數(shù)字機(jī)頂盒關(guān)鍵技術(shù)及交互應(yīng)用
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隨著大規(guī)模集成電路技術(shù)及嵌入式系統(tǒng)技術(shù)的廣泛應(yīng)用，數(shù)字機(jī)頂盒硬件實(shí)現(xiàn)多采用專用芯片或數(shù)字信號處理（DSP，Digital Signal Processing）芯片，將CPU 內(nèi)核與MPEG-2 、MPEG-4傳輸流解復(fù)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(xiàn)實(shí)時(shí)解復(fù)用和實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)信息處理。
· 下行數(shù)據(jù)解調(diào)與信道解碼技術(shù)：壓縮后的數(shù)據(jù)不能直接在信道上傳輸，還需進(jìn)行信道編碼和調(diào)制。國際、國內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)均規(guī)定，在有線網(wǎng)絡(luò)中傳輸數(shù)字電視及增值業(yè)務(wù)采用QAM(Quadrature Amplitude Modulation)調(diào)制方式及RS(Reed Solomon)糾錯(cuò)編碼。
· 上行數(shù)據(jù)的調(diào)制編碼：在交互式應(yīng)用中，需要考慮上行數(shù)據(jù)的調(diào)制編碼問題，目前普遍采用3種方式，即采用電話線傳送上行數(shù)據(jù)，采用以太網(wǎng)傳送上行數(shù)據(jù)和通過有線網(wǎng)絡(luò)傳送上行數(shù)據(jù)。由于上行數(shù)據(jù)相對于下行數(shù)據(jù)要少很多，故多使用 QPSK(Quadrature Phase Shift Keying)或 16QAM方式進(jìn)行調(diào)制。
· 網(wǎng)絡(luò)瀏覽技術(shù)：為實(shí)現(xiàn)真正意義上的網(wǎng)絡(luò)瀏覽，有線電視網(wǎng)與因特網(wǎng)連接除了考慮上行和下行數(shù)據(jù)之外，還必須考慮在其上運(yùn)行IP（Internet Protocol）。
· 實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)：數(shù)字機(jī)頂盒中的操作系統(tǒng)采用實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)（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(nèi)存空間,它負(fù)責(zé)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(shè)備的訪問控制。
· 中間件技術(shù)：中間件（Middleware）技術(shù)，即開放式業(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(jī)、網(wǎng)絡(luò)瀏覽器、圖像與多媒體模塊等組成，通過定義一組完整的標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)用程序接口，使應(yīng)用程序獨(dú)立于操作系統(tǒng)和硬件平臺，使應(yīng)用程序的開發(fā)變得更加簡捷，產(chǎn)品的開放性和可移植性更強(qiáng)，以保證機(jī)頂盒的擴(kuò)展性和投資的有效回收。
4 MPEG-4在數(shù)字機(jī)頂盒中的交互應(yīng)用
4.1 MPEG-4在交互式應(yīng)用中的優(yōu)勢
作為一種新型的視頻壓縮標(biāo)準(zhǔn)，MPEG-4正開始應(yīng)用在多媒體存取和交互式電視技術(shù)中，它通過定義一種格式、一種框架，而不是具體算法，以實(shí)現(xiàn)一種更自由的通信與開發(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(yīng)用。
· MPEG-4支持將不同性質(zhì)的對象和不同來源的素材用于不同應(yīng)用，既考慮了各類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)使用戶視聽方式由被動(dòng)轉(zhuǎn)為主動(dòng)的動(dòng)態(tài)圖像標(biāo)準(zhǔn)；
· MPEG-4在較低的數(shù)據(jù)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(qiáng)的編碼算法，能實(shí)現(xiàn)極低碼率下的多媒體交互應(yīng)用中音頻視頻數(shù)據(jù)的綜合。
4.2 MPEG-4在數(shù)字STB中的交互應(yīng)用
在交互式電視應(yīng)用中，數(shù)字化數(shù)據(jù)可以伴隨數(shù)字音頻視頻信號同時(shí)傳送給用戶，從而能夠在交互式環(huán)境里享受視聽。因此開發(fā)數(shù)字機(jī)頂盒時(shí)，除應(yīng)具備MPEG-2的音頻視頻功能外，還應(yīng)具有以下功能：
· 多媒體碼流控制；
· 輸出控制；
· 用戶界面控制；
· 繪圖合成與控制；
· 限制訪問管理；
· 電子節(jié)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來實(shí)現(xiàn)，這正是考慮了MPEG-4可在保證系統(tǒng)特定質(zhì)量的前提下，對音頻、視頻數(shù)據(jù)進(jìn)行最大程度的壓縮，以便最有效地利用系統(tǒng)帶寬，并支持Web的多媒體交互應(yīng)用，故可利用MPEG-4來開發(fā)這種新型數(shù)字機(jī)頂盒。
5 結(jié)束語
交互式電視是未來有線電視的發(fā)展方向，在多媒體寬帶網(wǎng)建設(shè)和國家信息基礎(chǔ)設(shè)施中占有舉足輕重的地位。當(dāng)前我國正處在數(shù)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(shù)字機(jī)頂盒尤為重要。
數(shù)字機(jī)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(shù)據(jù)壓縮技術(shù)、寬帶網(wǎng)絡(luò)技術(shù)將是未來構(gòu)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(chǔ)，并相輔相成，為應(yīng)用上述技術(shù)開發(fā)新產(chǎn)品提供契機(jī)，這必將對推動(dòng)信息產(chǎn)業(yè)的飛速發(fā)展，加快我國數(shù)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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