IPTV經(jīng)典技術盤點

視頻壓縮技術

由于視頻數(shù)據(jù)的龐大，未壓縮的數(shù)字視頻數(shù)據(jù)量對于目前的計算機和網(wǎng)絡來說無論是存儲或傳輸都是不現(xiàn)實的，因此在多媒體中應用數(shù)字視頻的關鍵問題是數(shù)字視頻的壓縮技術，而視頻是由連續(xù)的圖像幀形成的圖像序列，由于景物變換速度的限制，相鄰幀之間存在很高的相關性，

目前，ITU，ISO等組織制定了許多成功的視頻圖像編碼標準，如以JPEG和JPEG-2000為代表的靜止圖像壓縮標準。以MPEG-1、MPEG-2為代表的中高碼率多媒體數(shù)據(jù)編碼標準。以H.261，H.263，和H.264為代表的低碼率、甚低碼率運動圖像壓縮標準，以及覆蓋范圍更寬面向對象應用的MPEG-4。此外還有我國自主的第二代信源編碼標準AVS。

這些標準之間在碼率、圖像質量、實現(xiàn)復雜度、差錯控制能力、延時特性及可編輯性上有很大的差別，從而滿足了各種多媒體應用。下表我們主要針對視頻編碼標準做一概括總結。

采用了傳統(tǒng)的基于塊的混合視頻編碼框架，具體包括幀內預測、幀間預測、變換、量化和熵編碼等一系列技術來實現(xiàn)高效率的視頻編碼。幀間預測使用基于塊的運動矢量來消除圖像間的冗余，幀內預測使用空間預測模式來消除圖像內的冗余。再通過對預測殘差進行變換和量化消除圖像內的視覺冗余，最后，運動矢量、預測模式、量化參數(shù)和變換系數(shù)等用熵編碼進行壓縮。

測試結果表明，h.264比H.263++平均編碼比特率要少48.80%，比MPEG-4ASP要少38.2%，相對H.263約提高一倍壓縮效率。H.264的碼流結構網(wǎng)絡適應性強，增加了糾錯恢復能力，能夠很好地適應IP和無線網(wǎng)絡的應用。另外，微軟公司開發(fā)WMV9，壓縮效率和重建圖像質量與H.264不相上下，目前正在申請成為國際標準。我國現(xiàn)在正在制定具有自主知識產(chǎn)權的音視頻編解碼系統(tǒng)(AVS)標準，其編碼效率和重建圖像質量也與H.264相當。正是視頻壓縮技術的發(fā)展，使寬帶網(wǎng)上傳輸高質量視頻信號成為可能。

多播技術

IPTV根據(jù)視頻流的兩種接收方式：廣播接收和點播接收。不同接收方式的承載技術也不同。廣播接收是非交互的，對IP網(wǎng)絡的承載技術提出了多播(Multicast)要求。點播接收具有實時交互特點，要求IP網(wǎng)絡承載技術能將視頻流推送到用戶接人網(wǎng)絡。IP組播將IP數(shù)據(jù)包從一個源發(fā)送到多個目的地，即將信息的拷貝發(fā)送到一組地址的所有接收者IP組播將IP數(shù)據(jù)包傳輸?shù)揭粋€構成組播群組的主機集合，群組的各個成員可以分布于各個獨立的物理網(wǎng)絡組播群組成員之間的關系是動態(tài)的，成員可以隨時加入或退出。IP組播能夠有效節(jié)省網(wǎng)絡帶寬和資源，方便網(wǎng)絡容量的管理和控制開銷，大大減輕發(fā)送服務器的負荷，減少主干網(wǎng)出現(xiàn)擁塞。

CDN(ContentDeliveryNet-work，內容發(fā)布網(wǎng)絡)是一種用于視頻內容分發(fā)的網(wǎng)絡，它疊加在IP基礎網(wǎng)絡之上，通過將內容發(fā)布到網(wǎng)絡邊緣，實現(xiàn)就近的內容提供服務其工作原理是在網(wǎng)絡各節(jié)點放置內容緩存服務器，CDN中心控制系統(tǒng)實時地根據(jù)網(wǎng)絡流量和各節(jié)點的連接、負載狀況以及到用戶的距離等信息，將用戶的請求導向最佳的服務節(jié)點上，從而大大縮短用戶的請求響應時間，并提高數(shù)據(jù)傳輸?shù)姆€(wěn)定性。

流媒體

流媒體(Streaming Media)是指在網(wǎng)絡中使用流式傳輸技術的連續(xù)時基媒體，如音頻、視頻和其它多媒體文件。流媒體技術一般是指把連續(xù)的影像和聲音信息經(jīng)過壓縮處理后放在流媒體服務器上，讓用戶一邊下載一邊觀看、收聽，而不需要等整個壓縮文件下載到自己機器后才可以觀看的視頻/音頻傳輸、編解碼技術。流媒體技術不是單一的技術，它是建立在很多基礎技術之上的技術。流媒體實現(xiàn)的關鍵技術是流式傳輸。流媒體的主要技術特征就是采用流式傳輸，即通過網(wǎng)絡將流媒體內容傳送到客戶機。大多數(shù)流媒體應用采用基于組播的應用層協(xié)議，如RTP/RTCP。RTP是一種提供端對端傳輸服務的實時傳輸協(xié)議，用來支持在單目標廣播和多目標廣播網(wǎng)絡服務傳輸實時數(shù)據(jù)，而實時數(shù)據(jù)的傳輸則由RTCP協(xié)議來監(jiān)視和控制。

STB已在歐洲和美國已建成的交互電視系統(tǒng)中得到了廣泛的應用，在我國也具有廣闊的應用前景。目前我國在廣播電視系統(tǒng)對有線電視網(wǎng)進行的整體數(shù)模轉換，其中網(wǎng)絡電視機頂盒技術就是其中的一項關鍵的技術。雖然IPTV成為互聯(lián)網(wǎng)進化的驅動力，但面臨的一系列問題正成為IPTV進一步發(fā)展的阻力。這其中的一個重要問題就是版權保護問題(DRM)。

數(shù)字版權

IPTV傳播的數(shù)字內容具有無損地低成本復制、存儲和再傳播的特點，人們可以借助數(shù)字技術和互聯(lián)網(wǎng)免費而且沒有任何質量損失地批量復制和發(fā)行節(jié)目內容，

目前的解決方案即數(shù)字版權管理DRM系統(tǒng)，DRM提供的解決方案主要強調使用技術的手段，對數(shù)字產(chǎn)品在分發(fā)、傳輸和使用等各個環(huán)節(jié)進行控制，使數(shù)字產(chǎn)品只能被授權使用的人按照授權的方式，在授權使用的期限內使用。DRM不僅僅指版權保護，同時也提供了數(shù)字媒體內容的傳輸、管理和發(fā)行等一套完整的解決方案。因此DRM是一個系統(tǒng)概念，包含數(shù)字版權信息使用、受版權保護的數(shù)字媒體內容的管理和分發(fā)。