机顶盒的数字技术与发展详解.ppt

谢谢！ * * 第三章 数字电视机顶盒的主要技术 有线数字电视机顶盒的工作过程大致如下：高频头接收来自有线网的高频信号，通过QAM解调器完成信道解码，从载波中分离出包含音、视频和其它数据信息的传送流(TS)。传送流中一般包含多个音、视频流及一些数据信息。解复用器则用来区分不同的节目，提取相应的音、视频流和数据流，送入MPEG－2解码器和相应的解析软件，完成数字信息的还原。 * 对于付费电视，条件接收模块对音、视频流实施解扰，并采用含有识别用户和进行记账功能的智能卡，保证合法用户正常收看。MPEG－2解码器完成音、视频信号的解压缩，经视频编码器和音频D/A变换，还原出模拟音、视频信号，在普通模拟彩色电视机上显示高质量图像，并提供多声道立体声节目。 从上可以看出：信道解码、信源解码、上行数据的调制编码、嵌入式CPU、MPEG—2解压缩、机顶盒软件、显示控制和加解扰技术是数字电视机顶盒的主要技术。 * 3.1 信道解码 　数字电视机顶盒中的信道解码电路相当于模拟电视机中的高频头和中频放大器。在数字电视机顶盒中，高频头是必须的，不过调谐范围包含卫星频道、地面电视接收频道、有线电视增补频道。根据DTV目前已有的调制方式，信道解码应包括QPSK（四相相移键控） 、QAM、OFDM(正交频分复用)、VSB解调功能。 * 3.2 信源解码 模拟信号数字化后，信息量激增，必须采用相应的数据压缩标准。数字电视广播采用MPEG-2视频压缩标准，适用多种清晰度图像质量。音频目前则有AC-3和MPEG-2两种标准。信源解码器必须适应不同编码策略，正确还原原始音、视频数据。 * 3.3 上行数据的调制编码 开展交互式应用，需要考虑上行数据的调制编码问题。目前普遍采用的有3种方式： 1、采用电话线传送上行数据； 2、采用以太网卡传送上行数据； 3、通过有线网络传送上行数据。 * 3.4 嵌入式CPU 嵌入式CPU是数字电视机顶盒的心脏，当数据完成信道解码以后，首先要解复用，把传输流分成视频、音频，使视频、音频和数据分离开，在数字电视机顶盒专用的CPU中集成了32个以上可编程PID滤波器，其中两个用于视频和音频滤波。 CPU是嵌入式操作系统的运行平台，它要和操作系统一起完成网络管理，显示管理、有条件接收管理（IC卡和Smart卡）、图文电视解码、数据解码、OSD、视频信号的上下变换等功能。为了达到这些功能，必须在普通32～64位CPU上扩展许多新的功能，并不断提高速度，以适应高速网络和三维游戏的要求。 * 3.5 MPEG—2解码 MPEG—2是数字电视中的关键技术之一，目前实用的视频数字处理技术基本上是建立在MPEG—2技术基础上，MPEG—2是包括从网络传输到高清晰度电视的全部规范。MP@LL用于VCD，MP@ML用于DVD、SDTV，MP@MH用于HDTV。 MPEG—2图像信号处理方法分运动预测、DCT、量化、可变长编码4步完成，电路是由RISC处理器为核心的ASIC电路组成。 * 3.5 MPEG—2解码 MPEG—2解压缩电路包含视频、音频解压缩和其它功能。在视频处理上要完成主画面、子画面解码，最好具有分层解码功能。图文电视可用APHA迭显功能选加在主画面上，这就要求解码器能同时解调主画面图像和图文电视数据，要有很高的速度和处理能力。OSD是一层单色或伪彩色字幕，主要用于用户操作提示。 在音频方面，由于欧洲DVB采用MPEG—2伴音，美国的ATSC采用杜比AC—3，因而音频解码要具有以上两种功能。 * 3.6 数字电视机顶盒软件 电视数字化后，数字电视技术中软件技术占有更为重要的位置。除了音视频的解码由硬件实现外，包括电视内容的重现、操作界面的实现、数据广播业务的实现，直至机顶盒和个人计算机的互联以及和Internet的互联都需要由软件来实现，具体包括以下几个方面： 1、硬件驱动层软件 2、嵌入式实时多任务操作系统 3、中间件 4、上层应用软件 * 3.6.1 硬件驱动层软件 硬件驱动层软件： 驱动程序驱动硬件功能，如射频解调器、传输解复用器、A/V解码器、OSD、视频编码器等。 * 3.6.2 嵌入式实时多任务操作系统 嵌入式实时多任务操作系统：嵌入式实时操作系统是相对于桌面计算机操作系统而言的，它不装在硬盘中，系统结构紧凑，功能相对简单，资源开资较小，便于固化在存储器中。嵌入式操作系统的作用与PC机上的DOS和Windows相似，用户通过它进行人机对话，完成用户下达的指定。指定接收采用多种方式如：键盘、鼠标、语音、触摸屏、红外遥控器等。 * 3.6.3 中间件 一个完整的数字机顶盒由硬件平台和软件系统组成，可以分为4层，从底层向上分别为：硬