1. 數字電視機頂盒的工作原理
數字電視機頂盒的工作原理是機頂盒各個模塊在Internet的高速接入中,協同工作。用戶首先通過發送命令請求一個URL。在使用PPP點對點協議的一次交易過程中,該命令最終到達Internet業務提供者的數據機共用機架上。然後通過動態分配法,該用戶獲得本次交易中使用的IP地址,並把請求送往Internet。當Internet的內容被找到之後,接著把它送到Internet業務提供者(ISP)那裡,再由ISP的路由器負責把它送到電纜電視網路,最後回到用戶的機頂盒。在有線電視的機頂盒,信息內容被截獲。機頂盒在電視機與電纜網路之間完成一個網關的任務。它的任務是管理IP的通信流量,具有控制用戶進出網路的能力一旦IP包到達機頂盒,把視頻信號從該包中分離下來,對其中的數據進行解碼,然後把它送到瀏覽器里准備在電視機上顯示。
由於Cable Modem要求用戶要配置一部電腦才能上網,影響了用戶層的擴展,而使用機頂盒則不需電腦,一部電視機足矣,因而機頂盒的市場前景可能看好。信息使用者從企業向家庭過渡,網路帶寬從窄帶向寬頻過渡,用戶入網設備從PC機向帶機頂盒(STB)的電視過渡,使用界面從Windows向電視遙控鍵界面過渡,信息內容從為企業服務向為人民生活服務過渡,是網路服務發展的大方向,機頂盒(STB)顯然是這個大方向上的一個階段。
數字電視機頂盒接收數字電視節目,處理數據業務和完成多種應用的解析。各類信源在進入有線電視網路之前經過兩級編碼,第一級是視音頻信號的信源編碼,並將所有信源封裝成傳輸流,第二級是傳輸用的信道編碼。與前端相應,數字電視機頂盒首先從傳輸層提取信道編碼信號,完成信道解調,接著還原壓縮的信源編碼信號,恢復原始視音頻流,同時完成數據業務和多種應用的接收、解析。
數字電視機頂盒的工作過程:數字電視機頂盒通過網路介面模塊選擇頻道,並進行解調和和信道解碼處理,輸出MPEG-2多節目傳輸流數據,送給解復用器,解復用器從MPEG-2傳輸流數據中抽出一個節目的已打包的視音頻基本流(PES)數據,包括視頻PES,音頻PES和輔助數據PES,解復用器中包含一個解擾引擎,可在傳輸流層和PES層對加擾的數據進行解擾,解復用器輸出的是已解擾的視音頻PES。視頻PES送入視頻解碼器,取出MPEG-2視頻數據並對其解碼後,輸出到模擬編碼器,編碼成模擬視頻信號,再經視頻輸出電路輸出。音頻PES送入音頻解碼器,取出MPEG-2音頻數據並對其解碼,輸出PCM音頻數據到音頻D/A變換器,音頻D/A變換器輸出模擬立體聲音頻信號,經音頻輸出電路輸出。如圖所示:
數字電視機頂盒包括硬體和軟體兩部分。硬體提供數字電視機頂盒的硬體平台,實現音視頻的解碼。在數字電視技術中,軟體技術比硬體佔有更為重要的位置,因為電視節目內容的重現、操作界面的實現、數據廣播業務的實現,以及機頂盒和Internet的互聯都需要軟體來實現。
2. 有線機頂盒和網路機頂盒接收電視原理
1、有線電視機頂盒接收電視信號主要是依靠同軸電纜來接收的,即廣電的設備將衛星信號接收下來,然後轉換成有線電視信號,通過同軸電纜傳輸到機頂盒,再經過機頂盒的轉碼、解密,輸出到電視機播放出來。
2、網路機頂盒接收電視信號主要是通過互聯網來接收,即直播電視服務提供方將電視節目轉錄成視頻,然後保存在伺服器上,當網路機頂盒訪問直播電視內容時,伺服器就會將視頻數據通過網路傳輸到機頂盒,再由機頂盒(或軟體)解碼成音視頻信號傳輸到電視機播放出來。
3. 機頂盒是什麼原理
其實說白了,數字機頂盒就是一種把數字信號轉換成模擬信號的變換設備。
我們大部分時候會產生這樣的疑問,既然從電視台發出的是模擬信號,接收到電視機的也必須是模擬信號,那為什麼還要用到數字機頂盒呢?現在生活中,我們總是希望自己的電視機能播放清晰度高的電視節目,從模擬電視向高清晰度數字電視過渡,是一個跨越式的過渡,可以說無法直接兼容,也就是說目前的所有的模擬電視是不能使用的,所以一步到位是不現實的。通常現在的做法是:電視台將模擬信號先轉換成數字信號,傳送到家中的數字機頂盒後,將數字信號轉變成模擬信號輸入給現在的模擬電視機顯示信息,這樣有效地避免了電視信號在傳輸過程中導致的干擾和損耗,電視接收的信號質量得到了很大程度的改善。
數字機頂盒的主要技術有:信道解碼、信源解碼、上行數據的調制編碼、嵌入式CPU、MPEG-2解壓縮、機頂盒軟體、顯示控制和加解擾技術。
(1)信道解碼:數字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。在數字電視機頂盒中,高頻頭是必須的,不過調諧范圍包含衛星頻道、地面電視接收頻道、有線電視增補頻道。根據DTV目前已有的調制方式,信道解碼應包括QPSK、QAM、 OFDM、VSB解調功能。
(2)信源解碼:模擬信號數字化後,信息量激增,必須採用相應的數據壓縮標准。數字電視廣播採用MPEG-2視頻壓縮標准,適用多種清晰度圖像質量。音頻目前則有AC-3和MPEG-2兩種標准。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。
(3)上行數據的調制編碼:開展互動式應用,需要考慮上行數據的調制編碼問題。目前普遍採用的有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路傳送上行數據。
(4)嵌入式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,在數字電視機頂盒專用的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是嵌入式操作系統的運行平台,它要和操作系統一起完成網路管理,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,以適應高速網路和三維游戲的要求。
(5)MPEG-2解碼:MPEG-2是數字電視中的關鍵技術之一,目前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是包括從網路傳輸到高清晰度電視的全部規范。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@MH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。
(6)數字電視機頂盒軟體:電視數字化後,數字電視技術中軟體技術佔有更為重要的位置。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 嵌入式實時多任務操作系統:嵌入式實時操作系統是相對於桌面計算機操作系統而言的,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。嵌入式操作系統的作用與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、觸摸屏、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。
(7)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,問題就變得復雜了。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,而數字電視的顯示格式有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么多格式。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,目前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,必須用專用的晶元和復雜的技術才能實現,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。
(8)加解擾技術:加解擾技術用於對數位元組目進行加密和解密。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)存放在用戶的智能卡(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介面送給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介面送給解擾引擎,解擾引擎利用CW就可以將已加擾的傳輸流進行解擾。想了解更多關於機頂盒的知識可以去ZNDS網查詢。
4. 網路電視盒的原理及用處
生活中我們有很多的電器產品,雖然我們不了解這些東西究竟是怎樣運轉的,但是我們依然在使用中。比如說網路電視盒就是其中的一個電器。這種電視盒在如今我們的生活中應用的還是非常廣泛的,但是真正了解電視盒的人卻是很少的。那麼,什麼是網路電視盒了,而網路電視盒的原理及用處又是怎樣的`呢?下面我們就一起來看看吧。
網路電視盒是什麼
網路電視盒,其實也叫做是智能電視盒,專業一點的解釋就是一種能夠將電視機與互聯網連接起來的設備。這個電視盒是現代人們智能家居中一種必備的智能多媒體設備,電視機通過電視盒能夠與互聯網連接起來,人們就能夠通過網路和電視機來收看網路上的電視節目,而不需要去打開電腦來看節目。目前在社會上網路電視盒主要有三種,一種購物,一種年輕人需要,還有一種是專門為父母設計的。
網路電視盒工作原理
網路電視盒的工作原理其實非常好理解,因為在一定程度上和我們現在的電腦操作是相差不大的。電視盒可以進行網路連接的,在電視盒與無線連接或者是有線連接起來的時候和,網路電視盒就能夠聯網了,而網路電視盒與電視機又是密切相關的,連接網路之後,網路電視盒也;連接了電視節,於是電視機也就擁有了電視盒的聯網功能,於是我們就能在電視機上上網了,繼而電視機有了功能了。
網路電視盒的用處
網路電視盒和一般的電視盒子不一樣的地方,就是這個網路電視盒是能夠將電視機與網路連接起來的,於是這個網路電視盒就和我們的手機一樣能夠聯網,於是很多網上的東西我們都能夠通過電視機來操作,比如說我們可以通過網線或者是無線網路在電視機進行網上沖浪、視頻播放和在線游戲,在線購物和在線教育等等。很多需要在電腦上進行的事情我們都能夠通過網路電視盒在電視機上操作。
而且網路電視盒還能夠無限制的與互聯網進行連接,只要網路電視盒強大,我們的電視機還可以在網上下載並且安裝第三方應用,進行自動升級的系統等等,這一切都讓我們的生活更加的網路化和方便了。網路電視盒讓我們在電視機上就能夠網上沖浪和觀看電視節目,同時網路電視盒有智能輸入設備,我們憑藉手機就能操作電視機,電視機上面的內容還能夠與其他的設備進行共享和互動,參與性更高了。
總結:網路電視盒是我們現代生活中非常方便的一個家用智能電器,其功能強大而且操作簡單,所以即使大家不怎麼了解它,只要網路電視盒好使,大家都是非常喜歡它的。
原理:
1、網路機頂盒原理:具有開放結構的ITV機頂盒是一種結構簡單、成本低的設備。它由一個廉價的微處理器控制特製的VLSI晶元,提供上述功能,並完成查詢、響應路由選擇、解碼、解壓縮以及處理事物和控制等各項工作。它主要由微處理器、數字調制器、ATM處理單元(ADSL介面) 、圖像解壓縮器、音頻解壓縮器、NTSC/PAL/SECAM解碼器、RGB編碼器、遠程式控制制介面、只讀存儲器(ROM)、隨機存儲器(RAM)和擴展介面等組成。
2、網路機頂盒(Network Set-Top Box)簡稱STB技術是目前信息家電中至關重要的技術設備。到目前為止機頂盒的功能已從一個多頻率的調諧器和解碼器躍升為大量電影、多媒體事件、新聞等 聯機資料庫的一個控制終端。因此,如何擴展機頂盒的功能,提高質量,降低生產成本,優化產品結構,對發展即將出現的互動式電視網路具有重要的意義。
用處:
其具有全開放式平台,搭載了安卓2.3操作(android)系統, 可以由用戶自行安裝和卸載軟體、游戲等第三方服務商提供的程序,通過不斷對電視機功能進行擴充,並可以通過網線、無線網路來實現電視機上網沖浪、視頻播放、游戲、在線教育、在線購物等功能的產品總稱。它應至少具備以下功能:
1)可以無限制接入互聯網
2)可以下載安裝第三方應用
3)可以自動升級系統
4)上網沖浪同時可以小窗口看電視
5)智能輸入設備,手機可以充當遙控器來使用
6)能夠同其它設備(電腦,PAD,手機)共享內容,互動