數(shù)字電視機頂盒的主要技術(shù) 信道解碼、信源解碼、上行數(shù)據(jù)的調(diào)制編碼、嵌入式CPU、MPEG－2解壓縮、機頂盒軟件、顯示控制和加解擾技術(shù)是數(shù)字電視機頂盒的主要技術(shù)。 (1)信道解碼 數(shù)字電視機頂盒中的信道解碼電路相當于模擬電視機中的高頻頭和中頻放大器。在數(shù)字電視機頂盒中，高頻頭是必須的，不過調(diào)諧范圍包含衛(wèi)星頻道、地面電視接收頻道、有線電視增補頻道。根據(jù)DTV目前已有的調(diào)制方式，信道解碼應(yīng)包括QPSK、QAM、OFDM、VSB解調(diào)功能。 (2)信源解碼 模擬信號數(shù)字化后，信息量激增，必須采用相應(yīng)的數(shù)據(jù)壓縮標準。數(shù)字電視廣播采用MPEG－2視頻壓縮標準，適用多種清晰度圖像質(zhì)量。音頻目前則有AC－3和MPEG－2兩種標準。信源解碼器必須適應(yīng)不同編碼策略，正確還原原始音、視頻數(shù)據(jù)。 (3)上行數(shù)據(jù)的調(diào)制編碼 開展交互式應(yīng)用，需要考慮上行數(shù)據(jù)的調(diào)制編碼問題。目前普遍采用的有3種方式，采用電話線傳送上行數(shù)據(jù)，采用以太網(wǎng)卡傳送上行數(shù)據(jù)和通過有線網(wǎng)絡(luò)傳送上行數(shù)據(jù)。 [1]　　(4)嵌入式CPU 嵌入式CPU是數(shù)字電視機頂盒的心臟，當數(shù)據(jù)完成信道解碼以后，首先要解復(fù)用，把傳輸流分成視頻、音頻，使視頻、音頻和數(shù)據(jù)分離開，在數(shù)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，其中兩個用于視頻和音頻濾波，其余的用于PSI、SI和Private數(shù)據(jù)濾波。CPU是嵌入式操作系統(tǒng)的運行平臺，它要和操作系統(tǒng)一起完成網(wǎng)絡(luò)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(shù)據(jù)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，并不斷提高速度，以適應(yīng)高速網(wǎng)絡(luò)和三維游戲的要求。 (5)MPEG－2解碼 MPEG－2是數(shù)字電視中的關(guān)鍵技術(shù)之一，目前實用的視頻數(shù)字處理技術(shù)基本上是建立在MPEG－2技術(shù)基礎(chǔ)上，MPEG－2是包括從網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)礁咔逦入娨暤娜恳?guī)范。MP@LL用于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用于DVD、SDTV，MP@MH用于HDTV。 MPEG－2圖像信號處理方法分運動預(yù)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(diào)主畫面圖像和圖文電視數(shù)據(jù)，要有很高的速度和處理能力。OSD是一層單色或偽彩色字幕，主要用于用戶操作提示。 在音頻方面，由于歐洲D(zhuǎn)VB采用MPEG－2伴音，美國的ATSC采用杜比AC－3，因而音頻解碼要具有以上兩種功能。 (6)數(shù)字電視機頂盒軟件 電視數(shù)字化后，數(shù)字電視技術(shù)中軟件技術(shù)占有更為重要的位置。除了音視頻的解碼由硬件實現(xiàn)外，包括電視內(nèi)容的重現(xiàn)、操作界面的實現(xiàn)、數(shù)據(jù)廣播業(yè)務(wù)的實現(xiàn)，直至機頂盒和個人計算機的互聯(lián)以及和Internet的互聯(lián)都需要由軟件來實現(xiàn)，具體如下： 1硬件驅(qū)動層軟件：驅(qū)動程序驅(qū)動硬件功能，如射頻解調(diào)器、傳輸解復(fù)用器、A/V解碼器、OSD、視頻編碼器等。 2嵌入式實時多任務(wù)操作系統(tǒng)：嵌入式實時操作系統(tǒng)是相對于桌面計算機操作系統(tǒng)而言的，它不裝在硬盤中，系統(tǒng)結(jié)構(gòu)緊湊，功能相對簡單，資源開資較小，便于固化在存儲器中。嵌入式操作系統(tǒng)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。指定接收采用多種方式如：鍵盤、鼠標、語音、觸摸屏、紅外遙控器等。 3中間件：開放的業(yè)務(wù)平臺上的特點在于產(chǎn)品的開發(fā)和生產(chǎn)以一個業(yè)務(wù)平臺為基礎(chǔ)，開放的業(yè)務(wù)平臺為每個環(huán)節(jié)提供獨立的運行模式，每個環(huán)節(jié)擁有自身的利潤，能產(chǎn)生多個供應(yīng)商。只有采用開放式業(yè)務(wù)平臺才能保證機頂盒的擴展性，保證投資的有效回收。 4上層應(yīng)用軟件：執(zhí)行服務(wù)商提供的各種服務(wù)功能，如：電子節(jié)目指南、準視頻點播、視頻點播、數(shù)據(jù)廣播、IP電話和可視電話等。上層應(yīng)用軟件獨立于STB的硬件，它可以用于各種STB硬件平臺，消除應(yīng)用軟件對硬件的依賴。 (7)顯示技術(shù) 就電視和計算機顯示器而言，CRT顯示是一種成熟的技術(shù)，但是用低分辨率的電視機顯示文字，尤其是小于24×24的小字，問題就變得復(fù)雜了。電視機的顯像管是大節(jié)距的低分辨率管，只適合顯示720×576或640×480的圖像，它的偏轉(zhuǎn)系統(tǒng)是固定不變的，是為525行60Hz或625行50Hz設(shè)計的，而數(shù)字電視的顯示格式有18種以上。上網(wǎng)則要符合VESA格式，顯然，電視機的顯示系統(tǒng)無法適應(yīng)這么多格式。另外，電視采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(zhuǎn)換到電視機上，水平邊沿就會僅出現(xiàn)在奇場或偶場，屏顯時間接近人眼的視覺暫留，會產(chǎn)生厲害的邊緣閃爍現(xiàn)象，因而要用電視機上網(wǎng)，必須要補救電視機顯示的缺陷。 根據(jù)技術(shù)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(xiàn)在單場的圖像重現(xiàn)在每場中，這種方式叫三行濾波法。三行濾波法簡單易實現(xiàn)。但降低了圖像的清晰度，適用于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，并適當提高幀頻，這種方式要成倍地增加掃描的行數(shù)和場數(shù)，為了使增加的像數(shù)不是無中生有，保證活動畫面的連續(xù)性，必須要作行、場內(nèi)插運算和運動補償，必須用專用的芯片和復(fù)雜的技術(shù)才能實現(xiàn)，這種方式在電視機上顯示計算機圖文的質(zhì)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(xiàn)。另外把分辨率高于模擬電視機的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(xù)性，也要進行內(nèi)插運算。 (8)加解擾技術(shù) 加解擾技術(shù)用于對數(shù)字節(jié)目進行加密和解密。其基本原理是采用加擾控制字加密傳輸?shù)姆椒?，用戶端利用IC卡解密。在MPEG傳輸流中，與控制字傳輸相關(guān)的有2個數(shù)據(jù)流：授權(quán)控制信息(ECMs)和授權(quán)管理信息(EMMs)。由業(yè)務(wù)密鑰(SK)加密處理后的控制字在ECMs中傳送，其中包括節(jié)目來源、時間、內(nèi)容分類和節(jié)目價格等節(jié)目信息。對控制字加密的業(yè)務(wù)密鑰在授權(quán)管理信息中傳送，并且業(yè)務(wù)密鑰在傳送前要經(jīng)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(quán)信息，如用戶可以看的節(jié)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(SmartCard)中，在用戶端，機頂盒根據(jù)PMT和CAT表中的CA－descriptor，獲得EMM和ECM的PID值，然后從TS流中過濾出ECMs和EMMs，并通過SmartCard接口送給SmartCard。SmartCard首先讀取用戶個人分配密鑰(PDK)，用PDK對EMM解密，取出SK，然后利用SK對ECM進行解密，取出CW，并將CW通過SmartCard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。