一种基于PC机的数字电视接收系统

2.用PC机接收数字电视信号的意义和发展趋势

　　2.1用PC机接收数字电视信号的意义

　　个人计算机（PC）在数字电视的发展中扮演这一个重要的角色。巨大的使用量（超过3.5亿台）、公开的技术标准和低廉的成本。用PC实现数字电视的接收比用"机顶盒+电视机"的接收模式更具有互动性和随意性，用户可以通过实时点播，根据自己的喜好不受限制地收看自己想看的节目。PC的显视器具有百万像素的分辨率，已经完全可以显示高清晰度电视（HDTV）图像。另外，在PC平台上开发HDTV的花费也相当低。通过PC实现数字电视的接收比单独购买昂贵的数字电视接收装置要便宜与实用，使其对消费者更具有吸引力。

　　另外，由于计算机网络使用的是TCP/IP协议，用户还可以非常容易地将电视服务和互联网浏览、电子邮件、以及多种在线咨询、娱乐、教育及商务功能结合在一起。

　　2.2发展趋势

　　我国数字电视历经数年的研究已经获得长足的发展，并获得了国家、政策的全力支持。目前，相关部门已经为数字电视的发展设置了时间段：2008年数字奥运，2015年最后期限。

　　现在许多用户已经使用模拟的电视卡在PC机上观看电视节目。这表明电视和PC的结合已经具有相当大的市场份额。在过去的几年，基于PC机的模拟电视接收卡市场有着稳定的发展。由于其丰富的视觉感受和交互式数据增值服务，DTVPC卡以成为比现今的PC机模拟电视接收卡更引人瞩目的一种解决方案。当"电影式的"娱乐项目与PC机的实时交互性相结合的时候，数字电视的观感效果比模拟电视有了相当大的增强。一个购买模拟电视卡的潜在用户，将会更加愿意多投入些资金购买这种既支持模拟电视又支持数字电视的合成板卡，以避免冒很快就被淘汰的"机顶盒+模拟电视机"的风险。而且，消费者也可以在考虑花费大量资金为室内添置一台高清晰度电视机之前，尝试在PC监视器上感受高清晰度电视的良好效果。广电公司在DTVPC卡的安装使用有了一定基础的同时，也有信心制作更多的数字电视节目内容，这将从总体上推动了数字电视产业的发展。

　　最近几年，网络电视（IPTV）发展迅速，它作为一种新的媒体，覆盖了广播、电视、报纸、互联网、电信网等五大媒体。它是综合了信息技术，网络技术，计算机技术发展起来的。目前，我国的数字电视和网络电视的发展开始进入快速轨道，政府正在加大推进力度。可以说，正确处理好传统数字电视和现在的网络电视之间的关系，解决网络电视的版权、各方利益的问题，让广大用户能够在自家的PC电脑上收看到高质量的数字电视节目，是业内目前需要解决的问题和行业未来发展的趋势。

　　3．基于PC机的数字电视接收系统（DTVPC）

　　3.1DTVPC解决方案

　　DTVPC解决方案必须满足以下要求才能被消费者广泛接受：

　　·单一板卡方案可以同时完成实际的HDTV和传统模拟电视的接收；

　　·安装简单、方便；

　　·可以被大众消费市场接受的价格；

　　·支持PC屏幕显示格式。

　　数字电视接收卡还必须支持多级同步显视器和普通的PC显示分辨率，如1024×768，800×600和640×480。如果这种板卡除了支持ATSC和NTSC节目外，还支持DVD回放，那么它对消费者的使用价值又将得到极大的提高。

　　图1是基于PCI接口的DTVPC卡的一种技术方案。这个接收卡上有16MB容量的SDRAM存储器，用于支持实际的HDTV显示格式（可以到720P和1080I）。DTV卡与图形子系统之间通过一条模拟回环电缆连接，它将图形显示卡的RGB视频数据和水平、垂直同步信号引入接收卡中。模拟开关在DTVPC和图形显示卡中进行选择。DTVPC解码器可以被编程来控制这个模拟开关。当解码器的视频输出被选择时，不管引入的视频格式如何，都可以在PC机的屏幕上全屏显示HDTV广播节目。

　　这种方案还允许在图形桌面上以视频窗口的形式来显示。解码器可以同步输出与CCIR601数字视频兼容的高清晰度模拟视频。CCIR601视频数据通过PCI总线的视频接口端口（VIP）送入图形卡的视频抓取端口，图形卡将传来的视频数据覆盖到显示图形顶部的一个视频窗口中，观看者可以选择全屏的HDTV输入方式，也可以在PC上进行其他工作的同时，从一个视频窗口中观看数字电视节目。

图1DTVPC解决方案

　　3.2DTVPC解决方案的基本功能

　　目前在"机顶盒+电视机"模式中的所有优点，都可以在DTVPC方案下实现。此方案的主要功能有：

　　·多播（multicast）接收：在同一个电视台发送多套节目时特别有用，观看者将有机会选择他们想看的节目或者同时收看所有的节目。

·记录和回放（record/playback）：这项功能和录像机或者录音机的功能相同，使用PC机的硬盘驱动器，使观看者将有可能收到的内容保存下来供以后观看。

　　·暂停和时间切换（pause/timeshift）：这项功能与录像机或录音机不同的是观看者有机会在实况广播进行的同时对其暂停，然后重新开始。

　　·数据广播：单从技术上看，数字电视广播只是一连串简单的连续数据流，它可以发送图片、声音、多媒体游戏等多种与所看电视节目相关的内容，使观看者的体验更具有个性化。

　　·交互式电视：实时交互性使观看者可以在MTV广播的同时购买音乐CD，或参与游戏节目的竞争[4]。

　　DTVPC卡在交互式电视市场中将成为一种理想的构件。这是由于大多数的PC已经具有实现交互式电视所必须的最重要的功能--为观看者提供反馈的机制。现在大多数PC机都与因特网连接，使观看者随时可向服务提供商发送点播等控制信息。

　　3.3DTVPC解决方案的技术特点

　　DTVPC解决方案的核心是解码器。解码器的实现有三种基本方法：软件解码、硬件解码和硬件辅助+软件解码。

　　1.软件解码将所有的处理工作都交了PC机的CPU。这种方法CPU的负担很重，对CPU的性能要求很高。一块PⅢ750MHz的CPU加上高性能的图形芯片仅仅可以实现对480P的数字电视码流的解码，如果对HDTV格式的码流进行软件解码，仅解码部分就需要CPU高达1GHz的处理能力。

　　2.硬件解码使用专用的DTV解码芯片，这种方案不依赖CPU或图形芯片即可完成DTV码流的解码，对CPU带宽的消耗非常小，可以在绝大多数的PC上使用，但板卡成本较高。

　　3．本方案采用硬件辅助+软件解码的方法。它由三部分组成：接收卡、高性能的CPU和图形芯片。其中，接收卡包括一个数字电视调谐器和8-VSB解调器，负责接收DTV广播信号并传送给CPU。CPU对传送来的信号进行分离，并使用软件算法对数字电视码流解码。图形芯片中集成的运动补偿电路和反余弦变换（IDCT）逻辑可以帮助CPU完成部分工作。这种处理方案在CPU性能和板卡成本之间有较好的折中。一块PIII550MHz的CPU和一块高性能的图形芯片就可以对1080I格式的数字电视码流解码。