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數字機頂盒關(guān)鍵技術(shù)及交互應用
作者：
時(shí)間：2012-10-08
來(lái)源：網(wǎng)絡(luò )
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隨著(zhù)大規模集成電路技術(shù)及嵌入式系統技術(shù)的廣泛應用，數字機頂盒硬件實(shí)現多采用專(zhuān)用芯片或數字信號處理（DSP，Digital Signal Processing）芯片，將CPU 內核與MPEG-2 、MPEG-4傳輸流解復用器、DVB通用解擾器、MPEG音頻視頻解碼器和NTSC/PAL編碼器集成，形成STB 的核心芯片，以實(shí)現實(shí)時(shí)解復用和實(shí)時(shí)數據信息處理。
· 下行數據解調與信道解碼技術(shù)：壓縮后的數據不能直接在信道上傳輸，還需進(jìn)行信道編碼和調制。國際、國內標準均規定，在有線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )中傳輸數字電視及增值業(yè)務(wù)采用QAM(Quadrature Amplitude Modulation)調制方式及RS(Reed Solomon)糾錯編碼。
· 上行數據的調制編碼：在交互式應用中，需要考慮上行數據的調制編碼問(wèn)題，目前普遍采用3種方式，即采用電話(huà)線(xiàn)傳送上行數據，采用以太網(wǎng)傳送上行數據和通過(guò)有線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )傳送上行數據。由于上行數據相對于下行數據要少很多，故多使用 QPSK(Quadrature Phase Shift Keying)或 16QAM方式進(jìn)行調制。
· 網(wǎng)絡(luò )瀏覽技術(shù)：為實(shí)現真正意義上的網(wǎng)絡(luò )瀏覽，有線(xiàn)電視網(wǎng)與因特網(wǎng)連接除了考慮上行和下行數據之外，還必須考慮在其上運行IP（Internet Protocol）。
· 實(shí)時(shí)操作系統：數字機頂盒中的操作系統采用實(shí)時(shí)操作系統（RTOS，Real-Time Operating Sys- tem)，如目前流行的VxWorks、Windows CE等。RTOS可在實(shí)時(shí)環(huán)境中工作，并占用較小的內存空間,它負責管理本地資源和網(wǎng)絡(luò )資源，提供基本的操作功能以及設備的訪(fǎng)問(wèn)控制。
· 中間件技術(shù)：中間件（Middleware）技術(shù)，即開(kāi)放式業(yè)務(wù)平臺，已成為交互式電視的核心技術(shù)。中間件通常由Java虛擬機、網(wǎng)絡(luò )瀏覽器、圖像與多媒體模塊等組成，通過(guò)定義一組完整的標準應用程序接口，使應用程序獨立于操作系統和硬件平臺，使應用程序的開(kāi)發(fā)變得更加簡(jiǎn)捷，產(chǎn)品的開(kāi)放性和可移植性更強，以保證機頂盒的擴展性和投資的有效回收。
4 MPEG-4在數字機頂盒中的交互應用
4.1 MPEG-4在交互式應用中的優(yōu)勢
作為一種新型的視頻壓縮標準，MPEG-4正開(kāi)始應用在多媒體存取和交互式電視技術(shù)中，它通過(guò)定義一種格式、一種框架，而不是具體算法，以實(shí)現一種更自由的通信與開(kāi)發(fā)環(huán)境。
MPEG-4具有以下重要特性，非常適于交互式多媒體應用。
· MPEG-4支持將不同性質(zhì)的對象和不同來(lái)源的素材用于不同應用，既考慮了各類(lèi)Web性能差異性，又允許多媒體信息以通用的形式接入，是第一個(gè)使用戶(hù)視聽(tīng)方式由被動(dòng)轉為主動(dòng)的動(dòng)態(tài)圖像標準；
· MPEG-4在較低的數據碼率下，仍具有很高的視頻圖像質(zhì)量，它提供了比 MPEG-1和MPEG-2更強的編碼算法，能實(shí)現極低碼率下的多媒體交互應用中音頻視頻數據的綜合。
4.2 MPEG-4在數字STB中的交互應用
在交互式電視應用中，數字化數據可以伴隨數字音頻視頻信號同時(shí)傳送給用戶(hù)，從而能夠在交互式環(huán)境里享受視聽(tīng)。因此開(kāi)發(fā)數字機頂盒時(shí)，除應具備MPEG-2的音頻視頻功能外，還應具有以下功能：
· 多媒體碼流控制；
· 輸出控制；
· 用戶(hù)界面控制；
· 繪圖合成與控制；
· 限制訪(fǎng)問(wèn)管理；
· 電子節目指南顯示和控制；
· 檔次管理；
· 資源管理。
這些功能適于用MPEG-4來(lái)實(shí)現，這正是考慮了MPEG-4可在保證系統特定質(zhì)量的前提下，對音頻、視頻數據進(jìn)行最大程度的壓縮，以便最有效地利用系統帶寬，并支持Web的多媒體交互應用，故可利用MPEG-4來(lái)開(kāi)發(fā)這種新型數字機頂盒。
5 結束語(yǔ)
交互式電視是未來(lái)有線(xiàn)電視的發(fā)展方向，在多媒體寬帶網(wǎng)建設和國家信息基礎設施中占有舉足輕重的地位。當前我國正處在數字電視與高清晰度電視發(fā)展的關(guān)鍵時(shí)期，交互式電視產(chǎn)業(yè)蓬勃發(fā)展，因此大力發(fā)展數字機頂盒尤為重要。
數字機頂盒不僅是寬帶綜合信息網(wǎng)的重要組成之一，更重要的是與之相關(guān)的多媒體技術(shù)、數據壓縮技術(shù)、寬帶網(wǎng)絡(luò )技術(shù)將是未來(lái)構建信息高速公路的關(guān)鍵技術(shù)。交互式電視正是以上述技術(shù)為基礎，并相輔相成，為應用上述技術(shù)開(kāi)發(fā)新產(chǎn)品提供契機，這必將對推動(dòng)信息產(chǎn)業(yè)的飛速發(fā)展，加快我國數字化、網(wǎng)絡(luò )化和信息化進(jìn)程具有特別重要的意義。
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