数字机顶盒的架构与设计关键分析

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   不过，在提升压缩效能的同时，H.264也存在编码计算复杂度大增的问题，因此需要消耗更大的运算资源。在此情况下，机顶盒必须采用更高效能的处理器，或以专属的CODEC加速器硬件来完成任务。此外，高质量、低复杂性算法对于H.264的编解码也有很大的帮助，以ST来说，就已提出运动估算与速率控制算法，以及用于H.264解码的错误检测与隐藏算法，能让解码器承担并隐藏数据封包损失，在无线封包网络上实现IP网络的最佳效能。

    视频编码转换(Transcoding)

    身为数字家庭网络核心位置的机顶盒，除了提供电视节目的视频转换播放之外，目前也成为家庭中如DVD、PMP、数字相机等各种不同设备的互连中心。为了让视频内容能在不同设备间进行播放及存取，机顶盒还得具有视频编码转换的能力，也就是调整位位速率以符合特殊的信道速率或储存格式；或是用来改变分辨率，如将高分辨率(HD)视频串流传送给标准分辨率(SD)电视，或是在CIF移动终端上显示SD视频等。

图3DBSMPEG-2转H.264编码转换技术

    资料来源：STJournalofResearch-Vol2,No.1

    ST先进系统技术(AST)小组所开发的动态位串流规划(DynamicBitstreamShaper，DBS)技术，即采取最佳化的算法来支持MPEG-2与H.264之间的位速率、讯框速率、讯框大小与编码标准变化。它的开发目的在于降低视频编码转换的架构复杂性、运算耗能、内存需求，以及运算延迟等，让视频内容不需经过再编码(re-encoding)而能获得相同或更佳的质量。

    设计关键：数字内容管理技术

    进入数字内容的时代，复制盗版的难度大减，这也成了电视服务业者迈向数字电视或IPTV时最关心的问题之一，负责接收转换数字内容的机顶盒，自然就被赋与了版权管控的任务。目前对于数字电视内容管理的技术作法不少，其中以条件式接取(CA)和数字版权管理(DRM)被视为基本的保护机制，新兴的标准中较受重视的是安全视频处理器联盟(SecureVideoProcessorAlliance,SVPA)推出的SVP标准。以下将分别进行探讨：

    条件式接取(CA)

    CA是系统服务业者经营数字电视业务的一项关键性机制，它能为广播式网络提供“寻址化管理”(Addressability)，其关注的重点是电视频道与用户的权限。用户需通过专属机顶盒或智慧卡来取得授权，才能解开扰码(Scrambling)。除了加解扰外，CA也能接收控制用户的管理信息，包括用户名称、地址、智能卡号、账单等等，并搭配后端客户管理及收费系统来提供更个人化的增值服务。

    由于CA得处理复杂的加解扰等演算问题，是机顶盒制造商较难跨越的一道门坎，也是掌握此技术公司的极大优势。过去CA往往与特定的系统设计公司的专属机顶盒绑在一起，用户一旦要换系统，就得连机顶盒一同更换。这种情况除了造成系统公司与用户的困扰外，也让机顶盒因通用性低而受到局限，因此相关的组织或政府政策上都致力于推动CA从机顶盒中独立出来的机卡分离作法。

    以DVB来说，系统原先只就CA做了共同扰码(DVBCommonScrambling)的定义，操作(Operation)及管理(Management)则开放让系统设计公司可以自行开发。目前DVB已针对局端与客户端分别提出了同步加密(Simulcrypt)与多重解密(Multicrypt)的方案，以解决互通操作上的问题。