第8章多媒體技術(shù)與交互技術(shù)

第8章多媒體技術(shù)和交互式電視8.1多媒體信號和多媒體技術(shù)

8.2多媒體信號的傳輸

8.3多媒體技術(shù)的應用

8.4交互式電視組成與原理

思考練習題

8.1多媒體信號和多媒體技術(shù)

隨著計算機技術(shù)、數(shù)字圖像壓縮技術(shù)和超大規(guī)模集成電路技術(shù)的發(fā)展，由這些技術(shù)交匯而產(chǎn)生的多媒體技術(shù)也得到了發(fā)展。

多媒體是指兩種或兩種以上的媒體。媒體是指攜帶信息的載體，通常應該包括圖像和聲音，可能還有文字、符號、圖形、動畫、圖片等等。多種媒體攜帶的信息是相互聯(lián)系、相互協(xié)調(diào)的。計算機交互處理這些媒體的技術(shù)即是多媒體技術(shù)。多媒體信號應具有以下三個特征：

(1)綜合性：多媒體信號應是相互有關(guān)的多種媒體的信號的綜合。

(2)交互性：通信雙方能充分地進行信息傳送或交流，能獲取、處理、編輯、存儲、展示這些信息媒體。

(3)同步性：多種媒體能同步地、協(xié)調(diào)地傳送信息。廣播電視中的圖像、聲音、時間、字幕同步地傳送，具有綜合性和同步性，但沒有交互性，所以廣播電視不屬于多媒體；而視頻點播VOD(VideoOnDemand)使觀眾可以選擇節(jié)目，可以控制節(jié)目的暫停和繼續(xù)播放，能夠選擇觀看影片的多種結(jié)局之一，所以視頻點播屬于多媒體。通常認為電視會議、可視電話、安全監(jiān)視、遠程醫(yī)療、電子商務、遠程教學等均屬于多媒體范疇。多媒體遠程教學與一般的廣播電視教學的教師講學生聽的模式不同，教師講課時可向?qū)W生提問，學生除聽課和回答問題外也可向教師提問。師生之間可頻繁交流信息，有圖像、

語音、文字、符號、圖形、動畫、CAI(計算機輔助教學)課件等媒體。這種多媒體遠程教學因為生動、直觀、交互性強，所以能充分調(diào)動學生的積極性，取得良好的教學效果。 8.2多媒體信號的傳輸

圖像信號要求實時傳輸。視頻信號不壓縮時傳送速率在270Mb/s左右，高清晰度電視(HDTV)的信號傳送速率高達1000Mb/s。為了在網(wǎng)絡中傳送更多的多媒體信息，對視頻信息應進行各種壓縮。按照H.261、H.263、H.264、MPEG-1、MPEG-2等視頻壓縮的國際標準，HDTV壓縮后的速率也只有20Mb/s。至于可視電話，在公用電話網(wǎng)(PSTN)上傳送時，可壓縮為20kb/s左右。語音信號也要求實時傳輸。語音信號如不壓縮需64kb/s的速率，經(jīng)過壓縮后可降到32kb/s、16kb/s、8kb/s甚至5～6kb/s。視頻與音頻壓縮編碼是多媒體信號傳輸?shù)年P(guān)鍵技術(shù)。通信服務質(zhì)量QoS(QualityofService)是通信網(wǎng)絡性能的重要參數(shù)，也是網(wǎng)絡效果的主要表示參數(shù)，用來描述通信雙方的傳輸質(zhì)量。QoS基本參數(shù)包括系統(tǒng)吞吐率、網(wǎng)絡傳輸?shù)?/p>

穩(wěn)定性、可用性、可靠性、傳輸延遲、傳輸碼率、出錯率、傳輸失敗率、安全性等。傳輸碼率只是其中的主要參數(shù)之一，不同的系統(tǒng)強調(diào)的參數(shù)往往不同，而且QoS參數(shù)的設置一般采用分層方式，不同層的參數(shù)有不同的表現(xiàn)形式。在用戶層中，針對音頻、視頻信息的采集和重顯，QoS參數(shù)表現(xiàn)為采樣率和每秒幀數(shù)。在網(wǎng)絡層中，QoS表現(xiàn)為傳輸碼率、傳輸延遲等表示傳輸質(zhì)量的參數(shù)。描述網(wǎng)絡管理的QoS時，應主要考慮網(wǎng)絡資源的共享、參數(shù)的動態(tài)管理和重組等。8.2.1

PSTN

PSTN(PublicSwitchedTelephoneNetwork，公用電話交換網(wǎng))是公共通信網(wǎng)中規(guī)模最大、歷史最長的基礎網(wǎng)絡。電話網(wǎng)的主要用途是傳輸語音信號，用戶的語音信息可通過傳輸線路和交換設備進行互傳。該網(wǎng)絡的終端設備主要是普通模擬電話機，要求所傳輸?shù)男盘枎捲?00Hz～3.4kHz之間。

目前，電話網(wǎng)以模擬設備為主的情況已經(jīng)發(fā)生了根本性的變化，數(shù)字傳輸設備和數(shù)字交換設備不斷地被引入電話網(wǎng)，如數(shù)字光纖時分復用設備，計算機數(shù)字程控交換設備，所有這些數(shù)字化設備已經(jīng)使公用電話網(wǎng)成為一個以數(shù)字設備為主體的網(wǎng)絡。但在用戶線路上傳輸?shù)男盘栔?，模擬語音信號的比例仍然最大，這給在公用電話網(wǎng)上傳輸數(shù)字信息帶來了困難。目前，在公用電話網(wǎng)上傳輸數(shù)字信號的主要手段仍然是要依靠調(diào)制解調(diào)器(Modem)，為此ITU-T提出了V系列建議，如描述接口電氣特性的V.28、V.35、V.10、V.11等建議，描述接口間各條接口線路功能及其動作的V.24建議等。還有一些建議是用于描述Modem本身的，如V.21、V.22、V.32等等。

利用符合V.34建議的調(diào)制解調(diào)器，在PSTN網(wǎng)上可傳輸符合H.324標準的傳輸碼率低于64kb/s的可視電話。V.34是有關(guān)28.8kb/s速率的調(diào)制解調(diào)器的建議。QoS參數(shù)為S-QCIF或QCIF格式，7.5幀/秒，Y∶U∶V為4∶1∶1，12比特/像素。8.2.2

ISDN和STM

模擬電話網(wǎng)中，一對電話線只能傳送一路模擬電話信號。隨著通信技術(shù)的發(fā)展，出現(xiàn)了ISDN(IntegratedServicesDigitalNetwork，綜合業(yè)務數(shù)字網(wǎng))，可以支持語音、數(shù)據(jù)和

圖像等幾種媒體的傳輸業(yè)務，其基本傳輸速率為160kb/s。它利用一對電話線，同時傳送兩路數(shù)字電話信號(B通路，每路可傳送速率低于64kb/s的數(shù)字電話或數(shù)字數(shù)據(jù))，采用同

步時分復用方式，也稱為STM(SynchronousTransferMode，同步轉(zhuǎn)移模式)。根據(jù)CCITT建議，電信的傳輸、交換、復用統(tǒng)稱為轉(zhuǎn)移模式。STM在ISDN中的復用方式如圖8-1所

示，以125μs為一幀，共傳送20b，時間上分為3個信道2B+D，每個B信道傳送8b數(shù)字電話信號，一個D信道傳送2b信令信號(電話號碼等，速率為16kb/s)，還有供同步、控制等傳輸開銷用的2b。各子信道的信息占用了固定的時隙。各時隙以125μs為周期出現(xiàn)，根據(jù)信號所占用的時隙位置，就可判定是哪個子信道的信號，這就是STM。圖8-1

STM的時分復用在STM模式中，分配給了一個信道的一個固定時隙，只能傳輸該信道上的數(shù)據(jù)，不能傳輸其它數(shù)據(jù)。如果該信道上沒有數(shù)據(jù)要傳輸，相應的時隙就空閑，空閑時隙多時會造成帶寬的極大浪費。

綜合業(yè)務數(shù)字網(wǎng)可傳輸會議電視和可視電話。當上述2B+D的基本接入(BasicAccess)速率不夠時，可使用23B+D、30B+D的基群接入(PrimaryAccess)，取得1.544Mb/s或2Mb/s的傳輸速率。QoS參數(shù)為CIF格式，30幀/秒,Y∶U∶V為4∶1∶1，12比特/像素。8.2.3

B-ISDN和ATM

B-ISDN(Broad-bandISDN，寬帶綜合業(yè)務數(shù)字網(wǎng))與ISDN類似，利用同一線路在同一時間內(nèi)傳送多個電信業(yè)務信號，其碼率在155Mb/s以上，采用異步時分復用，或稱為ATM(AsychronousTransferMode，異步轉(zhuǎn)移模式)。其傳送的信息以信元為單位，信元長度是固定的53B，其中信頭為5B，有用信息為48B。

在ATM模式中，各子信道的信號不是按一定時間間隔周期性出現(xiàn)的，因而不能再按固定的時隙位置來判斷其屬于哪個子信道。ATM要在信頭中的固定位置加一種標志信息，表明該信元屬于哪個子信道，即準備送到對方的哪個用戶。這樣，在信道上的時隙劃分就不必采用固定位置的方

式了。

ATM采用統(tǒng)計時分復用的方式來進行數(shù)據(jù)傳輸。統(tǒng)計時分復用就是根據(jù)各信道業(yè)務的統(tǒng)計特性，在保證業(yè)務質(zhì)量要求的前提下，在各個業(yè)務之間動態(tài)地分配網(wǎng)絡帶寬，以達到最佳的資源利用率。這種方式可以解決STM中出現(xiàn)的帶寬浪費的問題。多個子信道根據(jù)它們不同的傳輸特性復用到一條鏈路上。與同步時分復用STM不同，在ATM中，時隙只分配給有數(shù)據(jù)要傳輸?shù)淖有诺溃瑳]有數(shù)據(jù)要傳輸?shù)淖有诺啦徽加脦?。因此，ATM在處理實時傳輸時能達到非常好

的性能。在一般的復用機制中，各個輸入帶寬的總和應小于傳輸線路的總帶寬；而利用統(tǒng)計復用的ATM可使輸入帶寬的總和大于總帶寬。

B-ISDN常用的交換方式有電路交換和分組交換。電話程控交換是電路交換方式，通信期間始終有一條電路被建立，也屬于STM模式，它是以固定時隙為基礎的交換。其優(yōu)點是實時性好，沒有交換引起的時延，但線路的利用率低。分組交換把整個信息分成若干較短的分組，各分組均有一定的目的地址，采用“存儲轉(zhuǎn)發(fā)”方式。其優(yōu)點是線路利用率高，但分組長度是可變的，兩個用戶在一次通信中各分組可能經(jīng)由不同的路徑，因而會引入較大的時延，不宜用作實時通信。ATM交換把信息分成一個一個固定長度的信元。信元長度比分組交換時的分組小得多，它利用硬件連接進行信息交換，交換的速度非?？?。ATM交換既有分組交換線路利用率高的優(yōu)點，又有電路交換快速的優(yōu)點，它是分組交換與電路交換的一種結(jié)合。因此，ITU已規(guī)定在B-ISDN中應采用ATM方式的復用和交換。這樣的以信元為基本單位的高速ATM信號，必須在寬帶網(wǎng)絡(例如光纖網(wǎng)絡)中才能傳輸。B-ISDN的傳輸速率在155Mb/s以上，可以傳送各種多媒體的新業(yè)務。8.2.4

IP網(wǎng)絡

IP網(wǎng)絡包括Internet(因特網(wǎng))、Intranet(企業(yè)網(wǎng))、WAN(WideAreaNetwork，廣域網(wǎng))以及LAN(LocalAreaNetwork，局域網(wǎng))等。IP網(wǎng)絡發(fā)展非常迅速，它利用TCP/IP

協(xié)議(TransmissionControlProtocolInternetProtocol)，只需給出對方的IP地址，就可十分方便地把信息送到對方終端。但目前IP網(wǎng)絡帶寬較窄，還不能保證多媒體通信業(yè)務所需的服務質(zhì)量(QoS)。對于視頻和音頻傳輸，丟掉幾個分組不會造成很大的問題，但窄帶寬將導致視頻畫面有時清晰，有時模糊，甚至導致音頻信息的中斷。因此，要采用效率更高的壓縮編碼和協(xié)議來改善因特網(wǎng)中實時通信的質(zhì)量。網(wǎng)絡資源預留協(xié)議RSVP(ResourceReservationProtocol)對于用IP有限的帶寬傳送視頻和音頻以及其它實時多媒體信息非常重要。采用RSVP技術(shù)，通信雙方在建立傳輸信息之

前預留了足夠的帶寬，服務質(zhì)量會得到較好的保證。目前，RSVP的資源預留功能已在一些廠商的路由器和應用程序中實現(xiàn)。

分類服務技術(shù)是解決IP網(wǎng)QoS問題的一種十分有效的方法。不同類別的信息對網(wǎng)絡傳輸資源的要求是不同的，分類服務按業(yè)務類別將信息分給能充分保證其服務質(zhì)量的網(wǎng)絡傳輸資源。

解決質(zhì)量問題的根本辦法是拓寬網(wǎng)絡帶寬?，F(xiàn)在美國正在積極研制下一代因特網(wǎng)NGI(NextGenerationInternet)，其目標就是要拓寬網(wǎng)絡帶寬。8.2.5

FC

FC(FiberChannel，光纖通道)技術(shù)是ANSI(AmericanNationalStandardsInstitute，美國國家標準協(xié)會)為網(wǎng)絡和通道I／O接口建立的一個標準集成。它支持HIPPI(High

Perfor

manceParallelInterface，高性能并行接口)、SCSI(SmallComputerSystemInterface,小型計算機系統(tǒng)接口)、IP、ATM等多種高級協(xié)議。它的最大特點是將網(wǎng)絡和設備的通信協(xié)議

與傳輸物理介質(zhì)隔離開。這樣，多種協(xié)議可在同一個物理連接上同時傳送，高性能存儲體和寬帶網(wǎng)絡使用單一I／O接口，這使得系統(tǒng)的成本和復雜程度大大降低。光纖通道支持點到點(Links)、仲裁環(huán)(ArbitratedLoop，AL)、交換式網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)等多種拓撲結(jié)構(gòu)。

1.概述

光纖通道是把設備連接到網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)上的一種高速通道，它既具有單通道的特點，又具有網(wǎng)絡的特點，它可以是連接兩套設備的單條電纜，也可以是連接許多設備的交換機產(chǎn)生的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)。光纖通道的最大優(yōu)點是速度快，它可以給計算機設備提供接近于專業(yè)設備處理速度的吞吐量。

光纖通道與協(xié)議無關(guān)，它提供了一種在源設備(如計算機或磁盤陣列)的發(fā)送緩存器和目的設備的接收緩存器之間傳送數(shù)據(jù)的方法，所以它是一種通用傳輸機制，適用范圍廣，可適合多種性價比的系統(tǒng)(從小系統(tǒng)到超大型系統(tǒng))，支持現(xiàn)有的IP、SCSI、ATM、HIPPI等多種協(xié)議。

光纖通道規(guī)范定義的各種類型媒介支持的最大網(wǎng)絡長度如表8-1所示。表8-1

FC中各種媒介支持的最大網(wǎng)絡長度

2.FC的結(jié)構(gòu)

FC定義為多層結(jié)構(gòu)，但是所分的層不能直接映射到OSI(OpenSystemInterconnection，開放系統(tǒng)互連)模型的層上。FC的五層定義為：物理媒介和傳輸速率、編碼方式、幀協(xié)議和流控制、公共服務以及上級協(xié)議(ULP)接口。

1)FC-0

FC-0是物理層底層標準。FC-0層定義了連接的物理端口特性，包括介質(zhì)和連接器(驅(qū)動器、接收機、發(fā)送機等)的物理特性、電氣特性、光學特性、傳輸速率以及其它的一些連接端口特性。物理介質(zhì)除表8-1所列的之外，還有UTP(UnshieldedTwistedPair，非屏蔽雙絞線)，用于25Mb／s數(shù)據(jù)傳輸，距離可達50m。光纖通道的數(shù)據(jù)誤碼率低于10-12,它具有嚴格的抖動容許規(guī)定和串行I／O電路。

2)FC-1(傳輸協(xié)議)

FC-1根據(jù)ANSIX3T11標準，規(guī)定了8b／10b的編碼、解碼方式和傳輸協(xié)議，包括串行編碼、解碼規(guī)則，特殊字符和錯誤控制。這些10b碼字的游程長度等于或小于4b且直流偏置最小，能為鏈路提供自校驗能力和時鐘恢復能力。

3)FC-2(幀協(xié)議)

FC-2層定義了傳輸機制，包括幀定位、幀頭內(nèi)容、使用規(guī)則以及流量控制等。光纖通道的數(shù)據(jù)幀長度可變，地址可擴展。用于傳輸數(shù)據(jù)的光纖通道的數(shù)據(jù)幀長度最多可達2KB，因此非常適合于大容量數(shù)據(jù)的傳輸。幀頭內(nèi)容包括控制信息、源地址、目的地址、傳輸序列標識和交換設備等。64B可選幀頭用于其它類型網(wǎng)絡在光纖通道上傳輸時的協(xié)議映射。光纖通道依賴數(shù)據(jù)幀頭的內(nèi)容來引發(fā)操作，如把到達的數(shù)據(jù)發(fā)送到一個正確的緩沖區(qū)里。

4)FC-3(公共服務)

FC-3層提供高級特性的公共服務，即端口間的結(jié)構(gòu)協(xié)議和流動控制，它定義了三種服務：條塊化(Striping)、搜索組(HuntGroup)和多路播放(BroadcastMulticast)。條塊化的

目的是利用多個端口在多個連接上并行傳輸，這樣，傳輸帶寬能擴展到相應的倍數(shù)；搜索組用于多個端口去響應一個相同名字的地址；多路播放用于將一個信息傳遞到多個目的地址。

5)FC-4(ULP映射)

FC-4層是光纖通道標準中定義的最高等級，它固定了光纖通道的各層跟高層協(xié)議(ULP)之間的映射關(guān)系以及與現(xiàn)行標準的應用接口。現(xiàn)行標準包括現(xiàn)有的所有通道標準和網(wǎng)絡協(xié)議，如HIPPI、SCSI接口和IP、ATM等。

3.FC的特點

局域網(wǎng)LAN是面向非連接的，是通過將地址信息打入包內(nèi)，然后按規(guī)定線路發(fā)送的方式完成網(wǎng)絡傳輸?shù)?。為了管理網(wǎng)絡協(xié)議，這種網(wǎng)絡型的互連方案需要較大的軟件開銷。它一方面限制了系統(tǒng)帶寬，另一方面造成了較大的延遲，不適合實時視/音頻互連。此外，客戶端對于服務器存儲體的共享是需要通過服務器來進行的。而FC是寬帶的、直接面向存儲體的網(wǎng)絡，在連接的設備之間，如計算機的處理器和外圍設備之間，通道連接提供點到點的直接連接，或者提供

交換的點到點連接。通道的作用是盡可能快地把數(shù)據(jù)從A點傳送到B點。目的地的地址不僅是預先確定的，而且兩點之間是用實際線路連接起來的，數(shù)據(jù)除了去目的地之外不可能去其它任何地方。因此，數(shù)據(jù)分組中不需要攜帶任何地址和糾錯信息，分組開銷很小。由于它們的點到點的性質(zhì)和有限的處理要求，通道連接大多以硬件實現(xiàn)。其糾錯過程簡單，也由硬件完成。

傳統(tǒng)的以太網(wǎng)絡連接是取決于尋址方案的多點連接，該尋址方案能保證數(shù)據(jù)到達正確的目的地。沿著某一條網(wǎng)絡連接傳輸?shù)母鱾€數(shù)據(jù)分組必須包含一個地址，網(wǎng)絡中的各個設備均根據(jù)該地址確定分組是否正確。網(wǎng)絡連接一般都具有相對復雜的誤碼檢測和糾錯能力，分組前端必須包含地址和誤碼糾錯信息，這就使得分組開銷比單通道連接高。另外，網(wǎng)絡連接能夠支持路由選擇等功能，而簡單的單通道不支持這些操作。光纖通道既具有單通道的特點，又具有網(wǎng)絡的特點，它是把設備連接到網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)上的一條高速通道。光纖通道網(wǎng)絡最簡單的模型可以是連接兩套設備的單條電纜，而復雜的模型可以是連接許多設備的一臺交換機產(chǎn)生的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)。它根據(jù)不同情況實現(xiàn)特定的結(jié)構(gòu)，以達到支持應用程序的目的。在任何情況下，就某個單光纖通道端口而言，無論網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)多么復雜，它只負責工作站和網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)之間的一條簡單的點到點的連接，可以避免大流量數(shù)據(jù)傳輸時發(fā)生阻塞和沖突，非常適合高速和不間斷視頻數(shù)據(jù)流的傳送。

4.FC網(wǎng)的容量

FC是一種高性能的基于光纖通道的互聯(lián)標準，是專為臺式工作站、海量存儲子系統(tǒng)、外圍設備和主機系統(tǒng)之間雙向點對點的串行數(shù)據(jù)通道而設計的，其傳輸速率比其它網(wǎng)絡傳輸速率高很多，其標稱數(shù)據(jù)傳輸率為1000Mb/s。但由于系統(tǒng)管理開銷，信息、硬件(網(wǎng)卡、交換機、集線器、硬盤陣列控制器等)設計水平等因素的影響，F(xiàn)C的實際數(shù)據(jù)率為100Mb/s、200Mb/s、400Mb/s和800Mb/s，若視頻工作站的視頻數(shù)據(jù)率為35Mb/s，實際應用中連入FC的視頻工作站數(shù)量不應超過20臺。這是對于一個用戶級(由一臺交換機連接的結(jié)構(gòu)中)的情況；對于多個用戶級，由多臺交換機級聯(lián)會大大增加用戶站點，但多臺交換機的級聯(lián)會引起信號在交換中的延遲，這是在搭建FC網(wǎng)絡時需要特別小心的。

就目前而言，高速UltraSCSI硬盤的理論I／O能力為40

MB／s，實際上只能達到30MB/s，甚至更低，而無壓縮的視頻流的數(shù)碼率，在8b時為20MB/s，在10b時為25MB/s，所以硬盤陣列的I／O能力限制了工作站點的數(shù)量。 8.3多媒體技術(shù)的應用

8.3.1會議電視

1.概述

會議電視(VideoConference)是利用通信網(wǎng)召開會議的通信方式。會議電視要傳遞與會者的圖像和聲音，與會者對話時可以通過電視看到對方；會議電視還要傳遞文件、圖片、

圖表、會議室氣氛等各種靜止的和活動的圖像信息。會議電視使相隔幾百、幾千千米的與會者之間距離“縮短”，有一種親臨會場的感覺。會議電視減少了旅途時間，節(jié)約了大量的出差費用。一些緊急的如防汛、防災等場合，需要迅速作出決策的會議利用會議電視可以爭取時間，及時決策。會議電視的收費與使用時間成正比，這促使發(fā)言人要做好充分準備，壓縮發(fā)言時間,提高效率。會議電視可以增加與會人數(shù),更好地集思廣益。

1995年，我國公用會議電視骨干網(wǎng)已經(jīng)建成。從北京到各省省會和直轄市共30個城市已經(jīng)聯(lián)網(wǎng)。湖南、湖北、江蘇、遼寧、安徽、廣東、山東、福建等省已建成省會到地市的省會議電視網(wǎng)。浙江省已建成了各地市到縣的全省性的地市級會議電視網(wǎng)。這些會議電視大部分引進美國CLI公司(1997年被美國VTEL公司并購)、英國GPT等國外公司的設備。

目前，江蘇揚州市的全源公司、深圳市的華為公司和中興公司等都已經(jīng)研制出國產(chǎn)化設備。

2.會議電視系統(tǒng)的組成

會議電視系統(tǒng)由終端設備、傳輸設備、傳輸信道以及多點控制設備MCU(Multi-pointControlUnit)等組成。

1)終端設備

會議電視終端設備有攝像機、話筒、計算機、傳真機、監(jiān)視器、會議電視編碼器和解碼器，如圖8-2所示。圖8-2會議電視端的設備配置攝像機一般設特寫攝像機、全景攝像機、文字和圖片攝像機等。圖像切換器按會議進程選用不同攝像機的圖像送出。話筒要選用方向性強并有平坦頻率特性的。室內(nèi)墻壁應進行吸音處理，避免聲音反射引入的回音。喇叭與話筒之間的聲音來回傳遞會引起嘯叫，應設置回波消除器并調(diào)整喇叭與話筒的相對位置，以消除嘯叫。監(jiān)視器應選用大屏幕電視或投影電視，圖像與實物之比為1∶1，這樣能獲得臨場感。

會議電視編碼器和解碼器是終端設備中的關(guān)鍵設備。圖8-3(a)是編碼器方框圖。來自切換器的模擬電視信號，經(jīng)亮色分離后由模／數(shù)(A／D)轉(zhuǎn)換電路轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號，又經(jīng)公共中間格式(CIF)轉(zhuǎn)換，把電視信號轉(zhuǎn)換成統(tǒng)一的中間格式(352×288)，再采用統(tǒng)一的H.261算法進行壓縮。由于編碼中采用了變長編碼VLC技術(shù)，經(jīng)壓縮編碼后的數(shù)據(jù)為不均勻的數(shù)據(jù)流，因此需要緩沖存儲器對數(shù)據(jù)速率進行平滑。從緩存中讀出的數(shù)據(jù)經(jīng)過信道編碼(糾錯編碼)可增強其抗干擾能力，然后被送入時分多路復用模塊，并與經(jīng)編碼的語音

以及來自其它數(shù)字設備(如計算機、傳真機等)的數(shù)據(jù)信號，按照指定的時隙合成一路數(shù)字信號，再經(jīng)接口電路形成標準的傳輸碼形(如HDB3碼(HighDensityBipolar3Zeros)，即3階高密度雙極性碼)后，被送入信道發(fā)送。圖8-3(b)是解碼器方框圖。解碼器的工作過程與編碼器相反。傳輸碼經(jīng)接口電路被恢復成非歸零的時分多路信號以及供解碼用的基本時鐘信號，再經(jīng)時分解復用之后，分為3個信號流進行進一步處理。其中的數(shù)據(jù)信號被送往專用的數(shù)字接收設備(計算機、傳真機、電子黑板等)。聲音信號被送往聲音解碼電路經(jīng)數(shù)/模(D／A)轉(zhuǎn)換、功放送往音響設備。而圖像信號經(jīng)糾錯解碼電路之后，被送入緩存，轉(zhuǎn)換成與編碼器相同的數(shù)據(jù)流形式，經(jīng)H.261解碼、格式轉(zhuǎn)換、D／A轉(zhuǎn)換后，在彩色監(jiān)示器上顯示出來。圖8-3會議電視編碼器和解碼器方框圖(a)編碼器；(b)解碼器

2)多點控制方式

會議電視的分會場一般相隔較遠，分會場數(shù)目較多，這就構(gòu)成了多點會議電視系統(tǒng)。多點會議電視系統(tǒng)的連接、控制方式有以下幾種：

(1)全耦合方式：所有各分會場之間相互用線路連接。當點數(shù)很多時，這種方式需要大量線路，很不經(jīng)濟。

(2)圖像合成方式：把所有會場圖像匯集在一起合成為一幅圖像傳送到各終端，在各終端監(jiān)視器上多畫面顯示所有會場圖像。

(3)圖像請求方式：把所有圖像集中于一個網(wǎng)絡節(jié)點，根據(jù)多點的請求，切換出所希望顯示的圖像。國外的會議電視常采用這種方式。

(4)圖文分配方式：通過衛(wèi)星把某一發(fā)送點的圖像分配到所有各點，利用衛(wèi)星召開電視會議。由于采用面輻射方式，因此該方式最節(jié)省線路。

(5)主席控制方式：不改變原來通信網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)，線路連接、圖像和聲音的流向都由會議主席進行控制。這種方式不增加任何線路，但靈活性不夠。

3)多點會議電視網(wǎng)

多點會議電視網(wǎng)中都需設置一個或多個MCU，用以完成各個會議點之間的信息交換和匯接作用。ITU-T有關(guān)多點會議電視的標準只允許采用兩層級聯(lián)的組網(wǎng)模型，這樣可以滿足傳輸延時、語音圖像同步以及網(wǎng)絡控制的要求。圖8-4就是一個二級星形會議電視網(wǎng)示意圖。處在最上面一層的MCU1是主MCU，在它下面一層的MCU2、MCU3和MCU4是和它相連接的從MCU，它們都受控于MCU1。根據(jù)需要，網(wǎng)絡內(nèi)的會議電視終端可以連接在從MCU上，也可以連接在主MCU上。圖中的終端是直接連接到MCU上的，實際上它們是通過各種通信網(wǎng)絡連接到MCU上的。圖8-4二級星形會議電視網(wǎng)示意圖

3.我國公用會議電視骨干網(wǎng)

我國的公用會議電視骨干網(wǎng)采用二級星形結(jié)構(gòu)，以北京為全網(wǎng)一級樞紐中心，以星形輻射形式與二級樞紐中心(即各大區(qū)中心——沈陽、上海、南京、武漢、廣州、西安、成

都等地)的多點控制單元(MCU)相連接，各大區(qū)中心的MCU與本區(qū)內(nèi)各省中心(即省會會場)相連，這樣就構(gòu)成了一個以北京為中心的全國會議電視骨干網(wǎng)。傳輸手段可以是現(xiàn)有的光纜、數(shù)字微波、數(shù)字衛(wèi)星等。按我國開會的慣例，采取主席控制模式，即主席所在的主會場，可同時向所有分會場傳遞主會場的圖像和聲音，并通過MCU與任一分會場對話，指揮匯接設備切換圖像和聲音。分會場發(fā)言需向主席申請，一旦被主席認可，該分會場的圖像、語音便可以廣播方式傳送到其它各個會場。這種模式符合ITU-T的H.243標準。

全國性會議電視網(wǎng)管中心設在一級樞紐中心，由中央多點管理系統(tǒng)(CMMS)及工作站組成。網(wǎng)管中心的主要功能是：①顯示各MCU狀態(tài)；②對MCU進行故障診斷；③對每個MCU的計費進行統(tǒng)計；④統(tǒng)計與會會場、會議時間、碼速率；⑤記錄會議的有關(guān)事件。國家骨干網(wǎng)全部采用美國威泰視訊公司(VTEL公司，前CLI公司)的Radiance9075型會議電視終端設備，該設備有一套CLI專有的CTX、CTXPlus的編碼算法，其圖像清晰度高于H.261算法，同時還具備符合H.261建議的CIF、QCIF圖像格式。國家骨干網(wǎng)的多點控制采用CLI公司的MCUⅡ，它具有12個2Mb/s端口，符合H.200系列建議，具有全網(wǎng)的主席控制模式以及遠端攝像的互控功能。

4.三種實用的會議電視系統(tǒng)

符合H.320標準的ISDN網(wǎng)的會議電視業(yè)務已經(jīng)進入實用。為了在計算機網(wǎng)以及PSTN網(wǎng)上組建會議電視系統(tǒng)，ITU-T于1995年推出了在LAN網(wǎng)上組建視聽系統(tǒng)的H.323系列建議，在ATM網(wǎng)組建視聽系統(tǒng)的H.310系列建議，在PSTN網(wǎng)上進行視聽通信的H.324系列建議。目前，H.320會議電視系統(tǒng)已占有相當大的比例，為了將H.320系統(tǒng)引入計算機網(wǎng)和ATM網(wǎng)，ITU-T又推出了H.321系列標準，在H.320的設備中增加了一個ATM適配器并連接到ATM網(wǎng)上。與此類似，可采用H.322建議將H.320系統(tǒng)適配入計算機LAN中。H.321和H.322實質(zhì)上是將H.320系統(tǒng)的數(shù)據(jù)流重新組裝為ATM網(wǎng)和LAN可接收的數(shù)據(jù)流，起著一種網(wǎng)絡之間適配器的作用，本質(zhì)上仍然是H.320系統(tǒng)。由于有關(guān)ATM的協(xié)議遲遲未完全推出，因而基于ATM的H.310系統(tǒng)至今也未得到推廣使用，真正有發(fā)展前景的會議電視系統(tǒng)為基于ISDN的H.320、基于PSTN的H.324和基于IP的H.323三種，它們各自所包括的有關(guān)國際標準如表8-2所示。表8-2三種實用的會議電視系統(tǒng)8.3.2可視電話

可視電話(VideoTelephony)的通信信號包括語音信號和圖像信號，通話雙方在對話過程中可以看到對方的圖像，豐富了通信的內(nèi)容。通話過程傳送的是雙方的頭像，圖像內(nèi)容簡單，對細節(jié)的要求可以適當降低。目前，發(fā)展可視電話的條件已經(jīng)具備。國際標準ITU-TH.324描述了可視電話終端，它采用V.34調(diào)制解調(diào)器，數(shù)碼率通常為28.8kb/s，可通過公共電話交換網(wǎng)(PSTN)進行傳送。我國現(xiàn)在的電話普及率已達80%，為可視電話的普及、互通創(chuàng)造了條件。

1.H.324可視電話終端

H.324可視電話終端如圖8-5所示。圖8-5

H.324可視電話終端

H.324是一個框架型的建議，它包含一系列的建議，稱之為H.324協(xié)議族。它全面規(guī)范了視/音頻的壓縮編/解碼、多種媒體信息的復用、信道接口、控制信令等多項技術(shù)指

標。

H.324協(xié)議族包括以下協(xié)議：

(1)G.723.1低速語音編/解碼建議。它提供高效語音壓縮編、解碼，其速率為5.3kb/s和6.3kb/s兩種。

(2)G.729／G.729A低速語音編/解碼建議。它提供電話網(wǎng)質(zhì)量的語音編碼，8kb/s編碼速率。G.729A是G.729的簡化版，和G.729兼容。

(3)H.263／H.261視頻編/解碼建議。它提供高效的活動圖像壓縮編/解碼技術(shù)。

(4)H.245通信控制協(xié)議。多媒體通信中，控制部分是整個系統(tǒng)的“司令部”，音頻、視頻、數(shù)據(jù)和復用部分都需要由它來統(tǒng)一協(xié)調(diào)。從通信的開始、呼叫、建立物理通路、建立邏輯通路、交換通信能力、判決主從關(guān)系到通信過程的控制、結(jié)束通信等操作都由它來控制完成。為了保證不同廠商產(chǎn)品的互通，有必要統(tǒng)一通信標準。ITU-T在1995年專門發(fā)布了用于多媒體通信的控制協(xié)議H.245，規(guī)定了終端消息的句法和語義以及通信開始時進行協(xié)商的操作過程。這些消息包括終端發(fā)送和接收的通信能力、接收端的優(yōu)先模式、邏輯信道的通知、控制和指示。

(5)H.223信道復用協(xié)議。多媒體信息由多種不同媒體信息組成，多種媒體信息(包括視頻、音頻、數(shù)據(jù)和控制流)要同時傳輸，在發(fā)送端必須把它們復用成一個統(tǒng)一的數(shù)據(jù)流；在接收端要同步地、實時地把它解復用為多種媒體信息。H.223建議對低比特率多媒體通信中信息的幀結(jié)構(gòu)、字結(jié)構(gòu)、分組復用等作了明確規(guī)定，它適用于低比特率多媒體終端之間，低比特率多媒體終端與MCU之間的通信。這個復用協(xié)議還能對圖像序列進行編號、誤差檢測和校正。

(6)V.34調(diào)制解調(diào)器全雙工通信協(xié)議。其通信速率可達28.8kb/s或33.6kb/s。

(7)V.8建議。它規(guī)范了在PSTN上的數(shù)據(jù)通信的起始呼叫過程、可視電話和普通電話工作模式的轉(zhuǎn)換。

(8)T.120系列數(shù)據(jù)通道建議。

這種極低比特率的視聽系統(tǒng)的應用十分廣泛，除可視電話外，還可用于遠程監(jiān)控、遠程醫(yī)療、移動可視電話、多媒體電子郵件、視頻游戲等。

2.H.323可視電話

ITU-T的H.323“基于分組交換的多媒體通信系統(tǒng)”是一個框架性的建議，包括終端設備、視/音頻和數(shù)據(jù)的傳輸、通信控制、網(wǎng)絡接口等內(nèi)容，還包括多點控制單元MCU、多點控制器MC、多點處理器MP、網(wǎng)關(guān)GW(GateWay)和網(wǎng)閘GK(GateKeeper)等設備。

H.323系統(tǒng)的信息傳播可以采用單播(Unicast)、多路單播(Multi-unicast)或多播(Multicast)的形式。

H.323系統(tǒng)的終端結(jié)構(gòu)如圖8-6所示。圖8-6

H.323系統(tǒng)的終端結(jié)構(gòu)示意圖

H.323系統(tǒng)使用實時傳輸協(xié)議RTP(RealtimeTransportProtocol)和實時傳輸控制協(xié)議RTCP(RealtimeTransportControlProtocol)。RTP提供同步和排序服務，適于傳送如音

頻、視頻等連續(xù)性數(shù)據(jù)，對網(wǎng)絡引起的時延和差錯有一定的自適應性。RTCP用于管理質(zhì)量控制信息，例如監(jiān)視延時和帶寬。RTP不能確保數(shù)據(jù)的完整性，但能很好地處理定時的問題。在通信過程中，RTP對所傳的每個分組蓋上時間戳(Timestamp)。在接收端，解碼器可根據(jù)時間戳重新建立定時關(guān)系。H.323中資源預留協(xié)議RSVP可以防止因網(wǎng)絡超載而不能傳遞信息的情況發(fā)生，保證H.323終端有一定的帶寬，從而保證傳輸質(zhì)量。在H.323中，與RSVP有關(guān)的是網(wǎng)閘機制，用來防止視頻業(yè)務量占用所有的有效帶寬。網(wǎng)閘有三項功能。第一，接入控制，由于網(wǎng)絡資源有限，網(wǎng)絡上同時接入的用戶數(shù)也是有限的，GK根據(jù)授權(quán)情況和網(wǎng)絡資源情況確定是否允許用戶接入。第二，能夠為終端提供帶寬管理和網(wǎng)關(guān)定位等服務，如為用戶保留所需的帶寬。第三，具有呼叫路由的功能，所有終端的呼叫可以匯集到這里，然后再轉(zhuǎn)發(fā)給其它終端，以便和其它網(wǎng)絡終端通信。

多點控制單元MCU為3個或3個以上的終端或網(wǎng)關(guān)參加多點通信提供服務。MCU包括必備的MC和可選的MP。多點控制器MC是H.323中的實體，它為多點通信提供控制，并控制資源。MC通過H.245與各終端進行協(xié)商，為當前的通信確定一個共同的通信模式，MC不負責音頻、視頻和數(shù)

據(jù)的混合或交換。多點處理器MP負責完成視/音頻編/解碼，格式轉(zhuǎn)換，語音的混合，視頻的合成或切換等功能。網(wǎng)關(guān)GW是H.323中的端點設備，通過它的實時雙向通信服務，可實現(xiàn)局域網(wǎng)和其它類型網(wǎng)絡之間的連接。

H.323的系統(tǒng)控制分為三個部分。一是通過H.245通信控制協(xié)議完成通信的初始過程建立、邏輯信道建立、終端之間能力交換、通信結(jié)束等功能。例如通過能力交換，發(fā)送端采用接收端能解碼的模式發(fā)送。二是RAS(Registration、AdministrationandStatus，注冊、允許和狀態(tài))控制，用于傳送有關(guān)RAS的信息。三是呼叫信令(CallSignaling)控制，用于建立呼叫、請求呼叫的帶寬改變、獲得呼叫中端點設備的狀態(tài)、拆除呼叫等的消息過程。呼叫過程使用H.225.0所定義的消息。

H.323終端常用于可視電話、會議電視、遠程醫(yī)療、遠程教學等。8.3.3遠程醫(yī)療

遠程醫(yī)療系統(tǒng)是一種利用現(xiàn)代通信網(wǎng)絡實現(xiàn)遠距離醫(yī)療咨詢、會診、手術(shù)示范的交互式多媒體信息系統(tǒng)。邊遠地區(qū)的醫(yī)生將患者的病歷、檢查數(shù)據(jù)、心電圖以及B超、X線、CT(ComputedTomography，計算機斷層成像)、MRI

(MagneticResonanceImaging，核磁共振成像)等影像資料通過信息處理設備和相應的通信線路傳送給大城市的醫(yī)生和專家，讓他們會診。專家們可以向?qū)Ψ结t(yī)生或病人提問以進一步了解病情，最后做出診斷和治療方案。邊遠地區(qū)的病人因此及時得到高質(zhì)量的醫(yī)療服務。圖8-7是遠程醫(yī)療系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。圖8-7遠程醫(yī)療系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖

1.輸入/輸出設備

視頻輸入/輸出設備有攝像機、監(jiān)視器和錄像機，還有心電圖機、B超成像系統(tǒng)、CT成像系統(tǒng)、MRI成像系統(tǒng)；音頻輸入/輸出設備有話筒、揚聲器等。信息通信設備有書寫電話、傳真機等。書寫電話為書本大小的電子寫字板，與會人員將要說的話寫在此板上，變換成電信號后輸入到視頻編碼器上，再傳送到對方，顯示在監(jiān)視器上。

2.視頻編、解碼器

視頻編、解碼器用來壓縮醫(yī)療視頻信息。醫(yī)用圖像中，病變部位的圖像對保真度要求是非常高的，任何細節(jié)上的損傷都是不允許的，它的模糊有可能導致誤診，以至于把病人推向危險的邊緣?？墒切枰獰o損恢復的病變部位圖像只占整個醫(yī)用圖像的一小部分，對于圖像其它部分可以適當調(diào)整質(zhì)量以減小圖像數(shù)據(jù)率。這樣壓縮后的圖像完全保存了疾病特征，而數(shù)據(jù)量非常小。醫(yī)生可以把它迅速發(fā)送到千里之外的醫(yī)學專家那里，以最快的速度得到權(quán)威的確診。

3.復用／解復用設備和用戶／網(wǎng)絡接口

復用／解復用設備將視頻、音頻、控制信號等各種數(shù)字信號組合為64～1920kb/s的數(shù)字碼流，使之成為與用戶／網(wǎng)絡接口兼容的信號格式。該信號格式應符合國際規(guī)定的H.221建議的要求。最好采用B-ISDN的網(wǎng)絡，接口是B-ISDN的網(wǎng)絡接口。

美國VTEL公司的HS2000遠程醫(yī)療系統(tǒng)可以由紅外遙控或圖形觸摸屏控制，整個系統(tǒng)裝在推車上可以方便地移動，固定在機械臂上的攝像機可以旋轉(zhuǎn)、傾斜和推拉，傳送30幀/秒的清晰畫面，可連接內(nèi)窺鏡、耳鏡、檢眼鏡和EKG(Electrocardiogram，心電圖)機器，可通過局域網(wǎng)和廣域網(wǎng)傳送音、視頻信息。我國擁有自主知識產(chǎn)權(quán)的交互式高分辨率醫(yī)學圖像遠程會診系統(tǒng)，由中科院上海技術(shù)物理研究所研制成功。這套系統(tǒng)的核心技術(shù)處于國際領(lǐng)先地位。華東醫(yī)院、上海八五醫(yī)院、香港理工大學放射學系等單位經(jīng)過兩年多的試用證明，它已具備推廣應用的條件。

1997年7月份在上海召開了第一屆全國遠程醫(yī)學研討會，標志著我國遠程醫(yī)療將進入一個新階段。衛(wèi)生部已建立“金衛(wèi)工程”衛(wèi)星專網(wǎng)，分布在全國15個中心城市的首批20家醫(yī)院將率先上網(wǎng)。上海市在衛(wèi)生局的支持下，已建立了聯(lián)合名醫(yī)中心，開展了遠程醫(yī)療工作，并取得了很好的成績。例如，徐州市第四人民醫(yī)院與上海遠程會診中心開通以來，共會診了數(shù)百人次，會診質(zhì)量和效果滿意率達99.2%，醫(yī)生和病人滿意率也達99.2%。再如，上海中山醫(yī)院自1995年10月正式開展遠程醫(yī)療以來，至今已在江蘇、浙江、山東、安徽、福建、河南、甘肅、江西、湖南、新疆、西藏等地建立了48個會診點，會診病人上千例，形成了一個初具規(guī)模的遠程會診網(wǎng)點。遠程醫(yī)療在醫(yī)療實踐中發(fā)揮了重要作用。8.3.4多媒體電視監(jiān)控報警系統(tǒng)

多媒體電視監(jiān)控技術(shù)打破了傳統(tǒng)的電視監(jiān)控結(jié)構(gòu)，依靠計算機技術(shù)、數(shù)字視頻壓縮編/解碼技術(shù)、網(wǎng)絡技術(shù)和通信技術(shù)，對各種媒體信息的應用趨向綜合化、交互化。

多媒體電視監(jiān)控系統(tǒng)由現(xiàn)場多媒體電視監(jiān)控終端、多媒體監(jiān)控中心和傳輸網(wǎng)絡構(gòu)成，如圖8-8所示。多媒體電視監(jiān)控終端由攝像機、報警探頭、切換控制器和多媒體計算機構(gòu)成。多媒體計算機內(nèi)插有視、音頻采集壓縮卡，裝有大容量硬盤，可對輸入的視、音頻信號進行實時捕獲、實時壓縮，然后存入硬盤。圖8-8多媒體電視監(jiān)控系統(tǒng)攝像機、報警探頭的輸出信號通過各自的傳輸線傳送到切換控制器。切換控制器是以單片機為核心的，它接收多媒體計算機通過RS-232串口發(fā)出的各種命令，包括切換命令、信息疊加命令、云臺和鏡頭控制命令、報警控制命令等所有專用鍵盤能發(fā)出的命令，實現(xiàn)視、音頻切換，控制電動云臺作上、下、左、右等動作，調(diào)整變焦鏡頭的光圈、聚焦和變焦等。切換控制器還將報警信息統(tǒng)計后發(fā)送給多媒體計算機。

多媒體電視監(jiān)控終端實際上是一個小型監(jiān)控系統(tǒng)，它利用計算機的圖形顯示功能，可以在CRT上顯示和實物完全一樣的控制鍵盤，用鼠標拖動光標到按鍵上，按一下鼠標按鈕，將產(chǎn)生與原鍵盤按鍵一樣的功效。它也可以在CRT上顯示報警統(tǒng)計圖表，或?qū)ζ渌鼣?shù)據(jù)進行統(tǒng)計，生成直方圖、折線圖、圓圖等多種統(tǒng)計圖表，這些圖表可以在打印機上打印出來。它還可以在CRT上顯示整個電視監(jiān)控報警系統(tǒng)的配置示意圖，示意圖中應有所有攝像機與入侵檢測器的狀態(tài)。示意圖應與系統(tǒng)的實際地理位置相接近，以便操作人員辨認。在每一臺攝像機或入侵檢測器上安排一個作用鈕，用鼠標拖動光標到作用鈕上，按一下鼠標的按鈕將打開相應的視頻窗口，窗口內(nèi)顯示攝像機的實時圖像或入侵檢測器上一次報警時記錄的一幀凍結(jié)圖像和報警日期及時間。多媒體計算機可以多畫面顯示多路視頻信號的活動圖像，可將某圖像放大到全屏幕或縮小，可以將重要的圖像存入硬盤或從硬盤中取出某段錄像顯示在CRT上或在打印機上打印出來。多媒體監(jiān)控中心是一臺高性能計算機，它可以通過網(wǎng)絡向多媒體電視監(jiān)控終端調(diào)取實時圖像或錄像，調(diào)取統(tǒng)計報表或報警信息，可以對一幀圖像進行數(shù)字圖像處理(即對現(xiàn)場錄下的不夠清晰的畫面進行處理，使其更清晰、突出、明確)。常用的數(shù)字處理有：

(1)對圖像的各種參數(shù)，如亮度、對比度、飽和度、R、G、B三基色的相對取值進行調(diào)整。

(2)對圖像進行均衡處理，如對于灰度分布不均勻的圖像可處理得均勻些。

(3)對圖像進行平滑處理，比如對于噪波太多的圖像進行處理后，噪波將減少。

(4)對圖像進行銳化處理，比如對于邊緣不清晰的圖像，處理后可突出景物的邊緣。

多媒體電視監(jiān)控報警系統(tǒng)的最大特點是：可以對圖像、聲音、數(shù)據(jù)等由多種媒體傳來的現(xiàn)場信息進行總體混編，組成多媒體數(shù)據(jù)庫。比如，需要某年某月某日報警時的現(xiàn)場信息，多媒體數(shù)據(jù)庫中的圖像、聲音、數(shù)據(jù)等能同時展現(xiàn)在你面前，使你有如身臨其境，因而可作出合理的分析或采取恰當?shù)膶Σ摺?/p>

8.4交互式電視的組成與原理

數(shù)字電視技術(shù)的首要目標是提高傳送圖像的質(zhì)量，由于其傳輸?shù)氖菙?shù)字信號，在傳輸過程中引入的噪波只要幅度不超過一定的門限都可以被清除掉，萬一有誤碼，也可利用糾錯技術(shù)糾正過來，因此數(shù)字電視接收的圖像質(zhì)量很高。數(shù)字電視采用了高效的壓縮編碼技術(shù)，在原來只能傳一套模擬電視節(jié)目的頻帶內(nèi)可以傳送多套數(shù)字電視節(jié)目，這使電視節(jié)目數(shù)量迅速增多。所以在采用了前面介紹的各種技術(shù)后，提高傳送圖像的質(zhì)和量的目的已經(jīng)基本達到。數(shù)字電視技術(shù)的第二個目標是實現(xiàn)多功能的ITV(InteractiveTelevision，交互式電視)，就是按照觀眾的要求在數(shù)字電視節(jié)目中加入各種各樣的增值服務。用戶使用ITV時，可以隨時收看自己喜愛的節(jié)目，即可進行視頻點播VOD(VideoonDemand)；在收看的過程中，可以利用遙控器調(diào)出主要演員或運動員的資料，可以查看劇情簡介或者查看以往的比賽成績，甚至可以選擇劇情的多種結(jié)局之一。用戶可以隨時直接點播希望收看的節(jié)目，這從根本上改變了被動收看電視的方式。

交互式電視和視頻點播這兩個名稱經(jīng)?；煊谩１容^而言，交互式電視的范圍要廣一些，它除了視頻點播外還包括網(wǎng)上購物、電視會議、遠程教育、交互廣告和交互游戲等功

能。交互式電視是多媒體技術(shù)中的一個特殊類型，它采用了不對稱的信息傳輸模式?？梢园呀换ナ诫娨暤膫鬏斖贩殖晒?jié)目通路和返回通路。節(jié)目通路也稱下行通路，它把視頻信息傳送到用戶(現(xiàn)在有很多技術(shù)可以傳送視頻，這些技術(shù)的共同特點是“高速寬帶”)。返回通路也稱上行通路，是用戶通過遙控器進行節(jié)目選擇、從電視購物目錄中瀏覽和選購時使用的通路，它的數(shù)據(jù)傳輸率很低。交互式電視系統(tǒng)把50～1000MHz帶寬分配給下行通路，把5～42MHz分配給返回通路，即下行數(shù)據(jù)速率大大高于上行數(shù)據(jù)速率，下行信號帶寬遠遠寬于上行信號帶寬。8.4.1視頻服務器

視頻服務器是交互式電視系統(tǒng)中的關(guān)鍵設備，其性能在實現(xiàn)VOD和擴大電視的應用范圍時起著決定作用。視頻服務器是一個存儲和檢索視頻節(jié)目信息的服務系統(tǒng)，必須具有大容量低成本存儲、迅速準確響應和安全可靠等特性。

1.視頻服務器的功能

(1)對用戶訪問請求的處理。視頻服務器應能根據(jù)系統(tǒng)資源的使用情況對用戶的點播請求進行處理，能采取一定的安全措施防止非法用戶的訪問，能提供對交互式游戲和其它軟件的隨機、即時訪問，能對數(shù)字化存儲的電影和電視提供順序、批量的訪問。

(2)大容量視頻存儲功能。在VOD系統(tǒng)中，用戶觀看節(jié)目的模式已不是電視臺單向播放、用戶被動觀看的形式了，而變成像因特網(wǎng)一樣，用戶可隨時選擇喜愛的節(jié)目。與傳統(tǒng)的通信業(yè)務相比，VOD對網(wǎng)絡帶寬資源要求很高。若采用壓縮方式來傳送多媒體數(shù)據(jù)，按視頻質(zhì)量的不同，編碼速率有96kb／s～15Mb/s；若以3Mb/s的MPEG-2方式來傳送一套多媒體節(jié)目，每小時的數(shù)據(jù)傳輸量達1.4GB。對于一個大規(guī)模多媒體服務系統(tǒng)來說，多媒體數(shù)據(jù)的存儲容量一般有幾百到數(shù)千個小時，這意味著數(shù)據(jù)的存儲量將達到1～10TB,因此，視頻服務器的數(shù)據(jù)存儲量是非常龐大的。

(3)并行、實時、連續(xù)傳輸功能。視、音頻信號是實時連續(xù)信號，對視、音頻信息進行檢索時在時間上有嚴格的要求，必須及時地把數(shù)據(jù)傳給用戶，否則圖像和聲音的連續(xù)性就會遭到破壞。因此，服務器必須具備一個高速、寬帶的下行通道，以便把視頻、音頻和控制信號等服務數(shù)據(jù)傳送給各個用戶，通道傳送速率應可達1Gb／s。同時，視頻服務器還接收來自用戶請求服務器的返回通路信號，因為用戶的請求是隨機的，所以系統(tǒng)在某個時刻的用戶請求數(shù)也是隨機的，這就要求系統(tǒng)必須能夠同時處理大量用戶的并發(fā)請求，具有大規(guī)模并行處理能力。

(4)交互控制能力。視頻服務器的控制處理能力應該根據(jù)應用的不同而進行設計。電影、電視點播的交互較少，只需較少的控制處理能力；交互式學習、交互式購物及交互式視頻游戲的交互量大，就需要高性能的計算機平臺。

(5)自診斷恢復功能。當某些部件發(fā)生故障時，不能讓整個網(wǎng)絡停機維修，服務器應能在自診斷后恢復正常運行狀態(tài)。

一般情況下，視頻服務器必須能夠存儲供不同用戶選擇的200～2000個節(jié)目資源，能夠支持200～75000個用戶，并能在任何時候同時向所有用戶設備提供服務。視頻服務器支持的用戶數(shù)量受到磁盤尋址時間的影響。磁盤尋址時間應控制在10ms以內(nèi)。

2.視頻服務器數(shù)據(jù)存儲結(jié)構(gòu)

1)存儲區(qū)域網(wǎng)絡SAN

通常多媒體服務系統(tǒng)應具備1000～10000h的節(jié)目存儲量，較大的系統(tǒng)要求服務器能達到100000h存儲能力。若系統(tǒng)容量為100000h，在不考慮差錯控制產(chǎn)生的存儲開銷時，采用MPEG-2方式以3Mb/s存儲，則凈存儲數(shù)據(jù)為140TB，這是相當大的數(shù)據(jù)量。

SAN(StorageAreaNetwork，存儲區(qū)域網(wǎng)絡)是網(wǎng)絡計算機的新一代存儲應用，它把大型數(shù)據(jù)庫與高速數(shù)據(jù)訪問技術(shù)結(jié)合在一起，是類似于普通局域網(wǎng)的一種高速存儲網(wǎng)絡。SAN可以是本地的或是遠程的，共享的或是專用的，還可以是只包括外部的或集中的存儲器和SAN相連。SAN的接口通常不是以太網(wǎng)而是FC。SAN使存儲資源能夠被構(gòu)建于服務器之外，這樣，多個服務器就能夠在不影響系統(tǒng)性能和主網(wǎng)絡的情況下分享這些存儲資源。所以SAN被稱為“服務器背后的網(wǎng)絡”。SAN的特點是寬帶、模塊化可擴充結(jié)構(gòu)、高可用性和容錯能力、易管理、易集成、低造價。LAN與SAN的差別是：LAN對服務器來說是前端(Front-end)的網(wǎng)絡，而SAN對服務器來說是后端(Back-end)的網(wǎng)絡。SAN的示意圖如圖8-9所示。圖8-9

SAN的示意圖就SAN構(gòu)架而言，典型的SAN環(huán)境應包括四個主要組成部分：最終用戶平臺(客戶機)、服務器、存儲設備及存儲子系統(tǒng)、互連設備。SAN的互連設備是通過寬帶光纖通道(FC)連接的。用FC連接是為了滿足SAN中共享存儲環(huán)境所需的寬帶主干網(wǎng)的要求。FC是當今主干網(wǎng)首選，它已經(jīng)成為SAN接口的工業(yè)標準?；贔C的SAN改變了傳統(tǒng)服務器與磁盤陣列的主從關(guān)系。位于SAN上的所有設備均處于平等的地位，任何一臺服務器均可對網(wǎng)絡上任何一臺存儲設備進行存取，通過FC寬帶和強大的I／O處理能力，SAN技術(shù)在可連接性、可擴展性以及性能方面可以解決SCSI技術(shù)無法解決的問題，成為存儲領(lǐng)域具有強大生命力的新技術(shù)。

2)網(wǎng)絡連接存儲NAS

NAS(NetworkAttachedStorage)和SAN不同，NAS設備之間可以直接連接于LAN或WAN，這是因為NAS系統(tǒng)包括一個文件系統(tǒng)，比如網(wǎng)絡文件系統(tǒng)。NAS可以運行于Ethernet、ATM、FDDI(FiberDistributedDataInterface，光纖分布式數(shù)據(jù)接口)，NAS使用的協(xié)議包括HTTP、NFS(NetworkFilesSystem，網(wǎng)絡文件系統(tǒng))、TCP、DP(UserDatagramProtocol，用戶數(shù)據(jù)報協(xié)議)和IP。NAS是一種特殊的、能完成單一或一組指定功能的基于網(wǎng)絡的存儲設備，它通過自帶的網(wǎng)絡接口把存儲設備直接連入到網(wǎng)絡中，實現(xiàn)海量數(shù)據(jù)的網(wǎng)絡共享，把服務器從繁重的I／O負載中解脫出來，它是新興的面向網(wǎng)絡存儲模式的標志性設備。其主要特征是把存儲設備和網(wǎng)絡接口集成在一起，直接通過網(wǎng)絡存取數(shù)據(jù)。也就是說，把存儲功能從服務器中分離出來，使其更加專門化，從而獲得更高的存取效率和更低的存儲成本。NAS的示意圖如圖8-10所示。圖8-10

NAS的示意圖

3)分布式數(shù)據(jù)存儲方式

分布式多媒體數(shù)據(jù)存儲是采用磁盤陣列在多個節(jié)點間分布的方式來存儲媒體數(shù)據(jù)的，如圖8-11所示。圖中，節(jié)點之間可以通過互連I／O來進行相互通信；磁盤陣列中存儲的數(shù)據(jù)在物理上是連接在某個特定的節(jié)點上的，但是數(shù)據(jù)是共享的，在邏輯上整個系統(tǒng)的所有媒體數(shù)據(jù)存儲設備就相當于一個巨大的存儲池，這就是單一存儲圖像(SingleStorageImage)技術(shù)。圖8-11分布式數(shù)據(jù)存儲模型

3.“推”模式和“拉”模式服務

交互電視系統(tǒng)用兩種方法為用戶提供服務：服務器“推(Push)”模式和客戶機“拉(Pull)”模式。用這兩種方法可在客戶機和服務器之間請求和發(fā)送視頻數(shù)據(jù)。

(1)服務器“推”模式。大多數(shù)的VOD系統(tǒng)采用這種做法，即建立起一個交互后，視頻服務器以受控制的速率發(fā)

送數(shù)據(jù)給客戶，客戶接受并且緩存到來的數(shù)據(jù)以供播放。一旦視頻會話開始，視頻服務器就持續(xù)發(fā)送數(shù)據(jù)給客戶直到客戶發(fā)送請求來停止。

(2)客戶機“拉”模式。在“請求—響應”模式下，客戶每隔一周期發(fā)送一個請求給某個服務器，請求傳送一段特定的視頻數(shù)據(jù)；收到請求后，服務器從存儲器中檢索數(shù)據(jù)并把它發(fā)送給客戶，此時數(shù)據(jù)流是由客戶驅(qū)動的。

在“推”模式下，需要服務器間的時鐘同步，只要服務器的時鐘是同步的，就可以應用基于輪轉(zhuǎn)的調(diào)度算法；在“拉”模式下，由于系統(tǒng)中的服務器是自治的，因此服務器間不需要時鐘同步。

圖8-12示出了“推”模式和“拉”模式。圖8-12“推”模式和“拉”模式(a)服務器“推”模式；(b)客戶機“拉”模式

4.并行VOD系統(tǒng)

當客戶的請求超過服務器的容量時，可把視頻數(shù)據(jù)分別存儲到不同的服務器中，不必復制視頻數(shù)據(jù)就可以不斷擴大VOD系統(tǒng)的服務規(guī)模，這稱為并行VOD系統(tǒng)。

在并行視頻服務器中，視頻數(shù)據(jù)在多個服務器中被分割，所以服務器均勻承擔來自客戶端的視頻請求，這樣就增加了系統(tǒng)容量，并且通過數(shù)據(jù)冗余(如增加校驗碼)可以提高可靠性。目前有兩種分割法：

(1)時間分割。一個視頻流可以被認為由一系列的視頻幀構(gòu)成，即把視頻流分為許多幀單元(等長時間的幀)，然后存儲到多個服務器上，這稱作時間分割。

(2)空間分割。時間分割把視頻流分為許多相同時間長度的幀，空間分割是把視頻流分為由相同長度的字節(jié)構(gòu)成的幀。由于每個分割單元都是大小相同的，因此空間分割簡化了存儲和緩存區(qū)的管理。

在時間分割中，所有服務器中的視頻幀被檢索的頻率是相同的，但是視頻幀的字節(jié)大小卻不一定是相同的，這一點在運用了幀內(nèi)和幀間編碼方式的MPEG-1和MPEG-2視頻流上尤其明顯。所以每一個服務器上視頻數(shù)據(jù)的檢索量就取決于它所存儲的幀的類型。比如：MPEG-1中有I、P、B幀，平均數(shù)據(jù)量為I>P>B。一個存儲I幀的服務器必然比存儲P幀的服務器要發(fā)送更多的數(shù)據(jù)，承擔更重的負載。分割這種做法沒有帶來額外的存儲空間的需要，但有負載平衡(LoadBalancing)的問題。比如一些受大眾歡迎的視頻片斷必然會被多次檢索，造成了一些服務器某段時間的不堪重負，而另外一些服務器卻被閑置。

5.調(diào)度算法

在服務器響應客戶的請求時，可以運用以下幾種調(diào)度算法：

(1)輪轉(zhuǎn)調(diào)度(RoundRobinScheduling)。輪轉(zhuǎn)調(diào)度不考慮服務器的連接數(shù)和響應時間，它將所有的服務器看成是相同的，以輪轉(zhuǎn)的形式將連接分發(fā)到不同的服務器上。

(2)加權(quán)輪轉(zhuǎn)調(diào)度(WeightedRoundRobinScheduling)。按照每臺機器不同的處理能力給每臺機器分配一個權(quán)重，根據(jù)權(quán)重的大小以輪轉(zhuǎn)的方式將請求分發(fā)到各臺機器上。這種調(diào)度算法的耗費比其它的動態(tài)調(diào)度算法小，但是當負載變化很頻繁時，它會導致負載失衡，而且那些長請求會發(fā)送到同一個服務器上。

(3)最少連接調(diào)度(LeastConnectionScheduling)。最少連接調(diào)度將用戶請求發(fā)送到連接數(shù)最少的機器上。最少連接調(diào)度是一種動態(tài)調(diào)度方法，如果各臺服務器的處理能力相近，負載變化很大時也不會導致負載失衡，因為它不會把長請求發(fā)送到同一臺機器上。但是當服務器的處理能力差異較大時，最少連接調(diào)度就不能很好地發(fā)揮效能了。

(4)加權(quán)最少連接調(diào)度(WeightedLeastConnectionScheduling)。這種算法按照每臺機器不同的處理能力給每臺機器分配一個權(quán)重，將用戶請求發(fā)送到權(quán)重乘連接數(shù)最小的機器上。

交互電視系統(tǒng)中要有一個大容量、共享的高速視頻服務器或存儲子系統(tǒng)來存放數(shù)字視頻數(shù)據(jù)。視頻服務器是系統(tǒng)中的關(guān)鍵，存儲體系和調(diào)度算法的改善有助于提高系統(tǒng)的服務質(zhì)量。8.4.2交互式電視的組成

交互式電視系統(tǒng)由電視節(jié)目源、視頻服務器(8.4.1節(jié)已介紹過)、寬帶傳輸網(wǎng)絡、家庭用戶終端、管理收費系統(tǒng)五個部分組成。

1.電視節(jié)目源

媒體管理及制作單位要提供VOD的服務，首先要將節(jié)目內(nèi)容數(shù)字化。內(nèi)容豐富、畫面清晰、聲音優(yōu)美的電視節(jié)目源是交互式電視服務必要的前提?？梢岳秒娪昂碗娨暵?lián)合的優(yōu)勢，以及數(shù)字電視中加密和條件存取的功能，來擴大交互式電視節(jié)目的數(shù)量和質(zhì)量。

2.寬帶傳輸網(wǎng)絡

視頻流從視頻服務器到家庭用戶是通過傳輸網(wǎng)絡進行的。傳輸網(wǎng)絡包括主干網(wǎng)和用戶分配網(wǎng)。目前主干網(wǎng)比較統(tǒng)一，都使用SDH(SynchronousDigitalHierarchy，同步數(shù)字系列)、ATM或IP技術(shù)的光纖網(wǎng)絡。因為提供交互式電視業(yè)務的行業(yè)不同，所以用戶分配網(wǎng)分為以下三類：

廣播電視行業(yè)采用HFC(HybridFiberCoaxial，光纖同軸電纜有線電視混合網(wǎng))，一般是光纖到路邊，同軸電纜進戶,大多采用750MHz系統(tǒng)。其中，5～65MHz為上行信號頻段，110～550MHz為模擬信號通道，550～750MHz頻段為數(shù)字信號通道。每個8MHz的頻道采用64QAM調(diào)制，可供8～10個經(jīng)MPEG-2壓縮后的視頻流通過，是比較理想的寬帶傳輸網(wǎng)絡。電信行業(yè)采用ADSL(AsymmetricalDigitalSubscriberLine，不對稱數(shù)字用戶線路)公眾電話網(wǎng)。如果使用MPEG-1編碼，可以用雙絞線提供一個1.5Mb/s的下行通路來傳輸視頻流，用一個16kb／s的上行通路來傳輸用戶發(fā)出的控制信息。采用這種方式的優(yōu)勢是現(xiàn)有的電話用戶比有線電視用戶多，易于普及。不足之處在于，由于帶寬不夠只能采用MPEG-1方式，且用戶離交換中心不能超過6km。

計算機公司采用局域網(wǎng)(LAN)并利用5類線為用戶服務。LAN的帶寬在10～100MB時可以滿足需要，但是傳輸距離不遠，只能用于用戶密集的區(qū)域，如機關(guān)大樓、酒店等。

3.家庭用戶終端

用戶終端有多媒體計算機、交互式電視接收機和電視機加機頂盒三種。多媒體計算機或交互式電視機具有不能比擬的優(yōu)點，但價格相對較貴。對于已有電視機的用戶，增加一個機頂盒是最佳的選擇。機頂盒是用戶用來選擇節(jié)目、遙控節(jié)目運行的設備，其主要功能有收發(fā)信號、調(diào)制解調(diào)和解壓縮等。

4.管理收費系統(tǒng)

交互式電視和數(shù)字電視是一種可以滿足不同觀眾不同需求的服務形式，需要有地址編碼和尋址功能，并按提供服務的內(nèi)容和數(shù)量進行收費。因此，它需要有一種安全可靠、有效合理的管理收費系統(tǒng)。8.4.3交互式電視的實現(xiàn)

目前在國際上主要有兩種方式的交互式電視。

第一種是存儲釋放終端交互方式。中央電視臺進行的交互式電視試驗就屬于這種方式。存儲釋放終端交互方式不需要回傳通道，它是通過廣播網(wǎng)絡向下傳輸數(shù)字電視信號的，所以也稱為廣播方式的交互式電視。用戶需要購買數(shù)字電視機頂盒，將傳輸?shù)臄?shù)字信號進行解碼并轉(zhuǎn)換為普通的模擬視頻信號輸出到普通電視等終端顯示設備上實現(xiàn)顯示。實際上，這種方式利用單向傳輸?shù)膹V播網(wǎng)絡，在數(shù)字電視數(shù)據(jù)流中同時傳輸多套節(jié)目和一套多角度的節(jié)目源以及各種豐富的圖文信息。互動功能的實現(xiàn)實際上是指用戶在傳輸?shù)亩嗦饭?jié)目源中選擇一套節(jié)目并且在一套節(jié)目源中選擇從不同角度拍攝的節(jié)目以及相關(guān)的圖文信息。它利用廣播電視頻帶寬的特點將大量的數(shù)據(jù)傳到用戶，用戶可以實時地在接收端與接收機的終端實現(xiàn)交互，或?qū)⒋罅啃畔⒋嬖诮K端中的存儲器或硬盤中，再實現(xiàn)非實時的終端交互。另一種是面向人的實時交互方式，即將電視和Internet相結(jié)合，使之具有Internet訪問功能，用戶可以通過遙控器進行網(wǎng)上沖浪、發(fā)送電子郵件、查找相關(guān)節(jié)目信息、進行電視購物等等，這是通過用戶主動查找信息的方式來實現(xiàn)交互功能的。面向人的實時交互方式需要回傳通道，由于人的感覺反應有一定的時間，通常響應時間大于0.5s。這種方式的互動電視從最初WEBTV的窄帶56kb/s調(diào)制解調(diào)器接入發(fā)展到目前的寬帶(包括Ethernet網(wǎng)和ADSL等)、窄帶接入共存方

式，而且在功能上增加了電視節(jié)目指南、離線瀏覽等功能，并且在高端產(chǎn)品中增加了PVR(PersonalVideoRecorder，私人視頻記錄)等功能。

1.電話視頻點播

電話視頻點播是指電視臺開辟某個頻道或利用某個頻道的空閑時段，自動播放用戶通過電話點播的視頻節(jié)目。下行信號是電視臺的視頻信號，上行信號是通過PSTN傳送的。這種方式利用現(xiàn)有的有線電視頻道和PSTN，只需少量投入便可運行，因而已被數(shù)量眾多的有線電視臺采用。電視臺可以將MTV、曲藝、小品和相聲等節(jié)目預先以數(shù)字方式存儲在硬盤上作為節(jié)目源。由于點播系統(tǒng)的節(jié)目進行了數(shù)字壓縮，因此一塊80GB的硬盤可以存儲數(shù)百分鐘的節(jié)目，相當

于百余首歌曲的MTV。電視臺可根據(jù)自己的節(jié)目量隨意增加硬盤塊數(shù)。VCD、DVD的節(jié)目本來就是數(shù)字壓縮信號，所以可以直接拷貝到硬盤上。當用戶打進的專線電話接通后，自動點播系統(tǒng)進行語音提示或播出屏幕選單，用戶用電話機的數(shù)字按鈕輸入要點播的節(jié)目編號，自動播出系統(tǒng)立刻播出用戶點播的節(jié)目。用戶還可以預定播出時間和指定播出時顯示的字幕。當用戶操作失誤時，系統(tǒng)會用語音提示用戶的錯誤并自動返回，讓用戶重新輸入，用戶輸入完畢后，所輸入的信息會自動形成控制文件，記錄在計算機中。當?shù)竭_用戶點播的時刻時，系統(tǒng)先播出用戶所留字幕，然后播出用戶點播的節(jié)目。當沒有節(jié)目播出時，播出系統(tǒng)將自動循環(huán)播出節(jié)目單。以上全過程都是自動完成、無人值守的。點播頻道播出的是由觀眾主動點播的文藝節(jié)目，具有很高的收視率，是插播廣告的最佳時段。用戶點播費用可以由電話局代收。全國的各級電話局都開辦了專線電話服務，如

168、268信息服務臺等，用戶只需向電話局申請電話專線即可。當用戶打進電話時，系統(tǒng)自動將點播費記錄在電話費中。電話局的此項業(yè)務是國家法律規(guī)定的一項營業(yè)項目。同時系統(tǒng)也配有精確的收費計算功能，避免了經(jīng)濟糾紛。

電話視頻點播產(chǎn)品具有以下特點：

(1)點播線路暢通。用戶可以在任意時間預先點播節(jié)目，避開線路繁忙的高峰期；節(jié)目點播有多條外線，可徹底解決電話打不通的問題。

(2)便利、快捷。屏幕顯示簡潔、全中文界面、整個點播過程不到一分鐘。

(3)主動親切。對于簡易的點播設備，在用戶點播完節(jié)目后，馬上直接播出，不能反映出點播者和被點播者的信息；對于較好的點播系統(tǒng)，用戶可通過電話留言，播出字幕，滿足消費者表達情感的要求。

(4)廣告自動播出功能?？啥〞r播出用戶的電視廣告。

(5)穩(wěn)定可靠。硬盤有冗余備份，專業(yè)設備配制。

(6)主動性。主動性是指電視臺對視頻點播的管理功能，如對用戶留言的檢查。

2.中央電視臺交互式電視廣播系統(tǒng)

中央電視臺采用了廣播方式的交互式電視方案，即由若干視頻通道和一個圖文／數(shù)據(jù)通道組成一個傳輸流，并在用戶機頂盒上實現(xiàn)交互操作，如圖8-13所示。用戶的命令由紅外遙控器傳送到機頂盒，控制電視機快速地切換到不同通道的圖像，同時可以將圖文信息融入畫面或單獨顯示。圖8-13廣播方式的交互式電視

1)節(jié)目形態(tài)

(1)多頻道。多頻道節(jié)目之間沒有相關(guān)性，每個頻道獨立地播出一套節(jié)目，如體操比賽中的吊環(huán)、單杠、自由體操和鞍馬等或者足球聯(lián)賽中同時進行的若干場比賽。

多頻道節(jié)目可以將幾場比賽同時直播，觀眾可以選擇觀看自己喜歡的球隊，每場比賽都是在第一時間內(nèi)獲取視覺信息，并且因比賽結(jié)果的不可預見而具有很強的興奮點，滿足體育觀眾對于時效和欣賞的要求。多頻道節(jié)目與傳統(tǒng)電視節(jié)目是完全一致的，在工藝流程上沒有差別，可以直接使用原有的節(jié)目資源，制作成本較低。

(2)多角度。多角度信號可以用于體育比賽和大型的文藝演出。現(xiàn)場采用多個攝像機機位多角度拍攝，并將多個信號通過一組視頻通道傳輸給用戶。用戶通過遙控器控制機頂盒，可以任選其中一個角度的信號觀看。

多角度交互節(jié)目第一次賦予了觀眾相當于電視導演一樣的選擇權(quán)。以往的電視節(jié)目也有多個機位的圖像，但只有經(jīng)過導演切換后的一路信號送給觀眾，觀眾是沒有選擇權(quán)的。

然而觀眾的審美觀點和觀看興趣與導演不同，有些人喜歡全景，有些人喜歡特定場景，有些人只關(guān)心自己喜愛的球員。實際上，觀眾的興趣愛好不同，必然造成眾口難調(diào)的局面，多角度電視節(jié)目較好地滿足了用戶的個性化需求，可以說是一個巨大的跨越。

(3)導航。導航畫面可以引導觀眾迅速找到所需節(jié)目的頁面和畫面。在交互式電視節(jié)目中，通常會提供多個選擇，可以是不同的節(jié)目，也可以是不同角度的圖像。顯然，讓觀眾逐個頻道地搜尋是不切實際的，必須有一個能快速方便地定位頻道的途徑。

由于交互節(jié)目中具有多個畫面，且定義的內(nèi)容或功能不同，因此導航畫面的設置具有明顯的現(xiàn)實意義。通過導航畫面，用戶可以迅速地切換到所需的圖像頻道或文字信息畫面。導航頁面上往往用不同的顏色對應不同的內(nèi)容，只要簡單地按下遙控器上同色的按鈕，即可轉(zhuǎn)換到相應的內(nèi)容上去。實現(xiàn)導航頁面的方法可以是靜態(tài)的，也可以是動態(tài)的。前者由文字和靜止畫面構(gòu)成，而后者則在一個屏幕上使用多個活動畫面。如果導航頁面采用文字和靜止圖像，只要利用圖文層制作即可，需要使用的系統(tǒng)資源很少，但是沒有實時圖像，無法使觀眾看到當前節(jié)目進行的實際情況，會影響導航效果；而用活動圖像導航則具有很強的實時感，能夠反映當前節(jié)目的實際內(nèi)容，但是需要占用一個視頻通道并且要有相應的數(shù)字特技制作設備，即需使用較多的系統(tǒng)資源。

(4)圖文頻道。數(shù)字電視極有價值的特點之一，是支持與視、音頻節(jié)目一起傳送圖文信息。

圖文信息簡潔明確，比較直觀。采用圖文信息的最大好處是可以按需獲取，觀眾在任何時候都可以閱讀。例如，目前的天氣預報只在特定的時間播出，如果錯過時間則無法觀

看。采用圖文信息后，可以不受限制地在任何時候調(diào)出天氣預報。

圖文信息內(nèi)容也能夠連續(xù)更新，及時地提供最新的動態(tài)，對于比分、