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交互電視技術(shù)
交互電視技術(shù)
交互電視是數字電視的一種應用�，F時(shí)的普通電視不但向著(zhù)高清晰度電視方向發(fā)展，同時(shí)將發(fā)展成可提供豐富信息和娛樂(lè )業(yè)務(wù)的雙向交互式媒體，它在單向分配業(yè)務(wù)的基礎上，增加交互功能，形成雙向信道。這樣不僅用戶(hù)可通過(guò)上行返回信號參與選擇，通過(guò)下行節目信息收看節目，提供點(diǎn)播電視、電視購物、電視教育、電子銀行、多媒體電子郵件，交互式游戲等各種交互服務(wù)。這就是交互電視（iTV）。
一、交互電視概念
1、 基本形式
對于交互電視而言，完全交互方式是交互的極致，具有按需獲取的全部?jì)?yōu)點(diǎn)，但是其服務(wù)成本也非常高。除了在前端需要大量的設備之外，還需要占用大量的頻譜資源。以典型的安全交互式業(yè)務(wù)-視頻點(diǎn)播為例，每一個(gè)點(diǎn)播用戶(hù)將占用一個(gè)獨立的流。因此，前端必須具有足夠的流播放能力。其次，每一個(gè)流會(huì )占用相應的頻譜，即占用一個(gè)傳輸通道。如果按IP方式運行，同樣會(huì )占用相應的數據帶寬。在有線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )中，可以拿出來(lái)用的頻譜大概能夠支持數百個(gè)獨立通道，僅僅能夠滿(mǎn)足相當與小規模用戶(hù)數量的水平，甚至無(wú)法實(shí)現對城市一級的服務(wù)，更談不到面向全省、全國。
廣播方式交互電視的實(shí)質(zhì)是在廣播端發(fā)出更多的內容，由用戶(hù)根據需要通過(guò)機頂盒進(jìn)行選擇。
例如，典型的交互體育節目形態(tài)之一是多角度節目。在這
類(lèi)型的節目中，電視臺將提供多個(gè)不同角度的攝像機圖像信號，用戶(hù)可以利用遙控器選擇。
其特點(diǎn)是：
（1） 服務(wù)成本低。
無(wú)線(xiàn)廣播方式下的服務(wù)成本與用戶(hù)數量無(wú)關(guān)，有線(xiàn)電視的基礎建設費用雖然與用戶(hù)數量有一定關(guān)系，但廣播方式運營(yíng)成本仍然較低，例如有線(xiàn)電視的月收視費用只有十余元。完全交互方式將占用大量資源，同時(shí)服務(wù)成本與用戶(hù)數量成正比。
（2） 適用于當前的單向網(wǎng)絡(luò )
廣播方式只需要單向傳輸通道，因此，目前未改造的單向有線(xiàn)電視網(wǎng)絡(luò )可直接使用，不需要投入大量資金進(jìn)行雙向改造。
（3） 繼承傳統電視
這種方式下的制作和播出系統，與傳統的電視制作播出系統相同，原有的軟硬件資源均可以直接遷移到廣播方式的交互電視相同中使用。
基于廣播方式的交互電視可以視作由若干個(gè)視頻通道和一個(gè)圖文/數據通道的組合。如上圖1所示。
將若干個(gè)視頻通道與圖文捆綁，組成一個(gè)傳輸流，并在用戶(hù)機頂盒上實(shí)行交互操作。這一捆綁并不意味著(zhù)簡(jiǎn)單的疊加，而是要根據內容和交互操作的要求進(jìn)行細致的安排。
3、 體系結構
交互電視的體系結構可以仿照網(wǎng)絡(luò )的開(kāi)放系統互連（OSI）七層參考模型，分為以下幾個(gè)層次來(lái)描述，如下圖2。
節目層所涉及的是節目的軟體。在交互電視系統內，節目
可以簡(jiǎn)要地分為影音節目和圖文節目?jì)纱箢?lèi)。
影音節目與傳統的電視節目一樣，以圖像和聲音作為表現手段。原有的大量資料、素材以及制作好的節目均可以使用。
圖文節目以靜止圖像和文字為表現形式，適用于新聞、廣告、天氣預報等，這部分的制作大致與網(wǎng)頁(yè)制作類(lèi)似最終形成數據文件。
（2） 編碼層
編碼層是將節目層的內容通過(guò)編碼形成符合DVB標準的MPEG/TS流。
其中，影音層內容經(jīng)過(guò)MPEG-2編碼器，壓縮成指定帶寬的傳輸流。圖文內容或數據則通過(guò)多協(xié)議封裝程序形成符合MPEG/TS流的數據包。一般采用私用數據協(xié)議或DSM-CC。為了控制圖文、數據內容的傳輸速度，必須采用特定的數據打包程序。
編碼器的輸出一般為ASI接口，直接連接到復用器。
接收端則處理相應的解碼功能，分別重新形成視頻、音頻和圖文數據。
（4） 復用層
復用層很簡(jiǎn)單，只是將編碼層的結果，包括影音和圖文，復用成為一個(gè)傳輸流。
由于交互節目中實(shí)際使用的影音內容會(huì )有多個(gè)信道，例如適用于多角度競賽節目的情況中可能有3個(gè)以上的附加信道，所以復用器將具有多個(gè)輸入端。
在接收端，這一層負責解復用，將一個(gè)MPEG/TS流恢復為若干個(gè)MPEG-2影音和圖文、數據流，是發(fā)送端的逆過(guò)程。
（5） 傳輸層
傳輸層處理將MPEG/TS流傳輸到戶(hù)。這一層抽象地定義了傳輸的功能，這些功能包括信道編碼和調制等。對于光纜，這部分可以是G . 703接口或QAM 調制器；對于衛星傳輸則是QPSK調制器；對于地面廣播則是COFDM或8VSB，取決于采用哪種類(lèi)型的傳輸方式。
對應于接收端，傳輸層負責相應的解調和信道糾錯等。
在整體上看，發(fā)端的內容是從上至下逐層處理，直至到達傳輸層后經(jīng)由物理通道傳送到接收端，接收端則按照相反的次序，從下至上逐層逆處理，最終還原為影音和圖文節目?jì)热�。從圖中可以看出，在發(fā)端最先處理的功能在接收端必定是最后處理的功能。
4、 交互方式與實(shí)現方法
采用何種交互方式主要是由提供何種類(lèi)型的服務(wù)決定的。對于視頻點(diǎn)播之類(lèi)的服務(wù)，必須采用實(shí)時(shí)交互方式，而對于根據用戶(hù)選擇決定劇情發(fā)展的應用而言，就不一定采用實(shí)時(shí)方式。
（1） 實(shí)時(shí)方式
用戶(hù)信息可以直接地、立即地影響信息或節目選擇和傳送，例如：節目選擇、速進(jìn)、速退、靜止等控制，也可以是電視郵件或即時(shí)的電視購物。采用實(shí)時(shí)交互方式具有較好的響應速度，觀(guān)眾的要求可以立即得到滿(mǎn)足，但是也需要具有相應的通信線(xiàn)路和足夠的處理能力。例如，對于少量的請求是可以做出實(shí)時(shí)回應的，而對于數萬(wàn)或數十萬(wàn)用戶(hù)的同時(shí)請求，幾乎沒(méi)有任何一種實(shí)時(shí)系統具有足夠的能力和資源做出實(shí)時(shí)響應。一個(gè)簡(jiǎn)單的例子是現在經(jīng)常提到的視頻點(diǎn)播。這是一個(gè)典型的實(shí)時(shí)交互應用，由于每個(gè)用戶(hù)要占用一個(gè)獨立的視頻流，所以無(wú)論是頻譜資源或帶寬資源和服務(wù)器處理能力都無(wú)法有效地滿(mǎn)足大量用戶(hù)。
在實(shí)時(shí)交互系統中，返回通道可以采用雙向有線(xiàn)電視網(wǎng)絡(luò )、電話(huà)以及互聯(lián)網(wǎng)。
（2） 非實(shí)時(shí)方式
系統采用非實(shí)時(shí)的方式對用戶(hù)的選擇做出響應。如根據觀(guān)眾的意見(jiàn)決定劇情發(fā)展、節目?jì)热莸倪x擇等。在這種方式中，不要求有非
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