СИСТЕМА ВОСПРОИЗВЕДЕНИЯ АУДИО-ВИДЕОДАННЫХ Российский патент 2021 года по МПК G10L19/25 

Область техники:

[0001] Изобретение относится к области вычислительной техники для кодирования и декодирования аудиосигналов, более конкретно, к системе воспроизведения аудио и видеоданных.

Уровень техники:

[0002] В настоящее время существует множество систем для кодирования и декодирования аудиоданных. Одним из примеров таких систем является система представления и пространственного воспроизведения аудиоданных с использованием канальных аудиосистем, описанная в WO 2013/192111 A1. Раскрытое решение предусматривает способ и систему рендеринга и воспроизведения пространственного аудиоконтента с использованием формата на основе каналов. Пространственный аудиоконтент, который воспроизводится через устаревшее оборудование на основе канала, преобразуется в соответствующий формат на основе канала, что приводит к потере определенной позиционной информации в аудиообъектах и ​​позиционных метаданных, содержащих пространственный аудиоконтент. Чтобы сохранить эту информацию для использования в оборудовании пространственного звука даже после того, как аудиоконтент визуализирован как звук на основе канала, в известном решении определенные метаданные, сгенерированные процессором пространственного звука, включаются в данные на основе канала. Канальный аудиосигнал затем может быть отправлен в основанный на канале аудиодекодер или пространственный аудиодекодер. Декодер пространственного звука обрабатывает метаданные, чтобы восстановить по крайней мере некоторую позиционную информацию, которая была потеряна во время операции понижающего микширования, путем повышающего микширования аудиоконтента на основе канала обратно в пространственный аудиоконтент для оптимального воспроизведения в пространственной звуковой среде.

[0003] Однако известному решению присущи недостатки. В числе недостатков известного решения имеется низкая точность синхронизации воспроизведения аудиоданных, поскольку в известном решении не используется база данных time-кодов на внутреннем вычислительном устройстве. Более того, известная система имеет высокий уровень времени задержки при воспроизведении аудиоданных, поскольку в нем не предусмотрен центральный контроллер, который может генерировать коды синхронизации в соответствии с time-кодами.

Раскрытие изобретения:

[0004] Задачей изобретения является устранение указанных выше недостатков.

[0005] Техническим результатом при этом является разработка программно-аппаратного комплекса, позволяющего воспроизводить звуки тождественные обстановке воспроизводимого видео сюжета и управление их движением по звуковой матрице кинозала, с синхронизацией трех информационных потоков: тождественных звуков, звуковой дорожки кинофильма и данных видеоконтента или их комбинации с повышением точности синхронизации воспроизведения аудио- и видеоданных на основании базы данных time-кодов с одновременным уменьшением времени задержки при воспроизведении упомянутых аудио- и видеоданных.

[0006] Для достижения данного технического результата предложена система воспроизведения аудио- и видеоданных, содержащая: Система воспроизведения аудио- и видеоданных, содержащая:

вычислительное устройство пользователя, содержащее память, соединенную с процессором вычислительного устройства и хранящую аудио- и видеоданные, базу данных time-кодов, а также инструкции, побуждающие процессор вычислительного устройства передавать аудиоданные центральному контроллеру и видеоданные устройству воспроизведения видеоданных, при этом аудиоданные включают множество звуковых дорожек, где аудио- и видеоданные воспроизводятся в соответствии с кодами синхронизации;

звуковой процессор, выполненный с возможностью обработки аудиоданных для их дальнейшего воспроизведения и содержащий:

- центральный контроллер, соединенный с памятью центрального контроллера, хранящую инструкции, побуждающие центральный контроллер генерировать коды синхронизации в соответствии с time-кодами, принятыми от базы данных time-кодов вычислительного устройства пользователя, и передавать коды синхронизации, по меньшей мере, одному звуковому контроллеру и по меньшей мере одному контроллеру переключения;

- по меньшей мере, один звуковой контроллер, выполненный с возможностью преобразования аудиоданных из цифрового в аналоговый сигнал в соответствии с кодами синхронизации, принятых от центрального контроллера;

по меньшей мере, один функциональный блок переключателей аудиосигналов, выполненный с возможностью приема от упомянутого звукового контроллера преобразованных аудиоданных, выбора звуковых дорожек из принятых аудиоданных и передачи выбранного множества звуковых дорожек множеству динамиков в соответствии с кодами синхронизации;

множество динамиков, выполненных с возможностью воспроизведения множества звуковых дорожек, сформированного функциональным блоком переключателей в соответствии с кодами синхронизации;

устройство воспроизведения видеоданных, выполненное с возможностью приема от вычислительного устройства пользователя видеоданных, приема от центрального контроллера кодов синхронизации и воспроизведения видеоданных в соответствии с кодами синхронизации; при этом

- центральный контроллер выполнен с дополнительной возможностью обеспечения информационного обмена с контроллером переключателей для определения количества подключенных динамиков, по меньшей мере, к одному переключателю аудиосигналов, где после упомянутого определения центральный контроллер конфигурирует базы данных с кодами синхронизации в соответствии с определенным количеством подключенных динамиков для их дальнейшей передачи по меньшей мере, одному звуковому контроллеру и по меньшей мере одному контроллеру переключений;

- по меньшей мере, один функциональный блок переключателя аудиосигналов содержит множество единичных переключателей, каждый из которых соединен с одним динамиков и выполнен с возможностью передачи одному динамику одной звуковой дорожки в соответствии с кодами синхронизации.

[0007] Дополнительно, по меньшей мере, один переключатель содержит множество усилителей, соединенных с множеством динамиков, каждый из которых выполнен с возможностью усиления звуковой дорожки, передаваемой одному динамику.

[0008] Дополнительно по меньшей мере, один переключатель содержит, по меньшей мере, один контроллер и память, соединенную с упомянутым контроллером, хранящую инструкции, побуждающие упомянутый контроллер управлять переключениями множества единичных переключателей в соответствии с кодами синхронизации.

[0009] Дополнительно коды синхронизации обеспечивают синхронизацию по меньшей мере трех информационных потоков: тождественных звуков, звуковую дорожку кинофильма и данных видеоконтента или их комбинации.

[0010] Дополнительно по меньшей мере, один звуковой процессор и, по меньшей мере, один переключатель выполнены с возможностью получения питания от преобразователя переменного тока (AC/DC конвертер), выполненного с возможностью понижения напряжения до значений 5, 15, 27 Вольт.

[0011] Дополнительно по меньшей мере, один звуковой контроллер соединен с памятью, хранящей инструкции, побуждающие упомянутый контроллер преобразовывать аудиоданные из цифрового вида в аналоговый в соответствии с кодами синхронизации.

[0012] Очевидно, что как предыдущее общее описание, так и последующее подробное описание даны лишь для примера и пояснения и не являются ограничениями данного изобретения.

Краткое описание чертежей:

[0013] Фиг. 1 – схематичное изображение системы воспроизведения аудио- и видеоданных, в соответствии с воплощением настоящего решения.

Осуществление изобретения:

[0014] В контексте настоящего решения используются нижеследующие термины. Time-код – цифровые данные о времени, записываемые совместно с изображением и звуком для их последующей синхронизации на отдельных носителях или источниках воспроизведения. ОЗУ – оперативное запоминающее устройство. ПЗУ – постоянное запоминающее устройство.

[0015] При использовании в данном решении термины «компонент», «модуль», «система», «подсистема» и т. п. предназначены для того, чтобы ссылаться на связанный с компьютером объект, либо аппаратные средства, программно-аппаратные средства, сочетание аппаратных средств и программного обеспечения, программное обеспечение либо программное обеспечение в ходе исполнения. Например, подсистема может быть, но не только, процессом, запущенным на процессоре, процессором, объектом, исполняемым файлом, потоком исполнения, программой и/или компьютером. В качестве иллюстрации и приложение, запущенное на вычислительном устройстве, и вычислительное устройство могут быть компонентом. Один или более компонентов может постоянно находиться внутри процесса и/или потока исполнения, и компонент может быть локализован на компьютере и/или распределен между двумя и более компьютерами. Кроме того, эти компоненты могут выполняться с различных машиночитаемых носителей, сохраняющих различные структуры данных. Компоненты могут обмениваться данными посредством локальных и/или удаленных процессов, например, в соответствии с сигналом, имеющим один или более пакетов данных (к примеру, данных из одного компонента, взаимодействующего с другим компонентом в локальной системе, распределённой системе и/или по сети, например, по Интернету, с другими системами посредством сигнала).

[0016] Различные аспекты или признаки, описанные в данном документе, могут быть реализованы как способ, устройство или изделие с помощью стандартных методик программирования и/или разработки. Термин «изделие» при использовании в данном документе имеет намерением содержать в себе вычислительную программу, доступную из любого машиночитаемого устройства, носителя или среды. Например, машиночитаемые носители могут включать в себя, но не только, магнитные устройства хранения (к примеру, жёсткий диск, гибкий диск, магнитную ленту и т.д.), оптические диски (к примеру, компакт-диск (CD), универсальный цифровой диск (DVD), смарт-карты и устройства флэш-памяти (к примеру, EPROM, карточка, карта, флэш-диск и т.д.). Дополнительно различные носители хранения, описанные в данном документе, могут представлять одно или более устройств и/или других машиночитаемых носителей для хранения информации. Термин «машиночитаемый носитель» может включать в себя, без ограничений, беспроводные каналы и различные другие носители, допускающие хранение, размещение и/или перенос команд(ы) и/или данных. Устройство валидации состоит из нескольких модулей, которые обмениваются между собой данными. Способ обмена данными может быть разным, в зависимости от способа конкретной реализации устройства. Данные могут передаваться между устройствами с помощью шин данных, с помощью стандартных сетевых средств обмена данными (например, CAN, Ethernet, Token Ring), с помощью обмена данными через общую оперативную память, с помощью обмена данными через файл в файловой системе, с помощью специальных интегральных схем обмена данными по шинам данных, с помощью использования систем управления баз данных и т. д. Конкретный способ обмена данными между компонентами устройства не влияет на суть данного изобретения.

[0017] Следует принимать во внимание, что все хранилища данных, ОЗУ и ПЗУ (к примеру, ОЗУ 205 или ПЗУ 101), описанные в данном документе, могут быть энергозависимыми запоминающими устройствами или энергонезависимыми запоминающими устройствами, либо могут включать в себя и энергозависимое, и энергонезависимое запоминающее устройство. Разделение хранилищ данных на ОЗУ и ПЗУ сделано в данном документе по принципу современного стандарта разделения функций запоминающих устройств в промышленных системах. Однако это не означает, что ПЗУ не может быть реализовано с помощью энергозависимых технологий, а ОЗУ с помощью энергонезависимых технологий. Способы реализации ОЗУ и ПЗУ не влияют на сущность данного изобретения. В качестве иллюстрации, но не ограничения, энергонезависимое запоминающее устройство может включать в себя постоянное запоминающее устройство (ROM), программируемое ROM (PROM), электрически программируемое ROM (EPROM), электрически стираемое PROM (EEPROM), флэш-память (SSD), жесткий диск (HDD), компакт-диск (CD), DVD-диск. Энергозависимое запоминающее устройство может включать в себя синхронное RAM (SRAM), динамическое RAM (DRAM), синхронное DRAM (SDRAM), SDRAM с двойной скоростью передачи данных (DDR SDRAM), улучшенное SDRAM (ESDRAM), Synchlink DRAM (SLDRAM) и direct Rambus RAM (DRRAM).

[0018] Следует понимать, что варианты осуществления, описанные в данном документе, могут быть реализованы посредством аппаратных средств, программного обеспечения, микропрограммного обеспечения, промежуточного программного обеспечения, микрокода или любой комбинации вышеозначенного. При реализации в аппаратных средствах блоки обработки могут быть реализованы в одной или нескольких специализированных интегральных схемах (ASIC), процессорах цифровых сигналов (DSP), устройствах цифровой обработки сигналов (DSPD), программируемых логических устройствах (PLD), программируемых пользователем матричных БИС (FPGA), процессорах, контроллерах, микроконтроллерах, микропроцессорах, других электронных устройствах, предназначенных для того, чтобы выполнять описанные в данном документе функции, или в их комбинациях.

[0019] Схематическое изображение заявленной системы 100 воспроизведения аудио- и видеоданных, в соответствии с воплощением настоящего решения показано на фиг. 1. Система 100 содержит вычислительное устройство 101 пользователя, звуковой процессор 102, по меньшей мере, один переключатель 103 аудиосигналов, множество динамиков 104a, 104b … 104n, и устройство 105 воспроизведения видеоданных.

[0020] Вычислительное устройство 101 пользователя содержит память (не показано на фиг.), соединенную с процессором (не показан на фиг.) вычислительного устройства и хранящую аудио- и видеоданные, базу данных time-кодов, а также инструкции, побуждающие процессор вычислительного устройства передавать аудиоданные центральному контроллеру и видеоданные устройству воспроизведения видеоданных. Аудиоданные включают множество звуковых дорожек. Аудио- и видеоданные передаются совместно с кодами синхронизации.

[0021] Звуковой процессор 102 выполнен с возможностью обработки аудиоданных для их дальнейшего воспроизведения. Звуковой процессор 102 содержит центральный контроллер 107, соединенный с памятью 108 центрального контроллера, хранящую инструкции, побуждающие центральный контроллер 107 кодировать аудиоданные, принятые от вычислительного устройства 101 пользователя, генерировать коды синхронизации в соответствии с time-кодами, принятыми от базы данных time-кодов вычислительного устройства 101 пользователя, и передать кодированные аудиоданные и коды синхронизации, по меньшей мере, одному звуковому контроллеру (109a, 109b … 109n). В контексте настоящего решения звуковых контроллеров может быть множество n, где n целое число ˃ 1. Далее в качестве примера будет приведен звуковой контроллер 109a. Звуковой контроллер 109a выполнен с возможностью декодирования аудиоданных в соответствии с кодами синхронизации, принятых от центрального контроллера 107. Коды синхронизации в качестве альтернативы могут обеспечивать синхронизацию по меньшей мере трех информационных потоков: тождественных звуков, звуковую дорожку кинофильма и данных видеоконтента или их комбинации.

[0022] В качестве альтернативы, по меньшей мере, один звуковой контроллер (например, 109a) может быть соединен с памятью, хранящей инструкции, побуждающие упомянутый контроллер декодировать аудиоданные в соответствии с кодами синхронизации

[0023] Центральный контроллер 107 также может быть выполнен с дополнительной возможностью обеспечения информационного обмена с множеством динамиков (104a, 104b … 104n) для определения количества подключенных динамиков, по меньшей мере, к одному переключателю 103 аудиосигналов. После упомянутого определения центральный контроллер 107 производит последовательный опрос множества динамиков (104a, 104b … 104n) и конфигурирует аудиоданные с кодами синхронизации в соответствии с определенным количеством подключенных динамиков для их дальнейшей передачи по меньшей мере, одному звуковому контроллеру (например, 109a).

[0024] По меньшей мере, один переключатель 103 аудиосигналов выполнен с возможностью приема от упомянутого звукового контроллера 109a декодированных аудиоданных, извлечения множества звуковых дорожек из принятых декодированных аудиоданных и передачи множества звуковых дорожек множеству динамиков (104a, 104b … 104n) в соответствии с кодами синхронизации. Переключатель 103 аудиосигналов содержит множество единичных переключателей (110a, 110b … 110n), каждый из которых соединен с одним динамиком (104a, 104b … 104n) и выполнен с возможностью передачи одному динамику (104a, 104b … 104n) одной звуковой дорожки в соответствии с кодами синхронизации.

[0025] В качестве альтернативы, по меньшей мере, один переключатель 103 может дополнительно содержать множество усилителей (111a, 111b … 111n), соединенных с множеством динамиков (104a, 104b … 104n), каждый из которых выполнен с возможностью усиления звуковой дорожки, передаваемой одному динамику.

[0026] Также в качестве дополнительной альтернативы, по меньшей мере, один переключатель 103 может дополнительно содержать, по меньшей мере, один контроллер 112 и память 113, соединенную с упомянутым контроллером 112, хранящую инструкции, побуждающие упомянутый контроллер 112 управлять переключениями множества единичных переключателей (110a, 110b … 110n) в соответствии с кодами синхронизации. В контексте настоящего решения в качестве памяти может использоваться ОЗУ память, ПЗУ память, Flash-память и т.д.

[0027] Множество динамиков (104a, 104b … 104n) выполнены с возможностью воспроизведения множества звуковых дорожек в соответствии с кодами синхронизации.

[0028] Устройство 105 воспроизведения видеоданных выполнено с возможностью приема от вычислительного устройства 101 пользователя видеоданных, приема от центрального контроллера 107 кодов синхронизации и воспроизведения видеоданных в соответствии с кодами синхронизации. В качестве устройства 105 воспроизведения видеоданных может использоваться ЖК дисплей, OLED дисплей, проектор и т.д.

[0029] Альтернативно, звуковой процессор 102 и, по меньшей мере, один переключатель 103 выполнены с возможностью получения питания от преобразователя 106 переменного тока (AC/DC конвертер), выполненного с возможностью понижения напряжения до 27 Вольт. Однако упомянутые звуковой процессор 102 и, по меньшей мере, один переключатель 103 также могут быть выполнены с возможностью питания от электросети общего пользования, от источника бесперебойного питания и т.д.

[0030] Далее будет приведен пример осуществления настоящего решения.

[0031] Пользователь вычислительного устройства 101 инициирует воспроизведение аудио- видео- контента. После инициирования воспроизведения, вычислительное устройство 101 пользователя передает сигнал в центральный контроллер, тем самым побуждая его начать процесс обработки аудио- видео- контента. После начала процесса обработки, центральный контроллер 107 выполняет последовательный опрос множества динамиков (104a, 104b … 104n) для определения количества подключенных динамиков. На основании определенного количества, центральный контроллер 107 обращается к БД вычислительного устройства 101 пользователя, в которой хранятся time-коды для их дальнейшего приема. На основании принятых time-кодов, а также на основании определенного количества подключенных динамиков, центральный контроллер 107 генерирует коды синхронизации для их дальнейшей передачи устройству 105 воспроизведения видеоданных и звуковым контроллерам (109a, 109b … 109n). Звуковые контроллеры (109a, 109b … 109n) принимают от центрального контроллера 107 кодированные аудиоданные совместно с кодами синхронизации, декодируют кодированные аудиоданные, и передают декодированные аудиоданные совместно с кодами синхронизации по меньшей мере, одному переключателю 103 аудиосигналов. Переключатель 103 аудиосигналов в дальнейшем распределяет между динамиками (104a, 104b … 104n) принятые данные аудио- контента в соответствии с кодами синхронизации, принятыми совместно с аудиоданными. Таким образом обеспечивается создание программно-аппаратного комплекса, позволяющего воспроизводить звуки тождественные обстановке воспроизводимого видео сюжета и управление их движением по звуковой матрице кинозала, с синхронизацией трех информационных потоков: тождественных звуков, звуковой дорожки кинофильма и данных видеоконтента или их комбинации с высокой точностью синхронизации воспроизведения аудио- и видеоданных на основании базы данных time-кодов с одновременным уменьшением времени задержки при воспроизведении упомянутых аудио- и видеоданных.

[0032] Хотя данное изобретение было показано и описано со ссылкой на определенные варианты его осуществления, специалистам в данной области техники будет понятно, что различные изменения и модификации могут быть сделаны в нем, не покидая фактический объем изобретения.

[0033] То, что описано выше, включает в себя примеры одного или более вариантов осуществления. Конечно, невозможно описать каждое вероятное сочетание компонентов или технологий в целях описания вышеозначенных вариантов осуществления, но специалисты в данной области техники могут признать, что многие дополнительные сочетания и перестановки различных вариантов осуществления допустимы. Следовательно, описанные варианты осуществления имеют намерение охватывать все подобные преобразования, модификации и разновидности, которые попадают под сущность и объем прилагаемой формулы изобретения.

Настоящее изобретение относится к области вычислительной техники для обработки аудио- и видеоданных. Технический результат заключается в уменьшении времени задержки при воспроизведении аудио- и видеоданных. Технический результат достигается за счёт вычислительного устройства пользователя, содержащего процессор вычислительного устройства, память, хранящую аудио- и видеоданные, базу данных time-кодов, а также инструкции; звуковой процессор, содержащий центральный контроллер, память центрального контроллера, хранящую инструкции, звуковой контроллер, функциональный блок переключателей аудиосигналов; множество динамиков; устройство воспроизведения видеоданных. 5 з.п. ф-лы, 1 ил.

1. Система воспроизведения аудио- и видеоданных, содержащая:

вычислительное устройство пользователя, содержащее память, соединенную с процессором вычислительного устройства и хранящую аудио- и видеоданные, базу данных time-кодов, а также инструкции, побуждающие процессор вычислительного устройства передавать аудиоданные центральному контроллеру и видеоданные устройству воспроизведения видеоданных, при этом аудиоданные включают множество звуковых дорожек, где аудио- и видеоданные воспроизводятся в соответствии с кодами синхронизации;

звуковой процессор, выполненный с возможностью обработки аудиоданных для их дальнейшего воспроизведения и содержащий:

- центральный контроллер, соединенный с памятью центрального контроллера, хранящей инструкции, побуждающие центральный контроллер генерировать коды синхронизации в соответствии с time-кодами, принятыми от базы данных time-кодов вычислительного устройства пользователя, и передавать коды синхронизации по меньшей мере одному звуковому контроллеру и по меньшей мере одному контроллеру переключения;

- по меньшей мере один звуковой контроллер, выполненный с возможностью преобразования аудиоданных из цифрового в аналоговый сигнал в соответствии с кодами синхронизации, принятых от центрального контроллера;

по меньшей мере один функциональный блок переключателей аудиосигналов, выполненный с возможностью приема от упомянутого звукового контроллера преобразованных аудиоданных, выбора звуковых дорожек из принятых аудиоданных и передачи выбранного множества звуковых дорожек множеству динамиков в соответствии с кодами синхронизации;

множество динамиков, выполненных с возможностью воспроизведения множества звуковых дорожек, сформированного функциональным блоком переключателей в соответствии с кодами синхронизации;

устройство воспроизведения видеоданных, выполненное с возможностью приема от вычислительного устройства пользователя видеоданных, приема от центрального контроллера кодов синхронизации и воспроизведения видеоданных в соответствии с кодами синхронизации; при этом

- центральный контроллер выполнен с дополнительной возможностью обеспечения информационного обмена с контроллером переключателей для определения количества подключенных динамиков по меньшей мере к одному переключателю аудиосигналов, где после упомянутого определения центральный контроллер конфигурирует базы данных с кодами синхронизации в соответствии с определенным количеством подключенных динамиков для их дальнейшей передачи по меньшей мере одному звуковому контроллеру и по меньшей мере одному контроллеру переключений;

- по меньшей мере один функциональный блок переключателя аудиосигналов содержит множество единичных переключателей, каждый из которых соединен с одним динамиком и выполнен с возможностью передачи одному динамику одной звуковой дорожки в соответствии с кодами синхронизации.

2. Система по п. 1, отличающаяся тем, что по меньшей мере один переключатель дополнительно содержит множество усилителей, соединенных с множеством динамиков, каждый из которых выполнен с возможностью усиления звуковой дорожки, передаваемой одному динамику.

3. Система по п. 1, отличающаяся тем, что по меньшей мере один переключатель дополнительно содержит по меньшей мере один контроллер и память, соединенную с упомянутым контроллером, хранящую инструкции, побуждающие упомянутый контроллер управлять переключениями множества единичных переключателей в соответствии с кодами синхронизации.

4. Система по п. 1, отличающаяся тем, что коды синхронизации обеспечивают синхронизацию по меньшей мере трех информационных потоков: тождественных звуков, звуковую дорожку кинофильма и данных видеоконтента или их комбинации.

5. Система по п. 1, отличающаяся тем, что звуковой процессор и по меньшей мере один переключатель выполнены с возможностью получения питания от преобразователя переменного тока (AC/DC конвертер), выполненного с возможностью понижения напряжения до значений 5, 15, 27 В.

6. Система по п. 1, отличающаяся тем, что по меньшей мере один звуковой контроллер соединен с памятью, хранящей инструкции, побуждающие упомянутый контроллер преобразовывать аудиоданные из цифрового вида в аналоговый в соответствии с кодами синхронизации.