《有线数字电视技术》课件第9章.ppt
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1、第9章 有线交互式数字电视技术 第9章 有线交互式数字电视技术 9.1 交互式数字电视概述交互式数字电视概述 9.2 交互式数字电视的概念交互式数字电视的概念 9.3 有线交互式数字电视的系统结构有线交互式数字电视的系统结构 9.4 有线交互式数字电视的主要功能有线交互式数字电视的主要功能 9.5 有线交互式数字电视的实现方法有线交互式数字电视的实现方法 9.6 有线交互式数字电视的核心技术有线交互式数字电视的核心技术 9.7 有线数字电视采用交互式电视终端的情况有线数字电视采用交互式电视终端的情况 9.8 有线交互式数字电视的应用情况有线交互式数字电视的应用情况 9.9 交互式数字电视在我国
2、的应用情况交互式数字电视在我国的应用情况 第9章 有线交互式数字电视技术 9.1 交互式数字电视概述交互式数字电视概述交互式电视(ITV)又称互动电视,是数字电视技术发展而引起的一场新的革命,是数字电视发展的方向。第一代数字电视是在传输质量和传输体制上的变革,它从演播室的电视制作开始,以1982年提出的电视演播室数字编码国际标准(CCIR601号建议)、1991年提出的适用于电视和可视电话要求的H.261标准、1993年公布的活动图像压缩编码标准MPEG-1和1994年发表的MPEG-2标准为标志(目前数字电视均采用MPEG-2压缩编码国际标准),现在已发展得十分成熟。第9章 有线交互式数字电
3、视技术 目前,数字电视在传输方面有美国的ATSC标准(1996年)、欧洲的DVB标准(1998年)和日本的ISDB-T标准(1999年),传输手段包括卫星、有线和地面广播,目前已扩展到互联网。交互电视属于第二代数字电视,它是数字电视在传输业务范围及多功能应用方面的一场变革。第9章 有线交互式数字电视技术 目前,国内许多城市的有线数字电视台都已全面开始了这个阶段,主要表现是传输体制由模拟向数字体制过渡,传输方式由单向广播向双向交互式转变,网络业务由基本业务向扩展业务、增值业务拓展。各种交互式数字电视业务的快速发展给人们的生活及社会、经济活动带来广泛的影响。目前,全球交互式数字电视市场出现了爆炸式
4、增长趋势,到2005年,数字交互式电视全球用户已突破3亿户,而其运营更是产生了数万亿元的市场价值。目前的数字交互式电视由于技术原因大都采用有线作为传输介质,因此本书所述交互式电视可以认为就是有线数字交互式电视。第9章 有线交互式数字电视技术 9.2 交互式数字电视的概念交互式数字电视的概念传统电视的接收方式是被动的,而交互式数字电视的接收方式则是互动的。我们知道,交互式数字电视系统和分布式多媒体数据管理系统在机理上是一样的。交互电视是一种受用户控制的视频分配业务。在交互式数字电视节目中,用户可以充分参与进来,主动地控制、选择甚至改变节目的内容进程,用户可以是电视节目的主角之一。交互式数字电视技
5、术是电视技术、通信技术、计算机技术以及多媒体技术相结合的产物。目前,在国际上对交互式数字电视还没有一个广泛认同的定义。当今主要有两种方式的交互式数字电视。第9章 有线交互式数字电视技术 第一种是以欧洲DVB标准为基础的,例如,中央电视台早在2001年11月“九运会”期间,釆用了NDS开发的笫三代交互体育应用电视系统,在13个城市有线电视网上加密推出的多赛事交互体育电视节目,就属于这种概念的交互式数字电视,相当于“增强型电视”。从技术角度看,它是利用DVB数字平台,通过广电网络向下传输数字电视信号;用户利用数字电视机顶盒将数字信号进行解码并转换为普通模拟视频信号,输出到普通电视的终端显示设备上显
6、示,或直接输出到数字电视接收机上显示。这种交互式数字电视实际上是利用单向传输的广播网络,在DVB数字码流中间传输多套节目或一套多视角节目以及多种丰富多彩的图文信息、数据信息。交互功能实际上是通过用户在传输的多路节目中选择一套节目,或在一套节目源中选择不同的角度拍摄的节目或相关图文信息实现的。第9章 有线交互式数字电视技术 第二种交互式数字电视是以美国微软WebTV为代表的将电视与因特网结合起来,具有因特网接入功能和E-mail功能的数字电视。用户可以通过遥控器进行网上冲浪、发送电子邮件、查找相关节目信息、进行电视购物等,通过用户主动查找信息的方式来实现交互式功能,因此也称网络电视。现在这种交互
7、功能已从最初WebTV的窄带56 kb/s调制解调器接入发展到窄带与宽带(包括Ethernet和ADST)接入共存,而且增加了电视节目指南、离线浏览功能,在最新的交互式数字电视产品中还增加了PVR(将电视节目记录到硬盘)、互联网上流媒体服务和视频点播等功能。现有的这两种概念的数字交互电视,前者从数字化方向出发,后者从网络化方向出发,向我们指出了数字电视技术的最终发展方向。可以肯定的是,交互式数字电视的最终产品一定是向数字化和网络化两个方向共同发展,而最终将融合为一体。第9章 有线交互式数字电视技术 9.3 有线交互式数字电视的系统结构有线交互式数字电视的系统结构交互式数字电视是一个综合系统,而
8、不仅仅指某一个设备和功能。从总体上说,交互式电视系统是由多个和多级服务器及多级网络交换结构组成的。该系统和分布式多媒体数据库管理系统在机理上是一样的。交互式数字电视系统的主要组成即系统的结构图可用图9-1表示。第9章 有线交互式数字电视技术 图9-1 交互式数字电视的系统结构 第9章 有线交互式数字电视技术 从图9-1可以看出,该系统主要由前端处理系统、网络及用户端三大部分组成。其中前端处理系统一般由视频服务器、磁盘陈列、节目数据库、控制管理系统等组成。骨干网用来连接多个前端,使网络从局域网扩展到广域网,以便延伸到更远更广地方的用户。用户接入网则连接用户和前端,是网络的一部分。用户机顶盒的主要
9、功能是把压缩数字信号恢复为模拟信号,并与前端服务器进行人机交互控制和通信。交换系统的主要作用是按用户指令建立一条由服务器到机顶盒的宽带通路,它一般由本地服务器、宽带交换机、网关等设备组成。第9章 有线交互式数字电视技术 1)前端处理系统视频服务器是交互式数字电视(ITV)系统的心脏,其核心技术是数字压缩技术。当然作为交互电视的视频服务器,毫无疑问它也是前端处理系统的核心,其技术等级是广播级,主要完成节目储存和回放控制。交互式电视的视频服务器使用相应的软件协调各项动作,同时提供友好的界面。其基本特征如下:第9章 有线交互式数字电视技术(1)能够储存几百个小时的图像节目;(2)能支持上千个同时进行
10、而又相互独立的会话过程(随机动态访问);(3)具有一套加密用户访问控制机来防止非法用户访问。前端处理系统的控制管理系统是一个信令传输网络,用于管理用户到视频服务器的连接。由于时间系统中可有多个视频服务器,因此控制管理系统采用多级管理。例如:第一级在数字宽带交换系统和传输系统中实现对不同频道的选择;第二级完成在一个服务器上对特定节目的选择。第9章 有线交互式数字电视技术 2)传输网络传输网络包括骨干网和接入网两部分,其作用是将视频服务器的数据流及其他储存的信息流送至用户端并回送用户端的上传信息。无论是电信的核心网部分还是CATV的骨干网部分,现在都已基本实现了光纤化并正向高速超大容量发展。例如,
11、各种宽带组网技术如IP over ATM、IP over SDH、IP over WDM(DWDM)都已投入了使用。交互电视传输网络主要涉及多媒体信息的宽带干线传输技术、宽带交换技术以及宽带接入技术。目前,以高速大容量SDH光纤通信及ATM交换技术为代表的宽带干线传输技术和宽带交换网技术已经成熟并得到广泛使用,所以在骨干网和交换网的使用上没有分歧。也就是说,目前骨干网和交换网已经为承载各种宽带业务做好了准备。在巨大的市场利益驱动下,当前产生了各种各样的接入网技术,例如广电部门一般采用HFC接入技术,电信部门一般采用ADSL/HDSL/VDSL接入技术,计算机公司采用以太网接入技术,这些接入网技
12、术各有千秋,至今尚无一种接入网技术可以满足所有应用的需要。接入技术的多元化是接入网的一个基本特征。第9章 有线交互式数字电视技术 3)用户端设备用户端系统是交互式数字电视的用户终端设备。只有利用相应的终端设备,交互式数字电视用户才能与某种服务器或服务器的提供者进行交互操作。用户终端可以分为三种产品:多媒体计算机、模拟电视机加机顶盒和交互式电视接收机。多媒体计算机和交互式电视接收机具有不能比拟的优点,但价格较贵,而在用户的电视机上增加一个交互式数字机顶盒是最佳的选择。第9章 有线交互式数字电视技术 ITV用户终端设备包括以下基本功能:(1)在显示屏上显示服务菜单;(2)为用户提供基本的控制和选择
13、功能;(3)把用户的选择传输到视频服务器;(4)进行实时视频(MPEG-2传输流)的解码并显示,指示网络传输和节目源的状态。第9章 有线交互式数字电视技术 传统电视的接收方式是被动的,而交互式电视的接收方式则是互动的。交互式电视和多媒体数据管理系统的原理大致是相同的,交互式电视也是把各种节目内容经数据压缩后存储到数据库中,用户可以通过用户终端设备比如机顶盒实现网络点播、Internet访问、家庭银行、网上在线购物、游戏等交互。交互电视可将书籍、报纸、电视、网络等传统的信息媒体融合在一起,成为一个真正意义上的信息家电。但对不少人特别是老一代用户群体来说,使用PC平台并不方便,这些人不习惯“手指文
14、化”。第9章 有线交互式数字电视技术 由于交互式数字电视可以通过遥控器和电视享受现代科技带来的成果,从而大大方便了该用户群。交互式数字电视从广义上讲是图像通信的一种特殊形式,是以数字处理和数字传输技术为基础的。因此,交互式电视和多媒体通信的基本原理和关键技术是一样的,它们都是有效地对图像、声音及数据进行处理。在编码和传输技术方面只不过是图像通信信道带宽窄,传输码率也较低,而交互式数字电视实质上就是宽带实时高速传输的图像通信。因此,可以说图像通信技术是交互式数字电视的核心技术之一。第9章 有线交互式数字电视技术 9.4 有线交互式数字电视的主要功能有线交互式数字电视的主要功能1.观众与内容的交互
15、观众与内容的交互交互式电视的最大贡献是将收视的主控权真正交给用户。例如,视频点播就是把收看电视节目的主动权移植到用户手中,从内容和时间上,使用户能在任何时间选择收看自己想看的节目。交互式电视的节目指南不单单起到节目表的作用,而且是一种真正引导用户收看,让用户掌握主动权的收视方式,有了节目指南,用户不仅可以方便地选择节目,而且能从多方面如节目内容的分类、演员名称、个人爱好等来寻找节目。我们知道,模拟录像机使用户摆脱了传统的必须按照时间收看电视的习惯,但模拟录像机的使用较为复杂,要想预找节目则很困难。而运用电视节目指南,则可以将节目指南与节目存储捆绑在一起,这种个人节目的存储使用户彻底摆脱了时间的
16、限制,交互电视的“时移”技术还可以边看边录。第9章 有线交互式数字电视技术 2.媒体节目与内容的交互媒体节目与内容的交互多媒体内容采用数字电视广播后,用户在电视屏幕上不仅可以看到视频节目,还可以看到文本内容(如网页),大大丰富了电视的表达方式。媒体节目与内容交互就是把采用不同表达方式的内容在电视机上同时播出,互相切换。例如在看体育比赛时,输入某一位球员代号,就会跳出一个静止画面来介绍这个球员相关的背景资料。另外,通过电视机也能得到互联网的效果。第9章 有线交互式数字电视技术 3.播出与接收的交互播出与接收的交互传统的电视是我播你收,播出只能面对大众,不能面对个人。交互式电视能实现观众对内容的交
17、互、内容对内容的交互,使广播电视演变成一种个性化的推播,可根据个人的爱好来推动节目的播出。对电视来说,由于采用交互平台,通过在线调研能立刻知道节目是否受欢迎,并可根据个人习惯来推动节目传播甚至可请用户参加节目制作。第9章 有线交互式数字电视技术 9.5 有线交互式数字电视的实现方法有线交互式数字电视的实现方法有线交互式数字电视的实现方法主要有以下三种:1.在线交互在线交互在线交互即将交互内容在线轮播,用频道带宽换取用户进入时间,让用户的等待时间不超过轮播一个周期的时间。这种在线交互方式的电视用户对节目实质并不具有交互性。节目是以广播方式发送的,但一个节目码流为许多用户共亨。虽不能根据个别用户的
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