機頂盒的全稱叫做“數(shù)字電視機頂盒”，英文縮寫“STB”(Set-TopBox)。它是一種將數(shù)字電視信號轉換成模擬信號的變換設備，它把經(jīng)過數(shù)字化壓縮的圖像和聲音信號解碼還原成模擬信號送入普通的電視機。
　　數(shù)字電視機頂盒是一種將數(shù)字電視信號轉換成模擬信號的變換設備，它對經(jīng)過數(shù)字化壓縮的圖像和聲音信號進行解碼還原，產(chǎn)生模擬的視頻和聲音信號，通過電視顯示器和音響設備給觀眾提供高質量的電視節(jié)目。目前的數(shù)字電視機頂盒已成為一種嵌入式計算設備，具有完善的實時操作系統(tǒng)，提供強大的CPU計算能力，用來協(xié)調控制機頂盒各部分硬件設施，并提供易操作的圖形用戶界面，如增強型電視的電子節(jié)目指南，給用戶提供圖文并茂的節(jié)目介紹和背景資料。同時，機頂盒具有“傻瓜計算機”能力，這樣通過內部軟件功能和對網(wǎng)絡稍加進行雙向改造，很容易實現(xiàn)如因特網(wǎng)瀏覽、視頻點播、家庭電子商務、電話通信等多種服務，可謂一網(wǎng)打天下。
　　電視從黑白電視向彩色電視過渡時，采用了兼容的辦法，PAL-D制在中國一直延續(xù)到現(xiàn)在。
　　從模擬電視向高清晰度數(shù)字電視過渡，是一個跨越式的過渡，可以說無法直接兼容，也就是說目前的所有的模擬電視是不能使用的，所以一步到位是不現(xiàn)實的，目前各國采用了一個過渡式的辦法--既數(shù)字機頂盒，使用了數(shù)字機頂盒后將數(shù)字信號轉變成模擬信號輸入給現(xiàn)在的模擬電視機顯示信息，這樣有效地避免了電視信號在傳輸過程中導致的干擾和損耗，電視接收的信號質量得到了很大程度的改善。這只是一種過渡，由于模擬電視機的掃描線已定，所以它與高清晰度數(shù)字電視相比，還有相當大的距離。
　　高清晰度數(shù)字電視(HDTV)是未來的發(fā)展方向，到那時現(xiàn)在的模擬電視被全部淘汰，電視臺的射、錄、編設備也相應更換，人們在電視屏幕上看到的將是高清晰度的電視畫面和更多的功能,HDTV會把電視帶入一個嶄新的時代。
　　有人問目前數(shù)字機頂盒接收的信號是高清晰度數(shù)字電視嗎？不是，使用了數(shù)字機頂盒后將數(shù)字信號轉變成模擬信號輸入給現(xiàn)在的模擬電視機顯示信息，這樣電視接收的信號質量雖然有了很大程度的改善，由于模擬電視機的掃描線已定，所以它與高清晰度數(shù)字電視相比，還有相當大的距離。這只是一種過渡。

　　二、數(shù)字電視機頂盒的主要技術
　　信道解碼、信源解碼、上行數(shù)據(jù)的調制編碼、嵌入式CPU、MPEG－2解壓縮、機頂盒軟件、顯示控制和加解擾技術是數(shù)字電視機頂盒的主要技術。
　　(1)信道解碼
　　數(shù)字電視機頂盒中的信道解碼電路相當于模擬電視機中的高頻頭和中頻放大器。在數(shù)字電視機頂盒中，高頻頭是必須的，不過調諧范圍包含衛(wèi)星頻道、地面電視接收頻道、有線電視增補頻道。根據(jù)DTV目前已有的調制方式，信道解碼應包括QPSK、QAM、OFDM、VSB解調功能。
　　(2)信源解碼
　　模擬信號數(shù)字化后，信息量激增，必須采用相應的數(shù)據(jù)壓縮標準。數(shù)字電視廣播采用MPEG－2視頻壓縮標準，適用多種清晰度圖像質量。音頻目前則有AC－3和MPEG－2兩種標準。信源解碼器必須適應不同編碼策略，正確還原原始音、視頻數(shù)據(jù)。
　　(3)上行數(shù)據(jù)的調制編碼
　　開展交互式應用，需要考慮上行數(shù)據(jù)的調制編碼問題。目前普遍采用的有3種方式，采用電話線傳送上行數(shù)據(jù)，采用以太網(wǎng)卡傳送上行數(shù)據(jù)和通過有線網(wǎng)絡傳送上行數(shù)據(jù)。
　　(4)嵌入式CPU
　　嵌入式CPU是數(shù)字電視機頂盒的心臟，當數(shù)據(jù)完成信道解碼以后，首先要解復用，把傳輸流分成視頻、音頻，使視頻、音頻和數(shù)據(jù)分離開，在數(shù)字電視機頂盒專用的CPU中集成了32個以上可編程PID濾波器，其中兩個用于視頻和音頻濾波，其余的用于PSI、SI和Private數(shù)據(jù)濾波。CPU是嵌入式操作系統(tǒng)的運行平臺，它要和操作系統(tǒng)一起完成網(wǎng)絡管理，顯示管理、有條件接收管理(IC卡和Smart卡)、圖文電視解碼、數(shù)據(jù)解碼、OSD、視頻信號的上下變換等功能。為了達到這些功能，必須在普通32～64位CPU上擴展許多新的功能，并不斷提高速度，以適應高速網(wǎng)絡和三維游戲的要求。
　　(5)MPEG－2解碼
　　MPEG－2是數(shù)字電視中的關鍵技術之一，目前實用的視頻數(shù)字處理技術基本上是建立在MPEG－2技術基礎上，MPEG－2是包括從網(wǎng)絡傳輸?shù)礁咔逦入娨暤娜恳?guī)范。MP@LL用于VCD，可視電話會議和可視電話用的H.263和H.261是它的子集。MP@ML用于DVD、SDTV，MP@MH用于HDTV。
　　MPEG－2圖像信號處理方法分運動預測、DCT、量化、可變長編碼4步完成，電路是由RISC處理器為核心的ASIC電路組成。
　　MPEG－2解壓縮電路包含視頻、音頻解壓縮和其它功能。在視頻處理上要完成主畫面、子畫面解碼，最好具有分層解碼功能。圖文電視可用APHA迭顯功能選加在主畫面上，這就要求解碼器能同時解調主畫面圖像和圖文電視數(shù)據(jù)，要有很高的速度和處理能力。OSD是一層單色或偽彩色字幕，主要用于用戶操作提示。
　　在音頻方面，由于歐洲DVB采用MPEG－2伴音，美國的ATSC采用杜比AC－3，因而音頻解碼要具有以上兩種功能。
　　(6)數(shù)字電視機頂盒軟件
　　電視數(shù)字化后，數(shù)字電視技術中軟件技術占有更為重要的位置。除了音視頻的解碼由硬件實現(xiàn)外，包括電視內容的重現(xiàn)、操作界面的實現(xiàn)、數(shù)據(jù)廣播業(yè)務的實現(xiàn)，直至機頂盒和個人計算機的互聯(lián)以及和Internet的互聯(lián)都需要由軟件來實現(xiàn)，具體如下：
　　1硬件驅動層軟件：驅動程序驅動硬件功能，如射頻解調器、傳輸解復用器、A/V解碼器、OSD、視頻編碼器等。
　　2嵌入式實時多任務操作系統(tǒng)：嵌入式實時操作系統(tǒng)是相對于桌面計算機操作系統(tǒng)而言的，它不裝在硬盤中，系統(tǒng)結構緊湊，功能相對簡單，資源開資較小，便于固化在存儲器中。嵌入式操作系統(tǒng)的作用與PC機上的DOS和Windows相似，用戶通過它進行人機對話，完成用戶下達的指定。指定接收采用多種方式如：鍵盤、鼠標、語音、觸摸屏、紅外遙控器等。
　　3中間件：開放的業(yè)務平臺上的特點在于產(chǎn)品的開發(fā)和生產(chǎn)以一個業(yè)務平臺為基礎，開放的業(yè)務平臺為每個環(huán)節(jié)提供獨立的運行模式，每個環(huán)節(jié)擁有自身的利潤，能產(chǎn)生多個供應商。只有采用開放式業(yè)務平臺才能保證機頂盒的擴展性，保證投資的有效回收。
　　4上層應用軟件：執(zhí)行服務商提供的各種服務功能，如：電子節(jié)目指南、準視頻點播、視頻點播、數(shù)據(jù)廣播、IP電話和可視電話等。上層應用軟件獨立于STB的硬件，它可以用于各種STB硬件平臺，消除應用軟件對硬件的依賴。
　　(7)顯示技術
　　就電視和計算機顯示器而言，CRT顯示是一種成熟的技術，但是用低分辨率的電視機顯示文字，尤其是小于24×24的小字，問題就變得復雜了。電視機的顯像管是大節(jié)距的低分辨率管，只適合顯示720×576或640×480的圖像，它的偏轉系統(tǒng)是固定不變的，是為525行60Hz或625行50Hz設計的，而數(shù)字電視的顯示格式有18種以上。上網(wǎng)則要符合VESA格式，顯然，電視機的顯示系統(tǒng)無法適應這么多格式。另外，電視采用低幀頻的隔行掃描方式，當顯示圖形和文字時，亮度信號存在背景閃爍，水平直線存在行間閃爍。如果把逐行掃描的計算機圖文轉換到電視機上，水平邊沿就會僅出現(xiàn)在奇場或偶場，屏顯時間接近人眼的視覺暫留，會產(chǎn)生厲害的邊緣閃爍現(xiàn)象，因而要用電視機上網(wǎng)，必須要補救電視機顯示的缺陷。
　　根據(jù)技術難度和成本，目前用兩種方法進行改進，一種是抗閃爍濾波器，把相鄰三行的圖像按比例相加成一行，使僅出現(xiàn)在單場的圖像重現(xiàn)在每場中，這種方式叫三行濾波法。三行濾波法簡單易實現(xiàn)。但降低了圖像的清晰度，適用于隔行掃描方式的電視機。另一種方法是把隔行掃描變成逐行掃描，并適當提高幀頻，這種方式要成倍地增加掃描的行數(shù)和場數(shù)，為了使增加的像數(shù)不是無中生有，保證活動畫面的連續(xù)性，必須要作行、場內插運算和運動補償，必須用專用的芯片和復雜的技術才能實現(xiàn)，這種方式在電視機上顯示計算機圖文的質量非常好，但必須在有逐行和倍掃描功能的電視機上才能實現(xiàn)。另外把分辨率高于模擬電視機的HDTV和VESA信號在電視機上播放，只能顯示部分畫面，必須進行縮小這就像PIP方式，要丟行和丟場。同樣為保證圖像的連續(xù)性，也要進行內插運算。
　　(8)加解擾技術
　　加解擾技術用于對數(shù)字節(jié)目進行加密和解密。其基本原理是采用加擾控制字加密傳輸?shù)姆椒ǎ脩舳死肐C卡解密。在MPEG傳輸流中，與控制字傳輸相關的有2個數(shù)據(jù)流：授權控制信息(ECMs)和授權管理信息(EMMs)。由業(yè)務密鑰(SK)加密處理后的控制字在ECMs中傳送，其中包括節(jié)目來源、時間、內容分類和節(jié)目價格等節(jié)目信息。對控制字加密的業(yè)務密鑰在授權管理信息中傳送，并且業(yè)務密鑰在傳送前要經(jīng)過用戶個人分配密鑰(PDE)的加密處理。EMMs中還包括地址、用戶授權信息，如用戶可以看的節(jié)目或時間段，用戶付的收視費等。
　　用戶個人分配密鑰(PDK)存放在用戶的智能卡(SmartCard)中，在用戶端，機頂盒根據(jù)PMT和CAT表中的CA－descriptor，獲得EMM和ECM的PID值，然后從TS流中過濾出ECMs和EMMs，并通過SmartCard接口送給SmartCard。SmartCard首先讀取用戶個人分配密鑰(PDK)，用PDK對EMM解密，取出SK，然后利用SK對ECM進行解密，取出CW，并將CW通過SmartCard接口送給解擾引擎，解擾引擎利用CW就可以將已加擾的傳輸流進行解擾。
　　5數(shù)字電視機頂盒在我國的發(fā)展現(xiàn)狀
　　數(shù)字電視機頂盒將改變我們現(xiàn)有的電視的概念，也將為互聯(lián)網(wǎng)提供一個嶄新的消費終端，而且這個消費終端將比其他任何終端如PC、手機、PDA都普及、方便、吸引人。隨著各地有線數(shù)字電視的試播，數(shù)字電視機頂盒的推廣與幾年前相比已有長足的進步，但是數(shù)字機頂盒在國內還沒有得到廣泛的應用，這主要有幾個原因：
　　(1)數(shù)字機頂盒的技術含量較高，真正的產(chǎn)品并不是很多，許多廠商的VOD(視頻點播)事實上大多處于概念階段。
　　(2)網(wǎng)絡雙向改造與質量問題。由于數(shù)字電視機頂盒受網(wǎng)絡帶寬制約較大，尤其是目前國內網(wǎng)絡發(fā)展基礎薄弱，而且各種網(wǎng)絡資源各自為陣，因此它的大范圍普及推廣還需時日。
　　(3)服務不力、缺乏專業(yè)的ICP，即信息和節(jié)目資源貧乏。如VOD業(yè)務推廣應用的一大難點就是節(jié)目源的開放以及片源、版權。國家有線電視主干網(wǎng)的建立、專業(yè)供片商的出現(xiàn)可在一定程度上緩解這一難題。許多廠家紛紛開發(fā)基于賓館、酒店、小區(qū)的VOD系統(tǒng)，也是為了避開這一難題。
　　(4)資費偏高，對多數(shù)用戶而言也是不小的開支。中國人的消費心理是可以承受一次性較大的購置成本，卻不大愿意接受長期持續(xù)不斷的、沒有明顯回報的消費支付。
　　盡管當前數(shù)字機頂盒的推廣受到了很大的限制，但是數(shù)字電視機頂盒不僅是用戶終端，也是網(wǎng)絡終端，它能使模擬電視機從被動接收模擬電視轉向交互式數(shù)字電視(如視頻點播等)，并能接入因特網(wǎng)，使用戶享受電視、數(shù)據(jù)、語言等全方位的信息服務。隨著數(shù)字技術、多媒體技術和網(wǎng)絡技術的發(fā)展，數(shù)字電視機頂盒功能將逐步完善，尤其是單片PC技術的發(fā)展，將促使數(shù)字電視機頂盒內置和整個成本下降，讓大多數(shù)用戶在普通模擬電視機上實現(xiàn)既能娛樂，又能上網(wǎng)等多種服務。
　　三、數(shù)字電視機頂盒新動向
　　數(shù)字電視機頂盒面臨淘汰新標準明年上市面臨淘汰新標準明年上市
　　據(jù)悉，聯(lián)邦規(guī)章管理者于美國東部已經(jīng)采納了新的設備標準以加快向更高音視頻質量的數(shù)碼電視的轉變。
　　聯(lián)邦通信委員會(FCC)以5比0的投票結果通過了可將數(shù)字電視信號直接接入電視機而不需要機頂盒和額外電纜的設備標準。為了觀看收費電視，用戶要向電視機中插入一個由他們的有線電視服務商提供的安全卡。
　　制造商希望能于明年底發(fā)售具有這種即插即用技術的高清晰度電視機。他們稱，聯(lián)邦通信委員會的決定將提高消費者的需求和刺激公司提高產(chǎn)量，進一步普及這種新型電視機。
　　與傳統(tǒng)的模擬電視不同，數(shù)字電視信號使用的是計算機語言，其圖象更加清晰，同時還具有其它潛在性能，如互聯(lián)網(wǎng)接入、視頻游戲以及同一頻道中的多套節(jié)目等。數(shù)字信號可通過衛(wèi)星、有線或無線廣播傳送。