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数字机顶盒集中反映了多媒体、计算机、数据压缩编码、加解扰算法、加解密算法、通信技术和网络技术发展水平，因此技术含量非常高，其关键技术主要有：
· 复用和解压缩技术：模拟信号数字化后，信息量剧增，数据压缩必不可少。MPEG-2( ISO/IEC 13818)视频压缩标准在交互式电视中广泛采用，适用于多种清晰度图像质量；MPEG-4(ISO/IEC 14496)则采用基于对象的压缩编码方法，它把图像和视频分割成不同的对象分别处理，不仅提高了数据压缩比,还能实现许多基于内容的交互功能，为多媒体数据压缩编码提供了更为广阔的平台。
随着大规模集成电路技术及嵌入式系统技术的广泛应用，数字机顶盒硬件实现多采用专用芯片或数字信号处理（DSP，Digital Signal Processing）芯片，将CPU 内核与MPEG-2 、MPEG-4传输流解复用器、DVB通用解扰器、MPEG音频视频解码器和NTSC/PAL编码器集成，形成STB 的核心芯片，以实现实时解复用和实时数据信息处理。
· 下行数据解调与信道解码技术：压缩后的数据不能直接在信道上传输，还需进行信道编码和调制。国际、国内标准均规定，在有线网络中传输数字电视及增值业务采用QAM(Quadrature Amplitude Modulation)调制方式及RS(Reed Solomon)纠错编码。
· 上行数据的调制编码：在交互式应用中，需要考虑上行数据的调制编码问题，目前普遍采用3种方式，即采用电话线传送上行数据，采用以太网传送上行数据和通过有线网络传送上行数据。由于上行数据相对于下行数据要少很多，故多使用 QPSK(Quadrature Phase Shift Keying)或 16QAM方式进行调制。
· 网络浏览技术：为实现真正意义上的网络浏览，有线电视网与因特网连接除了考虑上行和下行数据之外，还必须考虑在其上运行IP（Internet Protocol）。
· 实时操作系统：数字机顶盒中的操作系统采用实时操作系统（RTOS，Real-Time Operating Sys- tem)，如目前流行的VxWorks、Windows CE等。RTOS可在实时环境中工作，并占用较小的内存空间,它负责管理本地资源和网络资源，提供基本的操作功能以及设备的访问控制。
· 中间件技术：中间件（Middleware）技术，即开放式业务平台，已成为交互式电视的核心技术。中间件通常由Java虚拟机、网络浏览器、图像与多媒体模块等组成，通过定义一组完整的标准应用程序接口，使应用程序独立于操作系统和硬件平台，使应用程序的开发变得更加简捷，产品的开放性和可移植性更强，以保证机顶盒的扩展性和投资的有效回收。