電視技術(shù)課件

電視技術(shù)雜談Wednesday,November23,2022電視技術(shù)雜談Tuesday,November22,20前言1908年，英國人肯培爾?斯文頓，俄國人羅申克夫提出了電子掃描原理，奠定了近代電視技術(shù)的理論基礎(chǔ)。現(xiàn)代電視技術(shù)涵蓋了數(shù)學(xué)、光學(xué)、色度學(xué)、電磁學(xué)等多門學(xué)科，熔合了數(shù)字技術(shù)最新研究成果。時(shí)至今日，電視技術(shù)更是與計(jì)算機(jī)技術(shù)趨近于一體。時(shí)光回到一百年前，兩位大師或許做夢(mèng)也不會(huì)想到今日電視技術(shù)發(fā)展之快和應(yīng)用之廣泛。前言1908年，英國人肯培爾?斯文頓，俄國人時(shí)光回到今天，電視技術(shù)的數(shù)字化浪潮在沖擊著傳統(tǒng)的電視觀念和思維習(xí)慣，我們，作為江山廣電人，我們有責(zé)任去熟悉、掌握數(shù)字電視技術(shù)，更要勇于駕馭數(shù)字電視技術(shù)，以期為廣播電視用戶提供高質(zhì)量的廣播電視節(jié)目。本文將分為模擬電視技術(shù)、數(shù)字電視技術(shù)和高清晰電視等三大部分進(jìn)行闡述。時(shí)光回到今天，電視技術(shù)的數(shù)字化浪潮在沖擊著傳統(tǒng)的電視一、模擬電視技術(shù)一、模擬電視技術(shù)數(shù)字與模擬的定義

數(shù)字（Digital）在英語中表示的是“數(shù)值”或“離散值”等含意，例如：0，1，……。模擬（Analog）這個(gè)詞的意思是指相似物或類似物，有"連續(xù)的數(shù)值"的含意。數(shù)字與模擬的定義數(shù)字（Digital）在英語中表示的是“電視是如何實(shí)現(xiàn)的（1）如果簡單地概括，電視的實(shí)現(xiàn)只有八個(gè)字，攝像機(jī)端的光電轉(zhuǎn)換，電視機(jī)端的電光轉(zhuǎn)換。具體的方法，是先把光的圖象變成與其對(duì)應(yīng)的電信號(hào)，利用電信號(hào)可以傳得遠(yuǎn)的特點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)向遠(yuǎn)處傳送的目的，到接收端把電信號(hào)變成與電信號(hào)相對(duì)應(yīng)的光信號(hào)，這樣，在電視機(jī)上就顯示出圖象。復(fù)雜一點(diǎn)描述：攝像機(jī)端的光電靶是由光敏半導(dǎo)體材料制成的，這種材料的電阻率的大小與光照的強(qiáng)弱有關(guān)。光照強(qiáng)時(shí)，電阻率減??；光照弱時(shí)，電阻率加大。被攝取的景物通過光學(xué)鏡頭成像在靶面上時(shí)，靶面上各占電阻的大小，對(duì)應(yīng)于景物各部分的亮度強(qiáng)弱：景物亮的部位，靶面上對(duì)應(yīng)點(diǎn)的電阻小；暗的部位，對(duì)應(yīng)點(diǎn)的電阻大。電視是如何實(shí)現(xiàn)的（1）如果簡單地概括，電視的實(shí)現(xiàn)只有電視是如何實(shí)現(xiàn)的（2）這樣就通過景物亮度的不同所對(duì)應(yīng)的電阻大小轉(zhuǎn)換成一幅“電的圖象”，實(shí)現(xiàn)了光電的轉(zhuǎn)換。在電視機(jī)端，陰極射線顯像管的內(nèi)層涂有在電子轟擊下能發(fā)光的熒光粉，發(fā)光的強(qiáng)弱正比于電子束所攜帶的能量。攝像管輸出的“電圖象”經(jīng)過有線電視網(wǎng)、衛(wèi)星、無線、互聯(lián)網(wǎng)等途徑的傳輸，加到顯像管上，電子束的強(qiáng)弱就隨圖象信號(hào)電壓的高低而變化，于是電子束在熒光屏上就描繪出一幅與原景物一樣的圖象。電視是如何實(shí)現(xiàn)的（2）這樣就通過景物亮度的不同所對(duì)應(yīng)成像原理圖123

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n光電轉(zhuǎn)換電光轉(zhuǎn)換123

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n傳輸通道K1K2K1、K2同步轉(zhuǎn)動(dòng)攝像機(jī)端電視機(jī)端成像原理圖123

彩色電視的成像原理彩色電視的成像比黑白成像要復(fù)雜許多，不過成像的基本原理還是一樣的。彩色電視的成像是基于三基色原理而實(shí)現(xiàn)的，即，用紅、綠、藍(lán)三種顏色幾乎可以混配出自然界中存在的所有顏色。所以，在彩色攝像機(jī)端要把每個(gè)象素點(diǎn)分解為紅、綠、藍(lán)三種顏色顯示在所對(duì)應(yīng)的光電靶上，取出三種顏色所對(duì)應(yīng)的電信號(hào)（這也就是分量信號(hào)，具有最逼真的信號(hào)質(zhì)量），通過一定的數(shù)學(xué)運(yùn)算，接下來的工作就和黑白成像的工作原理相同了……。到彩色電視機(jī)端，彩色電視機(jī)把這三種顏色對(duì)應(yīng)的電信號(hào)通過彩色顯像管去轟擊相對(duì)應(yīng)的紅、綠、藍(lán)熒光粉，利用混色原理，映入人眼的就是一幅完整的彩色畫面。彩色電視的成像原理彩色電視的成像比黑白成像要復(fù)雜許多什么是模擬電視自然界的實(shí)際景物圖象千差萬異，無論從亮度層次上，色彩種類上，都是極豐富的。用電信號(hào)表示它，一定是一個(gè)可以取任意值的連續(xù)變化的電量。我們把這些直接與自然界實(shí)際圖象對(duì)應(yīng)的，連續(xù)變化的電信號(hào)稱為模擬信號(hào)，就是模擬實(shí)際，與實(shí)際一樣。用這種方式傳送的電視信號(hào)就定義為模擬電視。我們常說的模擬電視就是由此而來的。什么是模擬電視自然界的實(shí)際景物圖象千差萬異，無論從模擬電視的參數(shù)—寬高比、電視線、場(chǎng)頻電視圖象傳送而采用的信號(hào)加工、處理和傳輸方式稱為電視制式。世界上有三種電視制式，即：PAL制、NTSC制、SECAM制。我國電視制式采用的是PAL制。所謂PAL制有特定的幾個(gè)參數(shù)：

1、寬高比4:34:3的寬高比是由人眼的視覺特性而決定的。2、電視線625行，垂直方向625行,水平方向的掃描點(diǎn)數(shù)以625行乘以寬高比即可。3、隔行掃描，場(chǎng)頻50Hz，幀頻25Hz,即：每秒鐘25幅圖象?；蛘哒f：就是一幅圖象在0.04秒時(shí)間內(nèi)分兩次掃描完成，第一次先掃描奇數(shù)行的312.5行，第二次再掃描偶數(shù)行的312.5行，各用時(shí)0.02秒。利用人眼的視覺惰性，由一個(gè)一個(gè)的獨(dú)立的象素點(diǎn)感覺出一幅完整的圖像。模擬電視的參數(shù)—寬高比、電視線、場(chǎng)頻電視圖象傳送模擬電視的參數(shù)—行頻、頻帶4、PAL制的行頻為15625Hz，除去行逆程時(shí)間12微秒，正程時(shí)間為52微秒，根據(jù)水平方向點(diǎn)數(shù)可得出PAL制帶寬約為5.5MHz,一般取6MHz。這也是現(xiàn)有模擬電視頻道選8MH帶寬(加上伴音帶寬和殘留邊帶)的理論依據(jù)。計(jì)算為：★理論上垂直掃描行數(shù)為625行，但實(shí)際上，垂直掃描線只有0.68955×625＝431行，也就是說PLA制垂直方向上只有431條掃描線。

★水平分解力為431×4/3=575點(diǎn)★水平方向575點(diǎn)相當(dāng)于在一個(gè)行周期內(nèi)信號(hào)電平變化575/2=287.5次，則:信號(hào)的最高頻率為287.5/52=5.5M在實(shí)際使用中頻帶取6M。模擬電視的參數(shù)—行頻、頻帶4、PAL制的行頻為1彩色電視重顯原理彩色電視是利用三基色原理而實(shí)現(xiàn)彩色圖象的重顯。接收端、顯示端都是基于三基色來攝錄和顯示。在信號(hào)處理過程中用Y信號(hào)和色差信號(hào)(R-Y、B-Y)進(jìn)行處理。彩色電視重顯原理彩色電視是利用三基色原理而實(shí)現(xiàn)彩電視質(zhì)量的主觀測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)（５分制）圖像損傷質(zhì)量評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)不能察覺優(yōu)5有察覺但不討厭良4有點(diǎn)討厭中3很討厭次2不能用劣1電視質(zhì)量的主觀測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)（５分制）圖像損傷質(zhì)量評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)不能察覺二、數(shù)字電視技術(shù)二、數(shù)字電視技術(shù)什么是數(shù)字電視（1）先從用離散值代表模擬量談起。舉個(gè)例子，在一定尺度內(nèi)，人的腳和身高其長短高矮分布是無限多個(gè)的，數(shù)值上是連續(xù)的，就是說各種數(shù)值都有，這好比模擬量。但實(shí)際在工廠生產(chǎn)鞋子和衣服時(shí)，并不會(huì)有這么多型號(hào)，而是僅使用一定數(shù)量的號(hào)碼就適應(yīng)了整個(gè)人群不同尺寸的腳和身高。只要選擇靠近的某些號(hào)碼，就可以穿。這些尺寸不連續(xù)的號(hào)碼，把連續(xù)的腳長和身高“離散化”了，就是用離散量表示連續(xù)量，這種用離散量表示連續(xù)量的做法叫模擬量的數(shù)字化。什么是數(shù)字電視（1）先從用離散值代表模擬量談起。舉個(gè)例什么是數(shù)字電視（2）數(shù)字電視，就是設(shè)想用離散的電量表示連續(xù)的電量，在電視信號(hào)的產(chǎn)生、傳輸、接收各個(gè)環(huán)節(jié)上，都使用離散數(shù)字來表示、處理。也就是說，數(shù)字電視是攝錄、傳輸、接收三個(gè)環(huán)節(jié)上全面數(shù)字化的電視系統(tǒng)。從廣播電視行業(yè)來說，所謂數(shù)字電視是專指具有廣播級(jí)質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)的數(shù)字電視，是一個(gè)狹義的行業(yè)術(shù)語。從整個(gè)社會(huì)生產(chǎn)來說，數(shù)字電視包含了一切用數(shù)字技術(shù)產(chǎn)生的活動(dòng)圖象信息內(nèi)容，什么是數(shù)字電視（2）數(shù)字電視，就是設(shè)想用離散的電什么是數(shù)字電視（3）包括ＩＰ電視、流媒體電視、可視電話，網(wǎng)絡(luò)可視聊天，甚至采用數(shù)字技術(shù)的可視門鈴等都具有數(shù)字電視的基本技術(shù)特性，主要差別僅在壓縮率、穩(wěn)定性與不同的應(yīng)用。泛數(shù)字電視，從電視行業(yè)來說，引入數(shù)字電視技術(shù)有了向外延伸與拓展業(yè)務(wù)的機(jī)遇，因此數(shù)字電視還包含了多功能業(yè)務(wù)的涵意，如信息服務(wù)、數(shù)據(jù)服務(wù)、互動(dòng)服務(wù)等，因此這就是數(shù)字電視的泛化，數(shù)字電視不僅是數(shù)字電視。什么是數(shù)字電視（3）包括ＩＰ電視、流媒體電視、可視電話數(shù)字電視系統(tǒng)的廣播鏈信源編碼和壓縮復(fù)用信道編碼和調(diào)制信道接收機(jī)數(shù)字電視系統(tǒng)的廣播鏈信源編碼和壓縮一、編碼信源編碼：就是把原始的模擬電視信號(hào)用數(shù)字編碼來表示，也稱為數(shù)字化、模/數(shù)轉(zhuǎn)換（A/D轉(zhuǎn)換），然后，進(jìn)行壓縮。備注：數(shù)字電視信號(hào)源有三項(xiàng)：視頻數(shù)據(jù)流、音頻數(shù)據(jù)流和輔助數(shù)據(jù)流。輔助數(shù)據(jù)流包括管理數(shù)據(jù)、有條件接收數(shù)據(jù)以及與節(jié)目有關(guān)的數(shù)據(jù)。數(shù)字電視系統(tǒng)的組成（1）數(shù)字電視系統(tǒng)由五個(gè)環(huán)節(jié)組成一、編碼數(shù)字電視系統(tǒng)的組成（1）數(shù)字電視系統(tǒng)由五個(gè)環(huán)節(jié)組成二、復(fù)用復(fù)用就是把上述三項(xiàng)數(shù)據(jù)流合成一路。采用以“包”為單位的時(shí)分復(fù)用方式。首先把上面說的三項(xiàng)數(shù)據(jù)流分割成一定長度的包（也稱分組），在“包”的頭部加上標(biāo)識(shí)，作為區(qū)分是屬于哪個(gè)流的標(biāo)志，以便在接收時(shí)把它們區(qū)別開。然后把它們合流為單一的復(fù)用流。一個(gè)視頻數(shù)據(jù)流、一個(gè)音頻數(shù)據(jù)流、一個(gè)輔助數(shù)據(jù)流合成一套節(jié)目流。爾后，多套節(jié)目流再合成為傳輸流。什么是時(shí)分和頻分？時(shí)分是指不同的數(shù)據(jù)流按時(shí)間依次排序發(fā)送。與此對(duì)應(yīng)的還有頻分，頻分是指不同的節(jié)目用不同的頻率調(diào)制區(qū)分。數(shù)字電視系統(tǒng)的組成（2）二、復(fù)用數(shù)字電視系統(tǒng)的組成（2）三、調(diào)制上述復(fù)用的數(shù)據(jù)流還不適合于在傳輸通道中傳輸，為了使信號(hào)適配于傳輸信道，必須進(jìn)行調(diào)制，把時(shí)分信號(hào)變成頻分信號(hào)，調(diào)制的作用是把基帶數(shù)據(jù)流搬移到高頻載波上去，把基帶信號(hào)變成頻帶信號(hào)。使之可以在頻分復(fù)用的模擬信道中傳送，同時(shí)也兼容了模擬電視的并存。

主要的信道調(diào)制方法有：四相相移鍵控（ＱＰＳＫ）；正交振幅調(diào)制（ＱＡＭ）調(diào)制；正交頻分復(fù)用（ＯＦＤＭ）；分別對(duì)應(yīng)于衛(wèi)星數(shù)字電視、有線數(shù)字電視和地面數(shù)字電視廣播信道。數(shù)字電視系統(tǒng)的組成（3）三、調(diào)制數(shù)字電視系統(tǒng)的組成（3）四、傳輸信道數(shù)字電視傳輸系統(tǒng)與模擬電視傳輸系統(tǒng)一樣，有衛(wèi)星、微波、有線、地面無線等媒介來傳輸數(shù)字信號(hào)。數(shù)字電視系統(tǒng)的組成（4）四、傳輸信道數(shù)字電視系統(tǒng)的組成（4）五、接收機(jī)接收機(jī)端就是機(jī)頂盒，實(shí)現(xiàn)上述四項(xiàng)環(huán)節(jié)的逆過程，把從信道上接收的數(shù)據(jù)流還原成原始的模擬電視信號(hào)。上述五部分組成了數(shù)字電視的整體系統(tǒng)。數(shù)字電視系統(tǒng)的組成（5）五、接收機(jī)數(shù)字電視系統(tǒng)的組成（5）基本的數(shù)字電視系統(tǒng)組成圖抽樣量化編碼器HFC復(fù)用器信號(hào)源信號(hào)源信號(hào)源抽樣量化編碼器抽樣量化編碼器A/VA/VA/VTSTSTSTS機(jī)頂盒調(diào)制器基本的數(shù)字電視系統(tǒng)組成圖抽樣量化編碼器HFC復(fù)用器信號(hào)源信號(hào)編碼－模擬轉(zhuǎn)數(shù)字的過程要實(shí)現(xiàn)數(shù)字信號(hào)處理，首先要將模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)，進(jìn)行Ａ/Ｄ轉(zhuǎn)換。這個(gè)過程主要有三個(gè)步驟：抽樣，量化，編碼。抽樣就是把連續(xù)變化的模擬量轉(zhuǎn)換成在時(shí)間上離散的模擬脈沖信號(hào)編碼就是將量化后的標(biāo)稱信號(hào)用一組二進(jìn)制碼串來表示編碼－模擬轉(zhuǎn)數(shù)字的過程要實(shí)現(xiàn)數(shù)字信號(hào)處理，首先要將模擬信號(hào)轉(zhuǎn)編碼－模擬轉(zhuǎn)數(shù)字示意圖101100011010001000111110000001010011100100101110量化比特?cái)?shù)量化級(jí)數(shù)抽樣頻率數(shù)碼率數(shù)字信號(hào)＝×模擬信號(hào)編碼０１２３４５６７量化電平編碼－模擬轉(zhuǎn)數(shù)字示意圖1011000110100010001編碼－模擬轉(zhuǎn)數(shù)字（1）抽樣頻率：獲取離散脈沖幅度的間隔時(shí)間，至少兩倍的最高信號(hào)頻率什么叫抽樣？打個(gè)比方：氣溫是逐漸變化的，每時(shí)每刻都在變化，因而它是隨時(shí)間連續(xù)變化的模擬量。但觀測(cè)氣溫不必每分每秒都測(cè)量，隔一定時(shí)間測(cè)一點(diǎn)畫在坐標(biāo)圖上，連一條線，就表示了氣溫的變化。如果時(shí)間間隔足夠小，這條線的形狀與連續(xù)不間斷測(cè)量的曲線形狀會(huì)基本吻合，即，用離散量可以表示連續(xù)的模擬量。

這種間隔測(cè)量的方式，叫做在連續(xù)變化的模擬量上的抽樣。這是把模擬信號(hào)數(shù)字化的第一步。編碼－模擬轉(zhuǎn)數(shù)字（1）抽樣頻率：獲取離散脈沖幅度的間隔時(shí)間，編碼－模擬轉(zhuǎn)數(shù)字（2）抽樣間隔取多大合適呢？首先的原則是能基本如實(shí)的代表原來的連續(xù)模擬量。間隔太遠(yuǎn)了要漏去重要的信息，比如測(cè)氣溫，最高氣溫出現(xiàn)在每天的14：00，抽樣間隔太大，偏偏漏掉了14：00，就會(huì)發(fā)生大錯(cuò)。因而，抽樣間隔與信號(hào)性質(zhì)有關(guān)，要符合奈奎斯特定理：即抽樣頻率要大于信號(hào)最高頻率的二倍。這樣抽取的樣值就包含了原來模擬信號(hào)的全部信息而不遺漏。例如電視亮度信號(hào)，最高頻率是6Mhz，抽樣頻率就應(yīng)該大于2×6=12Mhz。抽樣的實(shí)現(xiàn)也簡單，讓信號(hào)經(jīng)過一個(gè)電子開關(guān)，開關(guān)每秒鐘接通12M次（當(dāng)然每次接通時(shí)間都很短），就實(shí)現(xiàn)了在模擬信號(hào)中每秒取12M個(gè)離散了的樣值，每秒12M是什么概念，換種說法，就是小于0.08微秒就測(cè)一次信號(hào)，這些樣值，不再是連續(xù)的了。實(shí)際使用中抽樣頻率是13.5Mhz。編碼－模擬轉(zhuǎn)數(shù)字（2）抽樣間隔取多大合適呢？首先的原則編碼－模擬轉(zhuǎn)數(shù)字（3）量化級(jí)數(shù)：區(qū)分取樣后量化離散脈沖幅度值的總級(jí)數(shù)（一般用二進(jìn)制碼表示，表現(xiàn)為二進(jìn)制碼的數(shù)量，如２５６級(jí)）。如量化比特?cái)?shù)為８，就表示有２５６級(jí)的量化級(jí)數(shù)。抽樣的結(jié)果，僅是把模擬信號(hào)進(jìn)行時(shí)間上的離散。樣值的幅度，仍然是模擬取值的，具有連續(xù)的數(shù)值。必須在幅度值上也進(jìn)行離散處理，才能實(shí)現(xiàn)不僅時(shí)間上離散，幅度值上也離散。對(duì)幅度值的離散，就是把幅度值分成若干等級(jí)，對(duì)不在等級(jí)線上的進(jìn)行舍零取整處理，歸到相鄰的等級(jí)上去。這與我們買鞋是一個(gè)道理。這樣，連續(xù)的幅度值就用離散化的有限個(gè)等級(jí)取代了，這個(gè)過程叫做量化。編碼－模擬轉(zhuǎn)數(shù)字（3）量化級(jí)數(shù)：區(qū)分取樣后量化離散脈沖幅度值編碼－模擬轉(zhuǎn)數(shù)字（4）量化取多少個(gè)等級(jí)合適？等級(jí)多了當(dāng)然好，但要付出的代價(jià)大－碼流會(huì)非常大。理論和實(shí)際都證明，對(duì)電視圖象信號(hào)，用256個(gè)等級(jí)就可以了，即用8位二進(jìn)制數(shù)字位表達(dá)。

取樣、量化只是在時(shí)間和幅度上把信號(hào)的表示做到了離散化，還不是數(shù)字化。數(shù)字化的目的是用“0”和“1”兩個(gè)數(shù)字碼表示一切等級(jí)、量值。為什么要用“0”和“1”，不用0—9，就是因?yàn)椤?”和“1”最容易用電量來表示。如，有電壓是“1”，無電壓是‘0“；開關(guān)接通是“1”，開關(guān)斷開是“0’。但“0”和“1”只能表示兩個(gè)等級(jí)，256個(gè)等級(jí)怎么辦？使用“0”“1”的排列組成碼就解決了。這有如條形碼，條形碼也只有黑、白兩種條，但它們不同的組合可以編出無數(shù)的碼，可以分別代表多種商品。用數(shù)字編碼表示量化的信號(hào)，模擬信號(hào)才算是真正數(shù)字化了。編碼－模擬轉(zhuǎn)數(shù)字（4）量化取多少個(gè)等級(jí)合適？等級(jí)多了當(dāng)編碼－模擬轉(zhuǎn)數(shù)字（5）數(shù)字信號(hào)的數(shù)碼率：抽樣率和量化比特?cái)?shù)的乘積就是數(shù)碼率如：抽樣頻率13.5Mhz8位二進(jìn)制量化。則：數(shù)碼率為：13.5×8=107Mbit/s。就是說每秒鐘有1億零7百萬個(gè)數(shù)值（0或1）。實(shí)際使用中，亮度抽樣頻率取13.5Mhz，色度信號(hào)取6.75Mhz，用10位二進(jìn)制量化。所需要的碼率為（13.5+2×6.75）×10=207Mbit/s。傳送這么高的速率，對(duì)我們現(xiàn)在一個(gè)頻道8Mhz的帶寬，實(shí)在是大得受不了，所以，要想使數(shù)字化節(jié)目真正能付之使用，必須對(duì)碼率進(jìn)行壓縮。這就是數(shù)字電視信號(hào)壓縮的必要性。編碼－模擬轉(zhuǎn)數(shù)字（5）數(shù)字信號(hào)的數(shù)碼率：抽樣率和量化比特?cái)?shù)的壓縮－模擬轉(zhuǎn)數(shù)字（1）數(shù)字電視信號(hào)之所以要壓縮，是因?yàn)槌闃印⒕幋a以后碼率非常大（具體碼率后面另行計(jì)算）。之所以可以壓縮，是因?yàn)殡娨曅盘?hào)中存在著冗余信息，一幅圖象中很多信息多余的，或者說不重要的。傳送與否，不影響圖象的質(zhì)量。首先是空間冗余。就是一幅畫面內(nèi)，各象素之間有很強(qiáng)的相關(guān)性。例如，藍(lán)天，不必全部藍(lán)天的每一個(gè)象素都傳送一次，只傳送一個(gè)象素就行，其余的，到接收點(diǎn)全部按第一個(gè)復(fù)制。這樣一來就節(jié)約了大量信息，去除了冗余。其次是時(shí)間冗余。相鄰兩幀圖象的內(nèi)容也大體相似。我們可以不必每一幀圖象都傳，例如只傳送第一幀、在接收端，第三幀用第一幀預(yù)測(cè)產(chǎn)生，第二幀用第一、三兩幀取平均產(chǎn)生，這又可以壓縮碼率。再次，是人的視覺冗余。利用人眼對(duì)圖象高頻細(xì)節(jié)、色度信號(hào)靈敏度低的特點(diǎn)進(jìn)行壓縮，把人眼本來看不到的信號(hào)取消，以節(jié)省碼率。這就是信號(hào)壓縮的可能性。壓縮－模擬轉(zhuǎn)數(shù)字（1）數(shù)字電視信號(hào)之所以要壓縮，是因?yàn)閴嚎s－模擬轉(zhuǎn)數(shù)字（2）壓縮的方法，采用MPEG-2標(biāo)準(zhǔn)。它針對(duì)圖象上述幾種冗余的特點(diǎn)，運(yùn)用運(yùn)動(dòng)估值、離散余弦變換（DCT）、自適應(yīng)量化和熵編碼等技術(shù)（實(shí)際是一種算法），實(shí)現(xiàn)對(duì)信號(hào)碼率的壓縮。把數(shù)字化后144Mbit/s的碼率壓縮到6Mbit/s，仍然可以保持SDTV的水平。而且壓縮比可變，由VCD到HDTV等級(jí)都可以。目前數(shù)字有線電視使用的壓縮等級(jí)是主級(jí)主類：MP@ML，相當(dāng)于SDTV（標(biāo)準(zhǔn)清晰度電視720*576象素）水平。

運(yùn)動(dòng)估值是為了消除相鄰幀間的空間冗余。因?yàn)橄噜彽膸g，圖象大量的數(shù)據(jù)是相同的，不必都全部傳輸，僅傳遞相鄰幀的變化部分就可以了，這樣就可以壓縮了傳輸?shù)臄?shù)據(jù)量。離散余弦變換DCT，是將信號(hào)由空間域變換到頻域，使信號(hào)能量集中到低頻率。壓縮－模擬轉(zhuǎn)數(shù)字（2）壓縮的方法，采用MPEG-壓縮－模擬轉(zhuǎn)數(shù)字（3）自適應(yīng)量化是針對(duì)DCT而言，因?yàn)槿搜鄣囊曈X對(duì)圖象細(xì)節(jié)不敏感，故表示圖象細(xì)節(jié)的高頻部分可以壓縮。自適應(yīng)量化就是對(duì)DCT變換后的高頻系數(shù)采用粗量化，對(duì)低頻系數(shù)細(xì)量化。實(shí)際上是基于視覺冗余。熵編碼，就是可變字長編碼。給使用概率大的事件分配短字碼，給使用概率小的事件分配長字碼，最大限度的提高編碼效率。壓縮－模擬轉(zhuǎn)數(shù)字（3）自適應(yīng)量化是針對(duì)DCT而言碼流復(fù)用－數(shù)字信號(hào)的混合模擬電視信號(hào)經(jīng)過A/D轉(zhuǎn)換、壓縮后，變成了由二進(jìn)制脈沖組成的脈沖序列，叫做碼流。每一套節(jié)目有視頻碼流、音頻碼流，這些與模擬信號(hào)一一對(duì)應(yīng)的碼流稱為基本流ES。為便于傳輸，實(shí)現(xiàn)時(shí)分復(fù)用，基本流ES必須“打包”，就是將順序、連續(xù)傳輸?shù)臄?shù)據(jù)流按一定的時(shí)間長度進(jìn)行分割，分割的小段叫做“包”，因而打包也稱為分組。在每個(gè)包前加上包頭，就構(gòu)成了打包的基本流PES。傳送一套節(jié)目有三種基本碼流：視頻、音頻和相應(yīng)的數(shù)據(jù)流，需要把它們組合到一起，叫做復(fù)用。復(fù)用的方法是時(shí)分復(fù)用。上述把同一節(jié)目的三種基本流復(fù)用到一起叫節(jié)目復(fù)用。復(fù)用后，根據(jù)需要可以形成節(jié)目流PS和傳輸流TS。它們分別適用于不同的傳輸環(huán)境。PS包的長度較長，且可變，適用于在良好的媒質(zhì)里傳輸。TS包長是固定的，188個(gè)字節(jié)，適用于容易出錯(cuò)的傳輸介質(zhì)中傳輸。在有線電視系統(tǒng)中傳輸?shù)氖莻鬏斄鱐S。

TS包的包頭，長4個(gè)字節(jié)，包頭里最重要的要素是包識(shí)別符PID，它標(biāo)識(shí)該包是屬于哪套節(jié)目的什么流。接著的是可變長度的適配域，后面是凈荷，凈荷攜帶實(shí)際內(nèi)容。碼流復(fù)用－數(shù)字信號(hào)的混合模擬電視信號(hào)經(jīng)過A/D轉(zhuǎn)換多個(gè)數(shù)字電視節(jié)目復(fù)用成一個(gè)傳輸流調(diào)制器復(fù)用器節(jié)目編碼節(jié)目復(fù)用抽樣量化編碼視頻1音頻1抽樣量化編碼抽樣量化編碼抽樣量化編碼抽樣量化編碼視頻2音頻2視頻3音頻3視頻4音頻4視頻5音頻5節(jié)目傳輸流節(jié)目1節(jié)目2節(jié)目3節(jié)目4節(jié)目5多個(gè)數(shù)字電視節(jié)目復(fù)用成一個(gè)傳輸流調(diào)制器復(fù)用器節(jié)目編碼節(jié)目復(fù)用調(diào)制－數(shù)字信號(hào)的兼容傳輸（1）模擬電視連續(xù)的電信號(hào)數(shù)字化后，變成了完全由“0”、“1”組成的脈沖串（經(jīng)過MPEG-2編碼形成由MPEG-2包組成的傳輸流）。直接把數(shù)字串在網(wǎng)絡(luò)上傳送，叫做基帶傳輸（未經(jīng)某種處理的數(shù)字信號(hào)稱為基帶信號(hào)）。它要占用從0開始的無限帶寬。但是我們現(xiàn)在的HFC網(wǎng)絡(luò)，傳輸模擬電視信號(hào)是采用AM-VSB（殘留邊帶調(diào)幅）頻分復(fù)用方式傳輸?shù)?。就是說，每套電視節(jié)目先調(diào)制到一個(gè)指定的高頻率載波上（采用殘留邊帶調(diào)幅方式），每一個(gè)高頻率載運(yùn)一套節(jié)目，占用不同頻率的載頻，混合送到HFC網(wǎng)絡(luò)上傳輸。節(jié)目是以頻率不同而區(qū)分的，這就是頻分復(fù)用。每套節(jié)目占用的頻帶寬度都是8Mhz。這就是我們目前HFC的規(guī)矩——體制。調(diào)制－數(shù)字信號(hào)的兼容傳輸（1）模擬電視連續(xù)的電信號(hào)調(diào)制－數(shù)字信號(hào)的兼容傳輸（2）數(shù)字化后的基帶信號(hào)，不符合目前HFC的傳輸體制，沒有辦法讓數(shù)字電視信號(hào)以基帶的形式上網(wǎng)與現(xiàn)有的模擬電視信號(hào)兼容傳輸。數(shù)字電視信號(hào)要服從原來的規(guī)矩，這叫做兼容。為了使數(shù)字基帶信號(hào)適應(yīng)HFC網(wǎng)絡(luò)的要求，與模擬的頻帶信號(hào)在HFC中兼容傳輸，就需要對(duì)數(shù)字基帶信號(hào)做適當(dāng)處理，我們稱這種做法叫信道編碼。就是說，信道編碼，是使數(shù)字基帶信號(hào)適配進(jìn)HFC網(wǎng)絡(luò)的過程。信道編碼是在前端完成的。包括以下幾個(gè)部分：碼流的隨機(jī)化；R-S編碼；卷積交織；字節(jié)到字符的映射；差分編碼；基帶成型濾波和QAM調(diào)制。調(diào)制－數(shù)字信號(hào)的兼容傳輸（2）數(shù)字化后的基帶信號(hào)，不傳輸－基帶傳輸與載波傳輸數(shù)字信號(hào)的傳輸分為基帶傳輸和載波傳輸所謂基帶傳輸就是把數(shù)字信號(hào)直接送入線路進(jìn)行傳輸而載波傳輸則是用原信號(hào)去改變載波的某一參數(shù)實(shí)現(xiàn)頻譜的搬移中國數(shù)字電視傳輸采用QAM64調(diào)制。8兆頻帶中傳輸4至6套節(jié)目，每秒傳輸信息速率38Mbit傳輸－基帶傳輸與載波傳輸數(shù)字信號(hào)的傳輸分為基帶傳輸和載波傳輸完整的數(shù)字電視系統(tǒng)上述五個(gè)部分只是簡化后的數(shù)字電視系統(tǒng)，在實(shí)際工程應(yīng)用中，數(shù)字電視系統(tǒng)還要加入用戶管理系統(tǒng)（SMS）、條件接收系統(tǒng)（CA）、電子節(jié)目指南（EPG）等。下面我們深入地介紹這些部分的原理和功能。先看一張完整的數(shù)字電視系統(tǒng)組成圖：完整的數(shù)字電視系統(tǒng)上述五個(gè)部分只是簡化后的數(shù)字電完整的數(shù)字電視系統(tǒng)組成圖前端播控系統(tǒng)復(fù)用傳輸系統(tǒng)用戶接收端條件接收系統(tǒng)用戶管理系統(tǒng)回傳系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)監(jiān)控系統(tǒng)HFC完整的數(shù)字電視系統(tǒng)組成圖前端播控系統(tǒng)復(fù)用傳輸系統(tǒng)用戶接收端條條件接收系統(tǒng)－簡介條件接收系統(tǒng)也叫CA，是數(shù)字電視系統(tǒng)中非常重要的組成部分，它完成了系統(tǒng)用戶的認(rèn)證、授權(quán)和節(jié)目加擾工作，它解決了兩個(gè)問題，即，如何讓交費(fèi)用戶看到授權(quán)頻道和如何阻止用戶收看那些未經(jīng)授權(quán)的頻道，也就是解決了單向廣播的可管理性問題，因此給廣播電視行業(yè)的管理模式、經(jīng)營模式帶來了非常深刻的變革。

通俗地說，CA就是能夠保證有授權(quán)的用戶觀看節(jié)目，沒有授權(quán)的用戶不能觀看節(jié)目。這是模擬電視時(shí)代夢(mèng)寐難求的功能。是數(shù)字電視區(qū)別于模擬電視的顯著標(biāo)志。條件接收系統(tǒng)－簡介條件接收系統(tǒng)也叫CA，是數(shù)字電視系統(tǒng)條件接收系統(tǒng)－工作原理?xiàng)l件接收系統(tǒng)由兩個(gè)相互的部分組成：加解擾部分、接收控制部分采用三重密鑰傳輸機(jī)制什么是三重密鑰傳輸機(jī)制？是指第一道是用控制字對(duì)TS流加擾；第二道用業(yè)務(wù)密鑰對(duì)控制字進(jìn)行加密；第三道是用私人密鑰對(duì)業(yè)務(wù)密鑰進(jìn)行加密。條件接收系統(tǒng)－工作原理?xiàng)l件接收系統(tǒng)由兩個(gè)相互的部分組成：條件接收系統(tǒng)－工作原理－加擾和解擾加擾就是對(duì)視頻、音頻和輔助數(shù)據(jù)加以一定的處理，把明文變成密文。如果直接顯示加擾信號(hào)的話，在屏幕上呈現(xiàn)的將不是景物，而是雜亂無章的東西。只有經(jīng)過解擾才能恢復(fù)原始的景物。在發(fā)送端靠偽隨機(jī)碼發(fā)生器產(chǎn)生的偽隨機(jī)碼和原始數(shù)據(jù)做一個(gè)混合運(yùn)算，就得到加擾的視頻和音頻碼流。在接收端用相同的偽隨機(jī)碼發(fā)生器，如果他的起始點(diǎn)和發(fā)送端的一樣，那么他產(chǎn)生的偽隨機(jī)碼和發(fā)送端完全一樣，用它就可完全恢復(fù)原始信號(hào)。解擾的關(guān)鍵是要掌握偽隨機(jī)碼發(fā)生器的起始點(diǎn)。條件接收系統(tǒng)－工作原理－加擾和解擾加擾就是對(duì)視頻、音頻和輔助條件接收系統(tǒng)－工作原理

－加解擾密鑰CW偽隨機(jī)碼的起始點(diǎn)就是破密的關(guān)鍵字，稱為控制字ＣＷ。這個(gè)控制字也要傳送到用戶端才能解密。為了使黑客不容易掌握控制字，要使控制字經(jīng)常變動(dòng)而且變得很快，幾秒種就變一次。這個(gè)控制字也稱為加解擾密鑰ＣＷ，通常要不斷變化。同樣黑客只要掌握了這個(gè)控制字就可以解密，因此還要對(duì)這個(gè)控制字進(jìn)行加密。條件接收系統(tǒng)－工作原理

－加解擾密鑰CW偽隨機(jī)碼的起始點(diǎn)就是條件接收系統(tǒng)－工作原理

－業(yè)務(wù)密鑰SK通過業(yè)務(wù)密鑰SK對(duì)控制字進(jìn)行加密，形成授權(quán)控制信息ECM，然后再將加密后的ＣＷ控制字傳送到終端機(jī)頂盒中。與控制字有關(guān)的加密信息通常稱為授權(quán)控制信息ECM。ECM信息插入傳送流，大約每幾秒鐘在傳送流中出現(xiàn)一次。條件接收系統(tǒng)－工作原理

－業(yè)務(wù)密鑰SK通過業(yè)務(wù)密鑰SK對(duì)控制條件接收系統(tǒng)－工作原理

－用戶個(gè)人分配密鑰PDK為了確保業(yè)務(wù)密鑰SK不在傳輸過程中被破解，就必需對(duì)業(yè)務(wù)密鑰SK進(jìn)行加密。在前端，使用個(gè)人分配密鑰PDK對(duì)業(yè)務(wù)密鑰SK進(jìn)行加密，然后放在授權(quán)管理信息EMM中傳送到用戶端。EMM大約每8－10秒插入傳送流一次。用戶個(gè)人分配密鑰PDK是一個(gè)數(shù)列，是機(jī)頂盒的唯一地址碼。由CA系統(tǒng)自動(dòng)生成并嚴(yán)格控制，存放在用戶智能卡中，是CA系統(tǒng)安全性的重要保障。條件接收系統(tǒng)－工作原理

－用戶個(gè)人分配密鑰PDK為了確保業(yè)務(wù)條件接收系統(tǒng)－工作原理

－解密三要素授權(quán)管理信息的解密是唯一的，也就是說一張智能卡只能解與其有關(guān)的ＥＭＭ信息。解密后可以得到用于解ＥＣＭ的所有信息。因此解密要用到三種元素：１、保密的可編址的智能卡２、傳送來的加密授權(quán)管理信息ＥＭＭ３、傳送來的加密授權(quán)控制信息ＥＣＭ條件接收系統(tǒng)－工作原理

－解密三要素授權(quán)管理信息的解密條件接收系統(tǒng)－工作原理－示意圖

下圖是有關(guān)整個(gè)條件接收系統(tǒng)的流程示意：

下圖是有關(guān)整個(gè)條件接收系統(tǒng)的流程示意：

條件接收系統(tǒng)－工作原理－示意圖下圖是有關(guān)整個(gè)條件接收系統(tǒng)的條件接收系統(tǒng)－典型加密算法－概述（１）對(duì)加密算法的要求有兩條最基本的原則：一是不能被輕易破解，二是解密算法運(yùn)行所需時(shí)間不應(yīng)太長，因?yàn)榭刂泼荑€幾秒種就改變一次。加密算法主要有兩種：秘密密鑰算法和公開密鑰算法。秘密密鑰體制的特點(diǎn)是秘密信道，密鑰源產(chǎn)生之后，通過秘密信道將秘密密鑰傳送給用戶。由于加密和解密使用同一密鑰，稱對(duì)稱密碼體制公開密碼體制的特點(diǎn)是有兩個(gè)密鑰（公開和秘密），只有兩者搭配使用才能完成加密和解密的全過程。發(fā)送者利用公開密鑰加密，只有具有秘密密鑰的人才能對(duì)它解密，因此不需通過信道傳送。條件接收系統(tǒng)－典型加密算法－概述（１）對(duì)加密算法的要求有兩條條件接收系統(tǒng)－典型加密算法－概述（２）由于所選擇的加密技術(shù)的不同，CA系統(tǒng)被破解的次數(shù)以及被破解所造成的損失也不相同。在歐洲,幾乎所有的CA系統(tǒng)都已被破解，其中包括我們常見的幾個(gè)國外CA廠家。然而CA系統(tǒng)被破解所產(chǎn)生的后果卻有著本質(zhì)上的區(qū)別，有的僅僅是一個(gè)運(yùn)營商的系統(tǒng)在一段時(shí)間內(nèi)被破解，但并沒有影響其它系統(tǒng)的安全運(yùn)營；有的卻是其CA系統(tǒng)被完全破解，從而殃及了其所有的運(yùn)營商的系統(tǒng)。條件接收系統(tǒng)－典型加密算法－概述（２）由于所選擇的加密技條件接收系統(tǒng)－典型加密算法－概述（４）在CA系統(tǒng)的密鑰管理體系中，除了那些使用自己獨(dú)有算法的CA系統(tǒng)外，一般的CA系統(tǒng)都使用以下的三種算法:DataEncryptionStandard(DES)算法三重DES(Triple-DES)算法RSA算法前兩種屬于對(duì)稱密碼體系，第三種屬于非對(duì)稱密碼體系。條件接收系統(tǒng)－典型加密算法－概述（４）在CA系統(tǒng)的密鑰管理體條件接收系統(tǒng)－典型加密算法

－ＤＥＳ算法（１）DES算法是IBM公司于1975年研究成功并公開發(fā)表的一種基于對(duì)稱密碼體系的算法。其基本的原理是用一個(gè)64位字長的密鑰(實(shí)際是56位加8位效驗(yàn))分組后通過16次的左移得到16個(gè)子密鑰，然后通過16次的迭代運(yùn)算去加密一個(gè)64位的數(shù)據(jù)塊，從而得到加密后的數(shù)據(jù)。在CA系統(tǒng)中表現(xiàn)為加密的密鑰和解密的密鑰為同一個(gè)64位的密鑰，解密的過程就是加密的逆過程。目前除個(gè)別的CA系統(tǒng)還采用外，一般的CA系統(tǒng)最多將其用于對(duì)ECM的處理。

條件接收系統(tǒng)－典型加密算法

－ＤＥＳ算法（１）DES算法條件接收系統(tǒng)－典型加密算法

－ＤＥＳ算法（２）DES算法最有效的破解手段就是采用窮舉法一個(gè)DES算法的窮舉空間是256，這意味著在1975年用一臺(tái)計(jì)算機(jī)需要運(yùn)算兩千年才能破解。然而隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，目前僅用一臺(tái)高檔的PC機(jī)用窮舉法破解一個(gè)DES算法也就十幾天的時(shí)間。采用DES算法的CA系統(tǒng)的安全性受到了極大的威脅。

條件接收系統(tǒng)－典型加密算法

－ＤＥＳ算法（２）DES算法條件接收系統(tǒng)－典型加密算法

－ＴripleＤＥＳ算法（１）Triple-DES算法的基本原理是用兩個(gè)密鑰對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行3次的加密/解密運(yùn)算，即首先使用第一個(gè)密鑰對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行加密，然后用第二個(gè)密鑰對(duì)其進(jìn)行解密，最后用第一個(gè)密鑰再加密。Triple-DES算法保留了DES算法運(yùn)算速度快的特點(diǎn)，通過增加運(yùn)算次數(shù)和密鑰長度(兩個(gè)64位密鑰相當(dāng)于128位密鑰)來增加破解者的破解時(shí)間，但是從密碼學(xué)本身上講，其安全強(qiáng)度并沒有增加。條件接收系統(tǒng)－典型加密算法

－ＴripleＤＥＳ算法（１）條件接收系統(tǒng)－典型加密算法

－ＴripleＤＥＳ算法（２）采用Triple-DES算法的CA系統(tǒng)的密鑰在使用一段時(shí)間以后就需要進(jìn)行更換，加密方需要通過某種安全的渠道把新的密鑰傳送給解密方，從而實(shí)現(xiàn)密鑰的傳遞更新或者子密鑰的生成。為了達(dá)到此目的，采用Triple-DES算法的智能卡中必須嵌入一個(gè)根密鑰(RootKey)或主密鑰(MasterKey)，來完成密鑰的生成和分發(fā)等，而根密鑰或主密鑰的安全則關(guān)乎到整個(gè)CA系統(tǒng)的安全。黑客通過跟蹤截獲其傳遞的密鑰達(dá)到破解該密鑰的目的，或者通過對(duì)CA系統(tǒng)根密鑰或主密鑰的破解從而破解整個(gè)CA加密體系，那時(shí)即使采用了密鑰循環(huán)的方法也無法剔除非法的智能卡。條件接收系統(tǒng)－典型加密算法

－ＴripleＤＥＳ算法（２）采條件接收系統(tǒng)－典型加密算法

－RSA算法（１）RSA算法是非對(duì)稱密碼體系(又稱公開密碼密鑰體系)中最著名的一個(gè)算法。它是在1979年由Rivest、Shamir、Adleman三個(gè)人提出的一種分組密碼算法。從其提出到現(xiàn)在的二十多年間，它經(jīng)受了各種安全測(cè)試的考驗(yàn)，被證明是目前最安全的非對(duì)稱密碼算法。條件接收系統(tǒng)－典型加密算法

－RSA算法（１）RSA算法是條件接收系統(tǒng)－典型加密算法

－RSA算法（２）RSA算法是建立在一個(gè)數(shù)論模型基礎(chǔ)上的一種算法。數(shù)論模型是兩個(gè)大的素?cái)?shù)的乘積可以得到一個(gè)大整數(shù)，而將該大整數(shù)還原成兩個(gè)大素?cái)?shù)的乘積是非常困難的，迄今還沒有找到一種算法來完成分解。在RSA算法中存在著一對(duì)互不相同但又密切相關(guān)的密鑰，我們稱之為公鑰和私鑰。它們的密鑰長度都大于512位，從算法的原理上我們很難從其中的一個(gè)密鑰去推算出另一個(gè)密鑰，從而破解該系統(tǒng)。什么叫素?cái)?shù)？是這樣的整數(shù)，它除了能表示為它自己和1的乘積以外，不能表示為任何其它兩個(gè)整數(shù)的乘積。條件接收系統(tǒng)－典型加密算法

－RSA算法（２）RSA算法是條件接收系統(tǒng)－典型加密算法

－RSA算法（３）對(duì)一個(gè)采用了RSA算法的CA系統(tǒng)來講，一般采用公鑰進(jìn)行信息的加密，用私鑰來進(jìn)行信息的解密。由于每一張智能卡都有不同的公鑰和私鑰用于自身的加密和解密。因此，即使破解了某一張智能卡的密鑰。對(duì)其它智能卡也沒有什么影響，系統(tǒng)可以通過剔除的方法將非法卡阻止在系統(tǒng)之外，從而保證了CA系統(tǒng)的安全。除數(shù)字電視廣播以外，它被廣泛地應(yīng)用于開放式的環(huán)境，例如Internet等。條件接收系統(tǒng)－典型加密算法

－RSA算法（３）對(duì)一個(gè)采用了條件接收系統(tǒng)－典型加密算法

－算法比較（１）迄今為止，世界上所有采用Triple-DES算法的CA系統(tǒng)都已被破解，而且找不到任何防止破解的辦法，即使更換了新一代的智能卡，也未能阻止黑客的攻擊。隨著黑客破解的手段越來越高明，破解的周期越來越短，給運(yùn)營商造成的損失也越來越大。條件接收系統(tǒng)－典型加密算法

－算法比較（１）迄今為止，世界條件接收系統(tǒng)－典型加密算法

－算法比較（2）秘密密鑰體制中發(fā)送者與接收者要使用同一密鑰，為此必須使發(fā)送者不僅要傳送加密后的數(shù)據(jù)，還要將密鑰傳給接收者，這就必須使密鑰在傳送過程中不被竊取。公開密鑰體制中各個(gè)用戶在接收端進(jìn)行解密所使用的密鑰不必傳輸，這樣就提高了安全性，從而有可能在公共信道上傳送加密的信息，這是公開密鑰體制優(yōu)于秘密密鑰體制的地方目前各種秘密密鑰體制的算法的軟硬件實(shí)現(xiàn)速度顯著快于公開密鑰的加密算法。通常將兩種密鑰算法結(jié)合一起用。條件接收系統(tǒng)－典型加密算法

－算法比較（2）秘密密鑰體制中條件接收系統(tǒng)－典型加密算法

－算法比較（3）RSA算法本身比Triple-DES算法和DES算法有更高的安全性，已經(jīng)被廣泛地采用在各種安全強(qiáng)度要求較高的環(huán)境中。國內(nèi)外近十年來在數(shù)字電視廣播以及Internet上CA技術(shù)的應(yīng)用也證明了這一論點(diǎn)。條件接收系統(tǒng)－典型加密算法

－算法比較（3）RSA算法本身?xiàng)l件接收系統(tǒng)－概述（1）條件接收系統(tǒng)是一個(gè)綜合性的系統(tǒng)，它集成了多種先進(jìn)的技術(shù)，所涉及的技術(shù)包括：系統(tǒng)調(diào)度管理、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、數(shù)字壓縮編碼、加解擾算法、加解密算法、復(fù)用器技術(shù)、調(diào)制解調(diào)技術(shù)、機(jī)頂盒技術(shù)、智能卡技術(shù)等，同時(shí)也涉及到用戶管理、節(jié)目管理、收費(fèi)管理等數(shù)據(jù)應(yīng)用技術(shù)。其中，CA系統(tǒng)的性能和安全性是整個(gè)系統(tǒng)最關(guān)鍵的問題。條件接收系統(tǒng)－概述（1）條件接收系統(tǒng)是一個(gè)綜合性的系統(tǒng)，它集條件接收系統(tǒng)－概述（2）條件接收系統(tǒng)在數(shù)字電視系統(tǒng)中是比較深?yuàn)W難懂的部分，它的內(nèi)在機(jī)理讓人感到迷惑不解，CA是如何實(shí)現(xiàn)加密的？加密的安全性是如何確保的？這些都是模擬時(shí)代我們所沒有考慮過的新問題。為便于理解這些問題，我們可以換個(gè)角度來理解，打個(gè)比方：小時(shí)候，父母不放心把家里的鑰匙交給我們，怕把鑰匙掉了，但同時(shí)又怕我們放學(xué)回不了家，在外面游玩。怎么辦，解決這個(gè)矛盾的方法是：把鑰匙放在一個(gè)父母和我們約定的地點(diǎn)，以便于我們放學(xué)后回家，如，放在鄰居家或房屋邊上不引人注目的墻洞內(nèi)，這樣就解決了矛盾。在這個(gè)矛盾解決的過程中，用的也是三重加密機(jī)制，第一層是門鎖，把室內(nèi)外隔絕開－對(duì)室內(nèi)加密，這個(gè)鑰匙就是控制字。第二層是對(duì)鑰匙加密－放在鄰居家或墻洞內(nèi)，鄰居家或墻洞就是業(yè)務(wù)密鑰，通過這個(gè)密鑰對(duì)鑰匙－控制字進(jìn)行加密，不然直接插在鑰匙孔內(nèi)就不安全了。條件接收系統(tǒng)－概述（2）條件接收系統(tǒng)在數(shù)字電視系統(tǒng)中是條件接收系統(tǒng)－概述（3）第三層就是家長要私下告訴我們鑰匙放在哪里，總不能在門上貼張字條告訴我們鑰匙放在哪里，這就好比用私鑰加密，否則，我們也不知道鑰匙放在哪里。這過程中，安全性的關(guān)鍵是我們，只要我們自己不泄密，安全性就有保障，就好比智能卡不被破解一樣。在前述加密算法中，RSA算法的數(shù)論模型是兩個(gè)大的素?cái)?shù)的乘積可以得到一個(gè)大整數(shù)，而將該大整數(shù)還原成兩個(gè)大素?cái)?shù)的乘積是非常困難的，迄今數(shù)學(xué)界還沒有找到一種算法來完成分解，可見RSA算法的安全性完全依賴于分解大素?cái)?shù)的難度。在CA系統(tǒng)中對(duì)EMM信息的加密，通常采用RSA算法。條件接收系統(tǒng)－概述（3）第三層就是家長要私下告訴我們鑰RSA算法的數(shù)學(xué)原理RSA系統(tǒng)由以下幾部分組成：(1)隨機(jī)選取的大素?cái)?shù)P和Q，還有N，其中N=P*Q，P和Q保密，N公開。(2)任取(n)=（P-1）*(Q-1)，其中(n)表示比n小的素?cái)?shù)的個(gè)數(shù)，任取2<=e<=(n),且(e,(n))=1,e為加密密鑰，公開。(3)計(jì)算d,使（e*d）(mod(n))＝1,求得d，d為解密秘鑰，保密。在RSA系統(tǒng)中，設(shè)m為明文，c為密文，則其加密和解密算法如下：加密算法c=me(modn)解密算法m=cd(modn)在RSA系統(tǒng)中(e,n)構(gòu)成加密秘鑰，即公鑰，(d,n)構(gòu)成解密秘鑰，即私鑰。

RSA算法的數(shù)學(xué)原理RSA系統(tǒng)由以下幾部分組成：RSA算法的流程圖

RSA算法的流程圖

電子節(jié)目指南（EPG）什么是ＥＰＧＥＰＧ的作用ＥＰＧ功能描述ＥＰＧ系統(tǒng)結(jié)構(gòu)ＥＰＧ前端系統(tǒng)軟件ＥＰＧ的發(fā)送方式電子節(jié)目指南（EPG）什么是ＥＰＧ電子節(jié)目指南－什么是EPG什么是EPG？用戶通過機(jī)頂盒收看電視節(jié)目和享受信息服務(wù)時(shí)所使用的導(dǎo)航菜單就叫EPG。電子節(jié)目指南－什么是EPG什么是EPG？電子節(jié)目指南－EPG的作用EPG是ElectronicProgramGuide電子節(jié)目指南的英文縮寫，也稱為電視節(jié)目指南，是一種互動(dòng)應(yīng)用。它的主要作用是幫助用戶快速的找到需要的節(jié)目與服務(wù)信息。當(dāng)有幾十個(gè)甚至上百個(gè)電視頻道及不同的信息服務(wù)時(shí)，EPG的作用就變得特別重要。電子節(jié)目指南－EPG的作用EPG是ElectronicPr電子節(jié)目指南－功能描述（１）基本功能：提供節(jié)目單頻道瀏覽及當(dāng)前節(jié)目播放自選節(jié)目與切換電子節(jié)目指南－功能描述（１）基本功能：電子節(jié)目指南－功能描述（２）高級(jí)功能：附加信息功能：給出節(jié)目的附加信息，如節(jié)目情節(jié)介紹、演員名單、年度排名等；節(jié)目分類功能：按節(jié)目內(nèi)容進(jìn)行分類，如體育、影視、新聞、音樂等自排節(jié)目順序節(jié)目預(yù)訂功能家長分級(jí)控制功能其它：根據(jù)應(yīng)用的情況，電子節(jié)目指南提供切換視角天氣預(yù)報(bào)游戲以至各種通過數(shù)字電視來實(shí)現(xiàn)的電視商務(wù)業(yè)務(wù)等高級(jí)功能注：以上所有功能既要求前端提供數(shù)據(jù)，又要求機(jī)頂盒能處理數(shù)據(jù)并形成方便收看的EPG功能。電子節(jié)目指南－功能描述（２）高級(jí)功能：電子節(jié)目指南－系統(tǒng)結(jié)構(gòu)ＥＰＧ系統(tǒng)結(jié)構(gòu)在前端主要包括電子節(jié)目指南的制作與播出系統(tǒng)。電子節(jié)目指南的制作系統(tǒng)所生成的格式標(biāo)準(zhǔn)是我國頒布的《數(shù)字電視廣播業(yè)務(wù)信息規(guī)范》[ＧＹ/Ｚ１７４－２００１]。在接收端的接收設(shè)備可以接收、識(shí)別、及利用這些信息實(shí)現(xiàn)節(jié)目的網(wǎng)絡(luò)表、頻道表、節(jié)目時(shí)間表并能使用戶參照頻道表和節(jié)目表進(jìn)行準(zhǔn)視頻點(diǎn)播，完成電子節(jié)目指南的功能。電子節(jié)目指南的信息通過ＳＩ來實(shí)現(xiàn)電子節(jié)目指南－系統(tǒng)結(jié)構(gòu)ＥＰＧ系統(tǒng)結(jié)構(gòu)在前端主要包括電子節(jié)目指電子節(jié)目指南－前端系統(tǒng)軟件１、電子節(jié)目指南信息編輯軟件電子節(jié)目指南信息編輯軟件實(shí)現(xiàn)人機(jī)對(duì)話，編輯輸入電子節(jié)目指南實(shí)現(xiàn)所需的ＳＩ信息，并將數(shù)據(jù)存入ＳＩ信息庫。２、電子節(jié)目指南信息數(shù)據(jù)庫存放電子節(jié)目數(shù)據(jù)的ＳＩ信息庫。3、ＳＩ信息播放軟件。ＳＩ信息播放軟件實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)庫的實(shí)時(shí)訪問，提取所需要插入的ＴＳ碼流的ＳＩ信息，送入復(fù)用器中。電子節(jié)目指南－前端系統(tǒng)軟件１、電子節(jié)目指南信息編輯軟件電子節(jié)目指南－數(shù)據(jù)發(fā)送方式EPG應(yīng)用軟件是網(wǎng)絡(luò)公司根據(jù)本網(wǎng)和用戶需求設(shè)計(jì)的包含節(jié)目播出單的多功能應(yīng)用軟件，提供節(jié)目播出單是各種EPG應(yīng)用軟件的基本必須的功能，每種EPG應(yīng)用軟件都需要節(jié)目播出數(shù)據(jù)。在實(shí)際實(shí)現(xiàn)時(shí)，含有EPG的SI服務(wù)信息有不同的發(fā)送方式，比如單獨(dú)的SI頻道、SI信息在所有頻道傳送、部分SI集中傳送等。SI信息的發(fā)送方式對(duì)于機(jī)頂盒中EPG的實(shí)現(xiàn)和硬件的配置有非常大的影響。電子節(jié)目指南－數(shù)據(jù)發(fā)送方式EPG應(yīng)用軟件是網(wǎng)絡(luò)公司根據(jù)本網(wǎng)和用戶管理系統(tǒng)（SMS）－功能數(shù)字電視用戶管理系統(tǒng)（SMS）的功能：用于記錄、管理用戶的各項(xiàng)信息，與條件接收系統(tǒng)緊密結(jié)合，完成用戶的授權(quán)控制用戶管理系統(tǒng)（SMS）－功能數(shù)字電視用戶管理系統(tǒng)（SMS）用戶管理系統(tǒng)（SMS）－功能SMS需要完成的主要功能：與CA/銀行遠(yuǎn)程SMS系統(tǒng)的聯(lián)接權(quán)限驗(yàn)證用戶信息管理資源管理業(yè)務(wù)產(chǎn)品管理用戶訂購管理記費(fèi)標(biāo)準(zhǔn)設(shè)置（PPV、IPPV、OPPV等）費(fèi)用計(jì)算和財(cái)務(wù)管理提供信息查詢與報(bào)表分析用戶管理系統(tǒng)（SMS）－功能SMS需要完成的主要功能：用戶管理系統(tǒng)（SMS）－技術(shù)特點(diǎn)SMS需要具備的技術(shù)特點(diǎn)：采用開放式設(shè)計(jì)可以支持分級(jí)、分區(qū)形式的分布式管理模式支持多銀行接口、多SMS接口可靠的數(shù)據(jù)備份和恢復(fù)功能管理用戶數(shù)可以根據(jù)需要擴(kuò)充用戶管理系統(tǒng)（SMS）－技術(shù)特點(diǎn)SMS需要具備的技術(shù)特點(diǎn)：用戶管理系統(tǒng)－基本組成服務(wù)器操作系統(tǒng)應(yīng)用軟件中間件軟件系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)用戶管理系統(tǒng)－基本組成服務(wù)器數(shù)字電視的接收－機(jī)頂盒電視由模擬到數(shù)字的轉(zhuǎn)化不但是視頻傳輸和顯示的一場(chǎng)革命，更由于采用了數(shù)字的壓縮、處理和傳輸技術(shù)后與計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)處理技術(shù)及網(wǎng)絡(luò)技術(shù)日益融合，從而使電視廣播不再限于單純地單向發(fā)送音視頻信號(hào)，它可以完成基本的計(jì)算機(jī)和網(wǎng)絡(luò)的多種服務(wù)。數(shù)字電視的接收－機(jī)頂盒電視由模擬到數(shù)字的轉(zhuǎn)化不但是視頻傳輸和數(shù)字電視的接收－現(xiàn)代機(jī)頂盒特點(diǎn)新的機(jī)頂盒的特點(diǎn)是：數(shù)字化、交互、多媒體、多功能。數(shù)字化是必須的，只有數(shù)字化才能提供更多的選擇和靈活性，才能擁有先進(jìn)的計(jì)算機(jī)技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)帶來的便利和強(qiáng)大功能。交互是機(jī)頂盒的生命力所在，因?yàn)榻换ゲ拍苁褂脩舻囊蟮靡詫?shí)現(xiàn)，交互電視已成為發(fā)展趨勢(shì)，ＤＶＢ已定義了一系列的回傳信道標(biāo)準(zhǔn)，隨著多媒體技術(shù)的發(fā)展和普遍應(yīng)用，它成了機(jī)頂盒中不可缺少的要素。在擁有了網(wǎng)絡(luò)交互功能后，機(jī)頂盒所能提供的功能也會(huì)越來越多。數(shù)字電視的接收－現(xiàn)代機(jī)頂盒特點(diǎn)新的機(jī)頂盒的特點(diǎn)是：數(shù)字化、交交互網(wǎng)絡(luò)適配廣播接口模塊廣播服務(wù)提供商廣播網(wǎng)絡(luò)適配交互服務(wù)提供商交互接口模塊頂置單元廣播傳輸媒介交互網(wǎng)絡(luò)最終用戶數(shù)字電視的接收－交互系統(tǒng)的參考模型交互廣播廣播廣播交互交互頂置廣播傳輸媒介交互網(wǎng)絡(luò)最數(shù)字電視的數(shù)字電視的接收－機(jī)頂盒組成框圖解復(fù)用接入控制解碼ＣＰＵ模擬調(diào)諧與解調(diào)模擬解碼音視頻接口遙控器ＲＡＭＲＯＭ調(diào)諧與解調(diào)其它交互接口電纜調(diào)制解調(diào)器數(shù)字廣播和交互接口數(shù)字電視的接收－機(jī)頂盒組成框圖解復(fù)用接入解碼ＣＰＵ模擬調(diào)諧模數(shù)字電視的接收－機(jī)頂盒各部分功能ＣＰＵ是完成各種指令和控制的硬件基礎(chǔ)ＲＡＭ、ＲＯＭ等完成信息和應(yīng)用程序及庫的存儲(chǔ)調(diào)諧器完成模擬和數(shù)字信號(hào)的射頻選擇與轉(zhuǎn)換輸入解調(diào)、解復(fù)用用于解出所選擇的視音頻碼流或數(shù)據(jù)流視頻音頻解碼將視音頻碼流還原成未壓縮的的原始信號(hào)以便顯示和播放調(diào)制解調(diào)器完成控制信號(hào)數(shù)據(jù)和回傳信號(hào)在網(wǎng)絡(luò)上的傳輸和交換接口接入控制單元完成權(quán)限控制和解密算法數(shù)字電視的接收－機(jī)頂盒各部分功能ＣＰＵ是完成各種指令和控制的數(shù)字電視的接收－機(jī)頂盒的定義機(jī)頂盒的定義

對(duì)于機(jī)頂盒，目前沒有標(biāo)準(zhǔn)的定義，傳統(tǒng)的說法是：“置于電視機(jī)頂上的盒子”。它是通過接收各類網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)碾娨曅盘?hào)，利用現(xiàn)有電視機(jī)作為用戶終端，提高現(xiàn)有電視機(jī)的性能或增加其功能的一種設(shè)備。由于功能和用途不同，這就使"機(jī)頂盒"這個(gè)概念有些含糊不清，如早期的增補(bǔ)頻道機(jī)頂盒，圖文電視機(jī)頂盒，付費(fèi)電視機(jī)頂盒等。數(shù)字電視的接收－機(jī)頂盒的定義機(jī)頂盒的定義

對(duì)于機(jī)頂盒，目數(shù)字電視的接收－數(shù)字機(jī)頂盒的功能（１）數(shù)字機(jī)頂盒的基本功能是接收數(shù)字電視廣播節(jié)目，同時(shí)具有所有廣播和交互式多媒體應(yīng)用功能，如：（1）電子節(jié)目指南（EPG）。給用戶提供一個(gè)容易使用、界面友好、可以快速訪問想看節(jié)目的一種方式，用戶可以通過該功能看到一個(gè)或多個(gè)頻道甚至所有頻道上近期將播放的電視節(jié)目；（2）高速數(shù)據(jù)廣播。能給用戶提供股市行情、票務(wù)信息、電子報(bào)紙、熱門網(wǎng)站等各種消息；數(shù)字電視的接收－數(shù)字機(jī)頂盒的功能（１）數(shù)字機(jī)頂盒的基本功數(shù)字電視的接收－數(shù)字機(jī)頂盒的功能（２）（3）軟件在線升級(jí)。軟件在線升級(jí)可看成是數(shù)據(jù)廣播的應(yīng)用之一。數(shù)據(jù)廣播服務(wù)器按DVB數(shù)據(jù)廣播標(biāo)準(zhǔn)將升級(jí)軟件廣播下來，機(jī)頂盒能識(shí)別該軟件的版本號(hào)，在版本不同時(shí)接收該軟件，并對(duì)保存在存儲(chǔ)器中的軟件進(jìn)行更新；（4）因特網(wǎng)接入和電子郵件。數(shù)字機(jī)頂盒可通過內(nèi)置的電纜調(diào)制解調(diào)器方便地實(shí)現(xiàn)因特網(wǎng)接入功能。用戶可以通過機(jī)頂盒內(nèi)置的瀏覽器上網(wǎng)，發(fā)送電子郵件。同時(shí)機(jī)頂盒也可以提供各種接口與PC相連，用PC與因特網(wǎng)連接；（5）有條件接收。有條件接收的核心是加擾和加密，數(shù)字機(jī)頂盒應(yīng)具有解擾和解密功能。數(shù)字電視的接收－數(shù)字機(jī)頂盒的功能（２）（3）軟件在線升級(jí)。軟數(shù)字電視的接收－數(shù)字機(jī)頂盒的功能表項(xiàng)目內(nèi)容基本業(yè)務(wù)模擬電視廣播、FM廣播，模擬付費(fèi)（加擾）電視數(shù)字視頻衛(wèi)星數(shù)字視頻廣播（DVB-S）；地面數(shù)字視頻廣播（DVB-T）；有線數(shù)字視頻廣播（DVB-C）；MMDS數(shù)字視頻廣播；數(shù)字付費(fèi)（加擾）電視數(shù)字音頻IP電話/傳真；音樂（MOD）；實(shí)時(shí)音頻卡拉OK點(diǎn)播（KOD）數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)信息點(diǎn)播（IOD）；數(shù)據(jù)廣播（BIS）；股市證券信息廣播（SIS）；VBI圖文電視；應(yīng)用程序下載；程序數(shù)據(jù)庫流向；電子商務(wù)；家居銀行交互式

多媒體互聯(lián)網(wǎng)接入服務(wù)（IAS）；遠(yuǎn)程教育；遠(yuǎn)程醫(yī)療；網(wǎng)上購物；網(wǎng)上收費(fèi)；電子廣告；股市證券服務(wù)

（SES）；網(wǎng)上（音、視頻）廣播業(yè)務(wù)；可視電話與電視會(huì)議；社區(qū)多功能服務(wù)數(shù)字電視的接收－數(shù)字機(jī)頂盒的功能表項(xiàng)目內(nèi)容基本業(yè)務(wù)模擬電視廣數(shù)字電視的接收－數(shù)字機(jī)頂盒的分類（１）市場(chǎng)上的機(jī)頂盒基本上可劃分為三類：

“數(shù)字電視機(jī)頂盒”“網(wǎng)絡(luò)電視（WebTV）機(jī)頂盒或ＩＰ電視機(jī)頂盒”“多媒體（Multimedia）機(jī)頂盒”數(shù)字電視的接收－數(shù)字機(jī)頂盒的分類（１）市場(chǎng)上的機(jī)頂盒基本上可數(shù)字電視的接收－數(shù)字機(jī)頂盒的分類（２）１、數(shù)字電視機(jī)頂盒：主要功能就是將接收下來的數(shù)字電視信號(hào)轉(zhuǎn)換為模擬電視信號(hào)，使用戶不用更換電視機(jī)就能收看數(shù)字電視節(jié)目，圖象質(zhì)量接近500線水平，但無上網(wǎng)功能。根據(jù)傳輸媒體的不同，數(shù)字電視機(jī)頂盒又分為數(shù)字衛(wèi)星機(jī)頂盒（DVB-S）、地面數(shù)字電視機(jī)頂盒（DVB-T）和有線電視數(shù)字機(jī)頂盒（DVB-C）三種。目前應(yīng)用較為廣泛的是數(shù)字衛(wèi)星機(jī)頂盒和有線數(shù)字電視機(jī)頂盒。數(shù)字電視的接收－數(shù)字機(jī)頂盒的分類（２）１、數(shù)字電視機(jī)頂盒數(shù)字電視的接收－數(shù)字機(jī)頂盒的分類（３）2、網(wǎng)絡(luò)電視機(jī)頂盒是在微軟公司“維納斯計(jì)劃”和凱思公司的“女媧計(jì)劃”的催化下產(chǎn)生的，主要功能是使現(xiàn)有模擬電視機(jī)用戶通過PSTN（公眾電話交換網(wǎng)）和雙向CATV網(wǎng)等實(shí)現(xiàn)上因特網(wǎng)，收發(fā)電子郵件、游戲娛樂、網(wǎng)上學(xué)習(xí)等。數(shù)字電視的接收－數(shù)字機(jī)頂盒的分類（３）2、網(wǎng)絡(luò)電視機(jī)頂盒數(shù)字電視的接收－數(shù)字機(jī)頂盒的分類（４）３、多媒體機(jī)頂盒是對(duì)前兩種機(jī)頂盒功能的綜合下產(chǎn)生的，也有稱綜合業(yè)務(wù)機(jī)頂盒或全功能數(shù)字機(jī)頂盒。它可以支持幾乎所有的廣播和交互式多媒體應(yīng)用，包括收看普通電視節(jié)目、數(shù)字加密電視節(jié)目、點(diǎn)播多媒體節(jié)目和信息、電子節(jié)目指南（EPG）、收發(fā)電子郵件、因特網(wǎng)瀏覽、網(wǎng)上購物、遠(yuǎn)程教育等，需要的條件是同時(shí)要能傳輸廣播方式ＩＰ寬帶方式的網(wǎng)絡(luò)支持。如CATV雙向網(wǎng)絡(luò)等。數(shù)字電視的接收－數(shù)字機(jī)頂盒的分類（４）３、多媒體機(jī)頂盒數(shù)字電視的接收－擴(kuò)展型和非傳統(tǒng)型機(jī)頂盒

交互式機(jī)頂盒交互式機(jī)頂盒：有兩種類型：本地交互型和遠(yuǎn)程交互型。本地交互型是在碼流中提供多選擇性業(yè)務(wù)，用戶選擇其中的一項(xiàng)子業(yè)務(wù)。遠(yuǎn)程交互型需配置回傳信道模塊。目前主要的方式有CABLEMODEM和電話回傳。數(shù)字電視的接收－擴(kuò)展型和非傳統(tǒng)型機(jī)頂盒

交互式機(jī)頂盒交互式機(jī)數(shù)字電視的接收－擴(kuò)展型和非傳統(tǒng)型機(jī)頂盒

軟件機(jī)頂盒軟件機(jī)頂盒采用性能十分強(qiáng)大的處理器，將解壓縮等常規(guī)硬件模塊用軟件實(shí)現(xiàn)。軟件機(jī)頂盒的優(yōu)勢(shì)是應(yīng)用靈活，對(duì)各種模塊都較容易進(jìn)行升級(jí)和更新，缺點(diǎn)是增大了系統(tǒng)資源的消耗。數(shù)字電視的接收－擴(kuò)展型和非傳統(tǒng)型機(jī)頂盒

軟件機(jī)頂盒軟件機(jī)頂盒數(shù)字電視的接收－擴(kuò)展型和非傳統(tǒng)型機(jī)頂盒

以太網(wǎng)機(jī)頂盒

以太網(wǎng)機(jī)頂盒：面向傳輸網(wǎng)絡(luò)為以太網(wǎng)的數(shù)字電視廣播系統(tǒng)，采用MPEGOVERIP的技術(shù)。在網(wǎng)絡(luò)匯結(jié)點(diǎn)需要有服務(wù)器。數(shù)字電視的接收－擴(kuò)展型和非傳統(tǒng)型機(jī)頂盒

以太網(wǎng)機(jī)頂盒

以太數(shù)字電視的接收－擴(kuò)展型和非傳統(tǒng)型機(jī)頂盒

存儲(chǔ)式機(jī)頂盒存儲(chǔ)式機(jī)頂盒：內(nèi)置了大容量硬盤，可以實(shí)現(xiàn)電視節(jié)目在用戶端的定制緩存、重組、延時(shí)播放、檢索、變速播放等，從而即適應(yīng)電視節(jié)目的廣播特點(diǎn)，又能滿足電視觀眾對(duì)電視節(jié)目的個(gè)性化選擇，實(shí)現(xiàn)收看時(shí)間和對(duì)節(jié)目類型選擇的靈活性。數(shù)字電視的接收－擴(kuò)展型和非傳統(tǒng)型機(jī)頂盒

存儲(chǔ)式機(jī)頂盒存儲(chǔ)式機(jī)數(shù)字電視的接收－擴(kuò)展型和非傳統(tǒng)型機(jī)頂盒

DVD組合機(jī)頂盒DVD組合機(jī)頂盒采用某些芯片組件的機(jī)頂盒中除網(wǎng)絡(luò)接口模塊外，其它主要基本模塊都可以與DVD播放機(jī)進(jìn)行共用。因此在機(jī)頂盒中引入DVD驅(qū)動(dòng)器，就可以成為組合式機(jī)頂盒，以制造市場(chǎng)賣點(diǎn)。數(shù)字電視的接收－擴(kuò)展型和非傳統(tǒng)型機(jī)頂盒

DVD組合機(jī)頂盒DV數(shù)字電視的接收－擴(kuò)展型和非傳統(tǒng)型機(jī)頂盒

流媒體機(jī)頂盒流媒體機(jī)頂盒：這種機(jī)頂盒引入互聯(lián)網(wǎng)上的流媒體技術(shù)，取代了數(shù)字電視的MPEG2系統(tǒng)，將更新的音視頻壓縮技術(shù)納入到數(shù)字電視廣播系統(tǒng)中。這種機(jī)頂盒需要廣播前端的支持。數(shù)字電視的接收－擴(kuò)展型和非傳統(tǒng)型機(jī)頂盒

流媒體機(jī)頂盒流媒體機(jī)數(shù)字電視的接收－擴(kuò)展型和非傳統(tǒng)型機(jī)頂盒

IP寬帶機(jī)頂盒是新出現(xiàn)的一種家用平臺(tái),用于交互式數(shù)字內(nèi)容服務(wù)領(lǐng)域。支持普通數(shù)字電視、PVR、VoD、EPG、電視商務(wù)等數(shù)字電視業(yè)務(wù)Web瀏覽、電子郵件、互聯(lián)網(wǎng)游戲、即時(shí)信息(IM)，VoIP等互聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)基本的或中級(jí)的交互式服務(wù)到高端的全功能媒體中心，可創(chuàng)造多種業(yè)務(wù)機(jī)會(huì)和收益空間。這些功能要求有一種先進(jìn)的、功能完備的、適應(yīng)性強(qiáng)的32位嵌入式操作系統(tǒng)平臺(tái)，硬件品臺(tái)可保持較長時(shí)間，由軟件下載作不斷更新?；趯拵鬏敂?shù)字電視的接收－擴(kuò)展型和非傳統(tǒng)型機(jī)頂盒

IP寬帶機(jī)頂盒是新出數(shù)字電視的接收－擴(kuò)展型和非傳統(tǒng)型機(jī)頂盒上述的以太網(wǎng)機(jī)頂盒、軟件機(jī)頂盒、存儲(chǔ)式機(jī)頂盒、流媒體機(jī)頂盒和ＩＰ機(jī)頂盒往往交叉融合在一起，成為更類似于PC機(jī)的消費(fèi)電子設(shè)備。數(shù)字電視的接收－擴(kuò)展型和非傳統(tǒng)型機(jī)頂盒上述的以太網(wǎng)機(jī)頂盒、軟綜述－數(shù)字電視的特點(diǎn)（1）更有效地利用各類頻道資源，如在有線廣播傳輸一套模擬電視的8MHz頻道內(nèi)可以傳輸6套數(shù)字標(biāo)準(zhǔn)清晰度電視節(jié)目（他的關(guān)鍵技術(shù)是信源壓縮和高效信道編碼調(diào)制技術(shù)）。（2）采用數(shù)字錄像機(jī)和非線性編輯制作節(jié)目質(zhì)量明顯提高，數(shù)字電視節(jié)目易于存貯處理。（3）清晰度高、音頻效果好、抗干擾能力強(qiáng)。數(shù)字電視信號(hào)的傳輸不像模擬信號(hào)受在傳輸過程中噪聲積累的影響，在接收端收看到的電視圖象非常接近演播室水平。此外，數(shù)字電視的音頻效果很好，可支持杜比數(shù)碼（AC-3）5.1環(huán)繞立體聲家庭影院服務(wù)。綜述－數(shù)字電視的特點(diǎn)（1）更有效地利用各類頻道資源，如在綜述－數(shù)字電視的特點(diǎn)（4）可開展多功能業(yè)務(wù)。隨著電視傳輸和用戶接收的數(shù)字化，以往用模擬方式無法提供的服務(wù)將成為可能，電視網(wǎng)站、交互電視、股票行情與分析、視頻點(diǎn)播等新業(yè)務(wù)的開展將變得更加容易，用戶將從單純的收視者變?yōu)榉e極的參加者。（5）數(shù)字電視網(wǎng)和因特網(wǎng)是相輔相成的，數(shù)字電視接收機(jī)完全可以作為因特網(wǎng)的終端顯示器，將各家各戶與因特網(wǎng)連接在一起，加快了社會(huì)信息化的進(jìn)程。數(shù)字電視網(wǎng)絡(luò)還是相對(duì)低廉的寬帶資源，在有線廣播8MHz帶寬上可傳送38Mb／s數(shù)據(jù)。綜述－數(shù)字電視的特點(diǎn)（4）可開展多功能業(yè)務(wù)。隨著電視傳輸廣播方式數(shù)字電視與電信網(wǎng)絡(luò)計(jì)算機(jī)數(shù)字電視比較比較內(nèi)容廣電電信視音頻節(jié)目傳輸可以穩(wěn)定傳輸可以，但不穩(wěn)定圖象質(zhì)量好，高碼率，帶寬有保障較差，低碼率，帶寬無保障互動(dòng)功能無（單向廣播）優(yōu)（雙向點(diǎn)播互動(dòng)）傳輸性質(zhì)單向（有線無線）雙向（有線無線）資源整合能力弱強(qiáng)聯(lián)網(wǎng)性能弱（沒有統(tǒng)一網(wǎng)絡(luò)）強(qiáng)（全國一張網(wǎng)）電話不能能收費(fèi)低高可管理性差好接收的節(jié)目數(shù)量相對(duì)少多信息容量受限制極大量，無限制服務(wù)的用戶數(shù)量無限制（廣播方式）有限制于服務(wù)器的容量多功能性功能單一多功能廣播方式數(shù)字電視與電信網(wǎng)絡(luò)計(jì)算機(jī)數(shù)字電視比較比較內(nèi)容廣電電信三、高清晰數(shù)字電視技術(shù)簡介三、高清晰數(shù)字電視技術(shù)簡介高清晰度數(shù)字電視技術(shù)簡介－

標(biāo)準(zhǔn)清晰度電視標(biāo)準(zhǔn)我國標(biāo)準(zhǔn)清晰度電視（SDTV）技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)為垂直掃描線576行，隔行掃描，場(chǎng)頻50Hz，寬高比4:3,水平方向720個(gè)取樣點(diǎn)。一般表達(dá)為576/50i。目前，我們運(yùn)行的有線數(shù)字電視系統(tǒng)屬于標(biāo)準(zhǔn)清晰度電視。高清晰電視的發(fā)展受節(jié)目源和顯示端的限制，還處于試播運(yùn)行階段。高清晰度數(shù)字電視技術(shù)簡介－

標(biāo)準(zhǔn)清晰度電視標(biāo)準(zhǔn)我國標(biāo)高清晰度數(shù)字電視技術(shù)簡介－

高清晰度電視標(biāo)準(zhǔn)目前高清晰度電視的標(biāo)準(zhǔn)有兩種：一是1080i和P，二是720P。I代表隔行，P代表逐行。中國高清晰度數(shù)字電視的標(biāo)準(zhǔn)如表4所示：高清晰度數(shù)字電視技術(shù)簡介－

高清晰度電視標(biāo)準(zhǔn)目前高清晰度高清晰度數(shù)字電視技術(shù)簡介－

標(biāo)準(zhǔn)清晰度電視的碼率什么是碼率？碼率是在單位時(shí)間內(nèi)系統(tǒng)所能達(dá)到的最大數(shù)據(jù)量。傳輸數(shù)字電視信號(hào)時(shí)信道設(shè)備（如矩陣、光端機(jī)等）的帶寬必須大于通過該通道的碼率。標(biāo)清電視的數(shù)字電視信號(hào)的碼率在ITU-R601數(shù)字電視標(biāo)準(zhǔn)中，采用10比特量化時(shí)亮度信號(hào)的碼率為：取樣頻率x量化比特?cái)?shù)=13.5（MHz）x10（Bit）=135Mbps2個(gè)色差信號(hào)的碼率為x6.75（MHz）x10（Bit）=135Mbps總的碼率為:亮度信號(hào)碼率+色差信號(hào)碼率=135+135=270Mbps

高清晰度數(shù)字電視技術(shù)簡介－

標(biāo)準(zhǔn)清晰度電視的碼率什么是高清晰度數(shù)字電視技術(shù)簡介－

高清晰度電視的碼率在SMPTE274M數(shù)字電視標(biāo)準(zhǔn)中，采用10比特量化時(shí)亮度信號(hào)的碼率為：取樣頻率x量化比特?cái)?shù)=74.25（MHz）x10（Bit）=742.5Mbps2個(gè)色差信號(hào)的碼率為：2x37.125（MHz）x10（Bit）=742.5Mbps總的碼率為亮度信號(hào)碼率+色差信號(hào)碼率為：742.5+742.5=1485Mbps從上述計(jì)算中可以看到，高清晰度電視的碼率是標(biāo)準(zhǔn)清晰度電視的5.5倍。高清晰度數(shù)字電視技術(shù)簡介－

高清晰度電視的碼率在高清晰度數(shù)字電視技術(shù)簡介－

標(biāo)準(zhǔn)清晰度數(shù)字電視的有效碼率有效碼率（視頻有效碼率）是在單位時(shí)間內(nèi)與視頻信號(hào)有關(guān)的數(shù)據(jù)量。因?yàn)樵陔娨曅盘?hào)的水平和垂直消隱期間內(nèi)沒有視頻信息，所以有效碼率一般只是碼率的60-80%。有效碼率＝每行的取樣點(diǎn)數(shù)x有效掃描行數(shù)x量化比特?cái)?shù)x幀頻亮度信號(hào)的有效碼率＝720x576x8x25=82.944Mbps2個(gè)色差信號(hào)的有效碼率＝2x360x576x8x25=82.944Mbps總的有效碼率＝82.944+82.944=165.888Mbps高清晰度數(shù)字電視技術(shù)簡介－

標(biāo)準(zhǔn)清晰度數(shù)字電視的有效碼率高清晰度數(shù)字電視技術(shù)簡介－

高清晰數(shù)字電視的有效碼率亮度信號(hào)的有效碼率:1920x1080x8x25=414.72Mbps2個(gè)色差信號(hào)的有效碼率:2x960x1080x8x25=414.72Mbps總的有效碼率為2x414.72=829.44Mbps高清晰度數(shù)字電視技術(shù)簡介－

高清晰數(shù)字電視的有效碼率亮度高清晰度數(shù)字電視技術(shù)簡介－

標(biāo)清和高清的差別?寬高比標(biāo)清電視屏幕寬高比為4:3，也就是1.33:1。高清電視屏幕的寬高比是16:9，也就是1.78:1。?清晰度（分辨率）高清晰度電視的分辨率有兩種，一種是每幀畫面1920x1080像素，另一種是1280x720像素。標(biāo)準(zhǔn)清晰度電視分辨率為720x576。高清1920x1080的信息量是標(biāo)清720x576的5倍。高清晰度數(shù)字電視技術(shù)簡介－

標(biāo)清和高清的差別?寬高比高清晰度數(shù)字電視技術(shù)簡介－

清晰度（分辨率）的表達(dá)方法由于歷史的原因，在電視、電影（膠片）以及數(shù)字影像等行業(yè)表達(dá)清晰度（分辨率）的方法是不同的。電視清晰度的表達(dá)方法—線、電視線、帶寬、調(diào)制度模擬電視時(shí)代攝像管和顯像管都是通過掃描線的掃描產(chǎn)生和再現(xiàn)圖像，所以當(dāng)時(shí)用“線”或“電視線”表示清晰度。?垂直清晰度電視的垂直清晰度用線數(shù)表示，與有效掃描行數(shù)有關(guān)。在理想的極端條件下垂直清晰度與有效掃描行數(shù)相同，在一般情況下垂直清晰度相當(dāng)于有效掃描行數(shù)的50-70%（科爾系數(shù)）。高清晰度數(shù)字電視技術(shù)簡介－

清晰度（分辨率）的表達(dá)方法由?水平清晰度——絕對(duì)清晰度（線）和相對(duì)清晰度（電視線）絕對(duì)清晰度是指在水平方向上實(shí)際顯示的線條數(shù)。例如，在水平方向上顯示400條線（黑色/白色各200條）時(shí)稱水平清晰度為400線。因?yàn)殡娨暜嬅娴膶捀弑仁?:3，所以在象素尺寸相同的條件下水平方向上能夠容納的象素?cái)?shù)量是垂直方向上的4/3倍。例如，在線距相同的情況下垂直方向顯示300條線時(shí)水平方向上能夠顯示400條線。為了在同一系統(tǒng)中用相同的度量方法表示不同方向上的清晰度，在電視技術(shù)中把畫面寬高比與水平方向上顯示線條數(shù)的乘積稱為“電視線”。例如，在水平方向上顯示400條線時(shí)稱水平清晰度為400x3/4=300電視線?水平清晰度——絕對(duì)清晰度（線）和相對(duì)清晰度（電視線）因?yàn)橛秒娨暰€概念表達(dá)的水平清晰度是相對(duì)值，所以在顯示線條數(shù)量相同的情況下畫面寬高比不同時(shí)水平清晰度的電視線數(shù)是不同的。例如，同樣在水平方向上顯示400條線時(shí)如果畫面寬高比是16:9則水平清晰度為400x9/16=225電視線因?yàn)橛秒娨暰€概念表達(dá)的水平清晰度是相對(duì)值，所以在顯示線?帶寬與調(diào)制度電視的水平清晰度還可以用帶寬或調(diào)制度表示。帶寬與調(diào)制度是頻率與電平（幅度）之間的函數(shù)關(guān)系，是MTF（調(diào)制傳輸函數(shù)）在電視技術(shù)中的專用表述。帶寬是在約定電平值的位置計(jì)量頻帶寬度，例如3dB帶寬就是以最大值作為0dB時(shí)電平下降3dB處的頻帶寬度。電視技術(shù)中經(jīng)常使用的帶寬有三種，即0dB帶寬，-1dB帶寬和-3dB帶寬。調(diào)制度是在約定頻率點(diǎn)的位置計(jì)量電平值，例如標(biāo)清攝像機(jī)就是以0.5MHz的輸出幅度作為參考電平，5MHz頻率點(diǎn)的輸出電平與參考電平之比即為調(diào)制度，用百分比表示。?帶寬與調(diào)制度高清晰度數(shù)字電視技術(shù)簡介－

電視信號(hào)傳輸帶寬與水平清晰度的關(guān)系（1）標(biāo)準(zhǔn)清晰度電視（ITURBT.601-5）在水平方向上顯示400條黑色和白色線條相當(dāng)于在一行的有效掃描期間（53.3微秒）內(nèi)使正弦波變化200次：200個(gè)周期/53.3微秒=3.75MHz高清晰度數(shù)字電視技術(shù)簡介－

電視信號(hào)傳輸帶寬與水平清晰度的關(guān)高清晰度數(shù)字電視技術(shù)簡介－

電視信號(hào)傳輸帶寬與水平清晰度的關(guān)系（2）每1MHz帶寬相當(dāng)于400線/3.75MHz=107線/1MHz標(biāo)準(zhǔn)清晰度電視亮度信號(hào)的0dB傳輸帶寬最大為6MHz，相當(dāng)于水平清晰度6MHzx107線/1MHz=640線重現(xiàn)720線需要的帶寬為720/107=6.75MHz（取樣頻率13.5MHz的1/2）高清晰度數(shù)字電視技術(shù)簡介－

電視信號(hào)傳輸帶寬與水平清晰度的關(guān)高清晰度數(shù)字電視技術(shù)簡介－

電視信號(hào)傳輸帶寬與水平清晰度的關(guān)系（3）高清晰度電視（ITU-RBT.709-5）在水平方向上顯示400條黑色和白色線條相當(dāng)于在一行的有效掃描期間（25.858微秒）內(nèi)使正弦波變化200次200個(gè)周期/25.858微秒=7.734MHz高清晰度數(shù)字電視技術(shù)簡介－

電視信號(hào)傳輸帶寬與水平清晰度的關(guān)高清晰度數(shù)字電視技術(shù)簡介－

電視信號(hào)傳輸帶寬與水平清晰度的關(guān)系（4）高清晰度電視畫面寬高比為16:9，在水平方向上顯示400條黑白線稱水平清晰度為400線或225電視線，每1MHz帶寬相當(dāng)于400線/7.734MHz=52線/1MHz高清晰度電視亮度信號(hào)的0dB傳輸帶寬最大為30MHz，相當(dāng)于水平清晰度30MHzx52線/1MHz=1550線重現(xiàn)1920線需要的帶寬為1920/52=37.125MHz（取樣頻率74.25MHz的1/2）高清晰度數(shù)字電視技術(shù)簡介－

電視信號(hào)傳輸帶寬與水平清晰度的關(guān)結(jié)束語由于成文時(shí)間倉促，文中表述不全或概念理解錯(cuò)誤之處歡迎各位指正。希望本文能對(duì)各位有所幫助。期望能有機(jī)會(huì)與各位作進(jìn)一步的交流和探討。結(jié)束語由于成文時(shí)間倉促，文中表述不全或概念理解錯(cuò)誤謝謝！Wednesday,November23,2022謝謝！Tuesday,November22,2022電視技術(shù)雜談Wednesday,November23,2022電視技術(shù)雜談Tuesday,November22,20前言1908年，英國人肯培爾?斯文頓，俄國人羅申克夫提出了電子掃描原理，奠定了近代電視技術(shù)的理論基礎(chǔ)?，F(xiàn)代電視技術(shù)涵蓋了數(shù)學(xué)、光學(xué)、色度學(xué)、電磁學(xué)等多門學(xué)科，熔合了數(shù)字技術(shù)最新研究成果。時(shí)至今日，電視技術(shù)更是與計(jì)算機(jī)技術(shù)趨近于一體。時(shí)光回到一百年前，兩位大師或許做夢(mèng)也不會(huì)想到今日電視技術(shù)發(fā)展之快和應(yīng)用之廣泛。前言1908年，英國人肯培爾?斯文頓，俄國人時(shí)光回到今天，電視技術(shù)的數(shù)字化浪潮在沖擊著傳統(tǒng)的電視觀念和思維習(xí)慣，我們，作為江山廣電人，我們有責(zé)任去熟悉、掌握數(shù)字電視技術(shù)，更要勇于駕馭數(shù)字電視技術(shù)，以期為廣播電視用戶提供高質(zhì)量的廣播電視節(jié)目。本文將分為模擬電視技術(shù)、數(shù)字電視技術(shù)和高清晰電視等三大部分進(jìn)行闡述。時(shí)光回到今天，電視技術(shù)的數(shù)字化浪潮在沖擊著傳統(tǒng)的電視一、模擬電視技術(shù)一、模擬電視技術(shù)數(shù)字與模擬的定義

數(shù)字（Digital）在英語中表示的是“數(shù)值”或“離散值”等含意，例如：0，1，……。模擬（Analog）這個(gè)詞的意思是指相似物或類似物，有"連續(xù)的數(shù)值"的含意。數(shù)字與模擬的定義數(shù)字（Digital）在英語中表示的是“電視是如何實(shí)現(xiàn)的（1）如果簡單地概括，電視的實(shí)現(xiàn)只有八個(gè)字，攝像機(jī)端的光電轉(zhuǎn)換，電視機(jī)端的電光轉(zhuǎn)換。具體的方法，是先把光的圖象變成與其對(duì)應(yīng)的電信號(hào)，利用電信號(hào)可以傳得遠(yuǎn)的特點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)向遠(yuǎn)處傳送的目的，到接收端把電信號(hào)變成與電信號(hào)相對(duì)應(yīng)的光信號(hào)，這樣，在電視機(jī)上就顯示出圖象。復(fù)雜一點(diǎn)描述：攝像機(jī)端的光電靶是由光敏半導(dǎo)體材料制成的，這種材料的電阻率的大小與光照的強(qiáng)弱有關(guān)。光照強(qiáng)時(shí)，電阻率減??；光照弱時(shí)，電阻率加大。被攝取的景物通過光學(xué)鏡頭成像在靶面上時(shí)，靶面上各占電阻的大小，對(duì)應(yīng)于景物各部分的亮度強(qiáng)弱：景物亮的部位，靶面上對(duì)應(yīng)點(diǎn)的電阻??；暗的部位，對(duì)應(yīng)點(diǎn)的電阻大。電視是如何實(shí)現(xiàn)的（1）如果簡單地概括，電視的實(shí)現(xiàn)只有電視是如何實(shí)現(xiàn)的（2）這樣就通過景物亮度的不同所對(duì)應(yīng)的電阻大小轉(zhuǎn)換成一幅“電的圖象”，實(shí)現(xiàn)了光電的轉(zhuǎn)換。在電視機(jī)端，陰極射線顯像管的內(nèi)層涂有在電子轟擊下能發(fā)光的熒光粉，發(fā)光的強(qiáng)弱正比于電子束所攜帶的能量。攝像管輸出的“電圖象”經(jīng)過有線電視網(wǎng)、衛(wèi)星、無線、互聯(lián)網(wǎng)等途徑的傳輸