朱凌

摘要：互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的快速發(fā)展，通信網(wǎng)絡(luò)及有線電視網(wǎng)絡(luò)均向傳統(tǒng)的單向電視廣播、用戶被動收看的被動模式中進行轉(zhuǎn)變，大力發(fā)展的時移電視等增值業(yè)務(wù)，為用戶提供更優(yōu)質(zhì)的服務(wù)。

關(guān)鍵詞：時移電視；點播系統(tǒng)；交互技術(shù)

傳統(tǒng)的電視廣播網(wǎng)經(jīng)歷的主要發(fā)展過程是無線傳輸?shù)接芯€傳輸。傳輸信號主要經(jīng)歷了模擬信號和數(shù)字信號兩階段。近年來，在電視技術(shù)快速發(fā)展的背景下，比如液晶電視、離子電視的出現(xiàn)，導(dǎo)致模擬信號也出現(xiàn)一些比較文明的問題，比如清晰度不高、噪聲累計嚴重等，無法滿足用戶觀看電視的需求。但是，在數(shù)字電視的作用下，這些問題均得到有效的解決。

一、時移電視的概述

時移電視指的是在向用戶提供電視直播服務(wù)的基礎(chǔ)上，還為用戶提供VCR操作功能，比如快退、快進、跳轉(zhuǎn)及暫停等，方便用戶觀看。傳統(tǒng)模式下，電視節(jié)目使用的是以廣播為形式的播放，并基于固定時間以及頻道向用戶播放，用戶處于被動地位。同時，用戶必須按規(guī)定時間觀看、不然就會錯過觀看的機會。這是說明傳統(tǒng)的電視服務(wù)束縛于時間框架下，存在一定程度的局限性。時移電視就很好地解決傳統(tǒng)電視服務(wù)受限于時間框架的問題。基于用戶層面分析，用戶能夠?qū)﹄娨暪?jié)目的播出進行一定程度的掌控，使電視節(jié)目的播出時間軸不再固定，能夠根據(jù)用戶的要求進行移動。顯然時移電視業(yè)務(wù)的產(chǎn)生對于電視廣播及互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展是具備積極意義的，且進一步推動了交互式電視時代的發(fā)展。

隨著網(wǎng)絡(luò)帶寬與計算機能力的發(fā)展以及用戶需求的不斷提升，毫無疑問IVOD是VOD發(fā)展的趨勢，其實是向用戶提供完全的交互式能力才是VOD發(fā)展的方向。時移電視結(jié)合了傳統(tǒng)電視的播出技術(shù)與VOD的流媒體的技術(shù)，。因此無論互聯(lián)網(wǎng)運營商開展的IPTV還是廣電運營商開展的數(shù)字電視雙向改造中使用的時移電視技術(shù)從本質(zhì)上是一樣的。

二、時移電視點播系統(tǒng)交互技術(shù)研究

（一）用戶交互式技術(shù)

在時移電視系統(tǒng)中，交互式技術(shù)是最關(guān)鍵的技術(shù)。在交互式技術(shù)的作用下，時移電視才能將節(jié)目的控制權(quán)交給用戶，進而使交互式電視成為現(xiàn)實。交互式技術(shù)主要體現(xiàn)在快進、快退、定位、跳轉(zhuǎn)及暫停等方面。其中，定位指的就是用戶能夠精確獲得某個時間點的播出節(jié)目。通常應(yīng)用定位技術(shù)有兩類：一是時間定位方式；二是回看方式。時間定位方式用戶可以以機頂盒為途徑，通過機頂盒所提供的信息對前端系統(tǒng)所錄制節(jié)目繼續(xù)查找，獲得準確的內(nèi)容，在機頂盒上進行時間暫停后可以通過輸入固定時間或拖動時間軸來對節(jié)目進行檢索，這樣就可以能夠收看某一頻道的電視節(jié)目了，回看的方式指的是以Web界面為途徑，進而基于電視向用戶供應(yīng)頻道指南，用戶利用遙控器，并在界面上選擇自己喜愛的節(jié)目進行收看，是暫停、快進、快退及挑戰(zhàn)聯(lián)合起來的稱呼。

（二）單組播切換技術(shù)

時移電視系統(tǒng)中，用戶的觀看過程具備兩個過程：一是單播狀態(tài)；二是組播狀態(tài)。用戶在觀看電視時，可以組播或廣播倍道對數(shù)據(jù)流進行接收，基于該情況下用戶所收看的電視節(jié)目就是最新內(nèi)容。同時，該過程僅僅存在一路節(jié)目流，用戶可利用廣播技術(shù)對此信道進行共享。但是，在用戶對某些交互操作選擇后進而以繼續(xù)的方式進行節(jié)目的播放時，用戶和時移電視服務(wù)器交互信令，使時移電視服務(wù)器為用戶提供過期的數(shù)據(jù)。用戶的客戶端要與服務(wù)器端進行配合，才能使播放器以平滑的形式過度至單播狀態(tài)。目前，單組播切換技術(shù)在時移系統(tǒng)當(dāng)中還是一個比較難的問題。

（三）碼率平滑技術(shù)

碼率平滑技術(shù)能使傳輸過程變得簡單，并提高網(wǎng)絡(luò)帶寬的利用率。碼率平滑算法所使用的方法主要有兩類：一是在線平滑；二是離線平滑。其中，在線平滑算法是基于媒體數(shù)據(jù)包發(fā)送的情況下，以實時的對和用戶端之間的網(wǎng)絡(luò)進行測量為依據(jù)，進一步對數(shù)據(jù)的發(fā)送加以決定，具有代表性的有MTFC。該算法無需媒體數(shù)據(jù)的預(yù)先知識，以客戶端的緩沖為途徑，進而對若干個臨界區(qū)進行劃分。當(dāng)客戶端基于緩沖區(qū)的數(shù)據(jù)跨過，某一個緩沖區(qū)的情況下，便能夠向服務(wù)器端對自身的緩沖區(qū)水平進行有效的反饋，最終使客戶不會出現(xiàn)上溢會下溢等現(xiàn)象，進一步使發(fā)送碼率的波動得到有效的控制。離線平滑算法的VID影片的幀信息是能夠提前得到的，且可以引進一定的播放延時，所以能夠?qū)@方面的想信息進行有效的利用，進一步對碼流的平滑度進行優(yōu)先發(fā)送。

三、對于時移電視服務(wù)器需要解決的問題

（一）服務(wù)模型研究

時移電視服務(wù)方式有別于數(shù)字電視廣播流推送的服務(wù)方式，它采用用戶點播某一欄目或時間點的方式，并由時移電視媒體服務(wù)以單播的方式流化相應(yīng)的電視節(jié)目流，其實就是單播數(shù)字電視流是通過用戶點播后產(chǎn)生的拉的作用來完成的。因此，在服務(wù)形式上，可以有多種方式：（1）按欄目劃分節(jié)目，點播后只收看該欄目的內(nèi)容，欄目結(jié)束后點播結(jié)束；（2）按欄目劃分節(jié)目，點播后從欄目開始處連續(xù)收看；（3）按時間劃分節(jié)目，其實就是電視節(jié)目按是時間分割，播放時按時間段收看；（4）按時間劃分節(jié)目，播放后從點播處連續(xù)收看；那么直播狀態(tài)下用戶通過回退方式進行入點播方式，提供電視服務(wù)的VCR操作功能，支持多種服務(wù)模型是時移電視服務(wù)器的實現(xiàn)的難點之一。

（二）存儲系統(tǒng)

磁盤性能的發(fā)展遠遠落后于CPU、內(nèi)存和網(wǎng)絡(luò)，到了2000年他們的差距已經(jīng)達到了六個數(shù)量級，特別是隨著并行結(jié)構(gòu)的采用，系統(tǒng)計算性能越來越強，IO成為了計算機系統(tǒng)的主要瓶頸。因此無論在時移電視系統(tǒng)中還是在VOD系統(tǒng)中存儲系統(tǒng)均被認為是系統(tǒng)的瓶頸。時移電視系統(tǒng)一方面由于其時移深度、碼率、頻道數(shù)量等的影響肯能對存儲系統(tǒng)有海量的要求，另一方面由于其時性的特點，要求存儲系統(tǒng)能夠提高及其高的數(shù)據(jù)讀取帶寬以滿足實時性要求以及VCR等交互式請求。與VOD等系統(tǒng)所不同的是除了以上所說的共同需求之外，由于時移電視服務(wù)器需要實時的將電視流錄制并持久化的保存與存儲系統(tǒng)中，要求存儲系統(tǒng)能夠提供比較高的寫入速度。

（三）可用性

電信級時移電視服務(wù)器的可用性一直是一個重要的研究課題，作為雙向數(shù)字電視或者是IPTV的一部分，時移電視服務(wù)器必須能夠提供7X24小時不間斷的服務(wù)能力。通常對服務(wù)器的這種要求使用RAS指標來描述，RAS是可靠性、可用性和可維護下的統(tǒng)稱。

可靠性是指系統(tǒng)穩(wěn)定運行的能力，可靠性指標通常平均無故障時間表示，可維性是指系統(tǒng)出現(xiàn)故障時采取維修手段快速恢復(fù)系統(tǒng)的能力，可維性指標可用故障的平均修復(fù)時間表示?？捎眯允怯脩糇铌P(guān)心的，是RAS指標向用戶的直觀展現(xiàn)，用于衡量對象向用戶提供的平均可使用時間。

四、時移電視系統(tǒng)框架研究

PVR其實是一種利用數(shù)字機頂盒的存儲能力，將節(jié)目存儲在機頂盒的硬盤上，從而可以向用戶提供已經(jīng)存儲節(jié)目的時移功能，但是由于機頂盒的存儲能力一般比較小，并且其接入帶寬比較小，因此只能向用戶提供有限頻道的時移服務(wù)，但是用戶的興趣是隨著頻道播出的節(jié)目內(nèi)容快速變化的，因此很難做到任何用戶需要時移電視功能時，此頻道恰好被錄制在了機頂盒上。因此在本質(zhì)上技術(shù)把所設(shè)計好的時移電視系統(tǒng)要求向所有用戶提供統(tǒng)一的時移電視功能，其實就是時移電視服務(wù)不是針對個人的，而是作為頻道的一部分，其過去的一段時間的節(jié)目總是作為一個服務(wù)向所有用戶提供的，從而可以讓用戶感受到每個頻道都是可以自己控制的。

（一）時移電視服務(wù)器軟件架構(gòu)

針對時移電視所需求的功能要求，提出了以下的解決方法。

從功能上主要分為量大模塊：流化錄制模塊和流服務(wù)模塊。流化錄制模塊負責(zé)接收TV數(shù)據(jù)的組播流，并對其內(nèi)容進行解析、封幀以及MP4文件的錄制功能，同時向流化服務(wù)模塊提供數(shù)據(jù)獲取接口。流化服務(wù)模塊提供具體的流化服務(wù)，包括請求處理、操作切換響應(yīng)、媒體內(nèi)容流化發(fā)包等。流化服務(wù)內(nèi)容從文件管理模塊獲取，對服務(wù)器來說此模塊只有一個，各節(jié)目的文件模塊對它是均等的，并不進行特別的區(qū)分。

（二）時移電視系統(tǒng)交互技術(shù)

交互式技術(shù)是時移電視的最大亮點之一，也是本文的重點研究對象，在本文中，交互操作主要指：定位、暫停、快進、快退等。那么需要將交互式操作分為定位和VCR兩類，VCR包括暫停、快進、快退等。之所以將定位與VCR分開是因為傳統(tǒng)喪VCR在VOD系統(tǒng)內(nèi)被廣泛的研究，并且其技術(shù)與方法很多均適用于時移電視系統(tǒng)，但是定位是一種時移電視特有的方法。這個已經(jīng)在上述中描述出來。因為這在本質(zhì)上就是為了提供一種方便用戶操作的方法。

五、小結(jié)

以上所述，認識到時移電視點播系統(tǒng)所存在的交互技術(shù)，比如用戶交互式技術(shù)、單組播切換技術(shù)及碼率平滑技術(shù)等。在時移電視點播系統(tǒng)交互技術(shù)日益完善下，需要對其應(yīng)用進行考慮，但由于該技術(shù)對資源有著比較高的要求，所以在實際應(yīng)用過程中會遭遇到很大的阻礙。鑒于此，目前，要想使交互式電視時代更具發(fā)展空間，就需要在完善技術(shù)的基礎(chǔ)上制定有效的應(yīng)用策略，以期促進數(shù)字電視行業(yè)的發(fā)展。

參考文獻：

[1]許書彬.時移電視點播系統(tǒng)交互技術(shù)研究[D].中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)，2012

[2]陳利軍.時移電視點播系統(tǒng)交互技術(shù)研究[J]. 西部廣播電視，2014（21）：184

[3]許書彬，王子磊，奚宏生，李自勉.一種MPEG2-TS時移電視系統(tǒng)的流定位方法[J].小型微型計算機系統(tǒng)，2016