2.条件接收CA（Conditional Access）
条件接收是数字电视的核心技术，它使拥有授权的用户合法地使用某一项业务，而未经授权的用户不能使用这一业务，从而为数字电视的运营提供了必要的技术手段。
加解扰技术有两类方法：一是在用户终端通过预先约定的方式来解扰而无需由前端进行寻址遥控；二是通过前端对用户寻址控制来解扰。从现状及发展趋势看，绝大多数的加解扰系统都采用寻址模式，用户终端要根据前端送来的解扰信息来进行解扰。这种条件接收技术的基本原理是采用加扰控制字加密传输的方法，用户端利用IC卡解密。“加扰”与“加密”都是对数据流进行密码处理，但是两个不同的概念。
在发送端CA系统首先生成控制字CW，CW与电视信号进行某种运算以改变或控制被传送的节目的某些特征，以防止非授权用户接收到清晰的图像和伴音。而加密技术是将CW（与解扰相关的信息）以加密的形式配置在传输流信息中，以防止非授权用户直接利用该信息进行解扰。
在数字电视中，所有视音频、文字、图片等信息经数字化处理后按照MPEG-2的标准压缩打包，形成固定长度（188个字节）的传送包，然后将这些数据包进行复用，形成传送码流（TS），通常一个频道对应一个TS流，一个频道的TS流由多个节目及业务组成。在TS流中如果没有引导信息，数字电视的终端设备将无法找到需要的码流，所以在MPEG-2中，专门定义了PSI信息，其作用是设置和引导接收机从一个携带多个节目的传送流中正确找到特定的节目。PSI信息在复用时通过复用器插入到TS流中，并用特定的PID（包标识符）进行标识。
PSI由节目关联表（PAT）、条件接收表（CAT）、节目映射表（PMT）和网络信息表（NIT）等组成。当接收机要接收某一个指定节目时，它首先从PAT中取得这个节目的PID值，然后从TS中找出与此PID值相对应的PMT，从这个PMT中获得构成这个节目基本码流的PID值，根据这个PID值滤出相应的视音频和数据等基本码流，解码后复原为原始信号，删除含有其余PID的传送包。CAT则描述了节目的加密方式，它包含了节目的EMM识别PID，只有授权的解码器才能由CAT收到密钥，解码出相应的数据流。
在MPEG传输流中，与控制字传输相关的有两个数据：授权控制信息（ECM）和授权管理信息（EMM），由业务密钥（SK）加密处理的控制字在ECM中传送，其中还包括节目来源、时间、内容分类和节目价格等信息。业务密钥在EMM中传送，并且EMM在传送前要经过用户个人分配密钥（PDK）的加密处理，EMM中还包括地址、用户授权信息，如用户可以看的节目或时间段，用户付的收视费等。用户个人分配密钥（PDK）存放在用户的智能卡（Smart Card）中。在用户端，机顶盒根据节目映射表PMT和条件接收表CAT中的CA-deor，获得EMM和ECM中标示信息种类的PID值，然后从传送码流（TS）中过滤出ECM和EMM，并通过智能卡Smart Card接口送给Smart Card。Smart Card首先读取用户个人分配密钥（PDK），用PDK对EMM解密，取出SK，然后利用SK对ECM进行解密，取出CW，并将CW通过Smart Card接口送给解扰引擎，解扰引擎利用CW就可以将加扰的传输流进行解扰。
条件接收系统中的加解扰技术应满足以下基本技术要求：加扰后的图像、语音要有足够的隐匿性，不经解扰无法收视收听；解扰后的图像、语音与原图像相比质量的变化应在允许范围内；系统的安全性要高，加扰方式不易被跟踪窃密者用非法手段将信号还原；加扰信号应符合现行电视传输系统对信号的要求；附载的解扰信息不应对本频道及其他频道的图像和伴音信号产生干扰；解扰后的电视信号应符合“GB3174彩色电视广播”标准。
3.交互式电视技术简介
数字电视技术的发展有两个重要标志：一是由传统的模拟电视向数字高清晰电视方向发展，映射出电视系统传输质量和传输体制的巨大变革；二是从单向传输的数字电视向双向互动的数字交互式电视方向发展，揭示了电视系统传输业务及服务功能的深刻变革。交互电视的发展既是通信、计算机和广播电视三大领域渗透和融合的具体体现，同时又将加速三网融合的进程。
（1）交互式电视服务系统
一个能提供互动电视服务的基本系统包括电视节目源、视频服务器、宽带传输网络、家庭用户终端、管理和收费系统等五个主要部分。
电视节目源：数量和内容丰富、画面清晰、声音优美的电视节目源，是互动电视服务所必须的前提条件。
视频服务器：一个存储和检索视频节目信息的服务系统。视频服务器是互动电视系统中最重要的设备，也是最昂贵的设备。虽然它不直接与用户接触，但其性能好坏对实现与用户的互动和扩大电视的应用范围有重要作用，因此必须具备大容量存储、迅速准确响应和安全可靠等特性。
宽带传输网络：视频流从视频服务器到家庭用户是通过传输网络进行的。传输网络包括主干网和用户分配网。主干网主要采用SDH、ATM等光纤网络，而计算机局域网、HFC和ADSL等均可以作为用户接入交互电视系统的选择。
家庭用户终端：用户终端可以分为两种，一是多媒体计算机，二是电视机加机顶盒。多媒体计算机优点多，但价格相对较贵，对于广大已有电视机的家庭，增添一个数字机顶盒则是更佳的选择。机顶盒是用户用来选择节目、控制节目运行的设备，保证用户终端正常运行，主要功能有收发信号、调制解调、解压缩等。机顶盒集中反映了多媒体技术、计算机技术、数据压缩编码技术、加解扰技术、加解密技术、通信技术以及网络技术的发展水平，技术含量很高。
管理收费系统：可以提供一种为不同观众提供不同需求服务的形式，所以需要具有地址编码和寻址功能，并可按提供的不同内容和不同数量进行有偿服务，保证安全可靠、有效合理的管理和收费。
（2）交互式电视的技术要点
网络技术：实现互动电视的网络可以是有线电视网、电信网和计算机网络。网络技术是互动电视的技术保障：必须有高速的接入网和高速互联互通的传输网。多媒体数据对网络环境提出了非常苛刻的要求，带宽和实时性的要求尤为突出，以保证高质量、平滑的、全动态视频画面的实时点播回放。
数据压缩技术：研究的主要问题包括数据压缩比、压缩与解压缩速度和简捷算法等。
数据库技术：互动电视系统所涉及的一个重要问题就是海量数据的组织管理，因此对数据库提出了严格的要求。数据库管理系统必须保证用户迅速方便地找到所需素材，有效地完成对素材的各种管理任务。系统设计直接影响着整体性能，必须采用优化结构。数据库的基本结构应支持高效率的组织、管理和发布大量的多媒体信息，系统利用索引服务器来管理系统索引和数据查询，用对象服务器来管理数字化的内容。数字化的图像、音乐及影视的数据量往往都很大，可以采用分布式服务器结构，将经常被使用的对象尽可能地放置在距离用户近的地方，从而大大减少通讯的费用，提高效率。客户端应用程序向索引服务器提出请求以获取对象，索引服务器将此请求传送给对象服务器，再由对象服务器把对象传送给请求的客户机。
流式传输技术：视频数据的播放是以流的方式实现的，支持边下载边播放的形式。
流式传输不仅使启动延时十倍、百倍缩短，而且不需要太大的缓存容量。流媒体数据的形成与播控是视频网络能够正常运行的保证。
第二节 数字电视信息处理设备和工具
数字电视信息处理系统非常庞杂，不同的节目制作方式使用不同的设备和工具，ENG方式主要有便携式摄录一体机、线性编辑系统或非线性编辑系统、播出设备等；EFP方式主要有摄像机、转播车等，ESP方式主要有摄像机、录像机、特技切换台、播出设备等。信息接收显示系统主要有接收地面数字广播的数字电视机、接收有线电视的机顶盒（STB）、接收卫星数字电视的综合接收解码器（IRD）。后两者必须与普通电视机配合构成完整的数字电视接收设备。本节介绍几种常用设备。
一、数字摄录设备
1.数字摄像机——数字电视信号采集设备
数字摄像机是视音频信号捕捉设备，视频捕捉系统利用三基色原理，通过光学系统，把彩色景物的光像分解为红绿蓝三种基色光像，由摄像器件（主要是CCD）完成光信号到电信号的转换，然后转换为数字信号并进行相应的处理，最后输出各种电视信号，如YUV分量信号、S视频信号或复合视频信号；音频捕捉则主要是利用话筒进行声电转换，输出声音电信号。
（1）数字摄像机的结构
数字摄像机由光电转换器件将光学系统和电路处理系统两部分连接在一起。
光学系统包括镜头与滤色片组两部分，镜头由变焦镜组、聚焦镜组、伺服控制、光圈自动控制、电子快门等部分组成，完成光学成像功能。滤色片部分则包括色温滤色片（针对不同光源）、中性滤色片（针对不同照度）、光学低通滤色片（只在特殊场合下使用）。中性滤色片的作用是减少光通量。因为在强光的情况下，自动光圈会变得很小，产生的图像显得比较生硬，镜头不能工作在最佳的状态下。使用适当的中性滤色片减少光量，自动光圈不会很小，则图像会显得比较柔和。
光电转换器件以CCD为主。CCD体积小、耗电省、高信噪比、高灵敏度、高清晰度、无几何失真，从而使当前的数字摄像机都具有体积小、重量轻、功耗低、质量优良等特点。CCD根据其制造工艺和电荷转移方式分为FT型（帧间转移）、IT型（行间转移）和FIT型（帧行间转移）。和数码相机一样，CCD的尺寸和像素数都直接影响着图像的质量。一般来说，尺寸越大，包含的像素越多，清晰度就越高，性能也就越好。在像素数目相同的条件下，尺寸越大，则显示的图像层次越丰富。家用机一般是单片1/4英寸或1/6英寸CCD，专业机多是1/3英寸、1/2英寸3CCD，广播级则多是2/3英寸3CCD。3CCD摄像机在镜头组后设有分光棱镜，将入射光分解为三原色光（红、绿、蓝），然后分别经过三块CCD处理，颜色的准确程度（色彩饱和度及解析度）及影像质量比使用一块CCD有很大改善。
电路系统是对由CCD转换成的电信号进行各种处理和控制的系统。相对模拟摄像机而言，数字摄像机的图像信号经CCD转化为电信号后，马上由A/D转换电路进行模数转换，然后由数字信号处理单元对信号进行各种处理，比模拟信号处理更加优越与细致，而且功能强大，如黑电平处理、伽玛校正、轮廓校正、彩色校正、拐点/自动拐点处理等等。
如预拐点数字处理。在强光照明条件下，或是在太阳光下摄像，某些反射体反射出特别明亮的光点，摄像机将产生特别强的信号。如果不加以限制，在电路的处理过程中，信号可能遭受限幅，也就是说，受到白切割。在显示的图像中，将出现一块惨白、没有层次的部分。在电路处理中，将超亮部分进行逐步压缩，使得在后续处理中不会出现白切割，从而在图像中的超亮部分保留一定程度的层次。在未压缩的输入信号与压缩后输出信号的幅度关系曲线中，表现为在高幅值位置出现曲线的拐点，就是拐点处理，可以保证获得稳定高质量的画面。
再如轮廓校正数字处理。所谓轮廓校正，是增强图像中的细节成分，使图像显得更清晰，更加透明。如果去掉轮廓校正，图像就会显得朦胧，模糊。早期的轮廓校正只是在水平方向进行轮廓校正，现在采用数字轮廓校正，在水平、垂直和对角线方向上都进行校正，对角线轮廓使画面更加自然，并减轻串色现象。但是轮廓校正要控制在适当的程度，如果校正量太大，则图像显得生硬。此外，轮廓校正的结果将使得人物的脸部斑痕变得更加突出，因此很多新型数字摄像机设置了在肤色区域减少轮廓校正的功能，对脸部等肤色部分的细节加以软化，即智能型轮廓校正。这样，在改善图像整体轮廓的同时，又保持了人物的脸部显得比较光滑。
自动跟踪白平衡是在色温发生变化的情况下（如从室外到室内，从日光下到荧光灯下）做连续跟踪拍摄，又没有机会重新手动调整白平衡时使用的功能，能满足专业需求，提高白平衡调节的精确度，实现白平衡自动跟踪。全电平控制系统可将在自动光圈控制范围之外（高或低于控制范围）的入射光，通过使用由AGC（增益）及CCDAE（自动曝光控制）组成的自动光圈控制，获得正确的图像曝光，它使操作高级摄像机变得简单且保持了低噪声的特性。肤色自动光圈功能用来控制镜头光圈，以保证画面中由肤色细节控制部分设定的区域，始终保持相同的视频电平。
这些电路的调整参数由综合菜单控制。菜单可显示在摄录一体机的寻像器上，或通过视频输出显示在屏幕上。菜单调整时一般能同时看出调整后的效果，并能在调整中非常容易地恢复初始值。微处理器自动控制方式大大减轻了摄像机工作状态的预设操作，并易于维持其稳定性和提高节目制作效率。
