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交互電視技術(shù)
交互電視技術(shù)
交互電視是數(shù)字電視的一種應(yīng)用。現(xiàn)時的普通電視不但向著高清晰度電視方向發(fā)展，同時將發(fā)展成可提供豐富信息和娛樂業(yè)務(wù)的雙向交互式媒體，它在單向分配業(yè)務(wù)的基礎(chǔ)上，增加交互功能，形成雙向信道。這樣不僅用戶可通過上行返回信號參與選擇，通過下行節(jié)目信息收看節(jié)目，提供點播電視、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優(yōu)點，但是其服務(wù)成本也非常高。除了在前端需要大量的設(shè)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)-視頻點播為例，每一個點播用戶將占用一個獨立的流。因此，前端必須具有足夠的流播放能力。其次，每一個流會占用相應(yīng)的頻譜，即占用一個傳輸通道。如果按IP方式運行，同樣會占用相應(yīng)的數(shù)據(jù)帶寬。在有線網(wǎng)絡(luò)中，可以拿出來用的頻譜大概能夠支持數(shù)百個獨立通道，僅僅能夠滿足相當與小規(guī)模用戶數(shù)量的水平，甚至無法實現(xiàn)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質(zhì)是在廣播端發(fā)出更多的內(nèi)容，由用戶根據(jù)需要通過機頂盒進行選擇。
例如，典型的交互體育節(jié)目形態(tài)之一是多角度節(jié)目。在這
類型的節(jié)目中，電視臺將提供多個不同角度的攝像機圖像信號，用戶可以利用遙控器選擇。
其特點是：
（1） 服務(wù)成本低。
無線廣播方式下的服務(wù)成本與用戶數(shù)量無關(guān)，有線電視的基礎(chǔ)建設(shè)費用雖然與用戶數(shù)量有一定關(guān)系，但廣播方式運營成本仍然較低，例如有線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，同時服務(wù)成本與用戶數(shù)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電視網(wǎng)絡(luò)可直接使用，不需要投入大量資金進行雙向改造。
（3） 繼承傳統(tǒng)電視
這種方式下的制作和播出系統(tǒng)，與傳統(tǒng)的電視制作播出系統(tǒng)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視頻通道和一個圖文/數(shù)據(jù)通道的組合。如上圖1所示。
將若干個視頻通道與圖文捆綁，組成一個傳輸流，并在用戶機頂盒上實行交互操作。這一捆綁并不意味著簡單的疊加，而是要根據(jù)內(nèi)容和交互操作的要求進行細致的安排。
3、 體系結(jié)構(gòu)
交互電視的體系結(jié)構(gòu)可以仿照網(wǎng)絡(luò)的開放系統(tǒng)互連（OSI）七層參考模型，分為以下幾個層次來描述，如下圖2。
節(jié)目層所涉及的是節(jié)目的軟體。在交互電視系統(tǒng)內(nèi)，節(jié)目
可以簡要地分為影音節(jié)目和圖文節(jié)目兩大類。
影音節(jié)目與傳統(tǒng)的電視節(jié)目一樣，以圖像和聲音作為表現(xiàn)手段。原有的大量資料、素材以及制作好的節(jié)目均可以使用。
圖文節(jié)目以靜止圖像和文字為表現(xiàn)形式，適用于新聞、廣告、天氣預(yù)報等，這部分的制作大致與網(wǎng)頁制作類似最終形成數(shù)據(jù)文件。
（2） 編碼層
編碼層是將節(jié)目層的內(nèi)容通過編碼形成符合DVB標準的MPEG/TS流。
其中，影音層內(nèi)容經(jīng)過MPEG-2編碼器，壓縮成指定帶寬的傳輸流。圖文內(nèi)容或數(shù)據(jù)則通過多協(xié)議封裝程序形成符合MPEG/TS流的數(shù)據(jù)包。一般采用私用數(shù)據(jù)協(xié)議或DSM-CC。為了控制圖文、數(shù)據(jù)內(nèi)容的傳輸速度，必須采用特定的數(shù)據(jù)打包程序。
編碼器的輸出一般為ASI接口，直接連接到復(fù)用器。
接收端則處理相應(yīng)的解碼功能，分別重新形成視頻、音頻和圖文數(shù)據(jù)。
（4） 復(fù)用層
復(fù)用層很簡單，只是將編碼層的結(jié)果，包括影音和圖文，復(fù)用成為一個傳輸流。
由于交互節(jié)目中實際使用的影音內(nèi)容會有多個信道，例如適用于多角度競賽節(jié)目的情況中可能有3個以上的附加信道，所以復(fù)用器將具有多個輸入端。
在接收端，這一層負責解復(fù)用，將一個MPEG/TS流恢復(fù)為若干個MPEG-2影音和圖文、數(shù)據(jù)流，是發(fā)送端的逆過程。
（5） 傳輸層
傳輸層處理將MPEG/TS流傳輸?shù)綉簟＿@一層抽象地定義了傳輸?shù)墓δ埽@些功能包括信道編碼和調(diào)制等。對于光纜，這部分可以是G . 703接口或QAM 調(diào)制器；對于衛(wèi)星傳輸則是QPSK調(diào)制器；對于地面廣播則是COFDM或8VSB，取決于采用哪種類型的傳輸方式。
對應(yīng)于接收端，傳輸層負責相應(yīng)的解調(diào)和信道糾錯等。
在整體上看，發(fā)端的內(nèi)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(jié)目內(nèi)容。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、 交互方式與實現(xiàn)方法
采用何種交互方式主要是由提供何種類型的服務(wù)決定的。對于視頻點播之類的服務(wù)，必須采用實時交互方式，而對于根據(jù)用戶選擇決定劇情發(fā)展的應(yīng)用而言，就不一定采用實時方式。
（1） 實時方式
用戶信息可以直接地、立即地影響信息或節(jié)目選擇和傳送，例如：節(jié)目選擇、速進、速退、靜止等控制，也可以是電視郵件或即時的電視購物。采用實時交互方式具有較好的響應(yīng)速度，觀眾的要求可以立即得到滿足，但是也需要具有相應(yīng)的通信線路和足夠的處理能力。例如，對于少量的請求是可以做出實時回應(yīng)的，而對于數(shù)萬或數(shù)十萬用戶的同時請求，幾乎沒有任何一種實時系統(tǒng)具有足夠的能力和資源做出實時響應(yīng)。一個簡單的例子是現(xiàn)在經(jīng)常提到的視頻點播。這是一個典型的實時交互應(yīng)用，由于每個用戶要占用一個獨立的視頻流，所以無論是頻譜資源或帶寬資源和服務(wù)器處理能力都無法有效地滿足大量用戶。
在實時交互系統(tǒng)中，返回通道可以采用雙向有線電視網(wǎng)絡(luò)、電話以及互聯(lián)網(wǎng)。
（2） 非實時方式
系統(tǒng)采用非實時的方式對用戶的選擇做出響應(yīng)。如根據(jù)觀眾的意見決定劇情發(fā)展、節(jié)目內(nèi)容的選擇等。在這種方式中，不要求有非
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