數(shù)字電視技術(shù)與機頂盒研究

導(dǎo)語：數(shù)字電視技術(shù)與機頂盒研究一文來源于網(wǎng)友上傳，不代表本站觀點，若需要原創(chuàng)文章可咨詢客服老師，歡迎參考。

摘要：隨著社會經(jīng)濟發(fā)展和人們生活水平的提高，人們對各種娛樂方式的要求也越來越高。數(shù)字電視作為傳統(tǒng)的娛樂設(shè)備，在人們的日常生活中發(fā)揮著重要作用。在數(shù)字電視中，機頂盒是最具有標(biāo)志性及過渡性的產(chǎn)品，已經(jīng)得到了廣泛應(yīng)用，并且在今后的發(fā)展中依然具有很強的市場影響力及發(fā)展空間。隨著國內(nèi)數(shù)字電視的不斷發(fā)展，芯片技術(shù)及軟件技術(shù)也在不斷發(fā)展，數(shù)字機頂盒的功能逐漸增強，進(jìn)而能夠滿足用戶的多種需求，并為用戶提供不同層次的服務(wù)。本文主要針對數(shù)字電視與機頂盒的發(fā)展、開發(fā)應(yīng)用進(jìn)行分析探討。

關(guān)鍵詞：數(shù)字電視技術(shù)；機頂盒；開發(fā)分析

數(shù)字電視機頂盒作為一種新型的家用電器，主要通過對電視功能進(jìn)行擴展，將地面數(shù)字信號、有線數(shù)字電視信號、衛(wèi)星直播數(shù)字電視信號、以及互聯(lián)網(wǎng)數(shù)字信號進(jìn)行一定轉(zhuǎn)換，使這些信號向可以被大多模擬電視機能夠接收的信號方向轉(zhuǎn)換，在進(jìn)行數(shù)字信號轉(zhuǎn)換后，觀眾可以看到存在于模擬電視機中的數(shù)字電視節(jié)目，并方便進(jìn)行各種教育、交互式數(shù)字商業(yè)活動以及娛樂活動。

1概述

1.1概念。數(shù)字電視機頂盒是一種有線電視轉(zhuǎn)換設(shè)備，能夠?qū)?shù)字信號向模擬信號進(jìn)行轉(zhuǎn)換，主要通過對聲音信號以及數(shù)字化壓縮圖像進(jìn)行解碼還原，產(chǎn)生模擬的聲音信號和視頻信號，然后通過音響設(shè)備以及電視顯示器等將高質(zhì)量的電視節(jié)目呈現(xiàn)給觀眾。該過程主要采用了兼容的方法，且一直發(fā)展到現(xiàn)在。數(shù)字電視是一種全新的電視形式，區(qū)別于傳統(tǒng)的電視，數(shù)字電視技術(shù)能夠為用戶提供更清晰、真實的畫面，具有較高的體驗性。數(shù)字電視技術(shù)的數(shù)字信號處理較強，在使用過程中能夠更好地利用頻譜資源，大大提高了信號質(zhì)量[1]。同時，進(jìn)行數(shù)字化傳輸能夠減少外來因素的干擾，確保數(shù)據(jù)資料的可靠性和穩(wěn)定性，且傳輸時間較短。1.2分類。根據(jù)用途不同，數(shù)字電視機頂盒可以分為以年輕人為目標(biāo)群體的數(shù)字電視機頂盒、以購物為主的數(shù)字電視機頂盒、以父母為目標(biāo)群體而設(shè)計的數(shù)字電視機頂盒；根據(jù)清晰度不同，數(shù)字電視機頂盒可以分為高清晰度數(shù)字電視機頂盒、標(biāo)準(zhǔn)清晰度數(shù)字電視機頂盒；根據(jù)傳輸媒介不同，數(shù)字電視機頂盒可以分為有線數(shù)字電視、地面數(shù)字電視、衛(wèi)星數(shù)字電視、以及基于IP協(xié)議的電視廣播服務(wù)等。根據(jù)是否能夠解加擾可以分為條件機頂盒（CA=ConditionalAccess條件獲?。?、免費機頂盒（僅能夠接收免費的節(jié)目）、CI機頂盒。1.3主要技術(shù)。數(shù)字電視機頂盒主要采用的技術(shù)有信源解碼、信道解碼、嵌入式CPU、上行數(shù)據(jù)的調(diào)制編碼、機頂盒軟件、MPEG-2解壓縮、加解擾技術(shù)以及顯示控制等。

2數(shù)字電視技術(shù)與機頂盒的發(fā)展

2.1發(fā)展現(xiàn)狀與趨勢。在2010年，國內(nèi)數(shù)字電視機頂盒就開始進(jìn)入了深入發(fā)展和市場結(jié)構(gòu)調(diào)整的景氣周期，在這一時期，數(shù)字電視機頂盒發(fā)展速度非?？欤袠I(yè)市場也在不斷穩(wěn)定發(fā)展。隨著各種互動業(yè)務(wù)和高清節(jié)目源的增加，有線運營商開始重視高清雙向機頂盒的發(fā)展，在深圳、背景、杭州、上海、廣西、重慶等地，運營商開始進(jìn)行高清機頂盒的大規(guī)模生產(chǎn)，并取得了顯著成效。在這些地方的帶動下，全國其他地方運營商也紛紛啟動本地高清業(yè)務(wù)。未來的數(shù)字電視技術(shù)主要發(fā)展趨勢為：數(shù)字高清電視、衛(wèi)星直播電視以及網(wǎng)絡(luò)電視。其中，數(shù)字高清電視具有很強的清晰度，并能夠提供更加真實、完整的畫面，改變了傳統(tǒng)需要依靠模擬技術(shù)提供數(shù)字信息的局面。隨著技術(shù)發(fā)展，高清數(shù)字電視技術(shù)必然成為主流發(fā)展方向；衛(wèi)星直播電視主要通過衛(wèi)星來傳播電視節(jié)目。隨著國內(nèi)科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，衛(wèi)星直播電視開始逐漸發(fā)展，衛(wèi)星電視的一個主要優(yōu)勢是發(fā)射成功率高，并能將信號向接收終端進(jìn)行直接傳送，從而進(jìn)行準(zhǔn)確的信息傳遞。利用衛(wèi)星進(jìn)行信息傳遞具有很強的完整性和及時性，由于傳統(tǒng)的信息傳遞容易受到自然條件影響，往往會降低信息傳輸質(zhì)量，而利用衛(wèi)星進(jìn)行信息傳遞可以減輕外界對信息的干擾，并能對各種類型的信息數(shù)據(jù)進(jìn)行實時傳輸。未來的衛(wèi)星直播電視將會依靠數(shù)字電視的發(fā)展，不斷對結(jié)構(gòu)布局進(jìn)行優(yōu)化，從而滿足電視發(fā)展的技術(shù)要求；網(wǎng)絡(luò)電視也是未來數(shù)字電視技術(shù)的一種發(fā)展趨勢，隨著國內(nèi)科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，網(wǎng)絡(luò)電視逐漸成為一種新型的信息傳遞形式，并受到人們密切關(guān)注。網(wǎng)絡(luò)電視是一種借助互聯(lián)網(wǎng)載體，能夠為用戶提供交互式或單向的業(yè)務(wù)服務(wù)，并能提供點播、轉(zhuǎn)播以及直播等不同類型的節(jié)目[2]。網(wǎng)絡(luò)電視的終端是TV或機頂盒，這樣能夠更方便地為用戶提供互動節(jié)目，改變了傳統(tǒng)有線電視單向功能，因而具有很大發(fā)展空間和發(fā)展前景。2.2發(fā)展中存在的問題。數(shù)字電視機頂盒使我們現(xiàn)有的電視觀念發(fā)生轉(zhuǎn)變，為互聯(lián)網(wǎng)提供了一個新的消費終端，相比較手機、PC、以及PAD等終端具有更強吸引力。隨著有線數(shù)字電視的發(fā)展和傳播，數(shù)字電視機頂盒已經(jīng)取得了進(jìn)一步發(fā)展，然而，數(shù)字電視機頂盒還沒有得到廣泛的應(yīng)用，在發(fā)展過程中仍存在一些問題。質(zhì)量問題。首先，數(shù)字電視機頂盒受到網(wǎng)絡(luò)寬帶的影響與制約，加上國內(nèi)網(wǎng)絡(luò)發(fā)展基礎(chǔ)比較弱，因而，要想實現(xiàn)數(shù)字電視機頂盒的大范圍普及還需要一定的時間。技術(shù)問題。真正的產(chǎn)品數(shù)量并不多，很多廠商在視頻點播技術(shù)的發(fā)展中還處于概念性階段。消費過高。數(shù)字電視機頂盒對于很多用戶來說是一筆不小的開支，很多人都不愿意接受長期的且沒有明顯回報的消費支付。服務(wù)問題。節(jié)目和信息資源比較匱乏，片源以及節(jié)目源的開放、版權(quán)等是VOD業(yè)務(wù)推廣應(yīng)用的一大難點。隨著國家專業(yè)供片商的出現(xiàn)以及有線電視主干網(wǎng)的建立，能夠在一定程度上緩解這一問題。

3數(shù)字電視機頂盒的作用與原理

數(shù)字電視機頂盒主要包括軟件系統(tǒng)以及硬件平臺兩部分，可以將其分為底層軟件、硬件平臺、應(yīng)用軟件以及中間件等四層結(jié)構(gòu)[3]。其中，硬件平臺能夠?qū)崿F(xiàn)電視內(nèi)容重現(xiàn)、音視頻解碼、數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)、以及軟件系統(tǒng)實現(xiàn)操作系統(tǒng)等功能。機頂盒主要包括鏈路層、物理層、應(yīng)用層、節(jié)目層以及輸出接口等，在輸出接口中，有線數(shù)字射頻信號被轉(zhuǎn)化成中頻，然后通過解調(diào)器進(jìn)行解調(diào)，并輸出TS流送到解析軟件以及MPEG-2解碼器中，從而實現(xiàn)數(shù)字信號還原。數(shù)字電視機頂盒包括同衛(wèi)星數(shù)字電視機頂盒、地面數(shù)字機頂盒、以及有線數(shù)字機頂盒的工作原理是相同的，唯一不同的是信號傳輸介質(zhì)，有線數(shù)字電視機頂盒采用的是同軸混合網(wǎng)、全電纜網(wǎng)絡(luò)或是光纖，這種傳輸效果比其他傳輸效果要好，并且其電纜調(diào)制解調(diào)技術(shù)更加成熟，這樣就保證了有線數(shù)字電視機頂盒能夠提供交互式服務(wù)功能，從而具有良好的發(fā)展前景。此外，這種技術(shù)能夠接收多種交互式媒體應(yīng)用和廣播，比如，IP電話、視頻點播、internet接入、電子郵件、軟件在線升級、數(shù)據(jù)廣播、準(zhǔn)視頻點播、按次付費觀看、數(shù)字電視廣播以及電子節(jié)目指南等。有線數(shù)字電視機頂盒在發(fā)展中主要的技術(shù)是軟件技術(shù)及硬件技術(shù)，一個完善的數(shù)字電視機頂盒需要由硬件系統(tǒng)和軟件系統(tǒng)共同構(gòu)成，主要可以分為中間件、應(yīng)用軟件、硬件以及底層軟件等。

4數(shù)字電視機頂盒的技術(shù)分析以及市場動向

數(shù)字電視機頂盒是在模擬電視逐漸向數(shù)字電視發(fā)展過程中產(chǎn)生的，其主要是對普通機頂盒及電視機進(jìn)行有機結(jié)合，從而使數(shù)字電視結(jié)構(gòu)變得更加完整。在進(jìn)行數(shù)字電視機頂盒研制的過程中，主要應(yīng)用QAMQPSK調(diào)制解調(diào)以及MPEG-2解碼技術(shù)等，這些技術(shù)將會影響數(shù)字機頂盒的市場動向。4.1機頂盒的市場動向分析。現(xiàn)階段，機頂盒在市場中占據(jù)重要地位，市場對機頂盒的需求量也越來越大，衛(wèi)星、DTV、以及線纜等逐漸應(yīng)用到家庭中。依據(jù)有關(guān)研究和預(yù)測，國內(nèi)機頂盒的銷售數(shù)量將會達(dá)到全新突破，再創(chuàng)新高，同時機頂盒的銷售將會帶來巨大經(jīng)濟利益。對以往機頂盒的銷售數(shù)量進(jìn)行統(tǒng)計可以發(fā)現(xiàn)，在1998年，數(shù)字直播機頂盒數(shù)量就有一千萬，在以后四年中翻倍增長，平均每年增長30%，到目前，機頂盒的需求量仍然很大，增長速度很快，處于加速增長階段，其功能也在不斷完善和改進(jìn)。4.2機頂盒的關(guān)鍵技術(shù)。目前，衛(wèi)星接收機頂盒正在被開發(fā)，衛(wèi)星接收機頂盒也被稱為衛(wèi)星綜合接收解碼器，這兩者唯一不同的是實現(xiàn)方式。通常情況下，數(shù)字衛(wèi)星接收機頂盒并沒有上行通道，主要功能就是對被壓縮的數(shù)據(jù)（主要包括視頻、音頻等）進(jìn)行解壓縮并接收復(fù)用的數(shù)據(jù)。在機頂盒開發(fā)研究中，為提高整個系統(tǒng)的抗干擾能力，機頂盒還需要具備一定的糾錯能力和信道解碼能力。本研究認(rèn)為，數(shù)字電視機頂盒將會向以下兩個方向發(fā)展，一是接入internet的寬帶業(yè)務(wù)，二是VOD業(yè)務(wù)數(shù)字電視，這些功能在完成和實現(xiàn)的過程中，會涉及解密收費、解壓縮、互控制、以及internet瀏覽等技術(shù)，其中，關(guān)鍵的技術(shù)主要有：在數(shù)字化過程中，對解復(fù)用技術(shù)以及解壓縮技術(shù)的要求很高，因而為更好地首先解壓縮技術(shù)以及解復(fù)用技術(shù)，就需要采用專用芯片以及高檔的dsp新品來實現(xiàn)，同時為MPEG-2以及AV-3標(biāo)準(zhǔn)提供了解決方法；調(diào)制編碼其上行的數(shù)據(jù)，在進(jìn)行交互應(yīng)用的VCD或者internet瀏覽方面需要進(jìn)行一定考慮，由于上行數(shù)據(jù)有限，因而在進(jìn)行調(diào)制的過程中可以采用QPSK或16QAM等方式；對于DTV來說，需要對殘余邊進(jìn)行解調(diào)，在審議時需要進(jìn)行信道解碼和調(diào)制。對于下行數(shù)據(jù)解調(diào)以及信道碼技術(shù)來說，就是數(shù)據(jù)經(jīng)過壓縮后不能在信道上進(jìn)行直接傳輸。

綜上，由于LSI圖像壓縮技術(shù)以及高集成度、高速化技術(shù)的發(fā)展，廣播電視數(shù)字化的全面實現(xiàn)是必然發(fā)展趨勢，在未來的市場發(fā)展中，模擬電視將會完全過渡到數(shù)字電視，是市場發(fā)展的重要方向，也是發(fā)展過程中的必經(jīng)階段。要想全面實現(xiàn)數(shù)字電視的發(fā)展，將模擬電視完全過渡到數(shù)字電視，還需要經(jīng)過很長的發(fā)展時間和發(fā)展歷程，在這個過程中，使用數(shù)字機頂盒是最佳的解決方案。將機頂盒與普通電視機進(jìn)行有機結(jié)合，能夠不斷完善數(shù)字電視機構(gòu)建，同時，在對MPEG-2調(diào)制解調(diào)技術(shù)以及核心芯片進(jìn)行完善的過程中，需要在機頂盒產(chǎn)品中快速滲透編碼解碼芯片，從而幫助人們進(jìn)入到一個新的生活領(lǐng)域。數(shù)字機頂盒的發(fā)展和應(yīng)用，不僅能夠滿足不同用戶的多樣化需求，還能為用戶帶來全新的視覺體驗，在此基礎(chǔ)上提高社會效益和經(jīng)濟效益。

參考文獻(xiàn)：

[1]詹永強.數(shù)字電視機頂盒軟件自動測試系統(tǒng)的開發(fā)及應(yīng)用[J].有線電視技術(shù),2016(8):69-72.

[2]徐杰.數(shù)字電視技術(shù)應(yīng)用與發(fā)展[J].西域廣播電視,2015(1):191-192.

[3]陳高騰.淺析數(shù)字電視技術(shù)與機頂盒的開發(fā)研究[J].電子世界,2016(10):167-168.

作者:王如鵬 單位:布爾津縣廣播電視臺