专利名称：一种基于数据统计的网络音频同步输出的系统的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种基于数据统计的网络音频同步输出的系统。
背景技术：
大部分情况下，播放终端的音频输出系统的时钟与音频流媒体所在服务器(server)的主时钟之间是有误差的，且与音频流媒体所在服务器通信连接的多个播放终端的主时钟之间也是有误差的，这种播放误差若超过30ms，人的听觉就可以感知到。为了降低这种音频输出的时间误差以达到多个播放终端同步播放的目的，可以采取动态补偿的方式，但是，这种方式会非常严重地影响音频输出的质量。此外，音频同步的另一常用方式是利用分配器来实现多个播放终端的音频同步播放。音频分配器是一种把音频信号源平均分配成多路音频信号的设备，一路音频信号对用一台播放终端。因为并联音频信号衰减较大，送给多个输出终端后由于阻抗不匹配等原因，音频质量会严重失真，线路也不稳定。音频分配器除了阻抗匹配，还有音频增益，使音频信号可以同时送给多个输出设备而不受影响。通过使用分配器，由于增加了辅助硬件，使得系统的成本增加。再者，采用分配器易收到距离的限制，其有效传输距离大约在五十米左右，当距离增大时，传输信号质量不高，终端上播放的音频会出现噪声。
实用新型内容本实用新型的目的在于提供一种基于数据统计的网络音频同步输出的系统，旨在解决现有技术采用分配器或动态补偿方式进行音频同步输出所存在的成本增加或严重影响音频输出质量的问题。为了实现发明目的，所述系统包括:WLAN网络中互连的控制点终端、媒体服务器和多个播放终端；其中所述控制点终端包括微处理器，以及与所述微处理器分别连接的搜索指令发送模块、同步播放终端组指定模块和音频文件选择模块；其中，所述微处理器控制所述搜索指令发送模块发送搜索指令以发现所述WLAN网络中的所有终端设备，所述所有的终端设备包括所述媒体服务器和所述多个播放终端；所述同步播放终端组指定模块用于从所述发现的所有的终端设备中指定一个要同步播放的终端组；以及所述音频文件选择模块用于在所述媒体服务器上选择音频文件；所述媒体服务器包括微处理器，以及与所述微处理器连接的存储模块、校准时间指令发送模块和音频媒体流数据发送模块；其中，所述存储模块用于存储音频文件；所述校准时间指令发送模块用于通过所述WLAN网络发送校准时间指令至指定的终端组，所述校准时间指令使能选择所述指定的终端组中的一台终端为基准终端，将所述基准终端的时钟定为基准时间，并使所述指定的终端组中的其它终端与所述基准终端的时钟误差控制在30毫秒以内；以及所述音频媒体流数据发送模块用于发送来自所述存储模块的音频媒体流数据到所述基准终端；所述多个播放终端包括微处理器，以及与所述微处理器连接的校准时间指令接收模块、音频流数据接收模块、解码模块、已解码数据收发模块、接收缓存区数据发送模块、同步时间间隔设定模块、数据消耗量收发模块和同步校正模块；其中，所述校准时间指令接收模块用于接收来所述媒体服务器的校准时间指令；所述音频媒体流数据接收模块用于接收来自所述媒体服务器的音频媒体流数据；所述解码模块用于解码所述音频媒体流数据；所述已解码数据收发模块用于将所述多个播放终端中的基准终端上的已解码的数据发送至所述多个播放终端中的其它终端，且用于由所述多个播放终端中的其它终端接收所述已解码的数据；所述接收缓存区数据发送模块用于在各个播放终端播放音频文件时，将所述已解码的数据以DMA中断的方式从接收缓存区向音频输出缓存器里发送，且每次都发送一个同步基准数大小的数据包；所述同步时间间隔设定模块用于设置同步时间间隔；所述数据消耗量收发模块用于每隔所述同步时间间隔发送各个播放终端的数据消耗量至所述基准终端，且用于接收各个播放终端发送至所述基准终端的数据消耗量；以及同步校正模块用于对各个终端发送至所述基准终端上的数据消耗量与所述基准设备的数据消耗量进行比对，根据所述比对结果进行同步校正，以使得各个终端的数据消耗量在一个所述同步时间间隔内保持一致。所述音频文件来自于所述媒体服务器本地或来自于云媒体服务商提供的音频媒体资源。所述WLAN网络为W1-Fi无线局域网络。所述同步基准数是根据播放的音频文件的参数计算的出得一个同步数据包的大小，所述播放的音频文件的参数包括采样率、量化精度和播放时间长度，所述播放时间长度为文件数据量大小。所述数据消耗量等于DMA中断次数乘以所述同步基准数，所述数据消耗量对应音频播放的时间。所述同步校正包括:如果某个终端设备数据播放速度快，数据消耗量比较大，则基准终端发送同步指令通知该设备，丢掉几个同步基准数大小的数据包；以及如果某个终端设备数据播放速度慢，数据消耗量比较小，则基准终端发送同步指令通知该设备，多发几个同步基准数大小的数据包。本实用新型通过数据消耗量(音频数据的播放)的精确计算，来作为整个系统的基准时间，极大地降低了各个音频播放系统之间的时间误差，保证音频数据完整消耗(播放完)，实现了保持原有质量的音乐的同步播放。此外，由于只需要进行网络信息的传输交互，无需像现有技术那样采用分配器，节约了成本。进一步，通过用户对同步时间间隔的设置，可以灵活地调整同步的精度，从而提高了用户的体验度。
图1是本实用新型一个实施例中基于数据统计的网络音频同步输出的系统图；图2是本实用新型系统中控制点终端的结构图；图3是本实用新型系统中媒体服务器的结构图；图4是本实用新型系统中播放终端的结构具体实施方式
为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，
以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步的详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。图1示出了本实用新型一个实施例中基于数据统计的网络音频同步输出的系统，该系统有6个终端设备成员，这6个终端设备成员在WLAN网络内互相之间通信连接，其中，终端I是安装了终端和资源管理软件的控制点，终端2是插了 U盘的一个音箱，而终端3-6为音箱，终端1-6互相之间通过WLAN网络建立通讯连接。终端2为媒体服务器，其上所插的U盘上存储了很多音频文件，或者，终端2可以是计算设备，音频文件可来自于该计算设备本地存储的文件，或来自云媒体服务商提供的音频媒体资源；播放终端3-6用于对终端2所提供的音频文件进行同步播放，其中，终端4为基准终端；控制点终端I用于控制所述音频文件在播放终端3-6上的同步播放。所述WLAN是WiFi无线网络，或是其它适当的无线局域网络。需要指出的是，在该WLAN网络内，各个终端设备都是平等的，都可以做媒体服务器(server,媒体流来源),也都可以做客户端(Client,接收播放设备)。如果一个终端安装了设备管理软件，那么它可以作为一个控制点既管理WLAN网络内的所有设备，也可以管理网络的视频资源。图2是本实用新型系统中控制点终端200的设备结构图。本实用新型系统中的控制点终端200 (例如，图1中的终端I)包括微处理器201，以及与微处理器201连接的搜索指令发送模块202、同步播放终端组指定模块203和音频文件选择模块204。微处理器201控制搜索指令发送模块202发送搜索指令以发现WLAN网络中的所有终端设备，所述所有的终端设备包括媒体服务器和多个播放终端(例如，图1中的终端2-6)，同步播放终端组指定模块203用于从所述发现的所有的终端设备中指定一个要同步播放的终端组，音频文件选择模块204用于在所述媒体服务器上选择音频文件。图3是本发明系统中媒体服务器300的结构图。本发明系统中的媒体服务器300(例如图1中的终端2)包括微处理器301，以及与微处理器连接的存储模块302、校准时间指令发送模块303和音频媒体流数据发送模块304。存储模块302用于存储音频文件，所述音频文件来自于所述媒体服务器(400)本地或来自于云媒体服务商提供的音频媒体资源；校准时间指令发送模块303用于发送校准时间指令至指定终端组，所述校准时间指令使能选择所述指定终端组中的一台终端为基准终端，将所述基准终端的时钟定为基准时间，并使所述指定终端组中的其它终端与所述基准终端的时钟误差控制在30毫秒以内；音频媒体流数据发送模块304用于向所述基准终端发送音频媒体流数据。图4是本实用新型系统中播放终端400的结构图。本发明系统中的播放终端400(例如，图1中的终端3-6)包括微处理器401，以及与微处理器401连接的校准时间指令接收模块402、音频流数据接收模块403、解码器模块404、已解码数据收发模块405、接收缓存区数据发送模块406、同步时间间隔设置模块407、数据消耗量收发模块408和同步校正模块409。校准时间指令接收模块402用于接收来自媒体服务器300的校准时间指令，当本实用新型系统中的多个播放终端中的一台设备被定为基准终端(例如，图1中的终端4)时，该基准终端中的音频流数据接收模块403用于接收来自媒体服务器的音频媒体流数据，解码模块404用于对接收到的所述音频媒体流数据进行解码，已解码的数据则通过已解码数据收发模块405发送至所述多个播放终端中的其它终端设备。而所述多个播放终端中的其它终端(例如，图1中的终端3、5和6)中的接收缓存区数据发送模块406用于在播放音频文件时，将所述已解码的数据以DMA中断的方式从接收缓存区向音频输出缓存器里发送，且每次都发送一个同步基准数大小的数据包，所述同步基准数是根据播放的音频文件的参数计算的出得一个同步数据包的大小，所述播放的音频文件的参数包括采样率、量化精度和播放时间长度，所述播放时间长度为文件数据量大小。同步时间间隔设置模块407用于由用户预先设置同步时间间隔,用户可以设置不同的同步时间间隔。通常地，所述同步时间间隔为几秒。当同步时间较长时，则各个播放终端需要等待较长时间进行一次同步校正，从而可节约网络资源的传输流量；而当同步时间间隔较短时，则各个播放终端很快就能进行一次同步校正，从而可使音频输出的同步较为精准。例如，用户将同步时间间隔设置为2秒，则各个播放终端每隔2秒向基准终端发送一次数据消耗量信息，相应地，各个播放终端每隔两秒钟进行一次同步校正。数据消耗量收发模块408用于每隔所述同步时间间隔发送所述多个播放终端中的每个的数据消耗量至所述基准终端，且用于接收各个播放终端发送至所述基准终端的数据消耗量，所述数据消耗量等于DMA中断次数乘以所述同步基准数，所述数据消耗量对应音频播放的时间。同步校正模块409用于对各个终端发送至所述基准终端上的数据消耗量与所述基准设备的数据消耗量进行比对，根据比对结果，如果某个终端设备数据播放速度快，数据消耗量比较大，则基准终端发送同步指令通知该设备，丢掉几个同步基准数大小的数据包；如果某个终端设备数据播放速度慢，数据消耗量比较小，则基准终端发送同步指令通知该设备，多发几个同步基准数大小的数据包。照这样，各个播放终端的数据消耗量可在一个同步时间间隔内保持一致，从而实现音频的同步播放。本实用新型的基于数据统计的网络音频同步输出系统是通过以下方法实现音频的同步播放的:S1、控制点终端在WLAN网络中发送搜索指令，以发现所述WLAN网络内的所有终端设备；通过所述控制点终端，在一个媒体服务器终端设备上选择音频文件，并指定一个要同步播放的终端组；S2.媒体服务器通过WLAN网络向多个播放终端发出校准时间指令，所述校准时间指令使能选择指定终端组中的一台为基准终端，将所述基准终端的时钟定为基准时间；S3.所述基准终端通过所述WLAN网络接收来自所述媒体服务器的音频媒体流数据，并对其进行解码，再将解码后的数据发送至所述指定终端组中的其它终端，所述指定终端组中的其它终端将所述解码后的数据放在数据接收缓存区内；S4.当所述指定终端组开始播放时，各个播放终端将所述数据接收缓存区内的所述已解码的数据以DMA中断的方式，向音频输出缓存器里发送，且每次都发送一个同步基准数大小的数据包；S5.每隔用户预先在各个播放终端上设置的同步时间间隔，各个播放终端将其各自播放的数据消耗量统一发送到所述基准终端上，并与所述基准设备的数据消耗量进行比对，根据比对的结果对所述指定终端组的音频输出进行同步校正，以使得各个播放终端的数据消耗量在一个同步周期内保持一致。本实用新型中的各个实施例均采用递进的方式描述，每个实施例终点说明的都是与其它实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可。以上对本实用新型所提供的一种基于数据统计的网络音频同步输出的系统，进行了详细的介绍，本文应用了具体个例对本实用新型的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明指示用于帮助本实用新型的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本实用新型的思想，在具体实施方式
及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本实用新型的限制。
权利要求1.一种基于数据统计的网络音频同步输出的系统，其特征在于，所述系统包括=WLAN网络中互连的控制点终端(200 )、媒体服务器(300 )和含有一个基准终端的多个播放终端(400)，其中， 所述控制点终端(200)包括微处理器(201)，以及与所述微处理器(201)连接的用于发送搜索指令的搜索指令发送模块(202);其中， 所述微处理器(201)用于控制搜索指令的发送，所述搜索指令用于搜索所述WLAN网络中的所有终端设备，所述所有的终端设备包括所述媒体服务器(300)和所述多个播放终端(400)； 所述媒体服务器(300)包括微处理器(301)，以及分别与所述微处理器(301)连接的存储模块(302 )、校准时间指令和音频媒体流数据发送模块(303 );其中，所述存储模块(302 )用于存储音频文件；所述校准时间指令和音频媒体流数据发送模块(303)用于通过所述WLAN网络向指定的播放终端发送校准时间指令，还用于通过所述WLAN网络向所述基准终端音频媒体流数据； 所述播放终端(400)包括微处理器(401)，以及分别与所述微处理器(401)连接的接收来自所述媒体服务器(300)的校准时间指令的校准时间指令接收模块(402)、接收来自所述媒体服务器(300)的音频媒体流数据的音频流数据接收模块(403)、解码所述音频媒体流数据的解码模块(404)、将所述多个播放终端(400)中的基准终端上的已解码的数据发送至所述多个播放终端中的其它终端，且用于由所述多个播放终端中的其它终端接收所述已解码的数据的已解码数据收发模块(405)，以及将所述已解码的数据以DMA中断方式从接收缓存区向音频输出缓存器里发送的接收缓存区数据发送模块(406)，其中，所述已解码的数据为一个同步基准数大小的数据包。
2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述WLAN网络为W1-Fi无线局域网络。
专利摘要一种基于数据统计的网络音频同步输出的系统。所述系统包括WLAN网络中互连的媒体服务器、控制点终端和多个播放终端。多个播放终端在播放音频文件时将其各自的数据消耗量发送至所述多个播放终端中的基准终端；基准终端将各个播放终端的数据消耗量与基准终端的数据消耗量进行比对；根据比对的结果，进行丢包或补包操作，使各个播放终端达成同步播放。本实用新型通过数据消耗量的精确计算和比对来实现多个播放终端的音频同步输出，解决了采用动态补偿方式进行音频同步输出所存在的严重影响音频输出质量的问题。
文档编号H04L29/06GK203166985SQ20122028755
公开日2013年8月28日 申请日期2012年6月18日 优先权日2012年6月18日
发明者李洋, 孙鹏飞, 吴琼 申请人:李洋, 孙鹏飞, 吴琼