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星期四, 8月 12, 2010

Android在數位機上盒技術發展介紹

author: Grace 本文刊登於2010電子與電腦八月號 (歡迎轉載,請著名出處)
根據IDC研究資料顯示,全球數位機上盒(Set Top Box, STB)出貨量逐年成長,2010年將一舉突破一億台。由於電視廣播頻道傳輸標準發展逐漸成熟,應用產品推陳出新,例如:採用Android平台開發的STB。此外,在OIPF、W3C、HbbTV與DTV等國際標準制定組織的努力下,各種標準活動也正蓬勃的進行,期望能有效完成產品互通。一般而言,應用與服務共通的標準被稱之為混合式網路廣播(Hybrid Internet Broadcast, HIB),下文則將針對當前最熱門的混合式TV相關的應用服務議題進行討論與闡述。
顯示多個混合式多頻道訊號服務與Internet數種內容之整合視訊內容運作方案

電視廣播頻道傳輸標準發展
回顧電視廣播數位電視的發展,經過15年的努力,數位視訊廣播(Digital Video Broadcasting,DVB)儼然已成為廣播標準主流,不論DVB-衛星/電纜/地面廣播(DVB-S/C/T)標準不僅盛行於歐洲,甚至盛行於全世界。加上廣播基礎設施的不斷成長擴張,基礎建設的能力已達到可提供視訊的必要服務質量(QoS)與容量(capacity)。此外,其它的服務與應用的興起,也同步帶動混合式TV應用服務標準的需求,例如, Twitter和Facebook儼然成為電視劇(TV show)的社群討論園地。更有趣的是好萊塢(Hollywood)工作者,常需要到Twitter上觀看觀眾評論;而HP的研究員也藉由使用Twitter,預估電影上映首周票房,其準確率高達97.3%。其中全美廣播電視設備展覽會(NAB Shows)於2010年四月的展覽會,確認由Vloop公司展示其服務,允許TV營運商去建立互動社群平台於電視節目知媒體頻道上。

由於現今的網路電視全面支援精簡型電腦(thin-client) 的數位家庭應用服務,同時提供混合式網路與廣播的服務,如: Yahoo聯網TV Widgets或者Adobe flash 平台。因此JP Morgan於2010年五月更樂觀預測,在2010至2011年間所有聯網電視成長幅度將近有10%,詳情參考下圖。

圖 1 聯網電視市場發展趨勢 (參考JP Morgan 2010/5/30的預測)
聯網電視市場發展趨勢

如表1所示,在這個HIBTV(Hybrid Internet Broadcast TV)市場產業鏈上,一種新的商業模式與挑戰正在醞釀中,裡面牽涉到各種廠商,包含有廣播業者、內容提供業者、服務業者、應用提供業者、網路營運商、製造業者與終端使用者。目前這個商業模型的收費機制仍需克服,正如一些服務與應用在網際網路上都是免費的(如: 資訊服務、天氣預報、運動統計、Youtube和喜好服務等等)

表 1 HIBTV對於相關產業帶來挑戰的整理表 (來源:資策會整理)
HIBTV對於相關產業帶來挑戰的整理表

Android在STB上的進展
Google於2010五月於Google I/O其年度發展會議公開展示了“Google TV”,此一新的電視平台是以Android為基礎建立運作於Google的Chrome網頁瀏覽器,並支援Android Market,預計於下半年提供Google TV SDK供開發者運用。在會場上Google整合展示Google TV之應用概念驗證(proof-of-concept),運用Google強大的搜尋引擎串起混合式TV應用服務,讓網路與廣播節目內容間彼此緊密的結合,藉由使用Android手機做遠端控制,並揭示現階段的合作夥伴,包含促進Google TV之零售發展的Best Buy、DISH Network協助Google TV帶入網頁內容,讓使用者可使用衛星電視服務的衛星電視公司、Intel則提供Atom高速處理器、能運作完整的網際網路瀏覽並支援Adobe的Flash、Logitech負責製做Google TV STB的軟體與藍芽鍵盤與定點介面設備之硬體、Sony則提供連網電視機和STB及藍光播放器。
另一方面,以Android做為嵌入式系統平台開發的非營利組織 - OESF則在日本成立,目的是由各會員協同開發出通用之架構或平台,特別是Android在非手機系統上的應用,由於MIPS技術提供低功耗且高效能處理器核心,且支援Android平台最佳化效能方案,使得原本主要為智慧型手機設計的Android,有能力跨越到STB,有多家OEM廠商透過MIPS協助延伸強化嵌入式系統的TV娛樂功能,如:Sigma Designs實踐HD視訊功能、AllGo systems實現多通道音訊支援的硬體加速功能、KatDC強化了Android的圖形使用者介面之呈現方式。值得一提的是,Home Jinni公司提供架構Android-based之嵌入式系統,是全球第一台Android社交娛樂媒體中心ConnecTV,也於同年的六月舉辦的Android Steps Ahead 2010展示ConnecTV使用混合式的電視服務,例如使用視訊會議透過Skype,GTalk,MSN,Twitter和Email做訊息的傳送,其使用統一的架構去呈現和分類所有通訊於該電視機,由於具備可外掛結構(plug-in architecture),使得很容易的連結非網頁TV媒體來源(含IMS/Open IPTV和下一代的P2P等)、網路IP攝影機控制器(或網路影音錄影系統NVR)、家庭能源管理。
不管是Google直接參與產品研發的Google TV或是OESF Embedded Master 1是基於Android 1.5推出的系列產品,經由Google授權的Android TV,含有Google的服務與自製的使用者介面;還是沒有Google授權,直接移植Android open source至特製設計出廠的硬體設備,提供自有的App商店營運,讓使用者選用的衍生版Android系統,以上這些具備Android的STB所面臨最大的困難與挑戰就是如何整合網路、廣播到電視STB或其他裝置,同時達到讓電視的功能變多,且降低產品使用的困難度。
混合式網路廣播服務相關發展介紹
為刺激市場成長有效提升服務的附加價值,研發人員從寬頻網路基礎建設著手,允許新的應用和服務進入使用寬頻網路和廣播兩者傳送的設施,包含網路與廣播的所有服務,而在這樣環境下所孕育的標準,則被稱為混合式網路廣播(Hybrid Internet Broadcast, HIB)。HIB可提供一個新的廣播和服務平台,讓服務與應用可傳遞到終端使用者(end-user)手上。為避免市場被分割和商場上取得成功,HIB整合既有的ICT產業的硬體發展,成為一個認可和接受的工業標準。在台灣,為了標明網路與廣播間兩者需要解決的問題,台灣數位電視協會之聯網電視工作指導委員(HIBTV Working Group)會扮演一個領導角色於此標準化的過程,第一個相關的產出為混合式網路廣播電視需求規格書(requirement for HIBTV),所有增加的規格與使用範例皆需被整合到HIBTV的整體架構。

整合互動應用與多頻道顯示服務運用方案
現今混合式網路廣播電視(HIBTV)相關標準正處於百家爭鳴的時代,除了DVB提出信號互動搭載應用服務運行於混合式廣播/寬頻環境之方案外,OIPF開放式IPTV論壇(Open IPTV Forum, OIPF)也積極的匯整提供開放式網際網路和管理式IPTV佈署,內含有內容傳送與編碼、metadata、交互式應用和內容保護以及綜合現有頻道清單與介紹頻道中哪些API提供下載,還包括URLs、HTNL相關規格書;W3C也將提出HTML5,其目標鎖定低CPU需求的個別使用者機器,包含語意層次的標記語言跟聯合語意層集描述的API可存取網頁靜態文件與動態資料,視訊方面以完成beta-test的video tag提供方便的網頁視訊標記,預期降低浪費效能的web應用,使其容易在行動裝置上使用;歐洲的HbbTV剛被ETSI核准,是基於W3C, TS102 809與第一版OIPF制定標準,其定義一個平台其對於信號、傳輸和呈現皆具備增強和互動應用,此設計運轉於混合式終端,包含DVB相容性廣播連結與寬頻連結於網際網路,也涵蓋語音與視頻傳輸服務於網際網路間;以及DTV是英國廣電業者Canvas專案部分為基礎訂定的混合式廣播與網路服務。
由於目前這些組織各自的活動並未取得一致性且伴隨著分割市場的危機,因此為了確立有潛力的標準混合商業使用範例,介紹HIBTV提出整合方案,包含個性化整合互動多媒體服務與混合式多頻道同步整合視訊內容顯示:
1. 個性化整合互動多媒體服務方案
由於Server端之多媒體服務的來源相當豐富,如:下圖左所示之相關來源,包含廣播傳播媒介(B’cast media)、VoD資訊含部分網路電視視訊(Internet TV/Video Clip)、電視工具畫廊(TV Widget Gallery)與網路服務(Internet service)上的數據與視訊資料等等,故藉由STB接收眾多服務時(如:圖2所示),需考量到用戶的喜好,達到量身訂作客制化服務。由STB接收端記憶用戶的個性化需求或用戶登錄網路服務(Internet service),伺服器端記憶用戶閱覽(log)資訊,這個性化需求也許包含單一用戶描述與其他用戶描述,目的為了學習這群體描述的趨勢或特徵,便於提供推薦選用清單回饋給用戶。典型的標準互動是使用情境,是藉由特定的TV Widget下載相對應的服務,其包含尋訪相關節目資訊、投票服務、廣告服務與觀看和聊天服務等等。
圖 2 個性化互動服務之示意圖
個性化互動服務之示意圖

2. 混合式多頻道同步整合視訊內容顯示方案
混合式多頻道同步整合視訊內容的概念圖,圖右,顯示消費者觀看接收整合視訊服務的畫面,藉由STB接收混合式多頻道訊號(廣播訊號和/或VOD, MOD訊號),或由電視內建的訊號接收模組收這些傳送訊號。由於多媒體流量傳輸需確立可靠有保障的接收品質之可用性(Quality of Services, QoS),因此這個QoS機制建議可選擇運用分散式網路系統支援此服務,或在接收訊號端(STB或電視接收器)內部支援此QoS服務,用來保障視訊品質的完整性;同時視訊內容接收串流的狀態是適度的支援直撥電視串流(live TV streaming)、隨選視訊(VoD/MoD)串流、即載即撥(Download-to-play)並容許些技巧模式(trick modes)。圖3,顯示多個混合式多頻道訊號服務來源端,陳述典型的顯示畫面整合視訊內容運作方案,包含同步接收不同廣播與寬頻訊號、不同視角與頻道接收視訊畫面狀況、廣播服務和不同語言字幕同步整合和其它延伸多頻道整合服務。
總結
本文回顧電視廣播頻道傳輸標準發展,並藉由介紹Android在STB上的進展,引入相關混合式網路廣播服務相關發展介紹,最後提出整合互動應用與多頻道顯示服務運用兩方案,期望在競爭激烈的商業戰場上,提供個整合示範性應用範例。
(本文作者任職於資策會智通所)

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