機頂盒行業技術特點介紹

　　你知道機頂盒有什麼技術特點嗎？以下是由中國報告大廳小編為你整理的機頂盒行業技術特點介紹，我們一起來看看吧！

　　機頂盒主要有信道解碼、信源解碼、上行數據的調製編碼、嵌入式CPU、MPEG-2解壓縮、機頂盒軟體、顯示控制和加解擾技術是數位電視機頂盒的主要技術。

　　信道解碼

　　數位電視機頂盒中的信道解碼電路相當於模擬電視機中的高頻頭和中頻放大器。在數位電視機頂盒中，高頻頭是必須的，不過調諧範圍包含衛星頻道、地面電視接收頻道、有線電視增補頻道。根據DTV已有的調製方式，信道解碼應包括QPSK、QAM、OFDM、VSB解調功能。

　　信源解碼

　　模擬信號數位化後，信息量激增，必須採用相應的數據壓縮標準。數位電視廣播採用MPEG－2視頻壓縮標準，適用多種清晰度圖像質量。音頻則有AC－3和MPEG－2兩種標準。信源解碼器必須適應不同編碼策略，正確還原原始音、視頻數據。

　　調製編碼

　　開展交互式應用，需要考慮上行數據的調製編碼問題。普遍採用的有3種方式，採用電話線傳送上行數據，採用乙太網卡傳送上行數據和通過有線網絡傳送上行數據。

　　CPU

　　嵌入式CPU是數字電視機頂盒的心臟，當數據完成信道解碼以後，首先要解復用，把傳輸流分成視頻、音頻，使視頻、音頻和數據分離開，在數位電視機頂盒專用的CPU中集成了32個以上可編程PID濾波器，其中兩個用於視頻和音頻濾波，其餘的用於PSI、SI和 Private數據濾波。CPU是嵌入式作業系統的運行平台，它要和作業系統一起完成網絡管理，顯示管理、有條件接收管理（IC卡和Smart卡）、圖文電視解碼、數據解碼、OSD、視頻信號的上下變換等功能。為了達到這些功能，必須在普通32~64位CPU上擴展許多新的功能，並不斷提高速度，以適應高速網絡和三維遊戲的要求。

　　MPEG-2解碼

　　MPEG-2是數位電視中的關鍵技術之一，實用的視頻數字處理技術基本上是建立在MPEG-2技術基礎上，MPEG-2是包括從網絡傳輸到高清晰度電視的全部規範。MP@LL用於VCD，可視電話會議和可視電話用的H.263和H.261是它的子集。 MP@ML用於DVD、SDTV，MP@HL用於HDTV。

　　MPEG-2圖像信號處理方法分運動預測、DCT、量化、可變長編碼4步完成，電路是由RISC處理器為核心的ASIC電路組成。

　　MPEG-2解壓縮電路包含視頻、音頻解壓縮和其它功能。在視頻處理上要完成主畫面、子畫面解碼，最好具有分層解碼功能。圖文電視可用APHA迭顯功能選加在主畫面上，這就要求解碼器能同時解調主畫面圖像和圖文電視數據，要有很高的速度和處理能力。OSD是一層單色或偽彩色字幕，主要用於用戶操作提示。

　　在音頻方面，由於歐洲DVB採用MPEG－2伴音，美國的ATSC採用杜比AC－3，因而音頻解碼要具有以上兩種功能。

　　機頂盒軟體

　　電視數位化後，數位電視技術中軟體技術占有更為重要的位置。除了音視頻的解碼由硬體實現外，包括電視內容的重現、操作界面的實現、數據廣播業務的實現，直至機頂盒和個人計算機的互聯以及和Internet的互聯都需要由軟體來實現，具體如下：

　　1、硬體驅動層軟體： 驅動程序驅動硬體功能，如射頻解調器、傳輸解復用器、A/V解碼器、OSD、視頻編碼器等。

　　2、嵌入式實時多任務作業系統：嵌入式實時作業系統是相對於桌面計算機作業系統而言的，它不裝在硬碟中，系統結構緊湊，功能相對簡單，資源開資較小，便於固化在存儲器中。嵌入式作業系統的作用與PC機上的DOS和Windows相似，用戶通過它進行人機對話，完成用戶下達的指定。指定接收採用多種方式如：鍵盤、滑鼠、語音、觸控螢幕、紅外遙控器等。

　　3、中間件： 開放的業務平台上的特點在於產品的開發和生產以一個業務平台為基礎，開放的業務平台為每個環節提供獨立的運行模式，每個環節擁有自身的利潤，能產生多個供應商。只有採用開放式業務平台才能保證機頂盒的擴展性，保證投資的有效回收。

　　4、上層應用軟體： 執行服務商提供的各種服務功能，如：電子節目指南、准視頻點播、視頻點播、數據廣播、IP電話和可視電話等。上層應用軟體獨立於STB的硬體，它可以用於各種STB硬體平台，消除應用軟體對硬體的依賴。

　　顯示技術

　　就電視和計算機顯示器而言，CRT顯示是一種成熟的技術，但是用低解析度的電視機顯示文字，尤其是小於 24×24的小字，問題就變得複雜了。電視機的顯像管是大節距的低解析度管，只適合顯示720×576或640×480的圖像，它的偏轉系統是固定不變的，是為525行60Hz或625行50Hz設計的，而數位電視的顯示格式有18種以上。上網則要符合VESA格式，顯然，電視機的顯示系統無法適應這麼多格式。另外，電視採用低幀頻的隔行掃描方式，當顯示圖形和文字時，亮度信號存在背景閃爍，水平直線存在行間閃爍。如果把逐行掃描的計算機圖文轉換到電視機上，水平邊沿就會僅出現在奇場或偶場，屏顯時間接近人眼的視覺暫留，會產生厲害的邊緣閃爍現象，因而要用電視機上網，必須要補救電視機顯示的缺陷。

　　根據技術難度和成本，用兩種方法進行改進，一種是抗閃爍濾波器，把相鄰三行的圖像按比例相加成一行，使僅出現在單場的圖像重現在每場中，這種方式叫三行濾波法。三行濾波法簡單易實現。但降低了圖像的清晰度，適用於隔行掃描方式的電視機。另一種方法是把隔行掃描變成逐行掃描，並適當提高幀頻，這種方式要成倍地增加掃描的行數和場數，為了使增加的像數不是無中生有，保證活動畫面的連續性，必須要作行、場內插運算和運動補償，必須用專用的晶片和複雜的技術才能實現，這種方式在電視機上顯示計算機圖文的質量非常好，但必須在有逐行和倍掃描功能的電視機上才能實現。另外把解析度高於模擬電視機的HDTV和VESA信號在電視機上播放，只能顯示部分畫面，必須進行縮小這就像PIP方式，要丟行和丟場。同樣為保證圖像的連續性，也要進行內插運算。

　　加解擾技術

　　加解擾技術用於對數字節目進行加密和解密。其基本原理是採用加擾控制字加密傳輸的方法，用戶端利用IC卡解密。在MPEG傳輸流中，與控制字傳輸相關的有2個數據流：授權控制信息（ECMs）和授權管理信息（EMMs）。由業務密鑰（SK）加密處理後的控制字在ECMs中傳送，其中包括節目來源、時間、內容分類和節目價格等節目信息。對控制字加密的業務密鑰在授權管理信息中傳送，並且業務密鑰在傳送前要經過用戶個人分配密鑰（PDE）的加密處理。EMMs中還包括地址、用戶授權信息，如用戶可以看的節目或時間段，用戶付的收視費等。

　　用戶個人分配密鑰（PDK）存放在用戶的智慧卡（Smart Card）中，在用戶端，機頂盒根據PMT和CAT表中的CA－descriptor，獲得EMM和ECM的PID值，然後從TS流中過濾出ECMs和 EMMs，並通過Smart Card接口送給Smart Card。Smart Card首先讀取用戶個人分配密鑰（PDK），用PDK對EMM解密，取出SK，然後利用SK對ECM進行解密，取出CW，並將CW通過Smart Card接口送給解擾引擎，解擾引擎利用CW就可以將已加擾的傳輸流進行解擾。

　　條件接收系統

　　（CAs:Conditional Access System）

　　有條件接收系統（CAS）是開展付費電視的核心技術，了解它的運行機制，掌握好它的使用和維護對付費電視業務的成功開展非常關鍵。CAS的組成包括有：用戶管理系統SMS、業務信息生成系統SIG、節目管理PMS/SI編輯系統、節目調度處理EIS、用戶授權管理系統 SAS、條件接收CA等。主要有兩大塊：一塊是管理用戶的SMS，一塊是管理節目的CA。CA主要分為兩大部分：一是信號加擾部分，它是通過一個隨機碼發生器所產生的隨機碼（稱為控制字CW）來控制加擾器對信號的加擾；二是加密部分，要使加擾的信號在接收端成功地解擾，接收端也必須要有和加擾端一模一樣的控制字來控制解擾器，所以，要將前端的CW傳送到接收端，如果直接傳送會很容易被黑客截獲而使CAS失去作用，為此，要對CW進行加密傳送，這種加密是一種多層加密機制，從而增加CW傳送的安全性，直接對CW加密的第一層所產生的密文稱為授權控制信息ECM，通過復用器與加擾的碼流一起傳送，ECM還含有時間、節目價格、節目授權控制等信息，因此ECM是面向節目的管理信息。對CW加密的密鑰稱為工作密鑰SK，SK通常又叫月密鑰，每月換一次，每換一次 SK，系統都要從新對所有用戶進行授權。第二層加密是用稱為節目密鑰PDK對SK進行加密，所產生的密文和從SMS獲取的授權指令通過SAS生成的授權信息組成授權管理信息EMM，EMM還含有智慧卡號、授權時間、授權等級等用戶授權信息。這些信息主要是完成對用戶的授權，因此EMM是面向用戶的管理信息，EMM對用戶在什麼時間看、看什麼頻道進行授權，它也通過復用器與加擾碼流一起傳送，以上這些組成了CA最基本的加密系統。

　　更多相關機頂盒行業技術特點請查閱由中國報告大廳發布的機頂盒行業市場調查分析報告。