数字电视广告系统的推送技术研究

王猛，单海华

(枣庄学院光电工程学院，山东枣庄　277160)



数字电视广告系统的推送技术研究

王猛，单海华

(枣庄学院光电工程学院，山东枣庄277160)

[摘要]首先简要介绍数字电视行业的技术发展背景，其次介绍数字电视系统的机顶盒及广告推送技术，以及EPG系统技术的方向研究，讨论并采用移动公司运营商平台的大数据来甄选特殊客户需求，主要研究基于Huffman编码的EPG广告系统针对特定用户的广告推送，最后对相关理论和技术的发展进行讨论和实现.

[关键词]EPG广告技术；移动系统大数据；Huffman编码；定向推送

0引言

数字电视技术中的EPG(Electrical Program Guide)广告是属于数字电视技术中的增值业务，是由广电运营商基于单向数字电视平台开展的一种新颖独特的广告形式[1,2].随着数字电视的推广普及，EPG广告的应用已经成为现代数字电视技术的重要增值业务，但是目前的EPG广告播发系统存在很多不方便之处[3].本研究通过特定的编码操作与EPG系统的协作，实现EPG广告业务数据的相应处理，从而实现指定用户的广告推送.针对用户个性特点，推送与用户接收信息相适应的广告，避免了统一性分发导致用户感受不佳的缺点，彻底改变了传统电视单向广播的特点，满足了用户的特定信息需求，实现数字电视与观众的积极互动性体验.

1用户机顶盒

1.1数字电视机顶盒的基本原理

数字机顶盒通过对接受到的模拟信号进行处理，从而转换为用户所需要的可供选择的电视节目及其他附加信息，实现接收数字电视广播节目的基本功能，同时接收附加信息如EPG广告等其他信息量.数字电视基本组成部分与通信系统包含的比较相似，基本组成包括模拟信号与数字信号转换单元、信源与信道编码单元、调制解调器单元、解码器单元、及嵌入式CPU系统和外围接口、条件接收模块等组成[5].首先，运营商将已有的电视节目信号进行处理，经过模拟信号与数字信号转换单元转换为数字信号，下一步再进行相应的信源编码和信道编码进行处理，最后经过调制器单元将其转换为适应有线或者无线传输的频率，然后再经过地面的有线传输、无线传输或者卫星传输传送到相应用户的机顶盒，机顶盒收到传输的信号后开始进入解调模式阶段，首先将接收到的模拟射频信号下变频为适合的频率，送入解调模块进行信号的解调，输出图像基础码.从中抽出一个节目的基础码流数据，包括视频、音频及节目的相关数据信息.对视频数据进行解码，然后输出到正交平衡调幅与顺序传送彩色信号与存储恢复彩色信号编码器，编码成模拟电视信号，再经视频输出电路输出，音频及其他数据流也通过相似的方式进行转码输出.

1.2数字电视机顶盒技术核心

日常生活中我们使用的通用数字电视机顶盒主要由以下几部分组成：信号接收端、MPEG解码端、视音频和图形处理部分、核心处理器及存储装置、以及各种接口电路.数字电视信号接收端包括调谐器和解调器，该部分可以从射频信号中解调出数据传输流适应于下一步的MPEG解码端.视频、音频及图形处理部分完成视频、音频的模拟编码以及对电视节目图形处理的功能.核心处理器与存储器装置用以运行系统软件，并对各个模块进行控制起到整个机顶盒“大脑”的作用.接口电路为满足外接设备的接入则提供了相应的外部接口如：串行接口USB、视频音频接口、以太网接口等.常用机顶盒核心部件为STi7105芯片，STi7105是全球第五大半导体厂商意法半导体(STMicroelectronics)生产的高性能机顶盒解码芯片，内部采用先进的工艺，应用范围较为广泛，目前已经应用于中广有线、中国移动等运营商的机顶盒中，其内部实时处理运算能力达到800DMIPS，能够充分满足家庭媒体的需要.

2EPG技术研究理论

2.1EPG广告系统的定义

EPG通常翻译为节目的指南，运营商们也称它为传播信息平台，因为其能够通过平台也就是节目指南的形式为用户传递信息，向使用数字电视机顶盒的用户提供频道与节目的各项便利操作，如节目播出时间展示、应用指南等，可以说数字电视技术的推广发展与EPG广告技术存在着一种双赢，有了EPG广告技术，数字电视技术就能够搭建的更好了，通常来说好的电视节目吸引着更多的用户，有了更多的用户，广告的推送的范围就会更广，广告主会更愿意投入成本，进而运营商会做更多和更好的电视节目，循环反复，形成双赢.EPG广告的植入形式较为简单，通常利用节目的指南的显示页面，或者用户切换频道时的提醒[7].EPG系统由于包含硬件如机顶盒和软件如系统节目共同构成，并且体现的功能是拓展广告发布渠道，所以通常业内称之为带广告发布功能的专用EPG系统.

2.2EPG广告前端系统架构

EPG 广告前端系统视为EPG广告的前期加工，因此需要经过系统相应的处理才能完成，通常来讲前端系统主要由以下两部分组成：

(1)EPG广告前端用户管理系统：

该系统用于处理广告主通过运营商向用户播放的广告，广告形式不限，通常以文字、语音、图片、视频等形式，广告的处理和加工，如广告放在哪个位置上也在此系统中完成.由于本文采用针对特定用户推送的技术，因此在前端系统的处理中可以加上运营商提供的大数据平台，将大数据平台与该系统进行连接，从而形成一个为EPG广告系统预备数据库，该数据库里也包括特定用户和普通用户的信息，利用该系统就可以处理用户信息与广告信息的无缝对接[5].

(2)EPG广告系统播出管理终端：

播出管理终端的功能主要是对广告的播发进行控制，我们通常采用程序化设计，考虑因素有文字语音图片视频的播发类型、播发码率、调制信息、投放频道、投放的机顶盒类型、投放区域、显示位置、显示时间、显示顺序播发时间以及图片在终端显示的位置信息等，播出管理主要包括播出信息的配置和维护、广告排期预览等功能，可以说播出管理终端是在做广告最后的过滤器[7].

2.3EPG广告终端系统

EPG 广告终端系统与前端系统正好对应，也就是将前端系统发出的信息进行解析操作，从而实现电视节目完整呈现在客户端电视机上.终端的主要操作是将前端的包含有的数据流信息利用解复用器进行解复用，从而得到一系列的广告信息，如开机时候的广告，选台时候的广告，上下排的广告，以及角标广告等，接收完之后进行数据的处理，最后完整的显示.

3针对特定用户定点推送广告

本节主要介绍通过Huffman编码与运营商存储的用户信息数据库的连接来实现EPG广告系统定向的用户推送，实现过程将在后面的小节中着重介绍，用户定点推送广告的基本实现框图如图1所示.

图1　EPG广告系统定向推送过程示意图

3.1大数据平台甄选特定用户

鉴于广告推送时针对特定用户进行发送来提高广告发送的效率的目的，因此在设计EPG广告定向推送技术时可与运营商的大数据平台进行连接.本文新提出将移动公司的特定用户数据库与EPG系统相连接，从而实现支撑用户数据平台的目的，目前移动公司有两大系统，一种是基于业务运营支撑的系统简称BOSS系统(Business Operation Support System)的简称，它包含客户管理(CBOSS)、产品管理(PBOSS)、资源管理、客户服务、渠道管理、计费、账务、结算、合作伙伴管理等多方面的功能，是实现企业支撑和数据整合的一个平台.另外一种是移动公司的经分支撑报表系统，系统里主要搭建客户资料和客户使用业务的一种大型数据平台，设计的初衷就是为了经营分析，在本文里实现特定用户推送时也可以用于甄选特定用户，因为经营分析数据平台里已经对用户做了很多次的整合和归类.

甄选用户时可以通过分地区、消费层次、年龄层次等各种方式来提取相应的数据，比如分地区，可以通过经分系统里提取市区的用户为一部分标记，农村的用户为另外一部分标记，这样广告推送时可以针对市区用户进行相应的信息码标记从而选择相应的定向广告，农村用户同理.消费层次方面，可以通过移动公司经分系统里提取话务经营的高价值客户、低价值客户，这样根据消费层次方面也能甄选出特定的用户.

3.2Huffman编码

定点定类向用户推送EPG广告信息需要事先设置好接收此类广告文件的用户信息，用户信息是指用户终端唯一的机顶盒序列号，然后将此序列号利用编码方式存储到信息包中.那么此类广告文件就不能单一推送，必须把编码后的信息包来传送，机顶盒接到信息包后解析出用户信息后来判断自己是否属于该类用户，比对过后，得出结论，若属于则接收，若不属于则不接受，这是EPG广告的定点定类推送的基本过程，过程中非常重要的一点就是编码，编码方式本课题选用 Huffman 编码的方式.Huffman 编码在通信系统中使用较为广泛，基本原理是可变字长，对大概率出现的抽样值采用短码，反之，不经常出现的信息则用较长的码字表示，本课题便利用 Huffman 这种统计编码方式，将经常用到的用户信息编码为较短的码字进行传输，特定的用较长码字表示[9].Huffman 编码是由于无损压缩的特性经常用来压缩文本和程序文件，因此可以利用广告信息的处理上.本课题Huffman编码主要由三部分构成，编码头为8字节第1-4字节为信息包的标识头；第5、6字节为数据包总长度；第7字节为对应的码书版本号，第8字节为保留字节.码书数据主要由广告文件信息和已编码的用户信息构成，CRC校验码部分占用4字节.

下面利用Huffman编码对用户信息进行编码操作，实现方式如图2所示.

图2　用户信息Huffman编码格式示意图

图3　新型前端定点定类广告文件推送过程示意图

3.3利用Huffman编码进行定点用户推送

利用Huffman编码进行定点用户推送EPG广告，应当首先设置广告区别播发的策略，广告区别播发的设置先找到相应的大数据平台，也就是如前面介绍的移动公司经分支撑报表系统，类似于移动公司的运营商目前基本上都具有相应的用户平台，他们在购买机顶盒服务产品的时候，相应地运营商已经登记了用户的年龄、性别、地区等基本信息，有了这些信息后，EPG广告前端系统里可以按照用户的喜好合理的安排广告内容和广告形式.用户的特点确定后，我们就可以制定方案，例如针对不同地区不同年龄段的用户来个性化的设置 EPG 广告区别播发策略，增强针对性.

广告区别播发的方案已经设置好后，EPG广告系统就可以依据该方案进行定点用户推送广告信息操作，图3为该定点定类广告系统前端的推送过程.

4结果与讨论

本文实用性地提出了一种新型针对指定用户个体或用户群发送定向广告的新系统，使得有定点定类特殊要求的用户可以接收到相应的EPG广告，该系统创造性地与运营商用户信息数据库系统相连接，充分挖掘用户需求，达到运营商与广告主共赢的目的.除此之外该系统通过采用Huffman编码来减少用户信息所占的带宽，提高播发速率，广告发布方式也较为灵活，为后期售后的数据更新提供了方便，同时广告形式的变化也迎合了用户的需求，给电视行业也带来更大的发展潜力.

参考文献

[1]于波.浅谈数字电视技术的现状与趋向[J].信息与电脑：理论版, 2010(6).

[2]李学军,高占建,王建.数字电视EPG广告系统解决方案[J].广播与电视技术, 2009, 36(7):108-108.

[3]陈莉,王牛俊.浅谈数字有线电视机顶盒关键技术及其发展趋势[J].陕西国防工业职业技术学院学报, 2014(1):35-37.

[4]郑婷婷.基于STi7105机顶盒EPG广告系统的设计与实现[D].天津大学,2012.

[5]黄海驰.数字电视机顶盒的基本原理、技术及构成探讨[J].价值工程, 2010(24):232-232.

[6]刘翔,韦泽理,胡典.基于CA授权实现EPG广告系统区域控制的设计与应用[J].广播与电视技术,2014,41(11):84-87.

[7]陆舟.数字电视EPG广告系统[J].中国传媒科技,2012(8).

[8]范艳华.数字电视中实现广告业务的探讨[J].有线电视技术, 2011,18(4):45-48.

[9]邓翔宇.语音PCM的Huffman编码研究与实现[J].自动化与仪器仪表,2010(2):121-122.

[10]朱家发.智能机顶盒的初步研究与实现[D].兰州大学,2012.

[责任编辑：吕海玲]

Push Technology of Digital Television Advertising System Research

WANG Meng, SHAN Hai-hua

(Department of Opto Electronic, Zaozhuang University, Zaozhuang 277160,China)

Abstract：First briefly introduced the technology development of digital TV industry background, secondly introduces digital TV set-top boxes and advertising push technology in the system, and the direction of the EPG system technology research. Discussed and adopted mobile operator platform of data to the selection of a specific customer requirement, main research based on Huffman coding the EPG advertisement system for specific user advertising push. Finally, the development of related theories and technologies were discussed and implemented.

Key words：EPG technology; mobile system with large data; huffman coding; directional push

[中图分类号]U283.4

[文献标识码]A

[文章编号]1004-7077(2016)02-0112-05

[作者简介]王猛(1987-),男,山东枣庄人，枣庄学院光电工程学院助教,工学硕士,主要从事抗干扰通信、硬件实现方向研究.

[收稿日期]2016-01-03