和6)中的接收緩存區數據發送模塊406用於在播放音頻文件時，將所述已解碼的數據以DMA中斷的方式從接收緩存區向音頻輸出緩存器裡發送，且每次都發送一個同步基準數大小的數據包，所述同步基準數是根據播放的音頻文件的參數計算的出得一個同步數據包的大小，所述播放的音頻文件的參數包括採樣率、量化精度和播放時間長度，所述播放時間長度為文件數據量大小。同步時間間隔設置模塊407用於由用戶預先設置同步時間間隔,用戶可以設置不同的同步時間間隔。通常地，所述同步時間間隔為幾秒。當同步時間較長時，則各個播放終端需要等待較長時間進行一次同步校正，從而可節約網絡資源的傳輸流量；而當同步時間間隔較短時，則各個播放終端很快就能進行一次同步校正，從而可使音頻輸出的同步較為精準。例如，用戶將同步時間間隔設置為2秒，則各個播放終端每隔2秒向基準終端發送一次數據消耗量信息，相應地，各個播放終端每隔兩秒鐘進行一次同步校正。數據消耗量收發模塊408用於每隔所述同步時間間隔發送所述多個播放終端中的每個的數據消耗量至所述基準終端，且用於接收各個播放終端發送至所述基準終端的數據消耗量，所述數據消耗量等於DMA中斷次數乘以所述同步基準數，所述數據消耗量對應音頻播放的時間。同步校正模塊409用於對各個終端發送至所述基準終端上的數據消耗量與所述基準設備的數據消耗量進行比對，根據比對結果，如果某個終端設備數據播放速度快，數據消耗量比較大，則基準終端發送同步指令通知該設備，丟掉幾個同步基準數大小的數據包；如果某個終端設備數據播放速度慢，數據消耗量比較小，則基準終端發送同步指令通知該設備，多發幾個同步基準數大小的數據包。照這樣，各個播放終端的數據消耗量可在一個同步時間間隔內保持一致，從而實現音頻的同步播放。本實用新型的基於數據統計的網絡音頻同步輸出系統是通過以下方法實現音頻的同步播放的:S1、控制點終端在WLAN網絡中發送搜索指令，以發現所述WLAN網絡內的所有終端設備；通過所述控制點終端，在一個媒體伺服器終端設備上選擇音頻文件，並指定一個要同步播放的終端組；S2.媒體伺服器通過WLAN網絡向多個播放終端發出校準時間指令，所述校準時間指令使能選擇指定終端組中的一臺為基準終端，將所述基準終端的時鐘定為基準時間；S3.所述基準終端通過所述WLAN網絡接收來自所述媒體伺服器的音頻媒體流數據，並對其進行解碼，再將解碼後的數據發送至所述指定終端組中的其它終端，所述指定終端組中的其它終端將所述解碼後的數據放在數據接收緩存區內；S4.當所述指定終端組開始播放時，各個播放終端將所述數據接收緩存區內的所述已解碼的數據以DMA中斷的方式，向音頻輸出緩存器裡發送，且每次都發送一個同步基準數大小的數據包；S5.每隔用戶預先在各個播放終端上設置的同步時間間隔，各個播放終端將其各自播放的數據消耗量統一發送到所述基準終端上，並與所述基準設備的數據消耗量進行比對，根據比對的結果對所述指定終端組的音頻輸出進行同步校正，以使得各個播放終端的數據消耗量在一個同步周期內保持一致。本實用新型中的各個實施例均採用遞進的方式描述，每個實施例終點說明的都是與其它實施例的不同之處，各個實施例之間相同相似的部分互相參見即可。以上對本實用新型所提供的一種基於數據統計的網絡音頻同步輸出的系統，進行了詳細的介紹，本文應用了具體個例對本實用新型的原理及實施方式進行了闡述，以上實施例的說明指示用於幫助本實用新型的方法及其核心思想；同時，對於本領域的一般技術人員，依據本實用新型的思想，在具體實施方式
及應用範圍上均會有改變之處，綜上所述，本說明書內容不應理解為對本實用新型的限制。
權利要求1.一種基於數據統計的網絡音頻同步輸出的系統，其特徵在於，所述系統包括=WLAN網絡中互連的控制點終端(200 )、媒體伺服器(300 )和含有一個基準終端的多個播放終端(400)，其中， 所述控制點終端(200)包括微處理器(201)，以及與所述微處理器(201)連接的用於發送搜索指令的搜索指令發送模塊(202);其中， 所述微處理器(201)用於控制搜索指令的發送，所述搜索指令用於搜索所述WLAN網絡中的所有終端設備，所述所有的終端設備包括所述媒體伺服器(300)和所述多個播放終端(400)； 所述媒體伺服器(300)包括微處理器(301)，以及分別與所述微處理器(301)連接的存儲模塊(302 )、校準時間指令和音頻媒體流數據發送模塊(303 );其中，所述存儲模塊(302 )用於存儲音頻文件；所述校準時間指令和音頻媒體流數據發送模塊(303)用於通過所述WLAN網絡向指定的播放終端發送校準時間指令，還用於通過所述WLAN網絡向所述基準終端音頻媒體流數據； 所述播放終端(400)包括微處理器(401)，以及分別與所述微處理器(401)連接的接收來自所述媒體伺服器(300)的校準時間指令的校準時間指令接收模塊(402)、接收來自所述媒體伺服器(300)的音頻媒體流數據的音頻流數據接收模塊(403)、解碼所述音頻媒體流數據的解碼模塊(404)、將所述多個播放終端(400)中的基準終端上的已解碼的數據發送至所述多個播放終端中的其它終端，且用於由所述多個播放終端中的其它終端接收所述已解碼的數據的已解碼數據收發模塊(405)，以及將所述已解碼的數據以DMA中斷方式從接收緩存區向音頻輸出緩存器裡發送的接收緩存區數據發送模塊(406)，其中，所述已解碼的數據為一個同步基準數大小的數據包。
2.根據權利要求1所述的系統，其特徵在於，所述WLAN網絡為W1-Fi無線區域網路。
專利摘要一種基於數據統計的網絡音頻同步輸出的系統。所述系統包括WLAN網絡中互連的媒體伺服器、控制點終端和多個播放終端。多個播放終端在播放音頻文件時將其各自的數據消耗量發送至所述多個播放終端中的基準終端；基準終端將各個播放終端的數據消耗量與基準終端的數據消耗量進行比對；根據比對的結果，進行丟包或補包操作，使各個播放終端達成同步播放。本實用新型通過數據消耗量的精確計算和比對來實現多個播放終端的音頻同步輸出，解決了採用動態補償方式進行音頻同步輸出所存在的嚴重影響音頻輸出質量的問題。
文檔編號H04L29/06GK203166985SQ20122028755
公開日2013年8月28日 申請日期2012年6月18日 優先權日2012年6月18日
發明者李洋, 孫鵬飛, 吳瓊 申請人:李洋, 孫鵬飛, 吳瓊