苏文对中国数字高清电视机顶盒的关键技术及发展现状的分析

　科学技术的高速发展，使广播电视进中国政府计划在2015年以后停播模拟电视，入了数字电视时代，机顶盒作为数字电视标志性产品，有着广阔的发展空间。中央电视台录制二部的苏文对中国数字高清电视机顶盒的关键技术及发展现状进行了分析。

　　一、数字高清电视的定义

　　国家数字电视接收设备和性能标准制定工作组对高清数字电视的定义：能接收地面接收标准的射频、垂直分辨率不小于720电视线、国家格式为1920×1080i、宽高比为16:9、向下兼容标清电视等，其拍摄、编辑、制作、播出、传输、接收等一系列电视信号的播出和接收全过程都使用数字技术。

　　数字高清电视是数字电视（DTV）标准中最高级的一种，简称为HDTV。它是水平扫描行数至少为720行的高解析度的电视，宽屏模式为16:9，并且采用多通道传送。

　　HDTV的扫描格式共有3种，即1280×720p、1920×1080i和1920×1080p，中国采用的是1920×1080i/50Hz。数字电视的发展经历了几十年的过程，在数字音、视频编码压缩技术的迅速发展与实用化的背景下，数字高清晰度电视广播有了一条新的出路。1996年12月，FCC通过了“ATSC数字电视标准”，美国最先提出全数字、频道兼容、基于MPEG-2压缩编码的HDTV体制，既适合卫星广播也适合地面广播和有线电视系统传输。在美国的带动下，欧洲也开始研制数字电视并制定自己的数字电视标准。与此同时，亚洲、澳洲等也纷纷为开展数字广播积极地做准备，纷纷制定各自的数字电视标准和广播电视全面数字化的日程安排，形成一股全球化的数字浪潮。中国在80年代末期就开始了HDTV的研究。1996年4月，作为第一步目标的高清晰度电视功能样机系统总体实施方案得到批准，工作人员经过努力，研制出了中国第一套数字HDTV功能样机系统，该系统的性能达到1993年美国“GA”的样机水平，引起了国内外的关注。该系统于1998年9月成功地在北京中央电视台进行了开路试验，并在1999年10月1日，中华人民共和国建国50周年之际，对天安门广场的国庆大典成功地进行了现场直播。

　　二、数字机顶盒的发展现状

　　全球电视广播的数字化发展已成定局，模拟电视机最终将被数字电视机所取代。但从中国国情看，目前老百姓家中共有3亿台左右的模拟彩色电视机，在逐步实现从模拟电视广播向数字电视广播过渡的过程中，这些模拟彩色电视机不可能即时淘汰，即使在美国或西欧发达地区也是如此。模拟广播电视转身数字广播电视需要经历一个较长的过渡时期，数字电视机顶盒是这一过渡期间最好的解决方案。将数字机顶盒与普通电视机结合，就可以构成一台完整的数字电视机。

　　数字电视有两个主要的发展方向：一方面，高清晰度的图像是人们追求的理想电视画面效果，所以数字高清晰度电视是数字电视的发展目标之一；另一方面在数字电视系统中提供多种创新的服务功能也是一个重要的发展方向。因而，数字机顶盒技术的发展也会朝着这两个方向前进，既能提供高质量的画面，又能提供创新服务。

　　目前，用于接收标准清晰度数字电视的机顶盒已经发展得较为成熟，它的应用也已经比较普遍，尤其是数字卫星电视机顶盒子。对于标准清晰度的数字电视机顶盒系统，已经有较完整的解决方案，至于数字高清晰度电视机顶盒，其开发研制的成熟程度远远比不上标准清晰度数字电视机顶盒，这与数字HDTV视频解码芯片的推出时间不长有关，可以说，数字高清晰度电视机顶盒的研究还处于一个不十分成熟的阶段。

　　随着Internet的飞速发展和数字电视广播中数字业务种类的不断增加，标准清晰度和高清晰度数字电视机顶盒都面临着这样一个问题，就是关于能够提供多种业务功能的机顶盒的开发。数据服务、交互业务以及网络浏览等，对二者来说都是有待开发的功能，而且在今后的机顶盒市场竞争中这些功能会显得更加重要。

　　三、数字机顶盒的关键技术

　　数字机顶盒的关键技术主要包括以下几个方面：1、下行数据解调与信道解码技术；2、解复用与解压缩技术；3、实时软件系统技术；4、上行数据的调制编码技术。

　　前三种技术是实现数字机顶盒的基本功能必需的技术，而上行数据的调制编码技术首先需要硬件平台的支持，同时还要传输网络的支持，目前的情况是，大多数厂家推出的硬件平台没有提供上传功能，更为重要的是不论是卫星网还是有线电视网，都没有提供双向传输功能，所以，目前的机顶盒很少有提供双向传输功能的。

　　机顶盒作为一个客户端系统，除了要具有良好的硬件平台外还需要配备不同的软件系统才能使其完成各种任务。软件是机顶盒系统的灵魂，也是机顶盒系统开发中最重要的一部分，机顶盒的实时软件系统包括：1、实时操作系统；2、基本音、视频解码驱动软件；3、图形驱动软件；4、输入设备驱动软件；5、附加服务软件；6、高层应用程序接口；7、网络驱动软件。

　　数字机顶盒不仅是用户终端，还是网络终端，它能使模拟电视机从被动接收模拟电视转向交互式数字电视（如视频点播等），并能接入因特网，使用户享受电视、数据、语言等全方位的信息服务。因此，在机顶盒软件开发方面，有很大的发展空间，特别是在实时操作系统，图形驱动软件、附加服务软件、高层应用程序接口这几个方面。研制具有自主知识产权、功能强、性价比高、适合于机顶盒的操作系统对中国电视产业的发展有着重要意义。

　　机顶盒作为数字电视标志性的产品，有着广阔的发展空间。随着数字电视应用、芯片技术和软件技术的发展，STB的功能也必将越来越强大，可以为运营商和用户开展更多的服务，满足不同层次的需求。数字电视多方面的优越性及其在功能和市场中的巨大潜力使得新一代数字电视机顶盒成为众人瞩目的焦点。在数字化时代到来之际，应该很好地利用已经形成的科研基础，以科技和自主知识产权为核心，协调规范标准的制定工作，加速产业准备，以使中国的数字电视产业能成为一个具有活力、能带动行业增长、对国民经济有重要贡献、在国际上具有很强竞争力的产业。