【文章內(nèi)容簡介】 面等加值功能。 目前市場上并未明確的往特定的新一代規(guī)格靠攏，處在這個過渡期中，機頂盒只得同時支持多種規(guī)格。 MPEG4雖然問世較久，也有不少廠商大力支持，但它先天上存在著一些難以克服的瓶頸，讓它在推展上顯著舉步維艱。 MPEG4最大的問題在于規(guī)格過于龐雜，視頻只是 MPEG4定義中的一個部分(lS0144962 MPEG4 Part 2)。這種龐雜性就產(chǎn)生各部分兼容性的定問題：有些內(nèi)容不夠清楚，或不夠開放；有些做了折衷處理，反而造成互操作性的難題。舉例來說，由于MPEG4允許自訂輸出規(guī)格，因此造成各種規(guī)格并存的現(xiàn)象，例如較知名的 Divx規(guī)格及微軟的 wmv規(guī)格，但過多規(guī)格也讓服務(wù)業(yè)者望之卻步。另一個令人詬病的原因，則在于要取得 MPEG4的商用取可證曠日廢時，而且得負擔高昂的使用費用。 相較之下， ，但它只針對視頻做制定，也已獲得MPEG/lS0和 ITU兩大國際標準組織的支持，加上它是當前能提供最佳視頻壓縮效能的規(guī)格，也不存在使用費的問題，所以自 2021年標準推出后，即對 HDTV、 HDDVD、手機及視頻串流等業(yè)者產(chǎn)生莫大的吸引力。不僅如此， MPEG2既有系統(tǒng)的通用性問題，因此，在今日的基礎(chǔ)建設(shè)中就能將 MPEG2傳送流 (TS)中發(fā)送出去。 (表 1)。 不過，在提升壓縮效能的同時， ，因此需要消耗更大的運算資源。在此情況下，機頂盒必須采用更高效能的處理器，或以專屬的CODEC加速器硬件來完成任務(wù)。此外，高質(zhì)量、低復(fù)雜性算法對于 有很大的幫助，以 ST來說，就已提出運動估算與速率控制算法，以及用于 錯誤檢測與隱藏算法，能讓解碼器承擔并隱藏數(shù)據(jù)封包損失，在無線封包網(wǎng)絡(luò)上實現(xiàn) IP網(wǎng)絡(luò)的最佳效能。 視頻編碼轉(zhuǎn)換 (Transcoding) 身為數(shù)字家庭網(wǎng)絡(luò)核心位置的機頂盒，除了提供電視節(jié)目的視頻轉(zhuǎn)換播放之外，目前也成為家庭中如 DVD、 PMP、數(shù)字相機等各種不同設(shè)備的互連中心。為了讓視頻內(nèi)容能在不同設(shè)備間進行播放及存取，機頂盒還得具有視頻編碼轉(zhuǎn)換的能力，也就是調(diào)整位位速率以符合特殊的信道速率或儲存格式；或是用來改變分辨率，如將高分辨率(HD)視頻串流傳送給標準分辨率 (SD)電視，或是在 CIF移動終端上顯示 SD視頻等。 ST先進系統(tǒng)技術(shù) (AST)小組所開發(fā)的動態(tài)位串流規(guī)劃 (Dynamic Bitstream Shaper，DBS)技術(shù)，即采取最佳化的算法來支持 MPEG2與 、訊框速率、訊框大小與編碼標準變化。它的開發(fā)目的在于降低視頻編碼轉(zhuǎn)換的架構(gòu)復(fù)雜性、運算耗能、內(nèi)存需求，以及運算延遲等，讓視頻內(nèi)容不需經(jīng)過再編碼 (reencoding)而能獲得相同或更佳的質(zhì)量。 設(shè)計關(guān)鍵：數(shù)字內(nèi)容管理技術(shù) 進入數(shù)字內(nèi)容的時代，復(fù)制盜版的難度大減，這也成了電視服務(wù)業(yè)者邁向數(shù)字電視或 IPTV時最關(guān)心的問題之一，負責接收轉(zhuǎn)換數(shù)字內(nèi)容的機頂盒，自然就被賦與了版權(quán)管控的任務(wù)。目前對于數(shù)字電視內(nèi)容管理的技術(shù)作法不少，其中以條件式接取 (CA)和數(shù)字版權(quán)管理 (DRM)被視為基本的保護機制，新興的標準中較受重視的是安全視頻處理器聯(lián)盟 (Secure Video Processor Alliance, SVPA)推出的 SVP標準。以下將分別進行探討： 條件式接取 (CA) CA是系統(tǒng)服務(wù)業(yè)者經(jīng)營數(shù)字電視業(yè)務(wù)的一項關(guān)鍵性機制，它能為廣播式網(wǎng)絡(luò)提供“尋址化管理” (Addressability)，其關(guān)注的重點是電視頻道與用戶的權(quán)限。用戶需通過專屬機頂盒或智慧卡來取得授權(quán)，才能解開擾碼 (Scrambling)。除了加解擾外， CA也能接收控制用戶的管理信息，包括用戶名稱、地址、智能卡號、賬單等等，并搭配后端客戶管理及收費系統(tǒng)來提供更個人化的增值服務(wù)。 由于 CA得處理復(fù)雜的加解擾等演算問題，是機頂盒制造商較難跨越的一道門坎，也是掌握此技術(shù)公司的極大優(yōu)勢。過去 CA往往與特定的系統(tǒng)設(shè)計公司的專屬機頂盒綁在一起，用戶一旦要換系統(tǒng)，就得連機頂盒一同更換。這種情況除了造成系統(tǒng)公司與用戶的困擾外，也讓機頂盒因通用性低而受到局限，因此相關(guān)的組織或政府政策上都致力于推動 CA從機頂盒中獨立出來的機卡分離作法。 以 DVB來說，系統(tǒng)原先只就 CA做了共同擾碼 (DVB Common Scrambling)的定義，操作 (Operation)及管理 (Management)則開放讓系統(tǒng)設(shè)計公司可以自行開發(fā)。目前 DVB已針對局端與客戶端分別提出了同步加密 (Simulcrypt) 與多重解密 (Multicrypt) 的方案，以解決互通操作上的問題。 此外，美國、歐洲及亞洲多國都已將機卡分離視為電視產(chǎn)業(yè)發(fā)展的既定政策。目前將 CAM(CA模塊 )獨立設(shè)計的作法有三種，分別是采 PCMCIA、 USB或智能卡的方式，其中又以 PCMCIA為市場主流，包括美國的 POD標準及歐洲的 DVBC標準，都以 PCMCIA為其基本的物理接口。 DRM CA的尋址化功能雖能對頻道及用戶做收視控管，但對于個別節(jié)目的內(nèi)容保護與授權(quán)就力有未逮，在此情況下，有必要進一步采用 DRM機制來提供內(nèi)容管理。這兩者是相輔相成的， CA是系統(tǒng)業(yè)者的收視管理及營運工具，而 DRM則是內(nèi)容發(fā)行商的自我保護機制。 DRM 采取的是許可證管理 (License Management)策略，也就是由數(shù)字內(nèi)容發(fā)行商對原始檔進行加密 (一般采用 128位或 156位對稱算法 )，同時在添加的標頭中加入作者、版本號、發(fā)行日期等版權(quán)信息。當用戶想通過網(wǎng)絡(luò)或直接從光盤中取得內(nèi)容時，系統(tǒng)會自動檢查有沒有相應(yīng)的許可證(LICENSE)，認證的方式包括插入 IC卡、 IKEY(一種 USB接口的身份認證令牌 )，或經(jīng)由網(wǎng)絡(luò)認證服務(wù)器來認證其賬號、密碼。 整個 DRM 的建置架構(gòu)共分為 3 層：使用者接口應(yīng)用軟件、 DRM 用戶認證子系統(tǒng)，以及最基本的加密引擎。其中用戶認證子系統(tǒng)是 IPTV業(yè)務(wù)推行的關(guān)鍵，目前有許多認證系統(tǒng)，兩種較典型的IPTV DRM系統(tǒng)分別采用 Kerberos和 PKI認證機制。 此外，就 DRM的規(guī)格來說，目前市場上的規(guī)格相當分歧，最受重視的無疑是 Windows Media的DRM及開放移動聯(lián)盟 OMA推出的 DRM ，但仍有包括 UTDRM、 NDS、 SecureMe dia、WideVine、 BesDRM等規(guī)格并存。為了讓用戶能收看不同來源的視頻內(nèi)容，今日的機頂盒只得盡量支持市場上的 DRM規(guī)格。 DRM保護內(nèi)容的立意雖好，但規(guī)格林立反而造成市場發(fā)展的阻礙，請參考 (圖 4)。為了使各種DRM規(guī)格能夠互通，包括惠普、飛利浦電子、 ST、三星電子、索尼和 20世紀?？怂闺娪肮镜?0個公司組成了 Coral聯(lián)盟，即致力于為基于 WEB和家庭網(wǎng)絡(luò)的設(shè)備安全傳送內(nèi)容提供互操作性。目前該組織已公布一種互操作層，能支持多種 DRM方案，其架構(gòu)請參考 ( 圖 5)，不過，微軟及Apple兩大公司的規(guī)格仍是例外。 安全視頻處理器 (SVP) SVP標準主要由 SVP聯(lián)盟推廣，目前已獲得 20多家主要媒體與技術(shù)廠商支持， ST是該標準的發(fā)起會員之一。 SVP聯(lián)盟的主要工作是在數(shù)字家庭網(wǎng)絡(luò)，以及數(shù)字電視、機頂盒、 DVR、可攜式媒體播放器等消費性電子應(yīng)用中推廣其 SVP內(nèi)容保護技術(shù)。 SVP能與 CA及 DRM形成互補的機制，為數(shù)字內(nèi)容提供更完善的保護管理。通過 SVP技術(shù)，媒體公司可以自行設(shè)置其 DRM規(guī)范來對其作品內(nèi)容加以保護，并將來自 CA系統(tǒng)的規(guī)則映像到 SVP格式之中，最后再通過支持 SVP功能的個人錄像機、 DVD錄像機或PMP等設(shè)備解密還原為原始內(nèi)容呈現(xiàn)給觀眾。 基本上， SVP技術(shù)是一種以硬件為基礎(chǔ)的安全方案，提供加密、傳輸和接收內(nèi)容及關(guān)于如何通過安全信道使用內(nèi)容的規(guī)則。其硬件核心只需不到 20萬門電路閘，并在其上運行一個安全軟件堆棧。這可以說是一種低成本、適合未來應(yīng)用的解決方案，因此ST的數(shù)字視頻處理器及解碼器已普遍支持 SVP標準。 結(jié)語 為了應(yīng)對市場的變化，數(shù)字機頂盒必須具備提供產(chǎn)品開發(fā)的便利性及升級上的彈性，這包括設(shè)備開發(fā)層面及終端用戶的使用層面。在開發(fā)層面，目前關(guān)鍵零組件的廠商會提供完善的設(shè)計參考平臺，讓設(shè)備商能夠加速開發(fā)時程，而且能在既有的設(shè)計基礎(chǔ)上，彈性地加入新的功能以推出差異化或升級的產(chǎn)品。在終端部分，機頂盒也需具有軟件升級的功能，也就是只需通過遠程網(wǎng)絡(luò)的下載更新，就能升級其軟件或韌體。 由于數(shù)字機頂盒是一個集合各種功能于一身的 Hub，加上這一市場上的技術(shù)、標準與應(yīng)用需求變化極快，要想推出滿足各方需求且使用壽命長的通用型機頂盒，是一件很不容易的事。除了上述的視頻轉(zhuǎn)換處理及內(nèi)容管理的設(shè)計關(guān)鍵外，在數(shù)字衛(wèi)星、地面及有線電視的服務(wù)上，信號回傳的互動性是整體系統(tǒng)上的重要瓶頸；在 IPTV的部分，雖以互動性見長，但如何保證串流視頻的服務(wù)質(zhì)量 (QoS)，并能提供 HDTV的服務(wù)，也是很大的挑戰(zhàn)。當然，還有更多的挑戰(zhàn)及商機擺在眼前，例如數(shù)字電視與有線 /移動電話的整合等，是值得我們不斷去投入觀察的。 歐盟委員會 2021年 10月 27日發(fā)布了 G/TBT/N/EEC/228號通報，標題為：委員會法規(guī)草案，執(zhí)行關(guān)于簡單數(shù)字機頂盒生態(tài)設(shè)計要求的歐洲議會和理事會指令 2021/32/EC，涉及簡單數(shù)字機頂盒（數(shù)字轉(zhuǎn)換器）。 該委員會法規(guī)草案規(guī)定了簡單數(shù)字機頂盒（ SSTB）的最低能源性能要求。簡單數(shù)字機頂盒是一種主要將衛(wèi)星數(shù)字廣播信號轉(zhuǎn)換成適合于接收模擬信號的電視機的模擬信號的裝置。由于歐盟在以后的 8年中向數(shù)字廣播的轉(zhuǎn)換，貯存和銷售這些裝置，以及相關(guān)聯(lián)的能源消耗將急劇增加的原因。同時也因為存在限制該能源消耗的具有成本效益的潛力，所以該法規(guī)提案規(guī)定了關(guān)于簡單數(shù)字機頂盒活動狀態(tài)和待機狀態(tài)的能源性能要求。依照指令 2021/32/EC的框架，不符合這些要求的產(chǎn)品將不允許投放內(nèi)部市場。 歐盟委員會 2021年 2月 4日公布了“實施關(guān)于簡單機頂盒的生態(tài)設(shè)計要求的歐洲議會和理事會第 2021/32/EC號指令”的第（ EC） 107/2021號法規(guī)，該法規(guī)自其在 《 歐盟官方公報 》 上公布之日起的第 20天開始生效。 主要內(nèi)容包括： 1. 生效一年后，簡單數(shù)字機頂盒應(yīng)提供待機模式，配備自動關(guān)機系統(tǒng)或類似模式轉(zhuǎn)換功能。 2. 法規(guī)生效一年后，市場上的簡單數(shù)字機頂盒不應(yīng)超過下列能耗限制（具備集成硬盤或 /和帶有第二個調(diào)諧器的簡單數(shù)字機頂盒除外）： 綠色節(jié)能是機頂盒發(fā)展的要求 據(jù)調(diào)查，如要滿足歐盟標準，據(jù)估算每件產(chǎn)品大約須增加 1～ 2歐元制造成本，新增加成本相當于其銷售價格的 10％左右。而目前我國機頂盒產(chǎn)品以中低端為主，新增成本將大大增加企業(yè)負擔。這些規(guī)定無疑太高了我國的機頂盒的出口門檻，加之中國政府從去年開始提出建設(shè)節(jié)能型社會的號召，所以筆者認為綠色節(jié)能是機頂盒的未來發(fā)展趨勢。 目前國內(nèi)已經(jīng)有了適應(yīng)節(jié)能的低功耗機頂盒設(shè)計，在廣電行業(yè)年度盛大會展CCBN2021期間，九聯(lián)與有華為背景的芯片公司海思聯(lián)手首先推出綠色機頂盒。近日，深圳市貿(mào)易工業(yè)局組織專家也對創(chuàng)維機頂盒節(jié)能技術(shù)項目進行了驗收，驗收組認為該項技術(shù)解決了市場上絕大多數(shù)機頂盒不能實現(xiàn)“真待機”的問題，通過超低功耗的Passive standby 技術(shù)，實現(xiàn)了低功耗真待機。據(jù)悉，該項目已經(jīng)申請了 6項專利，其中有 5項發(fā)明專利。 可見綠色節(jié)能是機頂盒的未來發(fā)展趨勢，衷心希望有更多的廠商加入到綠色機頂盒生產(chǎn)之中，為節(jié)約能源做出貢獻！ 數(shù)字機頂盒就是一種把數(shù)字信號轉(zhuǎn)換成模擬信號的變換設(shè)備。 我們大部分時候會產(chǎn)生這樣的疑問，既然從電視臺發(fā)出的是模擬信號，接收到電視機的也必須是模擬信號，那為什么還要用到數(shù)字機頂盒呢？現(xiàn)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(jié)目，從模擬電視向高清晰度數(shù)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(xiàn)實的。通?，F(xiàn)在的做法是：電視臺將模擬信號先轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號，傳送到家中的數(shù)字機頂盒后，將數(shù)字信號轉(zhuǎn)變成模擬信號輸入給現(xiàn)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(dǎo)致的干擾和損耗，電視接收的信號質(zhì)量得到了很大程度的改善。 數(shù)字機頂盒的主要技術(shù)有： 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)。 (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