數字機頂盒關鍵技術及交互應用
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在以數字化、網絡化和信息化為基本特征的21世紀，電信網、計算機網和有線電視網三網融合的進程必將不斷加快，而這種融合的具體體現正是交互式電視（ITV ，Interactive Television）。
交互式電視是一種受用戶控制的視頻分配業務，在節目間和節目內觀眾能夠作出選擇。它采用一種不對稱的雙向傳輸網絡，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。正是現代通信技術、多媒體技術和數據壓縮編碼技術的進步，為傳統的模擬、單向有線電視，向數字化、交互式方向發展奠定了堅實的基礎。
數字機頂盒（STB，Set-Top-Box）是交互式電視系統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、功能完備的數字機頂盒對發展交互式電視具有重大意義。
2 數字機頂盒結構組成及實現功能
模擬電視向數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字壓縮技術、多媒體技術和寬帶網絡技術，從而使電視廣播不再限于單向發送音頻視頻信號，而是需要服務提供商能夠根據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，新型的數字機頂盒因此應運而生。
數字機頂盒是一種將數字電視信號轉換成模擬信號的變換設備，通過對數字化壓縮的圖像聲音信號進行解碼還原，產生模擬視頻和聲音信號，以提供給觀眾高質量的電視節目。數字化、交互式、多媒體、多功能是數字機頂盒的基本特征，其中交互式是數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，而在未來有線電視和多媒體寬帶網中最有應用前景的也正是交互式電視。
2.1 數字機頂盒結構組成
數字機頂盒由四大子系統組成，即控制子系統、信號處理子系統、網絡接口子系統、用戶擴展接口子系統。
· 控制子系統：控制系統或系統微處理器是數字機頂盒的核心，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，除負責各子系統的初始化之外，還必須控制各部分的協調工作，共同實現數字機頂盒的整體功能。
· 信號處理子系統：由單片或多片專用芯片組成。其中，數字調諧器接收來自天線、地面或有線電視網來的數字信號，并且從控制系統接收指令，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，解調后的視頻數據流和音頻數據流送至 MPEG-2解碼器和MPEG-4解碼器。
· 網絡接口子系統：用來實現與視頻服務器的全雙工通信，針對不同的接入網，采用相應的接口。
· 用戶接口及擴展接口子系統：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字機頂盒中必不可少的部分。
事實上，一個完整的數字機頂盒由硬件平臺和軟件系統組成。底層軟件提供操作系統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機頂盒的各種功能。
2.2 數字機頂盒實現功能
數字機頂盒的基本功能是接收和解碼數字電視廣播。
此外，圍繞數字機頂盒的數字視頻、數字信息與交互式應用三大核心功能開發了多種增值業務，包括： · 電子節目指南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目。
· 高速數據廣播：它能為用戶提供股市行情、票務信息、電子報紙、熱門網站等各種信息。
· 軟件在線升級：是數據廣播的應用之一，數據廣播服務器按DVB（Digital Video Broadcasting）數據廣播標準將升級軟件廣播下來，數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。
· 因特網接入和電子郵件：數字機頂盒可通過內置的電纜調制解調器方便地實現因特網接入功能，并通過機頂盒內置的瀏覽器上網，發送電子郵件，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，為交互式電視產業的發展奠定良性循環的經濟基礎。
3 數字機頂盒關鍵技術
數字機頂盒集中反映了多媒體、計算機、數據壓縮編碼、加解擾算法、加解密算法、通信技術和網絡技術發展水平，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：模擬信號數字化后，信息量劇增，數據壓縮必不可少。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，不僅提高了數據壓縮比,還能實現許多基于內容的交互功能，為多媒體數據壓縮編碼提供了更為廣闊的平臺。
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