CH8数字电视应用技术

第8章数字电视应用技术第8章数字电视应用技术•8.1交互式数字电视•8.2视频点播(VOD)•8.3会议电视•8.4IPTV第8章数字电视应用技术8.1交互式数字电视8.1.1交互电视的基本概念1、交互电视ITV（InteractiveTelevision，ITV）是数字电视技术和信息技术相结合的产物。它在普通电视系统的基础上采用不对称双向传输信道增加了交互功能：下行信道收看电视节目；上行信道返回信号参与选择，进行视频点播、电视购物、电视教育、电子银行、收发电子邮件、交互式游戏等各种活动。图8-1OPENTV交互电视应用第8章数字电视应用技术2、交互电视的实质3、交互电视的特点广播端发出更多内容，用户根据需要，在电视节目间和节目内进行选择，按需要获取各种服务。改变传统电视用户只能被动地“你播我看”的收视方式，给用户提供个性化的综合视音频和数据信息的多媒体服务。图8-2交互电视vsInternet第8章数字电视应用技术8.1.2交互电视系统的组成交互电视系统是一种分布式多媒体系统，是媒体服务器和网络交换机的多层次结构。图8-3交互式电视系统结构第8章数字电视应用技术1.前端处理系统(1)视频服务器ITV系统包括：能提供信息源和管理信息的前端处理系统，能满足用户需求的宽带传输交换系统，以及功能齐全的用户终端设备。由视频服务器、节目数据库、控制管理等系统构成。是ITV的核心，是存储和检索视频节目信息的服务系统。主要完成节目的存储和回放控制。通过与用户间直接、实时双向交互来控制节目的播放。第8章数字电视应用技术(2)节目数据库(3)控制管理系统视频服务器的节目则源自节目数据库，节目数据库是一个存档系统，保存着大量压缩的电影节目，可成批下载给视频服务器。是信令传输网络，用于管理用户到视频服务器的连接。实际系统中可有多个视频服务器，因此控制管理系统通常采用两级网关管理，第一级在数字宽带交换系统和传输系统中对不同频道进行选择，第二级则在视频服务器上对特定节目进行选择。第8章数字电视应用技术2.宽带传输网络(1)干线传输系统（主干网）(2)用户分配系统包括主干网和用户分配网，将来自视频服务器和其他信号源的信息传送至用户并反馈回用户的相关信息。有光纤、同轴电缆和无线传输等不同方式。有同步数字网络SDH、异步转移网络ATM和IP光纤网络。有广播电视行业的光纤同轴电缆有线电视混合网HFC(HybridFiberCoaxial)、电信行业的ADSL(AsymmetricalDigitalSubscriberLine不对称数字用户线路)公众电话网和局域网(LAN)。第8章数字电视应用技术3.家庭用户终端与传统电视不同，交互电视还需信息回传通道，以便返回用户定制/点播信息。不同网络平台，交互电视实现方式有所不同，有线网络平台上一般采用CABLE下行、CABLE上行或PSTN上行的物理连接方式，具体采用技术标准为DVBC下行，DAVIC／DVBRC回传或DOCSIS回传。有多媒体计算机、交互式电视接收机和电视机加机顶盒三种。对已有电视机用户，增加一机顶盒是最佳选择。第8章数字电视应用技术8.2视频点播VOD(VideoOnDemand)根据用户需要播放相应的视频节目。VOD是典型的交互电视的重要应用之一,是计算机技术、网络通信技术、多媒体技术、电视技术和数字压缩技术等多学科、多领域融合而生的产物。视频点播VOD系统由前端处理系统、宽带交换网络、用户接入网、用户终端设备等组成。第8章数字电视应用技术8.2.1VOD系统类型1、准点播电视NVOD2、真实点播电视TVOD以一定时间间隔多次启动发送同样内容的视频流。如发送一个两小时的电视节目时，用十个视频流发送同样的电视节目，每隔十分钟启动一视频流。如用户想看该电视节目，可选择最近时间起点进行收看，需等待时间不超过十二分钟。该方式，一个视频流可被许多用户共享。（NearVideoOnDemand）(TrueVideoOnDemand）支持即点即放。用户提出请求时，视频服务器将立即传送用户所要视频。若有另一个用户提出同样需求，立即再启动另一个传输同样内容的视频流。视频流一旦开播，就连续不断直到结束。该方式，每个视频流专门为某一用户服务。第8章数字电视应用技术3、交互式点播电视IVOD比前两种方式有很大程度上的改进。它不仅可支持即点即放，还可让用户对视频流进行交互式控制。用户发出一个点播信息后，可很快看到点播的节目，还可进行节目的播放、暂停、倒回、快进和自动搜索等操作。这种方式对系统要求很高，是VOD系统的发展方向。（InteractiveVideoOnDemand）第8章数字电视应用技术8.2.2VOD系统组成1、服务端系统(1)视频服务器由服务端系统、网络系统和客户端系统三部分组成。主要由视频服务器、档案管理服务器、内部通讯子系统和网络接口组成。主要是对媒体数据压缩和存储、媒体信息检索和传输。视频服务器与传统数据服务器显著不同，需增加支持特殊需求的软硬件，如：媒体数据检索、信息流的实时传输以及信息的加密和解密等。对VOD系统，服务端系统还需实现对用户实时请求处理、访问许可控制和VCR（VideoCassetteRecorder）功能。第8章数字电视应用技术(2)档案管理服务器(3)内部通讯子系统(4)网络接口主要用于用户信息管理、计费、影视材料的整理和安全保密等任务。主要进行服务器间信息的传递、后台影视材料和数据的交换等。主要实现与外部网络的数据交换和提供用户访问的接口。第8章数字电视应用技术2、网络系统主要实现视频信息流的实时传输，是VOD系统关键部分。系统主要网络有：双向HFC网、ADSL网以及计算机网。VOD系统中，电视信号通过下行通道传至用户，下行信道是宽带信道。而用户点播信息则是经上行通道到VOD点播系统前端，点播信息信息量较少，可通过窄带通道（如电话线路）进行。第8章数字电视应用技术3、客户端系统VOD的客户端系统中，除需要电视机和机顶盒，还需配备相关的软件。如，为满足用户多媒体交互需求，须对客户端系统界面加以改造。此外，在连续媒体播放时，还需考虑媒体流的缓冲管理、声频与视频数据的同步、网络中断与演播中断的协调等问题。第8章数字电视应用技术8.2.3视频点播的工作流程1、用户用遥控器发送指令到机顶盒，由上行通路向视频服务器发出请求，经对用户身份合法性和使用权限验证，VOD服务器将影视节目数据库中可供访问的节目在用户屏幕上显示点播单。2、选择节目后，VOD视频服务器从影视节目数据库取出节目数据流，加扰后通过传输网络传送到用户端机顶盒，经解码在电视机上播放。3、节目播完或中间退出播放时，用户发出停止播放命令，视频服务器关闭信息通道，并给VOD计费系统发出停止计费的信息。第8章数字电视应用技术8.3会议电视指两个或两个以上不同地方的个人或群体，通过传输线路以及多媒体设备，将各个会议点连接起来，声音、影像及文件资料互传，实现即时且互动的沟通，以实现会议目的的一种通信方式。(VideoConferencing)会议电视使处于不同地方的与会者好像在一个会议室中开会一样。它既可节约差旅费用，又可节约时间，提高办事效率。还可应用在远程教育、远程医疗诊断及远程监控等许多领域中。第8章数字电视应用技术8.3.1会议电视系统的分类1、按照技术实现方式分2、按用户组成模式分模拟和数字会议电视；群组型会议电视（多人）和点对点会议电视（2人）是一个个人使用的会议电视终端，通话时使用摄像头和耳机，采用计算机的显示终端，不需另设监视器。(1)点对点会议电视系统数字电视电话系统第8章数字电视应用技术(2)群组型会议电视系统参会者可从几人至几十人，需较大会议电视室，须进行声学处理，使声音不发生共鸣和侧壁反射。摄像机调节可由本会议室人员控制，也可由对方人员遥控操作；计算机控制的液晶投影仪经网络数据接口连接，使各方的投影屏幕上均能看到投影的文件，各方均可通过计算机进行操作和修改。使用具有回声抑制性能的多拾音器集群话筒，能自动调节对准说话人的方向增强声音，减弱其他方向的噪声。第8章数字电视应用技术8.3.2会议电视系统的组成1.会议电视终端设备由传输网络、会议电视终端设备、多点控制单元三部分组成。指召开会议电视时所用设施。会议电视系统传送的多媒体数据、声音和动态图像信号数据量较大，且要求传送的声音、图像信号连续平滑，一般需要384K～2M的网络带宽。2.传输网络第8章数字电视应用技术3.多点控制单元MCU（MultipointControlUnit）是会议电视系统的核心部分，是一种多点间双向通信、多点间会议电视信号切换必须的专用设备，为用户提供群组会议、多组会议的连接服务。图8-3星形会议电视组成参加会议的终端个数特别多时，可将多个MCU级联，但级联一般不多于2级。第8章数字电视应用技术8.4IPTV(InternetProtocolTelevision)称为网络电视，是基于互联网络协议IP，以电视机或个人计算机作为显示终端，通过宽带网络向用户提供数字广播电视、视频服务、信息服务、互动休闲娱乐、电子商务等宽带业务的新技术。IPTV是在IP网络上传送包含电视、视频、文本、图形和数据等，提供QoS/QoE、安全、交互性和可靠性的可管理的多媒体业务。ITUT定义：第8章数字电视应用技术1.IPTV的主要特点2.IPTV系统结构主要包括流媒体服务、节目采编、存储及认证计费等子系统。交互性和实时性。IPTV系统主要存储及传送的内容是流媒体文件，基于IP网络传输，通常在边缘设置内容分配服务节点，配置流媒体服务及存储设备，用户终端可以是IP机顶盒+普通电视机，也可以是PC。用户可自由度选择宽带IP网上各网站提供的高质量(接近DVD水平的)数字媒体服务，实现媒体提供者和媒体消费者的实质性互动。第8章数字电视应用技术3.IPTV系统基本原理与数据传输过程基本相同，类似基于互联网的电话服务。先将原电视信号编码，转化成适合Internet传输的数据形式，经互联网传送，在接收端复原解码，由电脑或电视播放。IPTV传输的视频及其同步声音，要达到普通电视、DVD效果，要求传输速度非常高，须采用最新编码和高效视频压缩技术。IPTV对带宽要求比较苛刻，至少达500～700K才可收看IPTV，带宽768K时能达到DVD效果。第8章数字电视应用技术4.IPTV的关键技术----视频图像编码技术由于视频数据庞大，未压缩的数字视频数据量对目前的计算机和网络来说无论是存储或传输都不现实，因此IPTV须采用高效的视频压缩编码技术，使视频流传输带宽在800kb/s时可以有接近DVD的收视效果(通常DVD的视频流传输带宽需要3Mb/s)。目前IPTV适用的多媒体信息编码标准主要有：MPEG4、H.264和AVS等。