1.数字电视机顶盒的组成
数字电视机顶盒由高频头、QAM解调器、TS流解复用器、MPEG一2解码器、PAUNTSC视频编码器、嵌人式CPU系统和外围接口、CA模块和上行数据调制器组成。工作原理如附图。
数字电视机顶盒的工作过程大致如下:高频头接收来自有线网的高频信号,通过QAM解调器完成信道解码,从载波中分离出包含音、视频和其他数据信息的传送流门蜀。传送流中一般包含多个音、视频流及一些数据信息。解复用器则用来区分不同的节目,提取相应的音、视频流和数据流,送人MPEG一2解码器和相应的解析软件,完成数字信息的还原。对于付费电视,条件接收模块对音、视频流实施解扰,并采用含有识别用户和进行记账功能的智能卡,保证合法用户正常收看。MPEG一2解码器完成音、视频信号的解压缩,经视频编码器和音频D/A变换,还原出模拟音、视频信号,在常规彩色电视机上显示高质量图像,并提供多声道立体声节目。
数字电视机顶盒从功能上看是计算机和电视机的融合产物,但结构却与两者不同,从信号处理和应用操作上看,机顶盒包含以下层次:
(1)物理层和连接层:包括高频调谐器,QPSK、QAM、OFDM、VSB解调,卷积解码,去交织,里德一索罗门解码,解能量扩散。
(2)传输层:包括解复用,它把传输流分成视频、音频和数据包。
(3)节目层:包括MPEG-2视频解码。MPEG/AC-3音频解码。
(4)用户层:包括服务信息,电子节目表,图形用户界面(GUI),浏览器,遥控,有条件接收,数据解码。
(5)输出接口:包括分模拟视音频接口,数字视音频接口,数据接口,键盘,鼠标等。
2.数字电视机顶盒关键技术
数字机顶盒集中反映了多媒体、计算机、数据压缩编码、加解扰算法、加解密算法、通信技术和网络技术发展水平,因此技术含量非常高,它所涉及的关键技术主要有:
(1)复用和解压缩技术:模拟信号数字化后。信息量剧增,数据压缩必不可少。MPEG-2视频压缩标准在数字电视中广泛采用,适用于多种清晰度图像质量:
MPEG-4则采用基于对象的压缩编码方法,它把图像和视频分割成不同的对象分别处理,不仅提高了数据压缩比,还能实现许多基于内容的交互功能,为多媒体数据压缩编码提供了更为广阔的平台。
随着大规模集成电路技术及嵌入式系统技术的广泛应用,数字机顶盒硬件实现多采用专用芯片或数字信号处理(DSP,DigitalSignalProcessing)芯片,将CPU内核与MPEG-2、MPEG4传输流解复用器、DVB通用解扰器、MPEG音频视频解码器和NTSC/PAL编码器集成,形成STB的核心芯片。以实现实时解复用和实时数据信息处理。
(2)下行数据解调与信道解码技术:压缩后的数据不能直接在信道上传输,还需进行信道编码和调制。通常在有线电视网络中传输的数字电视及增值业务,多采用QAM(QuadratureAmplitudeModulation)调制方式及RS(ReeDSOlomon)纠错编码。
(3)上行数据的调制编码:在交互式应用中,普遍采用3种方式,即采用电话线传送上行数据。采用以太网传送上行数据和通过有线网络传送上行数据。由于上行数据相对于下行数据要少很多,故多使用OP-SK(QuadraturePhaseShiftKeying)或160AM方式进行调制。
(4)网络浏览技术:为实现真正意义上的网络浏览,有线电视网与因特网连接除了考虑上行和下行数据之外,还必须考虑在其上运行IP(InternetProtocol)。
(5)实时操作系统:数字机顶盒中的操作系统采用实时操作系统(RTOS.Real-TimeOperatingSvstem),RTOS可在实时环境中工作,并占用较小的内存空间,它负责管理本地资源和网络资源,提供基本的操作功能以及设备的访问控制。
(6)中间件技术:中间件(Middleware)技术,即开放式业务平台,已成为交互式电视的核心技术。中间件通常由Java虚拟机、网络浏览器、图像与多媒体模块等组成,通过定义一组完整的标准应用程序接口,使应用程序独立于操作系统和硬件平台。使应用程序的开发变得更加简捷,产品的开放性和可移植性更强,以保证机顶盒的扩展性和投资的有效回收。
结束语
交互式电视是未来有线电视的发展方向,在多媒体宽带网建设和国家信息基础设施中占有举足轻重的地位。我们当前正处在数字电视与高清晰度电视发展的关键时期,交互式电视产业蓬勃发展,因此了解数字电视技术及数字机顶盒极有必要。
彭博社商业周刊周三报道,亚马逊电视机顶盒将亚马逊的数字视频内容带入电视。亚马逊发言人拒绝置评。
亚马逊的视频内容已经在其他设备上提供,包括Roku、微软Xbox和索尼的PlayStation 3,然而,它不可以应用在苹果电视上。
摩根大通证券分析师罗恩·乔希(Ron Josey)称,亚马逊有一个很好的内容发布战略。但是,制造自己的机顶盒不是一个好的战略。制造自己的机顶盒设备也许是承认很难把自己的内容嵌入到所有的不同设备和平台。
亚马逊一直大力投资授权、发布和创建自己的视频、音乐、应用和游戏等数字内容。亚马逊已经把重点放在把这些内容引进到尽可能多的设备上,而不是创建自己的硬件。
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