數(shù)字視頻技術(shù)基礎(chǔ)-1

1、2022-3-26華東理工大學(xué)1數(shù)字視頻技術(shù)基礎(chǔ)數(shù)字視頻技術(shù)基礎(chǔ)- -華東理工大學(xué)電子信息與通信工程系華東理工大學(xué)電子信息與通信工程系木昌洪木昌洪 版權(quán)所有版權(quán)所有,2012-2013,2012-2013Mu Changhong,Mu Changhong,East China University of Science and East China University of Science and TechnologyTechnology2022-3-26華東理工大學(xué)2 歡迎大家交流!n通信工程教研室（勵志公寓113室）n辦公電話：64253290nEmail: nMobile: 13023

2、295949華東理工大學(xué)華東理工大學(xué)2022-3-26華東理工大學(xué)3華東理工大學(xué)華東理工大學(xué)1 1、數(shù)字視頻技術(shù)基礎(chǔ)；談新權(quán)主編；華、數(shù)字視頻技術(shù)基礎(chǔ)；談新權(quán)主編；華中科技大學(xué)出版社。中科技大學(xué)出版社。2 2、數(shù)字視頻編碼技術(shù)原理、數(shù)字視頻編碼技術(shù)原理; ; 高文高文 等等 著著; ; 科學(xué)出版社科學(xué)出版社 。3 3、Visual C+ Visual C+ 實(shí)現(xiàn)實(shí)現(xiàn) MPEGMPEG、JPEG JPEG 編解碼編解碼技術(shù)技術(shù); ; 張益貞，劉滔張益貞，劉滔 著著; ;人民郵電出版社。人民郵電出版社。 2022-3-26華東理工大學(xué)4視頻技術(shù)的發(fā)展數(shù)字電視概念及關(guān)鍵技術(shù)及發(fā)展趨勢優(yōu)勢數(shù)字電視前端

3、系統(tǒng)簡介終端機(jī)頂盒簡介數(shù)字電視發(fā)展方向 華東理工大學(xué)華東理工大學(xué)2022-3-26華東理工大學(xué)5一、視頻技術(shù)的發(fā)展2022-3-26華東理工大學(xué)6視頻技術(shù)的發(fā)展 年底，美國無線電公司（）在紐約建立實(shí)驗(yàn)性電視系統(tǒng)。 年進(jìn)行了電視發(fā)射實(shí)驗(yàn)。 年月，同時發(fā)表的篇論文，這是最早全面、系統(tǒng)研究電視圖像信號產(chǎn)生、電視圖像的特點(diǎn)、電視信號傳輸、接收和顯示的文獻(xiàn)2022-3-26華東理工大學(xué)7視頻技術(shù)的發(fā)展 世紀(jì)初人們就已經(jīng)開始了對機(jī)械電視的研究與實(shí)驗(yàn)。 年發(fā)明了電視攝像管，標(biāo)志著當(dāng)時由第一代機(jī)械電視向第二代黑白電視的過渡已經(jīng)具備了必要的物質(zhì)條件。 與此同時電子掃描理論的提出及技術(shù)的實(shí)現(xiàn)，無線電技術(shù)的發(fā)展，為

4、全電子電視的發(fā)射奠定了良好的基礎(chǔ)。2022-3-26華東理工大學(xué)8視頻技術(shù)的發(fā)展 年，的一名工程師提出了奇數(shù)行的隔行掃描技術(shù)。年首次利用這種技術(shù)進(jìn)行了無線廣播。 電子掃描技術(shù)的出現(xiàn)，在短短幾年內(nèi)，系統(tǒng)的掃描增加了到第一代的倍多。 最早開始研究電視廣播的是歐洲幾個國家，年英國利用線的逐行掃描系統(tǒng)進(jìn)行了電視廣播。2022-3-26華東理工大學(xué)9視頻技術(shù)的發(fā)展 世紀(jì)年代中期誕生了彩色電視（-年代學(xué)者對電視信號的處理、時域處理、頻域處理和壓縮處理進(jìn)行了大量的研究） 年代開始了高級電視、高清晰度電視的研究有力的促進(jìn)了視頻信號的壓縮處理和傳輸技術(shù)的進(jìn)展。 年，數(shù)字電視在美國和英國同時開播，使電視廣播從此進(jìn)

5、入了數(shù)字時代2022-3-26華東理工大學(xué)10二、數(shù)字電視的概念及關(guān)鍵技術(shù)及二、數(shù)字電視的概念及關(guān)鍵技術(shù)及發(fā)展趨勢優(yōu)勢發(fā)展趨勢優(yōu)勢 華東理工大學(xué)華東理工大學(xué)2022-3-26華東理工大學(xué)11數(shù)字電視是數(shù)字電視系統(tǒng)的簡稱，是指音頻、視頻和數(shù)據(jù)信號從信源編碼、調(diào)制到接收和處理均采用數(shù)字技術(shù)的電視系統(tǒng)。國際上的精確定義：將活動圖像、聲音和數(shù)據(jù)，通過數(shù)字技術(shù)進(jìn)行壓縮、編碼、傳輸、存儲，實(shí)時發(fā)送、廣播，供觀眾接收、播放的視聽系統(tǒng)。從廣義上說，數(shù)字電視是數(shù)字傳輸系統(tǒng)，是原有電視系統(tǒng)的數(shù)字化。 華東理工大學(xué)華東理工大學(xué)2022-3-26華東理工大學(xué)12 采用數(shù)字壓縮技術(shù)編碼 采用數(shù)字調(diào)制技術(shù)傳送、廣播節(jié)目

6、采用數(shù)字技術(shù)處理信號數(shù)字電視系統(tǒng)的技術(shù)描述2022-3-26華東理工大學(xué)13 基本概念 數(shù)字電視標(biāo)準(zhǔn) 信源編碼標(biāo)準(zhǔn) 音頻、視頻、數(shù)據(jù)、復(fù)用 信道傳輸標(biāo)準(zhǔn) 衛(wèi)星、地面、有線 業(yè)務(wù)系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn) 服務(wù)信息（信令）、中間件、交互、條件接收 應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn) 電子節(jié)目指南（EPG）、數(shù)據(jù)廣播、圖文電視 產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn) 接收機(jī)（機(jī)頂盒和一體機(jī)）、顯示器、機(jī)卡分離、接口、版權(quán)保護(hù)2022-3-26華東理工大學(xué)14 基本概念 數(shù)字電視業(yè)務(wù)特征 基本電視業(yè)務(wù) 高清晰度電視 標(biāo)準(zhǔn)清晰度電視 數(shù)據(jù)業(yè)務(wù) 數(shù)據(jù)廣播（公共信息服務(wù)）、電子節(jié)目指南、圖文電視 移動接收業(yè)務(wù) 手持接收 車載接收 音頻廣播業(yè)務(wù)2022-3-26華東理工大學(xué)15基

7、本概念 數(shù)字電視價值鏈內(nèi)容制作 / 節(jié)目制作公司節(jié)目集成 / 電視臺接入服務(wù) / 發(fā)射臺 / 衛(wèi)星平臺用戶演播室設(shè)備供應(yīng)商廣播電視前端設(shè)備供應(yīng)商廣播電視前端系統(tǒng)集成商數(shù)字電視業(yè)務(wù)平臺供應(yīng)商消費(fèi)電子產(chǎn)品制造商2022-3-26華東理工大學(xué)16模擬電視模擬電視 數(shù)字電視數(shù)字電視描述描述采用模擬信號傳輸電視圖像、伴音、附加功能等信號 采用數(shù)字信號傳輸電視圖像、伴音、附加功能等信號 信源編信源編/解解碼碼因?yàn)樾盘枖?shù)據(jù)量不大。所以不存在信息編碼壓縮問題 電視信號數(shù)字化后，其信號的數(shù)據(jù)傳輸率很高。須具有良好的數(shù)據(jù)編碼壓縮技術(shù) 復(fù)用復(fù)用無復(fù)用器，視頻、音頻信號分別傳輸 將編碼后的視頻、音頻、輔助數(shù)據(jù)信號分別

8、打包后復(fù)合成單路串行的比特流信源編信源編/解解碼調(diào)制解碼調(diào)制解調(diào)調(diào)調(diào)制方式一般采用調(diào)頻或調(diào)幅 有壓縮及復(fù)用，通過糾錯、均衡來提高信號抗干擾能力，采用QAM調(diào)制方式。且隨著調(diào)制方法技術(shù)的改進(jìn)。傳輸效率會進(jìn)一步提高特點(diǎn)特點(diǎn)信號數(shù)據(jù)量少，技術(shù)成熟，價格便宜信號不易在傳輸中失真，清晰度高，占用頻帶窄。數(shù)字電視信號可方便地在數(shù)字網(wǎng)絡(luò)中傳輸，與計(jì)算機(jī)有良好的接口 華東理工大學(xué)華東理工大學(xué)2022-3-26華東理工大學(xué)17數(shù)字電視帶來的變化數(shù)字電視帶來的變化量的變化量的變化：數(shù)字電視帶來最直接而且最先感受到的就是節(jié)目內(nèi)容的增加。在一個8MHz帶寬的模擬頻道內(nèi)原來只能傳送一個普通的模擬電視節(jié)目，采用數(shù)字電視技

9、術(shù)后在原來一個模擬頻道內(nèi)可傳送DVD（數(shù)字視頻光碟）質(zhì)量的節(jié)目5至6個，高清晰度電視（HDTV）質(zhì)量的節(jié)目1個或2個。（隨著編碼技術(shù)的提高，傳送數(shù)量還會進(jìn)一步提高）質(zhì)的變化質(zhì)的變化：用戶不光能看電視，還能聽廣播，查看大量的信息資訊服務(wù)。清晰度高，音頻效果更好 ，抗干擾能力更強(qiáng)方式的改變方式的改變：雙向數(shù)字電視具有交互功能，觀眾可以根據(jù)節(jié)目菜單自主點(diǎn)播電視節(jié)目，享受豐富多彩的增值業(yè)務(wù) 華東理工大學(xué)華東理工大學(xué)2022-3-26華東理工大學(xué)18 關(guān)鍵技術(shù)及發(fā)展趨勢 關(guān)鍵技術(shù) 視音頻壓縮技術(shù)（信源編碼） 調(diào)制解調(diào)與糾錯編碼技術(shù) 調(diào)制：QAM、COFDM、xPSK 信道編碼：RS、LDPC、TCM、卷

10、積碼 信道加密技術(shù) 內(nèi)容安全技術(shù) 交互平臺與中間件 MHP、Java、MHEG 接收機(jī)整機(jī)技術(shù) 專用集成電路設(shè)計(jì) 嵌入式軟件2022-3-26華東理工大學(xué)19 關(guān)鍵技術(shù)及發(fā)展趨勢 關(guān)鍵件平板顯示器件專用集成電路嵌入式實(shí)時操作系統(tǒng)與協(xié)議棧內(nèi)容保護(hù)模塊傳統(tǒng)彩電關(guān)鍵件2022-3-26華東理工大學(xué)20關(guān)鍵技術(shù)及發(fā)展趨勢 集成電路 信道專用集成電路 全固態(tài)調(diào)諧器 衛(wèi)星、地面、有線信道傳輸專用集成電路 信源解碼與系統(tǒng)控制集成電路 信源解碼、CPU核、各種外設(shè)管理、接口 圖像處理集成電路 圖像格式變換、圖像增強(qiáng) 通用集成電路 基于x86體系的CPU 基于多DSP超長指令的通用多媒體集成電路2022-3-2

11、6華東理工大學(xué)21 關(guān)鍵技術(shù)及發(fā)展趨勢 軟件 嵌入式實(shí)時操作系統(tǒng) Linux、VxWorks等 中間件與交互業(yè)務(wù)平臺 MHP、OCAP、MHEG 國內(nèi)的多種業(yè)務(wù)平臺 內(nèi)容保護(hù)模塊 HDCP、DTCP、CPRM 國內(nèi)正在進(jìn)行的UCPS 條件接收系統(tǒng) 數(shù)據(jù)廣播應(yīng)用軟件 電子節(jié)目指南 電視雜志2022-3-26華東理工大學(xué)22三、數(shù)字電視前端系統(tǒng)介紹三、數(shù)字電視前端系統(tǒng)介紹 華東理工大學(xué)華東理工大學(xué)2022-3-26華東理工大學(xué)23 數(shù)字電視廣播系統(tǒng)基本構(gòu)成數(shù)字電視廣播系統(tǒng)基本構(gòu)成 數(shù)字電視廣播電視系統(tǒng)由信源編碼、多路復(fù)用、信道編碼、調(diào)制、信道和接收機(jī)組成。2022-3-26華東理工大學(xué)24l信源編

12、碼是對視頻、音頻、數(shù)據(jù)進(jìn)行壓縮編碼的過程。輔助數(shù)據(jù)可以是獨(dú)立的數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)，也可以是和視頻、音頻有關(guān)的數(shù)據(jù)，如字幕等。l 多路復(fù)用是將視頻、音頻和數(shù)據(jù)等各種媒體流按照一定的方法復(fù)用成一個節(jié)目的數(shù)據(jù)流，將多個節(jié)目的數(shù)據(jù)流再復(fù)用成單一的數(shù)據(jù)流的過程。l 信道編碼是指糾錯編碼。為了能在接收端和糾正傳輸中出現(xiàn)的錯誤，信道編碼在發(fā)送的信號中增加了一部分冗余碼，即通過犧牲信息傳輸?shù)男蕘頁Q取可靠性的提高。2022-3-26華東理工大學(xué)25l調(diào)制是指為了提高頻譜利用率，把寬帶的基帶數(shù)字信號變換成窄帶的高頻載波信號的過程。l 信道有衛(wèi)星廣播信道、有線電視信道和地面廣播信道等。l接收機(jī)的功能包括調(diào)諧、解調(diào)、信道編碼

13、、解復(fù)用、視音頻解壓縮、顯示格式轉(zhuǎn)換等。2022-3-26華東理工大學(xué)261、MPEG-2-是針對數(shù)字電視數(shù)字電視的視音頻運(yùn)動圖像的壓縮編碼標(biāo)準(zhǔn)。壓縮編碼基本原理：壓縮編碼基本原理：基于幀內(nèi)圖像相鄰像素間及相鄰行間的空間相關(guān)性和相鄰幀間運(yùn)動圖像的時間相關(guān)性，采用壓縮編碼技術(shù)，將那些對人眼視覺圖像和人耳聽覺聲音不太重要的東西及冗余成分拋棄，從而縮減了存儲、傳輸和處理的數(shù)據(jù)量，提高了頻譜資源的利用率。2、TS傳輸流傳輸流-是指一種數(shù)據(jù)流，它包含一個或多個節(jié)目流。形成傳輸流的目的是為了在有可能發(fā)生嚴(yán)重錯誤環(huán)境下進(jìn)行編碼數(shù)據(jù)的傳輸和存儲。 華東理工大學(xué)華東理工大學(xué)2022-3-26華東理工大學(xué)27 前

14、端系統(tǒng)需求規(guī)劃l 系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)思路按照標(biāo)準(zhǔn)化和開放化的整體思路傳送的信息不論是圖像聲音還是數(shù)據(jù)信號均以數(shù)字壓縮編碼或格式轉(zhuǎn)換技術(shù)統(tǒng)一變換為MPEG2的TS傳輸流。充分考慮了與符合標(biāo)準(zhǔn)的其他第三方系統(tǒng)的集成問題，遵從標(biāo)準(zhǔn)見后。確保本方案中涉及產(chǎn)品與其他第三方設(shè)備實(shí)現(xiàn)集成，為用戶留出更大的空間自由選擇符合標(biāo)準(zhǔn)的設(shè)備。 華東理工大學(xué)華東理工大學(xué)2022-3-26華東理工大學(xué)28數(shù)字電視系統(tǒng)前端一般可分為四個主要部分： 華東理工大學(xué)華東理工大學(xué)2022-3-26華東理工大學(xué)29 采用接收與解碼為一體的帶有TS輸出的數(shù)字衛(wèi)星接收機(jī)（IR=D），將衛(wèi)星數(shù)字電視信號接收下來，直接進(jìn)行QPSK解調(diào)經(jīng)接收機(jī)AS

15、I接口輸出的符合MPEG-2編碼的TS流。 利用適配器轉(zhuǎn)換為MPEG-2編碼的TS流。 利用編碼器轉(zhuǎn)換為MPEG-2編碼的TS流 。 華東理工大學(xué)華東理工大學(xué)2022-3-26華東理工大學(xué)30編碼器編碼器：用于將數(shù)字電視系統(tǒng)中模擬或者數(shù)字的視頻/音頻信號分別壓縮復(fù)用成為符合MPEG-2標(biāo)準(zhǔn)的TS。它的性能直接關(guān)系到最終用戶接收的視音頻信號的質(zhì)量。如果輸入的是模擬信號，則需要先轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號后再進(jìn)行信號處理和壓縮適配器：適配器：完成ASI接口到其他網(wǎng)絡(luò)接口通訊的硬件設(shè)備。例如完成復(fù)用器與加擾器或編碼器的通訊。 音頻信號音頻處理壓縮視頻信號視頻處理壓縮視頻TS流生成音頻TS流生成視頻流音頻流復(fù)用A

16、SISPIEIDS3 華東理工大學(xué)華東理工大學(xué)2022-3-26華東理工大學(xué)312022-3-26華東理工大學(xué)32數(shù)據(jù)廣播系統(tǒng) 專指利用數(shù)字電視廣播系統(tǒng)傳輸?shù)姆且粢曨l業(yè)務(wù)，利用MPEG-II標(biāo)準(zhǔn)中的數(shù)據(jù)擴(kuò)展功能來進(jìn)行數(shù)字電視增值業(yè)務(wù)。-EN192 301(DVB-DataBroadcast規(guī)范規(guī)范)定義定義 通俗來講:就是將按電視顯示尺寸把制作好的網(wǎng)頁通過前端服務(wù)器打包后以TS流的方式播發(fā)到HFC網(wǎng)絡(luò),終端機(jī)頂盒中使用一個相當(dāng)于IE瀏覽器的嵌入式軟件進(jìn)行解析并顯示在電視機(jī)上. 華東理工大學(xué)華東理工大學(xué)2022-3-26華東理工大學(xué)33 DC (數(shù)據(jù)輪播數(shù)據(jù)輪播) 存在一定的技術(shù)瓶頸，如單個文件

17、長度有一定限制、整個Data Carousel中的文件數(shù)量有一定限制、文件或者目錄的名稱長度有一定限制等 OC (對象輪播對象輪播) 沒有Data Carousel遇到的技術(shù)瓶頸除文件和目錄對象可以滿足應(yīng)用的使用之外，還提供流和流事件對象用于應(yīng)用將來的擴(kuò)展，即可實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)和視音頻流綁定的更為復(fù)雜和豐富的應(yīng)用目前國內(nèi)百分之九十以上運(yùn)營商采用OC標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)廣播即將出臺國家標(biāo)準(zhǔn)也為OC標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)廣播標(biāo)準(zhǔn)簡介數(shù)據(jù)廣播標(biāo)準(zhǔn)簡介 華東理工大學(xué)華東理工大學(xué)2022-3-26華東理工大學(xué)34數(shù)據(jù)廣播前端播出系統(tǒng)方案數(shù)據(jù)廣播前端播出系統(tǒng)方案 華東理工大學(xué)華東理工大學(xué)2022-3-26華東理工大學(xué)35二、信號處理部分二

18、、信號處理部分復(fù)用器、EPG播發(fā)系統(tǒng)就是將節(jié)目源中的各路節(jié)目流重新組成一個新的TS傳輸流，同時附加相關(guān)節(jié)目信息字節(jié)以便引導(dǎo)機(jī)頂盒的正常接收和解碼 。 華東理工大學(xué)華東理工大學(xué)2022-3-26華東理工大學(xué)36Electronic Program Guide) 輸出電子節(jié)目單以及節(jié)目信息SI和節(jié)目特定信息PSI 到復(fù)用器。 EPG編輯器和EPG播發(fā)器。 用于PSI/SI信息的生成。信息采集、編輯錄入、存儲，節(jié)目編排，PSI/SI信息生 成，與節(jié)目流復(fù)用（插入），播出控制等。 華東理工大學(xué)華東理工大學(xué)2022-3-26華東理工大學(xué)37 上面提到的節(jié)目信息（SI）表與節(jié)目特定信息（PSI）表對機(jī)頂盒

19、正確接收十分關(guān)鍵。 傳統(tǒng)電視的每一個頻道對應(yīng)一個節(jié)目，只要調(diào)到相應(yīng)的頻率， 就可以看到節(jié)目。而數(shù)字電視信號中，通過復(fù)用器一路傳輸流可對應(yīng)多路節(jié)目，這個時候機(jī)頂盒就可以根據(jù)節(jié)目流中復(fù)用的SI和PSI信息，正確的對多路傳輸流進(jìn)行分解，得到用戶選中的節(jié)目播放。 華東理工大學(xué)華東理工大學(xué)2022-3-26華東理工大學(xué)38PSI 信息的英文全稱是“Program Specific Information ”一般稱為“節(jié)目特定信息”。PSI 數(shù)據(jù)提供了使接收機(jī)能夠自動配置的信息，用于對復(fù)用流中的不同節(jié)目進(jìn)行解復(fù)用和解碼:針對復(fù)用的每一路業(yè)務(wù)，提供了相應(yīng)的節(jié)目映射表（PMT）的位置，同時還提供網(wǎng)絡(luò)信息表（N

20、IT）的位置。 通過該表可以得到一路節(jié)目中包含的信息，例如，該路傳輸流由哪些流構(gòu)成和這些視音頻信息。提供整個傳輸網(wǎng)絡(luò)中包含的頻點(diǎn)，以及每個頻點(diǎn)中傳輸流的調(diào)制方式、符號率等參數(shù)信息。提供了在復(fù)用流中條件接收系統(tǒng)的有關(guān)信息。 華東理工大學(xué)華東理工大學(xué)2022-3-26華東理工大學(xué)39SI 信息的英文全稱是“Service Information”，一般稱為“業(yè)務(wù)信息”。SI 信息是數(shù)字電視傳輸流的組成部分，幫助用戶從傳輸流中選擇業(yè)務(wù)或者事件的信息，使機(jī)頂盒能自動設(shè)置可供選擇的業(yè)務(wù)，并在機(jī)頂盒端以EPG 電子節(jié)目指南的界面形式顯示出來。:節(jié)目群關(guān)聯(lián)表提供了節(jié)目群相關(guān)的信息，給出了節(jié)目群的名稱以及每個

21、節(jié)目群中的節(jié)目列表。 節(jié)目描述表包含了描述系統(tǒng)中節(jié)目的數(shù)據(jù)，例如節(jié)目名稱、節(jié)目提供者等。：事件信息表包含了與事件或節(jié)目相關(guān)的數(shù)據(jù)，例如事件名稱、起始時間、持續(xù)時間、運(yùn)行狀態(tài)等 。 ：時間和日期表給出了與當(dāng)前的時間和日期相關(guān)的信息。由于這些信息頻繁更新，所以需要使用一個單獨(dú)的表。時間偏移表給出了與當(dāng)前的時間、日期和本地時間偏移相關(guān)的信息。由于時間信息頻繁更新，所以需要使用一個單獨(dú)的表。 華東理工大學(xué)華東理工大學(xué)2022-3-26華東理工大學(xué)40EPG工作原理圖TS分配器PSI/SI數(shù)據(jù)封裝播發(fā)數(shù)據(jù)封裝播發(fā)含PSI/SI的的TS流流 華東理工大學(xué)華東理工大學(xué)2022-3-26華東理工大學(xué)41EPG

22、信息的發(fā)送方式優(yōu)點(diǎn)：獲取數(shù)據(jù)快缺點(diǎn)：信息不能實(shí)時更新優(yōu)點(diǎn)：占用帶寬小缺點(diǎn)：讀取速度慢 華東理工大學(xué)華東理工大學(xué)2022-3-26華東理工大學(xué)42EPG信息的發(fā)送方式優(yōu)點(diǎn)：綜合前兩者優(yōu)點(diǎn)缺點(diǎn)：不能再全網(wǎng)獲得所有EPG信息，只有主頻點(diǎn)可獲得優(yōu)點(diǎn)：信息獲取速度快，終端處理方便缺點(diǎn)：占用帶寬 華東理工大學(xué)華東理工大學(xué)2022-3-26華東理工大學(xué)43加擾器、條件接受系統(tǒng)CAS、用戶管理系統(tǒng)SAS對TS流中指定的節(jié)目進(jìn)行加擾，使授權(quán)的用戶能夠正常收看，而非授權(quán)的用戶無權(quán)收看，從而實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)運(yùn)營商有條件收費(fèi)管理的設(shè)備。它一般由CA系統(tǒng)（條件接收：Conditional Access）采用軟件方式實(shí)現(xiàn)對TS流

23、的加擾，并將密鑰信息附加在TS流中，供機(jī)頂盒正確解擾。是將加擾器加擾所用的控制字進(jìn)行加密后再發(fā)給加擾器，同時將用戶授權(quán)信息打包后也發(fā)給加擾器。負(fù)責(zé)對用戶的訂購信息、授權(quán)信息、用戶信息處理和記錄形成用戶數(shù)據(jù)庫，并向CAS發(fā)送用戶授權(quán)管理信息。 華東理工大學(xué)華東理工大學(xué)2022-3-26華東理工大學(xué)44CAS控制系統(tǒng)控制系統(tǒng)用戶管理系統(tǒng)用戶管理系統(tǒng)(SMS)DVB 網(wǎng)絡(luò)加擾的DVB傳輸流加擾器調(diào)制器CA系統(tǒng)系統(tǒng)(以下稱以下稱CAS)物理上的組成部分可以見下圖物理上的組成部分可以見下圖: 華東理工大學(xué)華東理工大學(xué)2022-3-26華東理工大學(xué)45 加解擾技術(shù)簡介 CW: 控制字 SK:業(yè)務(wù)密鑰 PD

24、K：用戶個人分配密鑰 ECM：授權(quán)控制信息 EMM：授權(quán)管理信息控制字發(fā)生器控制字發(fā)生器SK業(yè)務(wù)密鑰業(yè)務(wù)密鑰CWPDKECM數(shù)據(jù)流EMM數(shù)據(jù)流先由先由PMT中的中的CAT描述，描述，找到找到ECM/EMM,再由智再由智能卡中能卡中PDK從從EMM中中解出解出SK由由SK解出解出CW，送給解擾引擎送給解擾引擎對節(jié)目解擾對節(jié)目解擾SK 華東理工大學(xué)華東理工大學(xué)2022-3-26華東理工大學(xué)46DVB加擾方式介紹 DVB中建議了兩種加擾方式，即同密同密和多密多密。同密同密特點(diǎn): 1、可以使用多個CA系統(tǒng)， 2、每個CA系統(tǒng)可以使用不同的加密系統(tǒng)加密各自的相關(guān)信息（CW、ECM、EMM等） 3、但對節(jié)

25、目內(nèi)容的加擾必須采用同一個加擾算法和加擾控 4、接收端使用不同的接收設(shè)備解各自所集成的CA加密的節(jié)目 5、方便多級運(yùn)營商的管理，為多級運(yùn)營商選擇條件接收系統(tǒng)提供了靈活性。 華東理工大學(xué)華東理工大學(xué)2022-3-26華東理工大學(xué)47DVB加擾方式介紹 多密多密特點(diǎn)：1、需要使用外接的可插拔的條件接收和解擾模塊，這種模塊可以配置一個智能卡讀卡器與機(jī)頂盒通信。2、多密是針對終端機(jī)頂盒而言，用戶可以采用多密的方式收看不同加密/加擾系統(tǒng)所加密的不同的節(jié)目。 華東理工大學(xué)華東理工大學(xué)2022-3-26華東理工大學(xué)48同密與多密的比較通信成本上：通信成本上：同密方式下，一個TS流中載有所有加密系統(tǒng)的加密信息

26、，數(shù)據(jù)量大；多密方式下，一個TS流通常只用一個加擾系統(tǒng)加密。機(jī)頂盒的通用性上：機(jī)頂盒的通用性上：同密方式下，機(jī)頂盒必須集成相應(yīng)的條件接收系統(tǒng)軟件；多密方式下，機(jī)頂盒中不存在與ca系統(tǒng)相關(guān)的信息，所有的軟硬件信息都集成在一個CI模塊上，機(jī)頂盒通過這個模塊就可以支持多種CA系統(tǒng)。通用性上多密優(yōu)于同密。安全性上：安全性上：多密方式下，對控制字CW加擾以及二層加密算法都是私有的；同密方式下，對CW加擾空間是公開的，而且解擾算法是通用的。另外，同密的機(jī)頂盒與智能卡通信比多密開放，當(dāng)前的盜版大多都是利用盜取這一部分的通信數(shù)據(jù)進(jìn)行分析或激活另外的解碼器。成本上：多密的一個CI模塊，市場價大概200300，有

27、的要400以上，而且不止需要一個模塊。高成本不適合數(shù)字電視的發(fā)展初期使用。 華東理工大學(xué)華東理工大學(xué)2022-3-26華東理工大學(xué)49主要設(shè)備QAM調(diào)制器用于接收來自加擾機(jī)輸出的含有EPG、CA等信息的TS流，進(jìn)行糾錯編碼和QAM調(diào)制， 轉(zhuǎn)換為適合在同軸電纜或HFC中傳輸?shù)纳漕l信號，將TS流調(diào)制到指定的頻點(diǎn)，然后進(jìn)入混合器，混合器總輸出進(jìn)入有線電視網(wǎng)。 華東理工大學(xué)華東理工大學(xué)2022-3-26華東理工大學(xué)50衛(wèi)星接收機(jī)衛(wèi)星接收機(jī)編碼器編碼器適配器適配器復(fù)用器復(fù)用器QAM調(diào)制器調(diào)制器MPEG2 TSMPEG2 TSMPEG2 TSMPEG2 TSMPEG2 TSMPEG2 TS數(shù)字電視前端系統(tǒng)

28、拓?fù)鋱D2022-3-26華東理工大學(xué)51四、機(jī)頂盒四、機(jī)頂盒(STB - set top box)簡介簡介 華東理工大學(xué)華東理工大學(xué)2022-3-26華東理工大學(xué)52 數(shù)字電視機(jī)頂盒是一種將數(shù)字電視信號轉(zhuǎn)換成模擬信號的變換設(shè)備，它對經(jīng)過數(shù)字化壓縮的圖像和聲音信號進(jìn)行解碼還原，產(chǎn)生模擬的視頻和聲音信號，通過電視顯示器和音響設(shè)備給觀眾提供高質(zhì)量的電視節(jié)目。 華東理工大學(xué)華東理工大學(xué)2022-3-26華東理工大學(xué)53也可稱為數(shù)字衛(wèi)星電視接收機(jī)，接收數(shù)字衛(wèi)星電視廣播節(jié)目，同時支持?jǐn)?shù)據(jù)廣播、圖文電視等應(yīng)用.我們看的很多衛(wèi)視節(jié)目都是有線電視臺使用該類機(jī)頂盒從衛(wèi)星上接收下來，再通過有線電視網(wǎng)絡(luò)傳輸出去的。功

29、能與數(shù)字衛(wèi)星機(jī)頂盒類似，傳輸介質(zhì)由衛(wèi)星信道變成了地面廣播信道。功能與數(shù)字衛(wèi)星機(jī)頂盒類似，傳輸介質(zhì)為光纖/同軸混合網(wǎng)絡(luò)（HFC）。 華東理工大學(xué)華東理工大學(xué)2022-3-26華東理工大學(xué)54主要元器件：FLSAH、SDRAM、EEPROM、高頻頭、CPU 華東理工大學(xué)華東理工大學(xué)2022-3-26華東理工大學(xué)55是一種導(dǎo)航界面，用戶通過該界面可以閱覽一周的電視節(jié)目信息，并進(jìn)行節(jié)目的預(yù)約管理。 EPG一般包含如下基本功能： 節(jié)目單：以“頻道時間”方式提供一段時間內(nèi)的所有電視節(jié)目信息； 當(dāng)前節(jié)目播放：從節(jié)目單中選擇當(dāng)前的節(jié)目進(jìn)行播放。 節(jié)目附加信息：給出節(jié)目附加信息，如節(jié)目情節(jié)介紹； 節(jié)目分類：按節(jié)

30、目內(nèi)容進(jìn)行分類，如體育、影視等； 節(jié)目預(yù)訂：在節(jié)目單上預(yù)約一段時間之后將要播放的節(jié)目，屆時自動播放?；緲I(yè)務(wù)功能簡介基本業(yè)務(wù)功能簡介 華東理工大學(xué)華東理工大學(xué)2022-3-26華東理工大學(xué)56 華東理工大學(xué)華東理工大學(xué)2022-3-26華東理工大學(xué)57數(shù)據(jù)廣播業(yè)務(wù)在終端的體現(xiàn) 圖文并貌的展示，圖文并貌的展示，信息能夠在較長時間信息能夠在較長時間內(nèi)保持統(tǒng)一，還有就內(nèi)保持統(tǒng)一，還有就是覆蓋面廣，內(nèi)容豐是覆蓋面廣，內(nèi)容豐富。富。 現(xiàn)在我們進(jìn)入現(xiàn)在我們進(jìn)入“陽光政務(wù)陽光政務(wù)”、“美美食天地食天地”版塊。版塊。 華東理工大學(xué)華東理工大學(xué)2022-3-26華東理工大學(xué)58 下載成功后的下載成功后的開機(jī)界面

31、。開機(jī)界面。是開機(jī)界面一網(wǎng)頁的是開機(jī)界面一網(wǎng)頁的形式隨時更換形式隨時更換 華東理工大學(xué)華東理工大學(xué)2022-3-26華東理工大學(xué)59 視頻疊加廣告，視頻疊加廣告，黑色部分為視頻，黑色部分為視頻，大的圖片廣告可以大的圖片廣告可以關(guān)閉成一個小窗口，關(guān)閉成一個小窗口，下方的字幕條也可下方的字幕條也可以關(guān)閉，這樣既不以關(guān)閉，這樣既不影響電視節(jié)目的收影響電視節(jié)目的收看，也看，也使用戶對廣使用戶對廣告有了自主選擇性告有了自主選擇性。 華東理工大學(xué)華東理工大學(xué)2022-3-26華東理工大學(xué)60 視頻疊加廣告，視頻疊加廣告，黑色部分為視頻，黑色部分為視頻，大的圖片廣告可以大的圖片廣告可以關(guān)閉成一個小窗口，關(guān)閉成一個小窗口，下方的字幕條也可下方的字幕條也可以關(guān)閉，這樣既不以關(guān)閉，這樣既不影響電視節(jié)目的收影響電視節(jié)目的收看，也看，也使用戶對廣使用戶對廣告有了自主選擇性告有了自主選擇性。 華東理工大學(xué)華東理工大學(xué)2022-3-26華東理工大學(xué)61 華東理工大學(xué)華東理工大學(xué)2022-3-26華東理工大學(xué)62 華東理工大學(xué)華東理工