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IPTV系统架构及关联技术,互动电视技术应用部 熊国强 2011-10,目录,1. IPTV系统架构 2. 视频编码技术 3. DRM技术 4. EPG简介 5. 机顶盒,IPTV系统布局,系统架构,接入层,机顶盒（STB）/TV,ADSL接入,LAN接入,电子节目单（EPG）,流媒体服务管理,WEB、Socket等服务,电视直播,视频点播,视频内容制作和管理,后台支撑层,业务平台层,内容分发网络（SDP）,网络承载层,网页浏览,游戏,其他 增值 应用,用户 管理,认证授权,计费结算,第三方接口,统计分析,DNS,数字版权、平台管理,EPON接入,IPTV核心节点,用户接入流程,直播流程,点播流程,目录,1. IPTV系统架构 2. 视频编码技术 3. DRM技术 4. EPG简介 5. 机顶盒,MPEG2 与DVD编码制式一致，产业链成熟，具有丰富的节目源； 成熟的编码方式，在广电和家电行业得到大量应用； 大量解码芯片支持，STB成本低； 带宽占用较大：1.56M，存储空间大，互联网上内容较少。 MPEG4 PART2 带宽较小，2.5M左右即可以达到近似DVD效果，处理器资源要求较低； 存在多个标准分支，需要考虑相互兼容的问题； 将来过渡到H.264（MPEG4 PART10） MPEG4 PART10（H.264） 带宽小，1.5M左右即可以达到近似DVD效果； 相同带宽下图像质量最好，但处理器资源要求最高（23倍于MPEG4）； 产业链趋于成熟，STB成本逐渐降低。 WMV9 微软的技术支持能力强，但开放性差，必须采用MS Widows系统； 大量网上内容；高编码效率，1M左右的带宽可提供DVD视频质量； 私有标准，成为国际公开标准VC1、VC9（芯片商对VC1/VC9的态度目前不明朗）。,视频编码方式,各种编码格式的相关信息,H.264和MPEG4 Part2的比较,AVS简介,AVS：Audio Video coding Standard，数字音视频编解码技术标准 面向我国的信息产业需求，联合国内企业和科研机构，制（修）订数字音视频的压缩、解压缩、处理和表示等共性技术标准，为数字音视频设备与系统提供高效经济的编解码技术，服务于高分辨率数字广播、高密度激光数字存储媒体、无线宽带多媒体通讯、互联网宽带流媒体等重大信息产业应用。,AVS特点,AVS视频标准 高效 与H.264/AVC编码效率相当 比MPEG-2编码效率高2倍 复杂度低 AVS编码复杂度，相当于H.264的30% AVS解码复杂度，相当于H.264的70% 许可费低 20元，MPEG-2 1元，AVS,目录,1. IPTV系统架构 2. 视频编码技术 3. DRM技术 4. EPG简介 5. 机顶盒,IPTV系统对DRM的需求,防止内容被任意分发 该特性要求对内容进行访问限制，如内容加密。内容只有 在客户端被判断为合法使用时，才能被临时解密使用。 防止解密后的内容被任意复制或修改 该特性要求使用终端可靠计算平台，如保密运算处理器。对于视频输出，要使用防视频拷贝功能，或使用显式或隐式数字水印等防拷贝技术。 防止内容被任意使用 该特性要求客户端通过可靠途径获取内容的使用方式（如使用次数和使用时间），并被强制执行。,DRM技术与CA技术的对比,广电采用CA（条件接收）系统 对数字电视中的音视频、数据流加密 密钥管理与用户管理结合保证付费用户利益 安全性提高需要增加CI模块导致客户端成本提高，并且客户端多采用智能卡方式保存密钥 IPTV采用DRM（数字版权管理）系统 适用于IP包封装的流媒体内容 拥有较为完善的密钥传送机制，密钥管理与用户管理密不可分 管理灵活可定制，可与现有营帐系统对接实现多种付费服务的内容保护 客户端多采用植入DRM client端软件方式,DRM流程图,目录,1. IPTV系统架构 2. 视频编码技术 3. DRM技术 4. EPG简介 5. 机顶盒,EPG简介,电子节目指南EPG （ElectronicProgramGuide ） 为用户提供一种界面友好、 易于操作、可以快速访问 节目的方式。用户可以通 过EPG功能看到所有频道 上近期将播放的电视节目 以及可供用户点播选择的 节目内容索引，主动检索点播。,目录,1. IPTV系统架构 2. 视频编码技术 3. DRM技术 4. EPG简介 5. 机顶盒,五、机顶盒,机顶盒STB（Set-top-box）是放在电视机上的盒子，源于数字电视。它是一种将数字电视信号转换成模拟信号的变换设备。 主要功能：接收数字电视节目，同时具有所有广播、点播和交互式多媒体应用功能 电子节目指南（EPG） 交互式应用：为用户提供视频点播、组播和互动游戏。通过交互功能的应用，人们在点播时可以像操作家用DVD一样进行快进、快退、暂停；在组播时可以快速切换电视频道。通过交互功能的应用，人们还可以进行互动游戏。 软件在线升级：利用机顶盒中间件插件可以提供机顶盒能力探测，在线安装和更新机顶盒应用软件。机顶盒能识别该软件的版本号，在版本不同时接收该软件，并对保存在存储器中的软件进行更新。 互联网浏览和电子邮件：用户可以通过机顶盒内置的Internet浏览器上网，发送电子邮件。 其它功能（VoIP, 游戏，Web，Email） IP机顶盒的类型 基本型机顶盒具有点播功能、广播功能、EPG浏览、WEB浏览和小游戏等业务能力 增强型机顶盒是在基本型的基础上增加个人视频存储(PVR)、网络游戏、视频通信、FLASH等业务能力,机顶盒硬件架构,机顶盒硬件架构,基于专用芯片的结构（SOC+ASIC） 采用专用视频图像处理芯片，内部除了处理器以外，还集成了一些智能模块，如音视频输入输出等，有些还集成了图像压缩、硬件加速模块。 基于多媒体数字信号处理器的结构（DSP） 采用了高性能数字信号处理器和嵌入式系统芯片作为硬件平台。DSP主要用于视频和音频的解码处理，嵌入式实时操作系统芯片用来控制处理从各种接口来的数据以及运算需求。 基于X86的结构（类似PC） 基于X86架构CPU的机顶盒有如下优势：首先它可以对不同格式的文件进行编解码，其次Windows CE操作系统有一整套集成的多媒体功能和极为丰富的应用程序，使得开发IPTV机顶盒的周期更短，适用于开发高级的IPTV机顶盒。,机顶盒软件结构,机顶盒操作系统,嵌入式系统 嵌入式系统是以嵌入式计算机为技术核心，面向用户、面向产品、面向应用，软硬件可裁减的，适用于对功能、可靠性、成本、体积、功耗等综合性能有严格要求的专用计算机系统。 高可靠性 实时性 固化在硬件中,谢谢！,