數(shù)字機頂盒關鍵技術及交互應用
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在以數(shù)字化、網(wǎng)絡化和信息化為基本特征的21世紀，電信網(wǎng)、計算機網(wǎng)和有線電視網(wǎng)三網(wǎng)融合的進程必將不斷加快，而這種融合的具體體現(xiàn)正是交互式電視（ITV ，Interactive Television）。
交互式電視是一種受用戶控制的視頻分配業(yè)務，在節(jié)目間和節(jié)目內觀眾能夠作出選擇。它采用一種不對稱的雙向傳輸網(wǎng)絡，用戶信息通過窄帶的上行信道傳到信息中心，而由信息中心到用戶的下行信道則是具有視頻傳輸能力的寬帶信道。因而是一種非對稱雙工形式的新型電視廣播技術。正是現(xiàn)代通信技術、多媒體技術和數(shù)據(jù)壓縮編碼技術的進步，為傳統(tǒng)的模擬、單向有線電視，向數(shù)字化、交互式方向發(fā)展奠定了堅實的基礎。
數(shù)字機頂盒（STB，Set-Top-Box）是交互式電視系統(tǒng)中不可缺少的重要組成部分，它是普通電視與寬帶傳輸之間的橋梁，通過它用戶可在普通電視上收看高清晰度圖像以及進行視頻點播（VOD，Video On Demand）、家庭購物等服務。因此，設計性能卓越、功能完備的數(shù)字機頂盒對發(fā)展交互式電視具有重大意義。
2 數(shù)字機頂盒結構組成及實現(xiàn)功能
模擬電視向數(shù)字電視轉化的進程不斷加快，這不僅僅是視頻傳輸和顯示的一場變革，更重要的是由于采用了先進的數(shù)字壓縮技術、多媒體技術和寬帶網(wǎng)絡技術，從而使電視廣播不再限于單向發(fā)送音頻視頻信號，而是需要服務提供商能夠根據(jù)用戶的選擇來提供相應的服務。模擬機頂盒只具備電視調諧和解碼功能已不能滿足要求，新型的數(shù)字機頂盒因此應運而生。
數(shù)字機頂盒是一種將數(shù)字電視信號轉換成模擬信號的變換設備，通過對數(shù)字化壓縮的圖像聲音信號進行解碼還原，產(chǎn)生模擬視頻和聲音信號，以提供給觀眾高質量的電視節(jié)目。數(shù)字化、交互式、多媒體、多功能是數(shù)字機頂盒的基本特征，其中交互式是數(shù)字機頂盒的生命力所在。因為只有交互才能使用戶的要求得以實現(xiàn)，而在未來有線電視和多媒體寬帶網(wǎng)中最有應用前景的也正是交互式電視。
2.1 數(shù)字機頂盒結構組成
數(shù)字機頂盒由四大子系統(tǒng)組成，即控制子系統(tǒng)、信號處理子系統(tǒng)、網(wǎng)絡接口子系統(tǒng)、用戶擴展接口子系統(tǒng)。
· 控制子系統(tǒng)：控制系統(tǒng)或系統(tǒng)微處理器是數(shù)字機頂盒的核心，它由 CPU、 ROM、 RAM組成。微處理器通過總線把各部分和諧地組織起來，除負責各子系統(tǒng)的初始化之外，還必須控制各部分的協(xié)調工作，共同實現(xiàn)數(shù)字機頂盒的整體功能。
· 信號處理子系統(tǒng)：由單片或多片專用芯片組成。其中，數(shù)字調諧器接收來自天線、地面或有線電視網(wǎng)來的數(shù)字信號，并且從控制系統(tǒng)接收指令，通告有關傳輸層的類型、帶寬、解調方式和解碼信息。然后進行信道解調，解調后的視頻數(shù)據(jù)流和音頻數(shù)據(jù)流送至 MPEG-2解碼器和MPEG-4解碼器。
· 網(wǎng)絡接口子系統(tǒng)：用來實現(xiàn)與視頻服務器的全雙工通信，針對不同的接入網(wǎng)，采用相應的接口。
· 用戶接口及擴展接口子系統(tǒng)：與紅外遙控器、面板、游戲控制器等外設進行通信，另外，隨著付費電視的逐漸實行，解密卡和智能卡將成為數(shù)字機頂盒中必不可少的部分。
事實上，一個完整的數(shù)字機頂盒由硬件平臺和軟件系統(tǒng)組成。底層軟件提供操作系統(tǒng)內核以及各種硬件驅動程序；中間件將應用軟件與依賴于硬件平臺的底層軟件分隔開，使應用不依賴于具體的硬件平臺；應用軟件包括本機存儲的應用和可下載的應用程序，通過應用程序來實現(xiàn)機頂盒的各種功能。
2.2 數(shù)字機頂盒實現(xiàn)功能
數(shù)字機頂盒的基本功能是接收和解碼數(shù)字電視廣播。
此外，圍繞數(shù)字機頂盒的數(shù)字視頻、數(shù)字信息與交互式應用三大核心功能開發(fā)了多種增值業(yè)務，包括： · 電子節(jié)目指南EPG(Electronic Program Guide)：它為用戶提供一種容易使用、界面友好、快速訪問所需節(jié)目的方式，用戶可以通過EPG看到一個或多個頻道甚至所有頻道上近期將播放的電視節(jié)目。
· 高速數(shù)據(jù)廣播：它能為用戶提供股市行情、票務信息、電子報紙、熱門網(wǎng)站等各種信息。
· 軟件在線升級：是數(shù)據(jù)廣播的應用之一，數(shù)據(jù)廣播服務器按DVB（Digital Video Broadcasting）數(shù)據(jù)廣播標準將升級軟件廣播下來，數(shù)字機頂盒能識別該軟件的版本號，在版本不同時接收該軟件以對保存在存儲器中的軟件進行更新。
· 因特網(wǎng)接入和電子郵件：數(shù)字機頂盒可通過內置的電纜調制解調器方便地實現(xiàn)因特網(wǎng)接入功能，并通過機頂盒內置的瀏覽器上網(wǎng)，發(fā)送電子郵件，也可提供各種接口與PC相連。
· 有條件接收：其核心是加擾和加密。數(shù)字機頂盒應具有解擾解密功能，這是交互式電視收費運營機制的保證，通過建立一種有償服務體系，為交互式電視產(chǎn)業(yè)的發(fā)展奠定良性循環(huán)的經(jīng)濟基礎。
3 數(shù)字機頂盒關鍵技術
數(shù)字機頂盒集中反映了多媒體、計算機、數(shù)據(jù)壓縮編碼、加解擾算法、加解密算法、通信技術和網(wǎng)絡技術發(fā)展水平，因此技術含量非常高，其關鍵技術主要有：
· 復用和解壓縮技術：模擬信號數(shù)字化后，信息量劇增，數(shù)據(jù)壓縮必不可少。MPEG-2( ISO/IEC 13818)視頻壓縮標準在交互式電視中廣泛采用，適用于多種清晰度圖像質量；MPEG-4(ISO/IEC 14496)則采用基于對象的壓縮編碼方法，它把圖像和視頻分割成不同的對象分別處理，不僅提高了數(shù)據(jù)壓縮比,還能實現(xiàn)許多基于內容的交互功能，為多媒體數(shù)據(jù)壓縮編碼提供了更為廣闊的平臺。
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