Truyền hình số

phổ tần tín hiệu mầu vào phổ tần tín hiệu chói 13 3.5-Sơ đồ chức năng tổng quát của bộ lập mã mầu giải mã 13 II-Sơ đồ khối máy thu hình 17 1-Sơ đồ khối của máy thu hình đen trắng và chức năng của từng khối 17 2-Sơ đồ khối của ti vi mầu 20 III-Các hệ truyền hình mầu 22 1-Hệ truyền hình mầu NTSC 22 1.1-Giới thiệu NTSC 22 1.2-Các tín hiệu hình mầu 23 a-Tín hiệu chói EY 23 b-Tín hiệu mầu EI, QQ 23 c-Phương pháp mang tín hiệu mầu 25 d-Tín hiệu đồng bộ mầu 25 1.3-Bộ lập mã mầu 25 1.4-Bộ giải mã mầu 27 a-Kênh chói 27 b-Kênh mầu 27 2-Hệ PAL 28 2.1-Giới thiệu hệ PAL 28 2.2-Các tín hiệu hình mầu 28 a-Tín hiệu chói 28 b-Tín hiệu mầu V, U 28 c-Tín hiệu đồng bộ mầu 29 d-Cách gửi tín hiệu mầu đi 29 2.3-Bộ lập mã mầu 30 2.4-Bộ giải mã mầu 31 3-Hệ SECAM 32 3.1-Giới thiệu về hệ SECAM 32 3.2-Các tín hiệu hình mầu 32 a-Tín hiệu chói EY 32 b-Tín hiệu hiện mầu DR, DB 32 3.3-Phương pháp mang tín hiệu mầu đi 35 3.4-Bộ lập mã mầu 36 3.5-Bộ giải mã mầu 36 Phần II:Truyền hỡnh số 37 Chương I:Tổng quan về truyền hỡnh số 37 Giới thiệu chung 37 1- Đặc điểm của truyền hỡnh số 38 2-Sơ đồ hệ thống thu phỏt số 40 Chương II:Kỹ thuật PCM 41 I-Lấy mẫu II- Lượng tư húa 45 III-Mó húa 46 IV Biến đổi tớn hiệu video 47 1-Biến đổi tớn hiệu video 47 2-Tần số lấy mẫu tớn hiệu truyền video 47 3-Lượng tử húa tớn hiệu thành phần 55 4-Mó húa 58 5-Tớn hiệu chuẩn thời gian trs 59 6-Cỏc mành sồ 61 Chương III: Nộn ảnh 64 I Mục đớch nộn ảnh số 64 II-Thực chất của nộn ảnh số 64 1-mụ hỡnh nộn ảnh 65 2- độ thừa dữ liệu 66 III-Cỏc phương phỏp nộn 68 1-nộn khụng tổn hao 68 2-nộn cú tổn hao 68 IV-Cỏc loại mó dung trong nộn 69 1-mó RLC 69 2-mó sha non-fano 69 3-mó huffman 69 4-mó dự đoỏn 70 5-mó chuyển vị 72 V-Nộn trong ảnh 74 1-nguyờn lý nộn trong ảnh 74 2-tiền xử lý 75 3-biến đổi co sin rời rạc 76 4-lượng tử húa 79 5-mó húa entropy 80 VI-Nộn liờn ảnh 81 1-mụ hỡnh 81 2-xấp xỉ và bự chuyển động 81 3-tốc độ truyền sau khi nộn 83 VII-Cỏc chuẩn MpeG 84 1-Giới thiệu 84 2-tiờu chuẩn MPEG-1 88 3-tiờu chuẩn MPEG-2 80 Chương I Tổng quan về hệ thống truyền hình I-Hệ thống truyền hình 1-Tín hiệu Video 1.1-Hình ảnh truyền hình Một hình ảnh truyền hình được xây dựng trên từ từ bằng sự chuyển động ngang và dọc màn hình của một điểm chấm sáng trong một mành quét (xem hình 1). Quét dọc Quét ngang Quét ngược Hình.1.Mô hình quét Tín hiệu Video: là tín hiệu gây ra độ sáng của điểm ảnh. Đó là sự thay đổi theo một tỷ lệ cường độ của ánh sáng trong ảnh gốc. Sự chuyển động của điểm sáng ngang màn hình được điều khiển bằng tín hiệu quét dòng. Mỗi lúc điểm sáng đạt đến rìa phải của màn hình, nó được bỏ trống và chuyển động nhanh đến rìa trái của màn hình, sẵn sàng để bắt đầu một dòng tiếp theo. Sự chuyển động nhanh ngược đến vị trí bắt đầu này gọi là quét ngược. Mỗi hình ảnh hoàn chỉnh hoặc một toàn ảnh đòi hỏi ít nhất 500 dòng quét để tạo ra một bức tranh có chất lượng chấp nhận được. Hệ thống tiêu chuẩn truyền hình chất lượng Châu Âu sử dụng 625 dòng trên một toàn ảnh. Sự chuyển động của điểm sáng dọc theo màn hình được điều khiển bằng tín hiệu quét bán ảnh. Khi điểm sáng đạt tới đáy của màn hình, nó được bỏ trống và chuyển động nhanh lên đỉnh của màn hình. Toàn ảnh đòi hỏi phải được quét ít nhất 40 lần trên một giây để tránh cho màn hình chập chờn, nhảy. Hệ thống truyền hình Châu Âu có tốc độ quét toàn ảnh là 50Hz. Tín hiệu Video Hìmh ảnh sáng nhất Hình ảnh tối nhất Xung đồng bộ dòng Xung Xung đồng bộ mành Tín hiệu Video chứa xung đồng bộ dòng và xung đồng bộ bán ảnh để đảm bảo Tivi bắt đầu một dòng mới và một toàn ảnh mới vào đúng giống như Camera (xem hình 2) H2. Tín hiệu Video Để cho phép tín hiệu Video được truyền sử dụng trong một dải tần nhỏ, mỗi toàn ảnh được chia đôi thành hai nửa riêng biệt gọi là bán ảnh. Thời điểm đầu tiên điểm sáng chuyển động dọc màn hình nó hiển thị bán ảnh đầu tiên, bao gồm các dòng toàn ảnh lẻ. Thời điểm thứ hai, nó hiển trị bán ảnh thứ hai, bao gồm các dòng toàn ảnh chẵn. Sự kết hợp hai bán ảnh trong một cách như vậy gọi là quét xen kẽ. Mặc dù các bán ảnh được hiển thị lần lượt nhưng nó xảy ra quá nhanh, điều đó làm cho mắt người chúng ta nhìn chúng như một hình ảnh hoàn chỉnh. 2-Phương pháp tạo màu Để tạo ra ảnh màu trên màn hình người ta dùng phương pháp trộn mầu không gian, tức là trộn ba ánh sáng đỏ, lục, lam trên màn hình màu với các tỷ lệ thích hợp để tạo ra các sắc màu trong tự nhiên. 2.1-ánh sáng và mầu sắc -ánh sáng là sóng điện từ trong dải tần số : 3,8.1014 --> 7,8.1014+Hz Sóng vô tuyến điện Hồng ngoại Tử ngoại Các tia vũ trụ phóng xạ a, b, g (Hz) 3,8.1014 7,8.1014 j 3,80 7,80 mm (mm) l Tím Cam Lơ Lục Vàng Cam Đỏ 2.2-Chọn 3 màu cơ bản Quốc tế đã quy định chọn ba màu cơ bản là Đỏ (Red) : l = 780 nm Lam (Blue) : l = 435nm Lục (Green) : l = 546 nm Điều kiện để chọn 3 màu cơ bản : -Nếu đem hai màu cơ bản trộn với nhau thì không ra màu cơ bản thứ ba -Nếu đem ba màu cơ bản trộn với nhau theo các tỷ lệ thích hợp thì sẽ tạo ra hầu hết các màu trong tự nhiên. Ba màu cơ bản đã chọn thoả mãn điều kiện này. 2.3-Phân tích ảnh màu Dụng cụ cơ bản trong hệ quang học để phân tích ảnh màu thành các ảnh đơn. (R, G, B) là kính lọc màu và gương lưỡng sắc. a-Kính lọc màu ánh sáng trắng đỏ Nguyên lý hoạt động của nó là : Kính lọc màu cho ánh sáng có dải tần ứng với một màu nào đó (R, G hoặc B) và hấp thụ ánh sáng có các dải tần còn lại. Kính lọc màu đỏ Nhược điểm : Năng lượng ánh sáng bị tổn hao nhiều, chỉ còn lại 10 – 30 % sau khi đi qua kính lọc. b-Gương lưỡng sắc Lợi dụng hiện tượng giao thoa ánh sáng trên màn ảnh phản xạ ánh sáng có dải tần nào đó và cho qua ánh sáng có dải tần khác. Ưu điểm -Năng lượng tổn hao trong gương lưỡng sắc không đáng kể -Khả năng chỉ cho qua ánh sáng có dải tần số rất hẹp, thậm chí gần như sánh sáng đơn sắc, do đó có khả năng tạo ra mầu sắc khá tinh khiết. 2.4-Hệ thống quang học R G B ánh sáng 1: nguồn sáng 2: gương phẳng 3: thiết bị biến đổi quang điện 4: lăng kính Hình 3. Hệ thống quang học 2.5-Trộn màu Nếu đem ba màu cơ bản lên một phông màu trắng để có sự phản chiếu hoàn toàn thì mắt người sẽ nhìn thấy ở các chỗ giao nhau ra các màu mới (Ba màu cơ bản có cùng cường độ). R G B Lam - Đỏ : Màu tím mận Lam – Lục : Màu xanh lơ Lục - Đỏ : Màu vàng Lục – Lam - Đỏ : Màu trắng Từ một ảnh màu cần truyền đi ta dùng hệ thống kính quang học tách ra ba màu cơ bản theo công thức sau : Màu cơ bản + Màu phụ = Màu trắng Ba màu cơ bản được cho qua ba thiết bị biến đổi quang điện, biến thành ba tín hiệu màu cơ bản. Để kết hợp với truyền hình đen trắng thì trong kỹ thuật truyền hình màu, ta không gửi đi tín hiệu màu cơ bản mà gửi đi tín hiệu hiện màu, tức là tín hiệu màu trừ đi tín hiệu chữ. ở phía thu ta sử dụng các mạch điện biến đổi tín hiệu truyền hình -> tín hiệu hiện màu -> tín hiệu màu cơ bản, khuyếch đại tín hiệu màu cơ bản, đảo thành cực tính âm đưa đến ba Katốt của đèn hình để điều khiển ba tia điện tử bắn lên màn hình, tạo thành ba màu cơ bản với các tỷ lệ tương ứng để tạo ra màu sắc của ảnh màu trên màn hình. 3-Hệ thống truyền hình màu 3.1-Các yêu cầu cơ bản của hệ thống truyền hình màu đại chúng *Yêu cầu cơ bản -Đảm bảo chất lượng ảnh truyền hình màu : Độ rõ nét cao của ảnh màu và đen trắng, tương phản tốt, màu sắc khôi phục chính xác, không bị chớp nhiễu, ít nhiều, méo hình hoặc nhoè, chất lượng ảnh truyền hình không thay đổi theo thời gian …v…v… -Mạch điện máy thu hình màu đơn giản, hoạt động ổn định, sử dụng tiện lợi, rẻ tiền. -Có khả năng sử dụng tối đa các thiết bị truyền hình đen trắng sẵn có của các đài, truyền hình (máy phát, ăng ten thu phát…) các trạm truyền tiếp, vi ba, vệ tinh và các đường truyền bằng cáp … -Sử dụng hiệu quả dải tần số dành cho lĩnh vực truyền hình -Có khả năng trao đổi chương trình truyền hình màu giữa các nước sử dụng các hệ truyền hình màu khác nhau (kể cả hệ thống thông tin vệ tinh). Đảm bảo được tính tương hợp (đây là yêu cầu quan trọng và có ý nghĩa nhất): vì truyền hình màu ra đời sau khi truyền hình đen trắng đã phát triển và vẫn song song tồn tại cùng nhau, do đó bắt buộc truyền hình màu phải tương hợp với truyền hình đen trắng (ở hai mặt thuận và ngược). +Tương hợp thuận là tất cả các Tivi đen trắng có cùng tiêu chuẩn truyền hình không cần phải thay đổi gì để có thể trực tiếp thu được chương trình truyền hình màu, sang ảnh hiện trên màn hình vẫn chỉ là hình ảnh đen trắng. +Tương hợp ngược là tất cả các Tivi màu có cùng tiêu chuẩn truyền hình thì không cần thay đổi, điều chỉnh gì để thu được chương trình truyền hình đen trắng và ảnh hiện trên màn hình chỉ là ảnh đen trắng. -> Các điều kiện để thực hiện tính kết hợp a.Các thông số của hệ truyền hình màu và truyền hình đen trắng có cùng tiêu chuẩn (phương pháp quét ảnh, phổ ảnh, số dòng quét trong một ảnh v..v) b.Trong tín hiệu truyền hình màu đầy đủ phải có tất cả các thành phần chứa trong tín hiệu đầy đủ của hệ truyền hình đen trắng. Để cho Tivi đen trắng thu tín hiệu truyền hình màu được tốt thì tín hiệu độ chói của ảnh màu phaỉ giống tín hiệu hình ở truyền hình đen trắng. c. Các thành phần tín hiệu phản ánh tin tức màu không gây nhiễu ở ảnh đen trắng trên máy thu hình đen trắng. d. Đảm bảo nguyên tắc độ chói (constant) không đổi, khi đó độ chói của tín hiệu truyền hình chỉ xác định bằng tín hiệu mang tin tức về độ chói, không phụ thuộc vào tín hiệu mang tin tức về màu. 3.2-Tín hiệu chói : Là tín hiệu hình ở truyền hình đen trắng -Tín hiệu chói thường ký hiệu là : EY (hoặc g) -Tín hiệu chói xác định theo biểu thức : EY = LRE’R + LGE’G + LBE’B Tiêu chuẩn NTSC : E’Y = 0,299E’R + 0,587 E’G + 0,114E’B (2.1) Tiêu chuẩn Châu Âu (EC) E’Y = 0,222E’R + 0,706 E’G + 0,071E’B (2.2) Hiện nay các hệ NTSC, PAL, SECAM IIIB đều sử dụng biểu thức Ey theo tiêu chuẩn NTSC. ER EG EB R1 R3 EY Đây là mạch ma trạn (matrix) điện trở đơn giản nhất song chính xác nhất. Chọn : R4 < < R1, R2, R3 Hình 4.Mạch ma trận tín hiệu chói 3.3-Các tín hiệu màu (Color Different signal): Về lý thuyết tín hiệu EY chứa toàn bộ tin tức về độ chói của các cảnh vật (thực tế không được như vậy). Vì vậy để cả tin tức về mầu sắc của cảnh vật chỉ cần một tín hiệu nữa chứa toán bộ tin tức về tính màu (cả sắc màu lẫn độ bão hoà màu) do các tín hiệu màu cơ bản ER, EG, EB có chứa cả tin tức về độ chói lẫn tin tức của tính màu. Vì vậy truyền cả tín hiệu chói và tín hiệu màu cơ bản là chưa hợp lý. Hệ NTSC, PAL và SECAm IIIB đều dùng các tín hiệu màu hoặc các tổ hợp tuyến tính của các tín hiệu màu cơ bản. Các tín hiệu màu : ER-Y = ER = EY EG-Y = EG = EY EB-Y = EB = EY Nếu xét tới việc sửa m có gamma thì : E‘R-Y = E‘R - E‘Y = 0,701 E‘R – 0,587 E‘G – 0,114 E‘B (± 0,701V) E‘G-Y = E‘G - E‘Y = 0,299 E‘R – 0,413 E‘G – 0,114 E‘B (± 0,413V) E‘B-Y = E‘B - E‘Y = 0,299 E‘R – 0,58 E‘G – 0,886 E‘B (± 0,886V) Lựa chọn tín hiệu màu để phát đi : đài phát chỉ cần phát đi tín hiệu chói và tín hiệu hiện màu là đủ -->Bỏ tín hiệu E‘G - E‘Y vì lý do sau (bên phát) : + Quãng biến thiên biên độ của nó là bé nhất (±0,143V) lượng thông tin nó có ít. + Mắt người rất nhạy cảm với màu xanh lục, phân biệt được các chi tiết rất nhỏ của hình ảnh, do đó phải gửi tín hiệu đi với dải phổ rộng -> về mặt kỹ thuật thêm phức tạp. Khôi phục lại tín hiệu E‘G - E‘Y (bên thu) : Sử dụng mạch ma trận G = Y thực hiện biểu thức : Mạch ma trận G - Y E‘G - E‘Y = -0,51 (E‘R - E‘Y) 0,19 (E‘B - E‘Y) Mạch ma trận để hình thành tín hiệu màu : E‘R E‘G E‘B R1 R3 E‘R – Y R2 E‘B - Y E‘G – Y R2 R1 E‘R -Y R3 R4 Hình 5. Ma trận tín hiệu màu E‘R-Y Sử dụng ma trận R – G – B để khôi phục lại 3 tín hiệu màu cơ bản (E‘R, E‘G, E‘B,) theo cách sau : (E‘G - E‘Y) + E‘Y = E‘R (E‘G - E‘Y) + E‘Y = E‘G (E‘G - E‘Y) + E‘Y = E‘B Ưu điểm của việc dùng tín hiệu hiện nạu : -Cải thiện tính tương hợp -Giảm nhỏ ảnh hưởng của nhiễu tới độ chói của ảnh truyền hình -Thuận tiện trong việc xây dựng mạch điện của máy thu hình. Chỉ cần cộng trừ tín hiệu hiện màu với tín hiệu chói sẽ nhận được những tín hiệu màu cơ bản : E‘R, E‘G, E‘B 3.4-Cài phổ tín hiệu màu vào phổ tần tín hiệu chói Phổ tần các tín hiệu E‘R, E‘G, E‘B giống nhau và là phổ tần rời rạc, nên không thể truyền tín hiệu chói và hai tín hiệu hiện màu trên cùng một đường truyền, màn hình chỉ có tín hiệu chói được truyền trực tiếp, còn hai tín hiệu hiện màu phải được dịch phổ về phía tần số cao nhờ sóng mang phụ. Có thể thu hẹp độ rộng phổ tín hiệu màu bằng độ rộng tín hiệu chói bằng cách chọn hợp lý tần số sóng mang phụ để cho phổ tần của tín hiệu chói và tín hiệu màu xen kẽ nhau (H4.01) Tần số sóng mang phụ phải thoả mãn những điều kiện sau: -Tần số sóng mang phụ tải ở miền tần số cao của phổ tín hiệu chói. Phổ tần tín hiệu chói Phổ tần tín hiệu mầu fH fS f -Phải nhỏ hơn tần số cao nhất của phổ tần tín hiệu chói U E’Y U’Y fs f (MHz) Phổ tín hiệu màu Hình 6 . Phổ tín hiệu 3.5-Sơ đồ chức năng tổng quát của bộ lập mã màu : a-Sơ đồ chức năng tổng quát của bộ lập mã L.T.T C3 D.T L.T.T Điều chế (fS) L.T.T C1 C2 MTLMM E‘R E‘G E‘B E‘Y aE‘R-Y f f f f fS bE‘B-Y Um Uhm Uồ XTĐB XĐBĐĐ Hình 7. Sơ đồ khối bộ lập mã màu Bộ lập mã màu (color coder): là thiết bị biến đổi các tín hiệu màu cơ bản E‘R, E‘G, E‘B thành các tín hiệu màu đầy đủ (gồm tín hiệu hình màu, xung tắt đầy đủ - XTĐĐ, xung đồng bộ đầy đủ XĐBĐĐ, tín hiệu đồng bộ màu THĐBM). -Ma trận lập mã mầu để tạo ra tín hiệu chói E‘Y và hai tín hiệu hiện màu từ những tín hiệu cơ bản. Tín hiệu hiện màu được giới hạn độ rộng phổ tần rồi được điều chế vào sóng mạng phụ fs. Tín hiệu sau khi được điều chế gọi là tín hiệu màu, ký hiệu Um. -Mạch cộng một (C1) cộng tín hiệu chói E‘Y và tín hiệu màu Um được tín hiệu hình màu Uhm Uhm = E‘Y + Um -Mạch cộng hai (C2) cộng THĐBM với tín hiệu hình đầy đủ sẽ nhận được tín hiệu truyền hình màu đầy đủ : UZ = Uhm + Udbm Uhm = E‘Y + Um + Udbm -Mạch cộng ba (C3) tạo thành tín hiệu chói có XĐBĐĐ và XTĐĐ -Dây trễ (DT) đảm bảo phối hợp về mặt thời gian giữa tín hiệu chói và tín hiệu màu của một ảnh phần tử. b-Sơ đồ chức năng của tổng quát của bộ giải mã màu : L.T.T D.T L.T.T L.T.T Giải điều chế Tách riêng tín hiệu chói và mầu Mạch đo màu E‘Y E‘R E‘G E‘B aE‘R-Y bE‘B-Y Um Uồ M.T GMM Sơ đồ : Hình 8. Sơ đồ khối bộ giải mã mầu Chức năng : tạo ra các màu cơ bản từ tín hiệu màu truyền hình đầy đủ -Mạch tách tín hiệu : dùng để tách riêng tín hiệu chói và tín hiệu màu từ tín hiệu truyền hình đầy đủ. -Mạch giải điều chế : giải điều chế tín hiệu mà để nhận được tín hiệu hiện màu. -Mạch đồng bộ màu : dùng để xử lý tín hiệu đồng bộ màu, từ đó tạo ra tín hiệu điều khiển mạch giải điều chế. Để cho mạch giải điều chế hoạt động đồng bộ với mạch điều chế. -Mạch ma trận giải mã màu : tạo ra các tín hiệu màu cơ bản từ tín hiệu chói và tín hiệu hiện màu. -Dây trễ : để đồng bộ tín hiệu chói và tín hiệu màu. *Các bộ phận khác nhau chủ yếu trong bộ lập mã và giải mã màu của các hệ NTSC, PAL, SECAM IIIB: -Mạch điều chế -Mạch giải điều chế -Mạch đồng bộ màu a-Sơ đồ khối của hệ thống truyền hình phía phát thu : *Phía phát :ảnh màu cần truyền đi Mạch ma trận phía phát Gương phẳng Kính lọc màu đỏ Tín hiệu chói Kính lọc xanh lá cây Kính lọc xanh lục Đèn quang tử (Vidicon hoặc C.C.D.v..v.. Thấu kính ER- Eg ER- Eg Hai tín hiệu hiện màu Khuyếch đại EY điều biên am Máy phát sóng mang hình ảnh fA Mạch tạo mã mầu của các hệ mầu NTSC PAL SECAM Máy phát sóng mang âm thanh f1 điều tần EY (EY – EV) (ER – EV) TH màu EY E fA Ăng ten f (MHz) Đem lồng tín hiệu mầu vào phổ tần của tín hiệu chói EY tín hiệu AUDIO đến ft Hình 9. Sơ đồ khối hệ thống truyền hình (từ phía phát đến p hía thu) Công suất phát xạ : Pa = 10 Pt Tần số hát xạ : -Hệ NTSC : dt = da + 4,5 MHz (Mỹ và Nhật Bản) -Hệ PAL BG : dt = da + 5,5 MHz (Tây Âu) -Hệ PAL I : dt = da + 6,0 MHz (Hồng Kông) -Hệ PAL DK : dt = da + 6,5 MHz (Trung Quốc và Việt Nam) -Hệ SECAM IIIB : dt = da + 6,5 MHz (Nga) 1 3 4 5 6 7 8 11 12 13 14 15 16 2 9 10 19 20 21 17 18 22 23 24 25 27 28 26 29 30 38 MHz 31,5 MHz Loa 8W AGC Hộp kênh Đèn hình hiện (CRT) Xung quét mành FV = 50Hz Xung quét dòng fH = 15625Hz + 14.000V AC 220V + 12V II-Sơ đồ khối máy thu hình và chức năng của khối 1-Sơ đồ khối của máy thu hình đen trắng và chức năng của từng khối Sơ đồ khối : 1 1 Hình 10. Sơ đồ khối máy thu đen trắng *Chức năng của từng khối : Khối 1 : Là mạch khuyếch đại cao tần dùng để điều chỉnh cộng hưởng lấy sóng của đài phát hình (Tần số thu) gồm: -Sóng mang hình ảnh : da điều biên -Sóng âm thanh : dt điều tần khuyếch đại tín hiệu mạnh lên làm cho tỷ số S/N ư Khối 2 : Mạch tạo sóng ngoại sai (tạo dao động dd) với quy luật dd = da + 38,0 Mhz = dt + 32,5 MHz Khối 3 : Mạch trộn tần để lấy ra trung tần da, dt trộn dd : dd - da : trung tần hình dd - dt : trung tần tiếng -> Ba khối : 1, 2, 3 được đặt trong một khối kim loại để cách ly điện từ trường bên ngoài, có cơ cầu đồng trục để đồng chỉnh. Khối 4: Mạch khuyếch đại trung tần chung lần thứ nhất Khối 5 : Mạch khuyếch đại trung tần chung lần thứ hai Khối 6 : Mạch khuyếch đại trung tần chung lần thứ ba Ba tầng khuyếch đại mắc liên tiếp nhau sẽ đạt được hệ số mạch khuyếch đại rất lớn : Kồ = K1 . K2 . K3 -> Làm cho độ nhạy của chúng tăng cao và tính chọn lọc tốt Khối 7 : Mạch tách sóng Video dùng một con điốt tiếp điểm sao tần để tách lấy tín hiệu hình ảnh ra khỏi sóng mang dưới hình thức điều chế biên độ, đồng thời làm xuất hiện trung tần tiếng sau lần đổi tần thứ hai này. 38 MHz – 31,5 MHz =6,5 MHz Khối 8 : Mạch khuyếch đại tín hiệu sau tách sóng Video Khối 9 : Mạch tự động điều chỉnh hệ số khuyếch đại (AGC) giữ cho chất lượng hình ảnh và âm thanh ở đầu ra luôn đồng đều trong suốt buổi thu. Khối 10 :Khuyếch đại tín hiệu Video lần cuối, làm cho điện áp tín hiệu Video lớn lên gần 100V, rồi đảo thành cực tím âm, đưa đến katốt của đèn hình để điều khiển số lượng điện tử bắn lên màn hình. Khối 11: Mạch khuyếch đại cộng hưởng để chọn lọc trung tần tiếng lần I Khối 12: Mạch khuyếch đại cộng hưởng chọn lọc trung tần tiếng lần II Khối 13 : Mạch tách sóng điều tần để lấy ra âm tần Khối 14 : Mạch khuyếch đại điện áp âm tần Khối 15 : Mạch khuyếch đại trung gian kích âm tần Khối 16 : Mạch khuyếch đại công suất âm tần. Thường dùng hai con Transistor mắc đẩy kéo làm việc ở chế độ AB, để cho ra công suất lớn với hiệu suất cao. Khối 17 : Mạch tách xung đồng bộ ra khỏi tín hiệu Video Khối 18 : Xung đồng bộ là những xung có dạng hình chữ nhật được đài phát đi vào giữa thời gian quét ngược của mỗi chu kỳ phát, nó bao gồm xung đồng bộ dòng và xung đồng bộ mành, để máy thu đồng bộ nhịp quét của mình với nhịp quét của đài phát. Đây là mạch khuyếch đại và phân chia xung đồng bộ Khối 19 : Mạch tự dao động để tạo xung răng cưa quét mành với tần số dv = 50 Hz Khối 20 : Mạch khuyếch đại trung gian kích mành Khối 21 : Mạch khuyếch đại công suất quét mành. Dùng hai Transistor mắc đẩy kéo làm việc ở chế độ AB rồi đưa xung quét mành lên cuộn lái tia, quét tia điện tử chạy theo chiều dọc màn hình. Khối 22 : Mạch so fa để đồng bộ dòng: Dùng hai điốt tiếp điểm cao tần để so fa xung quét mành do máy tự phát ra và do đài phát ra, nếu đồng pha điện áp đưa ra là OV, còn nếu lệch pha điện áp đưa ra là âm hoặc dương được đưa về tầng dao động dòng để điều chỉnh laị nhịp dao động cho đồng bộ với phía đài phát. Khối 24 : Mạch khuyếch đại trung gian kích dòng Khối 35 : Tầng công suất quét dòng Dùng một Transistor công suất cao tần đóng vai trò khoá K được điều khiển thông tắc theo nhịp tần số dòng để tạo xung răng cưa quét dòng. Khối 26 : Điốt DAMPER đóng vai trò khoá K2 cùng được thông tắc theo nhịp tần số dòng để phối hợp với khối 25 tạo xung răng cưa quét dòng. Khối 27 : Biến áp quét dòng Cùng nằm trong cơ chế tạo xung răng cưa quét dòng để đưa xung quét dòng lên cuộn lái tia, tạo từ trường lái tia điện tử chạy theo chiều ngang màn hình. Đồng thời tận dùng năng lượng xung quét dòng thông qua cuộn biến áp để tạo ra nhiều mức điện áp cần thiết khác nuôi TV. Khối 28 : Mạch chỉnh lưu đại cao áp Đổi đại cao áp xoay chiều thành một chiều để đưa đến cực Alốt của đèn hình, hút liên tục điện tử bay về phía màn hình để bật ra ánh sáng và có hình ảnh. Khối 29 : Biến áp nguồn đổi điện xoay chiều từ mức 220V (hoặc 110V) thành các mức điện áp dùng theo yêu câù của từng máy. Khối 30: Mạch chỉnh lưu lọc và ổn định điện áp một chiều để lấy ra điện áp một chiều ổn định xuôi TV. 2-Sơ đồ khối của tivi mầu 2 3 5 7 8 4 9 1 6 10 O UHF 11 12 13 14 15 16 17 18 20 25 26 19 22 20 20 21 VHF Màn hình phát sáng 3 mầu cơ bản R . G . B ER ER-Y EG-Y ER-Y EB-Y EB-Y EG EB KR KB Đèn hình mầu fh fv A fh fv Tia hồng ngoại AC ằ 220V Mạch nguồn H.V + 115V + 15V -30V Khối 1 : Hộp kênh của băng UHF Khối 2 : Hộp kênh của băng VHF Khối 3 : Mạch khuyếch đại trung tần Khối 4 : Mạch tách sóng Video và mạch khuyếch đị tín hiệu sau tách sóng Video Khối 5 : Mạch tự động điều chỉnh tần số ngoại sai (AFT) Khối 6 : Mạch tự động điều chỉnh hệ số khuyếch đại (AGC) Khối 7 : Mạch quy đổi và tạo trung tần tiếng lần thứ 2 Khối 9 : Mạch khuếch đại và xử lý tín hiệu chói EY Khối 10 : Mạch giải mã màu để lấy ra hai tín hiệu hiện màu ER - EY EB - EY Khối 11 : Mạch ma trận G – Y, dùng để phối hợp giữa hai tín hiệu hiện màu (ER – EY và Eb – EY) do đài phát phát đến để tạo lại tín hiệu hiện mầu thứ ba là EG = EY. Khối 12 : Mạch ma trận R. G. B dùng để khôi phục lại 3 tín hiệu màu cơ bản EY, EG và EB. Khối 13 : Mạch khuếch đại tín hiệu mầu đỏ lần cuối Khối 14 : Mạch khuếch đại tín hiệu mầu lục lần cuối Khối 15 : Mạch khuếch đại tín hiệu mầu lơ lần cuối 3 tầng khuyếch đại này khuếch đại cho tín hiệu mầu cơ bản lớn lên (hơn 100V) rồi đảo thành cực tính âm đưa đến 3 Katốt của đèn hình để điều khiển số lượng 3 tia điện tử bắn lên màn hình, pha trộn để tạo thành mầu tương ứng trên màn hình. Khối 16 : Đây thực chất không phải là một khối riêng biệt mà chỉ là những chiết áp điều chỉnh nằm ngay trong mạch Emitor của 3 mạch khuếch đại mầu. Dùng để điều chỉnh chế độ làm việc tĩnh của 3 mạch khuyếch đại mầu cuối sao cho có tỷ lệ thích đáng để khi không có tín hiệu mầu đến thì ánh sáng của màn hình sẽ là màu trắng. Khối 17 : Mạch tách xung đồng bộ, khuyếch đại và phân chia xung đồng bộ. Khối 18 : Toàn bộ mạch quét dòng Khối 19 : Toàn bộ mạch quét mành Khối 20 : Mạch phối hợp giữa xung răng cưa quét dòng và quét mành để tạo ra dạng xung sửa méo gốc. Khối 21 : Mạch phối hợp xung quét dòng và mành để hình thành xung quét ngược. Khối 22 : Khối chỉnh lưu đại cao áp, đổi đại cao áp xoay chiều thành một chiều (+20.000V) để đưa tới cực a của đèn. Khối 23 : Mạch tiếp nhận điều khiển từ xa bằng tia hồng ngoại Khối 24 : Mạch VXL để điều khiển mọi hoạt động của tivi Khối 25 : Mạch khử từ dư, là mạch điện tạo ra xung từ trường rất mạnh, tồn tại trong một thời gian rất ngắn, mỗi lần ta bắt đầu mở máy, để quét sạch từ dư đọng lại trên màn hình là ảnh mầu không bị loang mầu. Khối 26 : Mạch nguồn, đổi điện xoay chiều 220V (hoặc 110V) thành các mức điện một chiều ổn định cho ti vi mầu. 3-So sánh đồi khối của ti vi mầu và đen trắng Ta thấy chỉ những khối sau đây của ti vi màu giống ti vi đen trắng : -Khối 1, 2 : Hộp kênh (khối 1, 2, 3) -Khối 3 : Khuếch đại trung tần (khói 4, 5, 6) -Khối 4 : Tách sóng Vi deo và khuếch đại tín hiệu sau tách sóng video (khối 7, 8) -Khối 6 : Mạch tự động điều chỉnh hệ số khuếch đại (AGC) (khối 9) -Khối 8 : Toàn bộ đường tiếng của ti vi (khối 11, 12, 13, 14, 15, 16) -Khối 9 : Khuyếch đại và xử lý tín hiệu chói EY -Khối 17: Mạch tác xung đồng bộ, khuếch đại và phân chia xung đồng bộ (17, 18) -Khối 18 : Toàn bộ mạch quét dòng (khối 22, 23, 24, 25) -Khối 19 : Toàn bộ mạch quét mành (khối 19, 20, 21) -Khối 22 : Khối chỉnh lưu đại cao áp (khối 28) -Khối 26 : Mạch nguồn nuôi (khối 29, 30) Iii-Các hệ truyền hình mầu 1-Hệ truyền hình mầu TSC 1.1-Giới thiệu NTSC (National Television Standard Comute) Là hệ truyền hình màu đại chúng có tính trùng hợp đầu tiên trên thế giới. Được nghiên cứu từ năm 1950 đến 1953 và được sử dụng từ năm 1954 tại Mỹ. Ngày nay, hệ NTSC còn được sử dụng ở Nhật Bản, Canađa, Philipin, Đài Loan, Nam Triều Tiên và nhiều nước khác. 1.2-Các tín hiệu hình mầu a-Tín hiệu chói EY : Do hệ NTSC phát triển từ hệ truyền hình đen trắng F.C.C lên th EY có những đặc điểm sau : *EY được xác định theo biểu thức : EY = 0,299 ER + 0,587 EG +0,114EB *Dải tần : từ 0 đến 4,2 MHz b-Tín hiệu mầu EI, EQ -ở hệ NTSC tiêu chuẩn tần số cao nhất của tín hiệu chói giới hạn ở 4,2 MHz nên phải chọn trục I và Q thay cho trục (R-Y) và (B-Y), để có khả năng dùng một tín hiệu mầu dải tần rộng và một tín hiệu hiện mầu có dải tần hợp hơn nhằm đảm bảo cho độ rõ mầu của ảnh truyền hình, loại trừ được méo xuyên giữa các tín hiệu hiện mầu sau mạch tách xung đồng bộ. -Vị trí tối ưu của trục : +I là sớm pha 330 so với trục + (R-Y) +Q là sớm pha 300 so với trục + (B-Y) Lúc nguồn EI có độ rộng dải tần là 0 – 1,5 MHz EQ có độ rộng dải tần là 0 – 1,5MHz -EI và EQ được xác định theo biểu thức : EI = 0,735 ER-Y – 0,268 EB-Y = 0,591 ER – 0,274 EC – 0,322 EG EQ = 0,735 ER-Y – 0,268 EB-Y = 0,591 ER – 0,274 EG – 0,322 EB ER-Y 330 330 EB-Y Q O I c-Phương pháp mang tín hiệu mầu : -Hai th EI và EQ được điều biên nén trên một sóng mang phụ có tần số là 3,58MHz -Để không làm EI và EQ lẫn vào nhau người ta là lệch pha sóng mang thành hai sóng mang phụ lệch pha nhau 900. 450 450 -Đặc điểm của điều biên nén : +Khi không có tín hiệu mầu gửi đi thì sóng mang mầu triệt tiêu +Biên độ lớn nhất của sóng mang cũng chỉ bằng tín hiệu mầu -> Điều này đảm bảo cho th mầu không gây nhiễu trên ảnh truyền hình ở máy thu đen trắng hoặc trên các mảng trắng của ảnh tín hiệu màu khi truyền các chi tiết không màu Dạng tín hiệu ở mạch điều biên nén Ud t U Ud: Giá trị Max của tín hiệu màu Hình 12. Đồ thị dạng tín hiệu điều biên nén d-Tín hiệu đòng bộ mầu (Color Burst hoặc Burst) Là một chuỗi xung gồm từ 8 – 10 chu kỳ điều hoà có tần số bằng tần số sóng mang phụ fs, được sắp xếp ở chiều sau của các xung tắc dòng, từ chín dòng đầu của xung tắt mặt. -Tín hiệu đồng bộ nên sắp xếp ở chiều sau xung tắt dòng, nên nó không biểu hiện trên màn hình máy đen trắng và máy màu -Mục đích của xung đồng bộ màu +Để đảm bảo sắc màu của ảnh truyền hình mầu không sai so với sắc màu cảu ảnh quang chuyển đi. +Để thực hiện đồng bộ và đồng bộ pha cưỡng bức của sóng mang phụ chuẩn được tạo ra ở máy thu hình màu (vì thành phần sóng mang phụ bị triệt tiêu do điều kiện nén). 1.3-Bộ lập mã màu MT C1 DT1 LTT E1 LTT EQ DT2 ĐBCB1 C2 C3 ĐBCB2 LTT DP -900 DP -570 TS MP K2 DT3 K1 ĐHĐ E1 EQ EB fs fV fH Hình 13. Sơ đồ khối bộ lập mã mầu -Mạch ma trận hình thành tín hiệu chói EY và hai tín hiệu màu EY và EQ từ tín hiệu mầu cơ bản ER, ED và EB. -Mạch L.T.T đối với tín hiệu EI có tần số giới hạn trên là 1,5 MHz còn đối với tín hiệu EQ là 0,6MHz. -Mạch tách sóng mang phụ bằng thạch anh (dùng thạch anh để đảm bảo độ ổn định tần số cần thiết) taọ dao động có tần số fs bằng 3,58 Mhz và góc pha là 1800 (so với trục B-Y) dao động này qua mạch dịch pha –570 đảm bảo sóng mang phụ đặt lên mạch Đ.B.C.B1 có góc pha 1230 (bằng 180-570) và lại qua mạch dịch pha – 900 để cho sóng mang phụ đặt lên mạch Đ.B.C.B2 có góc pha 330. Tại lối ra mạch cộng C2 nhận được tín hiệu mầu Um. -Tại mạch C1 thực hiện cùng tín hiệu chói với xung đồng bộ đầy đủ và xung rất đầy đủ. -Tín hiệu EY qua đường truyền có dải thông tần rộng nhất còn tín hiệu EQ qua đường truyền có dải thông tần hạng nhất. Cho nên tín hiệu EQ truyền với vận tốc chậm nhất còn EY truyền với tốc độ nhanh nhất. Để các tín hiệu EY, EI, EQ không bị lệch nhau, trong từng chiều ảnh đến mạch C3 trong cùng một lúc, phải có DT1 với thời gian trễ chừng 0,7 ms và DT2 chứng 0,5 ms. -Tại mạch cộng 3 C3 tín hiệu chói (kể cả tín hiệu xung đồng bộ đầy đủ (X.T.Đ.Đ) với tính hiệu mầu và tín hiệu đồng bộ mầu được cộng với nhau. Tín hiệu mầu đầy đủ US nhận được ở C3 qua mạch L.T.T có dải thông (0 - 4,2) MHz truyền tới vùng phát hình. Nén 4,5 mS K.Đ DT1 L C D 3,58 M K.Đ Wa -ER K.Đ EY TSĐB (I) LTT 1 DT2 K.D P.T EI -EI TSĐB (Q) LTT 2 K.D P.T EQ -EQ K.Đ Wa -EG K.Đ Wa -EB KĐM KĐM LTD DP -900 DP -570 TSMP.C P.T Đ.K L.T.T T.S.P 1800 K.Đ K H.T X.C TM TĐM 330 1.4-Bộ giải mã mầu : Hình 14. Sơ đồ khối bộ giải mã mầu a-Kênh chói Gồm có mạch nén dao động tần số (4,5MHz) dây trễ, mạch lọc chẵn dải, và một hoặc một số tầng khuyếch đại ngoài ra còn có thể có mạch ghim, mạch tự hạn chế độ sáng (ABL). -Mạch nén dao động ở tần số 4,5MHz, thường gặp là mạch cộng hưởng LC nối tiếp hoặc song song hoặc thạch anh. -Dây trễ có độ rộng dải tần là 4,2 MHz và thời gian trễ (khoảng 0,3-0,7 ms), để đảm bảo cho tín hiệu chói và tín hiệu mầu của một phần tử ảnh đến ma trận hoặc màn hình mầu cùng một lúc. -Mạch LCD : nén sóng mang phụ và các thành phần phổ của tín hiệu mầu gần fs nhằm giải ảnh hưởng của tín hiệu mầu đến chất lượng ảnh ơhần hình mầu. b-Kênh mầu Tín hiệu Video được đưa đến mạch lọc thông dải để chọn lọc tần số của tín hiệu, mầu sau đó được khuyếch đại đưa tới hai mạch tách sóng đồng bộ (TSĐB) I và Q hai mạch tách sóng này nhận được hai sóng mang phụ fs đã được dồng bộ và dịch pha – 1230 đến mạch tách sóng Q và -170 đến mạch tách sóng I. Tín hiệu sau mạch TSĐB I đi qua một dây trễ để đảm bảo tốc độ truyền bằng tốc độ sóng của tín hiệu sau mạch tách sóng Q (do Q có dải tần hẹp hơn nên tốc độ sóng nhỏ hơn). Hai tín hiệu EI và EQ được khuyếch đại phân tải rồi đưa đến m._.ạch mã hiệu tiết lượng với tín hiệu EI để tạo ra tín hiệu ER, EB, EG. ER = ER + 0,956 EI + 0,621 EQ EG = EY = 0,271 EI – 0,648 EQ ER = EY – 1,105 EI + 1,701 EQ 2-Hệ Pal 2.1-Giới thiệu Hệ PAL (Phase Alternetion Line thang đối pha theo dòng) do hãng “Telefun Ken” của Tây Đức đề ra và nghiên cứu từ năm 1962 đến năm 1966 được xem là hệ tiêu chuẩn. Từ năm 1967 bắt đầu phát chương trình truyền hình. -Dây là hệ truyền hình mầu đồng thời. Nó đồng thời truyền tín hiệu chói và hai tín hiệu màu. 2.2-Các tín hiệumàu a-Tín hiệu chói : EY EY = 0,299ER + 0,587EG + 0,114EB Dải tần rộng 5MHz (tiêu chuẩn B, G) b-Tín hiệu mầu V, U V = EV = 0,877 ER-Y = 0,615 ER – 0,515 EG - 0,1 EB U = EU = 0,493 EB-Y = 0,147 ER – 0,293 EG - 0,437 EB Hai tín hiệu này có đặc điểm là : V thay đổi pha liên tục đảo pha theo từng dòng quét, với mục đích làm giảm ảnh hưởng của méo pha đến tín hiệu màu. Nó được giải thích như sau: V EV M”2 M1 M’1 M M2 M’2 +EU -EU O U Hình 15. Tín hiệu màu U,V Giả sử tại đường N phát đi một tín hiệu màu có véc tơ là OM1 có góc a toạ độ (+ EV, + EU). Đến máy thu nhận được sự sai pha trở thành véc tơ OM’1. Tiếp theo véc tơ OM2 với toạ độ (-EV, +EU) thì xung thu nhận được véc tơ OM’2. Nhưng vì đó là giải màu giả lên xung phản đảo thành OM’’2. Khi đó cộng hai véc tơ với nhau ta sẽ được một véc tơ tổng là : M’1+ M’2 = OM đã kéo dài với góc a trở về góc nguyên thuỷ. .c-Tín hiệu đồng bộ mầu Nhiệm vụ : -Đảm bảo đồng pha và tần số sóng mang phụ ở phía phát cùng phía thu. -Vì tín hiệu V đảo pha theo từng dòng nên có thêm tin tức để phía thu biết được dòng quét nào tín hiệu bị đảo pha, từ đó mà tạo điện áp điều khiển chuyển mạch điện từ trong máy thu hình màu để nó hoạt động pha với CMĐ từ phía phát. -Cách gửi tín hiệu mầu đi : cũng giống như ở hệ NTSC hai tín hiệu hiện mầu V và U cũng được điều chế trên một sóng mang phụ theo phương thức điều chế vuông góc nhưng không cần lệch pha so với B – Y và R – Y và độ rộng dải phổ của tín hiệu chói lớn (=5MHz). MT C1 DT1 LTT E1 LTT EQ ĐBCB1 C2 C3 ĐBCB2 XĐB màu E1 EG EB XĐBĐĐ XTĐĐ DP +1350 DP -1350 4,43 MHz DP +1800 Tạo xung CMĐT1 CMĐT2 Uồ 2.3-Bộ lập mã mầu Hình 16. Sơ đồ khối bộ lập mã mầu 3 tín hiệu mầu cơ bản sau khi đi qua mạch ma trận đã trở thành 3 tín hiệu : tín hiệu chói EY có độ rộng 5MHz và hai tín hiệu hệ màu U và V. Bộ tạo dao động tần số fs = 4,45MHz bằng thạch anh cùng cộng cho bộ tạo trắng hiện đồng bộ mầu và sáng được cân bằng hai th U và V. Dao động này được di pha ± 900 qua CMĐT1 để đưa đến mạch ĐBCB (V) mục đích tín hiệu để tín hiệu sau mạch ĐBCB (V) đảo pha liên tục theo từng dòng quét, tín hiệu điều khiển chuyển mạch điện tử có tần số f = fH/2. Còn dao động sóng mang đưa về mạch ĐBCB (U) không cần di pha vì Uu không đảo pha theo lượng dòng quét. Tín hiệu đồng bộ màu cũng được điều chỉnh vào sóng mang phụ fs và sóng mang này được di pha ± 1300 để tín hiệu màu phân dải pha liên tục từng dòng quét. Nó được cộng với tín hiệu mầu đã có được điều biên ở mạch C2. Sau mạch C2 tín hiệu mầu đầy đủ được đưa đến mạch C3 để đồng với tín hiệu chói sau đó đưa đến máy phát. 2.4-Bộ giải mã mầu Lọc tín hiệu mầu DT KĐ EY VIDEO signal DT 64ms + + Tách sóng AM nén Ma trận G-Y Mạch ma trận R-G-B Đảo pha a +2EU ±2EV b c ER-Y EB-Y EB-Y ER-Y EG-Y -EG -ER -EB Tín hiệu tại a : ± Ev + EU Hình 17. Sơ đồ khối bộ giải mã mầu C : ± EV – EU b : ± EV + EU -> a + b = + 2EU b + c = ± 2EV Sau đó : (a +b) đưa vào mạch tách sóng (b + c) a + b : Tách sóng AM nén b + c : Tách sóng AM nén những sóng mang tạo lại đảo pha ± 450 theo từng dòng quét. Sau mạch tách sóng ta được hai th FR-Y và EB-Y. Nhưng hai th đã được giảm nhỏ biên độ chỉ còn 1/2 và đưa sang mạch ma trận G – Y tạo lại tín hiệu hiện mầu thứ ba EG-Y. 3-Hệ Secam 3.1-Giới thiệu Hệ SECAM (Séquentiel Couleur A Mémoise) là hệ truyền hình màu đồng thời lần lượt. Được phát triển và hoàn thiện đầu tiên trên cơ sở hệ Henri de France. Sau nhiều năm tiếp tục hoàn thiện, chủ yếu là chọn giá trị cụ thể cho một số thông số điều chế (như độ dịch tần,v…v…) thông số các mạch đặc biệt (như Preemphasis, …v…v) đến năm 1976 nó được mang tên SELAM IIIB, còn gọi là SECAM tối ưu. Hệ SECAM có tính chống nhiễu tương đối cao, kém nhượng với méo pha, méo pha – vi sai, méo biên độ – vi sai. Đến nay, hẹ SECAM được dùng ở nhiều nước trong đó có Liên Xô (cũ) Pháp. 3.2-Các tín hiệu hình mầu ở hệ SECAM, tín hiệu chói EY được truyền ở tất cả các dòng, hai tín hiệu mầu DR và DB truyền lần lượt theo dòng quét trên hai sóng mang phụ có tần số trung tần fOR và fOB tương ứng theo phương thức điều tần. a-Tín hiệu chói EY Xác định theo biểu thức : EY = 0,299 ER + 0,587EG + 0,114EB với dải tần rộng 6MHz (với tiêu chuẩn truyền kênh DK). b-Tín hiệu mầu DR và DB DR = KR-Y = - 19ER-Y DB = +KB . KB -Y = 1,5EB-Y Có dải tần bằng nhau và bằng 1,3 MHz Khi dùng tín hiệu DR và DB thì giá trị tương đối của biểu thức trong khoảng (-1, +1) Vì : DR = 1,9 (± 0,52c) = ± 1 DB = 1,5 (± 0,664) = ± 1 c-Phương pháp mang tín hiệu mầu đi Hệ SECAM chọn hai tần số sóng mang phụ như sau: fOR = 282fH = 4,40625 MHz ± 2KHz fOB = 272fH = 4,25 MHz ± 2KHz Chọn fOR và fOB khác nhau nhằm nâng cao tính chống nhiễu của hệ. Do tín hiệu hiện màu được điều tần lên phải có thêm hai khâu kỹ thuật sau: 4,25 4,286 4,406 f(MHz) Phía phát Phía thu U -Dùng mạch cộng hưởng dạng chuông ngửa ở phía phát và mạch cộng hưởng dạng chuông sấp ở phía thu, tần số cộng hưởng f = 4,286MHz suy giảm để tín hiệu mầu khi phát có biên độ nhỏ hơn tín hiệu chói (phía phát). Phía thu sử dụng mạch chuông sấp để khôi phục lại tín hiệu màu. -Tiền nhấn tần cao phía phát và giải nhấn tần cao phía sau Phía phát Phía thu f(KHz) Khi điều tần ở số càng cao nhiễu càng lớn do đó ta phải khuyếch đại phía tần cao lên để nâng cao tính chống nhiễu. ở phía thu phải có mạ ng C2 cộng với tín hiệu mầu Um. Tín hiệu DR và DB được đưa qua chuyển mạch điện tử đường nhờ chia từ 2H để tín hiệu DR và DB được đưa đến theo từng dòng lần lượt sau đó đưa đến mạch C2 để cộng với EY rồi được đưa tới máy phát. 3.3-Bộ giải mã mầu : Hình 20 . Bộ giãi mã mầu Lọc tín hiệu màu KĐ ĐT Khuyếch đại Permutator Tách sóng FM fOR = 4,406 MHz giải nhấn tần cao Ma trận G-Y Mạch ma trận R-G-B Tách sóng FM fOB = 4,250 MHz giải nhấn tần cao Dây trễ 64ms MCH 4,25MHz nhận dạng màu Triệt mầu Flip Flop Uhm EY Tín hiệu mầu lần lượt tới tr ực tiếp DR DB DR DB DR DB DR DB DR DR DR DB DB DB ER-Y EB-Y ER-Y EG-Y EB-Y R G B dH/2 fH EY Tín hiệu Video mầu đi qua mạch cộng hưởng sấp 4,286 MHz để lấy ra tín hiệu mầu, qua khuyếch đại cho lớn lên rồi đưa đến chuyển mạch SECAM theo hai đường (trực tiếp và trễ 64ms). Vậy ở đầu vào của chuyển mạch SECAM chỉ trừ dòng đầu tiên còn từ dòng thứ hai trở đi mỗi dòng kẻ đều đồng thời có cả hai tín hiệu màu. Tín hiệu màu ở đây vẫn là lần lượt và lộn về màu Qua chuyển mạch SECAM, đã hướng tín hiệu mầu cho đúng tuyến và ở đầu ra đã có đồng thời hai màu đỏ và lam trong cùng một dòng kẻ và tách ra đi theo hai đường riêng biệt. Tín hiệu DR được đưa đến mạch tách sóng điều tần theo tần số 4,406MHs để lấy ra tín hiệu màu lam. Các tín hiệu này được giải nhấn tần cao cho trở lại bình thường rồi đưa đến mạch ma trận R – G – Y để tạo lại cả 3 tín hiệu hệ màu. Mặt khác tín hiệu mầu được đưa đến mạch cộng hưởng 4,25MHz để nhận dạng màu và dùng xung quét dòng để mở cửa nhận dạng. Nếu không nhận dạng ra tín hiệu màu thì nó sẽ điều khiển mạch triệt mầu khoá kênh mầu lại để không gây nhiễu màu lên ảnh đen trắng. Nhận xét : Mạch giải mã mầu SECAm có 4 mạch cộng hưởng nếu mất hai mạch cộng hưởng đầu (chuông và nhận dạng) mà bị chỉnh lệch tần số làm việc thì sẽ mất hoàn toàn màu, chỉ còn ảnh đen trắng. Còn hai mạch cộng hưởng tách sóng điều tần, nếu chỉnh sai tần số làm việc thì chỉ bị sai màu. phần ii. truyền hình số chương i. tổng quan về truyền hình số i.giới thiệu chung Những năm đầu của thập kỷ 20, ghi nhận sự ra đời của truyền hình đen trắng với những tiêu chuẩn khác nhau : L,M,N,B,G,H,I,D,K... Truyền hình mầu với ba hệ : NTSC.PAL,SECAM xuất hiện vào những thập kỷ 50, 60 đã tạo lên một bước ngoặt lớn trong quá trình phát triển của công nghệ truyền hình. Cả ba hệ đều sử dụng các tín hiệu thành phần là tín hiệu chói và hai tín hiệu hiệu mầu( Y,R-Y,B-Y) . Điều khác nhau cơ bản giữa ba hệ này là phương pháp điều chế tín hiệu hiệu mầu, tần số sóng mang mầu và phương thức ghép kênh. Do sự phát triển nhanh chóng của công nghệ vi điện tử với sự ra đời của các vi mạnh cỡ lớn, các bộ xử lý tín hiệu với tốc độ cao, các bộ nhớ với dung lượng lớn và nhất là sự bùng nổ của công nghệ thông tin trong những năm gần đây. Video số và truyền hình số hoàn toàn mang tính khả thi và dần trở thành hiện thực. Công nghệ truyền hình số đang bộc lộ thế mạnh tuyệt đối so với công nghệ tương tự trên nhiều lĩnh vực : Tín hiệu số ít nhậy cảm với các dạng méo xẩy ra trên đường truyền Có khr năng phát hiện lỗi và sửa sai Tính đa năng và linh hoạt trong quá trình xử lý tín hiệu. Hiệu quả sử dụng dải thông cao và có khả năng truyền nhiều chương trình trên một kênh RF. Tính phân cấp. Ví dụ : một dòng dữ liệu có thể được truyền một chương trình có độ phân giải cao duy nhất hoặc một vài chương trình có độ phân giải tiêu chuẩn. Khả năng tải nhiều dạng thông tin khác nhau. Tiết kiệm năng lượng, Với cùng một công suất phát, diện phủ sóng lớn hơn công nghệ tương tự. Công suất máy phát số chỉ bằng 1/4 công suất tương tự. Truyền hình số với công nghệ mạng đơn tần (FSN) có thể tiết kiệm được tài nguyên tần số quí hiếm của quốc gia. Dễ dàng thích nghi với các bước phát triển tiết theo sang truyền hình độ phân giải cao hoặc phát thanh với chất lượng CD trong tương lai. Thị trường đa dạng, có khả năng cung cấp nhiều loại hình dịch vụ. Chi phí khai thác thấp. Hoàn toàn có khả năng hoà nhập vào xa lộ thông tin Tuy nhiên việc chuyển đổi tín hiệu truyền hình từ tương tự sang số cũng gặp phải một số vấn đề cần xem xét nghiên cứu. Quá trình số hoá tín hiệu phải qua ba công đoạn : lấy mẫu , lượng tử hoá, số hoá. Tín hiệu Video theo tiêu chuẩn OIRT có tần số nhỏ hơn hoặc bằng 6Mhz, để đảm bảo chất lượng tần số lấy mẫu phải lớn hơn 12Mhz, với số hoá 8bit/s, để truyền tải đầy đủ thông tin một tín hiệu video thành phần với độ phân giải tiêu chuẩn, tốc độ bít phải lớn hơn 200 bit/s . Đối với truyền hình độ phân giải cao (HDTV) tốc độ bit phải lớn hơn 1Gbit/s. Dung lượng này quá lớn, các kênh truyền hình thông thường không có khả năng truyền tải. Có một số vấn đề mấu chốt cần xem xét trong quá trình số hoá tín hiệu truyền hình, trong đó bao gồm : Tần số lấy mẫu Phương thức lấy mẫu Tỷ lệ giữa tần số lấy mẫu tín hiệu chói và tín hiệu hiệu mầu ( trong trường hợp số hoá các tín hiệu thành phần ) Và nén tín hiệu Video để có thể truyền tín hiệu truyền hình số trên các kênh truyền hình thông thường trong khi vẫn đảm bảo chất lượng tín hiệu theo mục đích sử dụng Đặc điểm của truyền hình số Yêu cầu về băng tần Tín hiệu số gắn liền với băng tần rộng hơn rất nhiều so với tín hiệu tương tự. Ví dụ đối với tín hiệu tổng hợp yêu cầu tần số lấy mẫu phải bằng 4fSC như đối với hệ NTSC là 14,4 Mhz. Nếu thực hiện mã hoá 8bit/mẫu tốc độ dòng bít 115,2Mbit/s độ rộng băng tần khoảng 58Mhz trong khi đó tín hiệu tương tự cần băng tần 4,2 Mhz. Tỷ lệ tín hiệu trên tạp âm( signal/noise ) Nhiễu trong ín hiệu số được khắc phục nhờ các mạch sửa lỗi, nhờ đó mà có thể khôi phục lại các dòng bit ban đầu. Khi có nhiều bit lỗi, sự ảnh hưởng của lỗi được làm giảm bằng mạch che lỗi. Đối với tín hiệu số người ta thường dùng tỷ lệ lỗi bit BER hơn là tỷ lệ S/N. Tỷ lệ S/N của hệ thống giảm rất ít hoặc không thay đổi cho đến khi tỷ lệ lỗi bit BER quá lớn, làm cho mạch sửa lỗi và che lỗi mất tác dụng. Khi đó dòng bit không còn ý nghĩa tin tức. Trong khi đó đối với hệ thống tương tự khi có nguồn nhiễu lớn thì tín hiệu vẫn có thể sử dụng đưọc. Méo phi tuyến Tín hiệu số không bị ảnh hưởng của méo phi tuyến trong quá trình ghi và truyền. Cũng như tỷ lệ S/N tính chất này rất quan trọng trong quá trình ghi đọc nhiều lần. Chồng phổ Một tín hiệu số được lấy mẫu theo cả chiều ngang và chiều dọc cho nên có khả năng chồng phổ theo cả hai hướng. Theo chiều dọc chồng phổ trong hệ thống tương tự và số là như nhau. Độ lớn của méo chồng phổ theo chiều ngang phụ thuộc vào thành phần tần số vượt quá tần số lấy mẫu giới hạn Nyquists. Để ngăn ngừa hiện tượng chồng phổ theo chiều ngang có thể thực hiện bằng cách sử dụng tần số lấy mẫu bằng hai lần tần số cao nhất trong hệ thống tương tự. Xử lý tín hiệu Tín hiệu số có thể được chuyển đổi và xử lý tốt các chức năng mà hệ thống tương tự không làm được hoặc gặp nhiều khó khăn. Có thể thao tác các công việc phức tạp mà không làm giảm chất lượng hình ảnh. Khả năng này được tăng cường nhờ khả năng lưu trữ các bit trong bộ nhớ và có thể đọc ra với tốc độ nhanh. Công việc tín hiệu số có thể thực hiện dễ dàng : Sửa lỗi gốc thời gian chuyển đổi tiêu chuẩn, dựng hậu kỳ, giảm độ rộng băng tần. Khoảng cách giữa các trạm truyền hình đông kênh Tín hiệu số cho phép các trạm truyền hình đồng kênh thực hiện ở một khoảng cách gần nhau hơn nhiều so với hệ thống tương tự mà không bị nhiễu. Một phần vì tín hiệu số ít chịu ảnh hưởng của nhiễu đồng kênh, một phần là do khả năng thay thế xung xoá và xung đồng bộ bằng các từ mã nơi mà hệ thống tương tự gây ra nhiễu lớn nhất. 1.7.Hiện tượng Ghosts Hiện tượng này xẩy ra trong hệ thống tưong tự do tín hiệu truyền đến máy thu theo nhiều đường. Viêc tránh nhiễu đồng kênh trong hệ thống số cũng làm giảm đi hiện tượng này trong truyền hình quảng bá. Sơ đồ khối hệ thống truyền hình thu phát số a) Hệ thống phát Video mó húa và nộn M U X Audio mó húa và nộn Dữ liệu mó húa và nộn Mó đường truyền (transport Encode) Mó húa kờnh (Chanel coding) Modulation Trasmitter Video Video Audio Audio Data Data b) hệ thống thu Video Giải nộn và giải mó húa D E M U X Audio Giải nộn và giải mó húa Dữ liệu Giải nộn và giải mó húa transport Decode Chanel decoding Receiver Demodulation Hình 1-1 :Sơ đồ hệ thống truyền hình thu phát số Nguyên tắc làm việc của hệ thống Hệ thống phát : Các tín hiệu truyền hình tương tự ( Video Và Audio ) được chuyển đổi A/D và đưa qua các phân hệ tương ứng để thực hiện mã hoá và nén tín hiệu. Dòng tín hiệu số được ghép kênh với các tín hiệu điều khiển phụ tại bộ ghép kênh tạo thành một dòng truyền. Dòng tín hiệu này được ghép các mã truyền dẫn, mã kênh và điều chế trước khi đưa ra anten phát. Hệ thống thu Quá trình xử lý máy thu ngược lại với quá trình xử lý phát. Tín hiệu cao tần thu qua bộ tuner được giải điều chế cao tần. Tín hiệu tần số thấp được giải mã kênh, giải mã truyền dẫn rồi đưa đến bộ giải ghép kênh (DEMUX). Tín hiệu ra khỏi bộ giải mã kênh được đưa đến bộ chuyển đổi D/A và đưa đến máy thu tương tự. Chương II Kỹ thuật PCM Kỹ thuật PCM (pulse code modulation) là kỹ thuật thay đổi các tín hiệu tương tự (Analog) thành các tín hiệu số (Digital). Trước tiên các tín hiệu Analog đầu vào được lấy mẫu một cách tuần tự, sau đó được lượng tử hoá thành các giá trị rời rạc trên trục biên độ. Các giá trị lượng tử hoá đặc trưng bởi các mã nhị phân. Các mã nhị phân này được mã hoá thành các dạng mã thích hợp tuỳ theo đặc tính của đường truyền dẫn. Dưới đây chỉ là hình vẽ cơ bản của kỹ thuật PCM (kỹ thuật điều xung mã). Tín hiệu Analog Lấy mẫu Lượng tử hoá Mã hoá Tín hiệu Digital (Hình .1.2) cấu hình kỹ thuật PCM. I. Lấy mẫu (Sam Pling). Thiết bị nhận S(t) m(t) S(t) ´m(t) (a) (b) (d) (b) 1 S(t) m(t) t x(t) t t 0 Nguyên tắc cơ bản của điều xung mã là quá trình chuyển đổi tín hiệu liên tục như tiếng nói thành tín hiệu số rời rạc và sau đó tái tạo chúng lại thành thông tin ban đầu. Để tiến hành việc này các phần tử thông tin được rút ra từ các tín hiệu tương tự một cách tuần tự. Quá trình này đươc gọi là lấy mẫu. Hình 1.3: Quá trình lấy mẫu. (a): Tín hiệu tiếng nói. (c): Chức năng lấy mẫu (b): Xung lấy mẫu S(t). (d): Tín hiệu PAM đã lấy mẫu. + Quá trình lấy mẫu được thể hiện trong định lý KAchennhicop và được phát biểu như sau: t T = TLM x(t) x(w) wc t -4t -3t -2t T 0 T 2t 3t 4t 5t 6t 7t Một tín hỉệu x(t) liên tục theo thời gian có phổ hạn chế hoàn toàn được xác định bằng một dãy các giá trị thích hợp lấy cách nhau một đoạn T= tLM rong đó fC = là tần số cao nhất của phổ tín hiệu. Với chu kỳ lấy mẫu là TLM ta có tần số lấy mẫu sẽ là: fLM = Những điều kiện này được tóm tắt trong định luật Shannon và được phát biểu như sau: Một tín hiệu đã “ rời rạc hoá” vẫn có thể được phục hồi mà không tổn hao tin lượng, nếu tần số lấy mẫu fLM tối thiểu lớn ghấp đôi tần số cao nhất là fmax của thành phần tín hiệu được lấy mẫu. tần sốnăng lượng f (tần số) tần sốnăng lượng Mẫu (a) (b) f (tần số) Các tín hiệu xung lấy mẫu là tín hiệu dạng sóng chu kỳ là tổng các tín hiệu sóng hài có đường bao hàm số sin đối với các tần số, vì thế phổ tín hiệu tiếng nói tạo ra sau khi đi qua chức năng lấy mẫu được thể hiện ở hình dưới đây. Hình 1.4. Phổ trước và sau quá trình lấy mẫu. Tín hiệu giới hạn băng. Tín hiệu lấy mẫu. + Để đảm bảo cho phổ của tín hiệu lấy mẫu không bị méo thì thì khi bên x(jw) xT(w) w wc -wc 0 w wo+wc wo+wc w0 wc 0 -wc -w0 x(jw) A(w) LPF (Bộ lọc thông thấp xR(w)ºxT(w)ịxR(G)ºxT(G) xR(w) w w phát đi một tín hiệu thì bên thu cũng thu được đúng tín hiệu đó. Hình 1.4. Quá trình thu phát phổ tín hiệu khi . phổ của tín hiệu khi phát trùng với phổ của tín hiệu bên thu tín hiệu không bị méo do chồng phổ. + Khi tần số lấy mẫu không thoả mãn điều kiện thì sẽ gây ra hiện tượng méo tín hiệu do chồng phổ. x(jw) XT(w) w wc 0 -wc hiện tượng chồng phổ w w0 wc 0 -wc -w0 -2w0 2w0 F(jw) A(w) đặc tuyến truyền dẫn tần số và biên độ A LPF lý tưởng 0 w c w Méo 0 w c w Khi Hình 1.5. quá trình thu, phát phổ tín hiệu khi . . Phổ tín hiệu khi phát khác với phổ tín hiệu khi thu tín hiệu bị méo do chồng phổ. Tín hiệu thoại có dải phổ khoảng từ tuy vậy phần lớn công suất tập trung ở dải tần số thấp do đó để tiết kiệm băng tần trong hệ thôngs viễn thông người ta chọn băng tần cho điện thoại là từ hay lấy với băng tần như vậy thì đảm bảo cho tín hiệu thu được không bị méo. II. Lượng tử hoá. Các tín hiệu PAM chỉ tồn tại một số khoảng thời điểm rời rạc nhưng biên đọ của các mẫu này nhận giá trị liên tục trong một dải rộng. Lượng tử hoá là thủ tục tiếp theo của quá trình số hoá tín hiệu sau khi thực hiện song thủ tục lấy mẫu.Sau khi hạn biên sơ bộ, mỗi mẫu tín hiệu PAM được so sánh với một tập hợp hữu hạn các mức lượng tử để xác định và gán xấp xỉ mẫu PAM với một mức tương ứng phù hợp. Thu định nghĩa tất cả các mẫu trong phạm vi giữa hai mức lượng tử sẽ có cùng giá trị. Giá trị đã được gán này sau đó sẽ được dùng trong hệ thống truyền dẫn hay chuyển mạch số dưới dangj mã nhị phân và việc khôi phục lại tín hiệu Analog ban đầu được thực hiện ngược lại. d d/2 d/2 Mức lượng tử Ngưỡng trên Ngương dưới 1 2 1 2 Quá trình lượng tử hoá các chuỗi tín hiệu PAM phía đầu vào được biểu diện trên hình vẽ (H2.6). Hình 1.6. Lượng tử hoá tín hiệu. (Hình 1.6) chỉ rõ hai mẫu tín hiệu đầu vào 1 và 2 trong đó mẫu tần số vào 1, biên độ đạt tới giá trị ngưỡng cao, còn mẫu tần số vào 2, biên độ của nó ở mức giá trị ngưỡng thấp. Cả hai mẫu trên đều được biểu diễn bởi các xung PAM đầu ra có cùng mức vì chúng được xác định bởi cùng một giá trị mức lượng tử chung. Như vậy, quá trình lượng tử hoá đã làm tròn và gây ra sai số cho các mẫu tín hiệu. Để giảm sai méo mức lượng tử cần phải giảm bước lượng tử d. Tuy nhiên khi đó số mức lượng tử trong dải động của tín hiệu sẽ tăng lên kéo theo phải tăng băng tần truyền dẫn của tín hiệu, băng tần truyền dẫn được xác định theo biểu thức sau: trong đó N: số mức lượng tử. fH: tần số cao nhất của tín hiệu. Do bản chất thống kê của âm thoại, xác suất xuất hiện biên độ nhỏ lớn hơn nhiều so với xác suất xuất hiện biên độ lớn và sẽ hợp lý hơn khi ta áp dụng số mức nhiều hơn. ở miền tần số thấp và dùng một số lượng ít hơn ở vùng biên độ lớn. Nghĩa là nếu ứng dụng phương pháp lượng tử hoá không đều sẽ đồng thời vừa tăng đuợc tỷ số của mẫu tín hiệu đầu vào vừa giảm được độ rộng băng tần của tín hiệu yêu cầu. Trong khi đó tổng số mức lượng tử không thay đổi. 0 6 5 4 3 2 1 E2 E1 0 6 5 4 3 2 1 E4 E3 Hình 1.8: Lượng tử hoá đều và không đều. Khi lượng tử hoá tuyến tính (đều) thì tỷ số không đồng đều theo dải động của biên độ tín hiệu. -Khi lớn thì việc tách tín hiệu lớn ra khỏi tạp âm là rất rễ dàng. -Khi nhỏ thì việc tách tín hiệu lớn ra khỏi tạp âm là rất khó khăn. Khi lượng tử hoá phi tuyến ( không đều). Thì tỷ số không đồng đều theo dải dộng của biên độ tín hiệu và việc tách tín hiệu lớn và bé là như nhau. Lượng tử hoá mẫu tín hiệu được thực hiện cho cả hai cực tính điện áp “+” và “-“ thông thường bít đầu có giá trị “1” để mã hoá cho cực tính “+” còn giá trị “0” cho cực tính “-“ 3 2 1 0 -1 -2 -3 Thập phân Nhị phân 3 111 2 110 1 101 0 000 0 000 1 001 2 010 Hình1.9: Lượng tử hoá các mẫu tín hiệu III .Mã hoá.(Coding) Mã hoá là quá trình so các giá trị rời rạc nhận được bởi quá trình lượng tử hoá với các xung mã. Thông thường các mã nhị phân được sử dụng cho việc mã hoá là các mã nhị phân tự nhiên, các mã Gray ( các mã nhị phân phản xạ) và các mã nhị phân kép. Phần lớn các ký hiệu mã so sánh các tín hiệu vào với điện áp chuẩn để đánh giá xem có các tín hiệu nào không. Như vậy một bộ chuyển đổi A\D hoặc bộ giải mã là cần thiết cho việc tạo ra điện áp chuẩn. Trong liên lạc công cộng PCM tiếng nói được biểu diễn với 8bít, tuy nhiên trong luật PCM được lập lên như sau.(8bit) Bít phân cực =0.1 Bít phân đoạn =000,0001,...,111 Bít phân bước =0000,0001,...,1111 Trong quá trình mã hoá thì có hai phương pháp. +)Mã hoá tuyến tính: Dùng phương pháp đếm liên tiếp, phương pháp từng bít cân bằng so sánh và phương pháp từng từ. +)Mã hoá phi tuyến: Dùng bộ nén dãn tương tự và số. Iv.cơ sở biến đổi tín hiệu truyền hình Biến đổi tín hiệu video. Biến đổi tín hiệu video tương tự thành tín hiệu video số là quá trình biến đổi thuận, còn quá trình biến đổi video số thành video tương tự là quá trình biến đổi ngược. Trong hệ thống truyền hình số có sử dụng rất nhiều bộ biến đổi thuận ADC và các bộ biến đổi ngược DAC. Trong truyền hình mầu tin tức hình ảnh truyền được biểu diễn bằng ba tín hiệu mầu cơ bản : đỏ (R), lục (G ), lam ( B ). Nó có thể được truyền bằng ba khả năng sau : Ba tín hiệu băng rộng R, G, B. Một tín hiệu chói băng rộng Y và hai tín hiệu băng hẹp I, Q. Một tín hiệu video mầu tổng hợp. Như vậy, có thể chia tín hiệu video thành hai loại chính : tín hiệu video mầu tổng hợp và tín hiệu video thành phần. Vì thế quá trình biến đổi video tương tự thành tín hiệu video số sẽ có hai cách chính : Biến đổi tín hiệu video mầu tổng hợp. Biến đổi tín hiệu video mầu thành phần ( tín hiệu chói Y và hai tín hiệu hiệu mầu R-Y và B-Y hoặc ba tín hiệu mầu cơ bản R, G, B). Tần số lấy mẫu tín hiệu video Tần số lấy mẫu được chọn sao cho hình ảnh có chất lượng cao nhất, tín hiệu truyền có tốc độ bit nhỏ nhất, độ rộng băng tần nhỏ nhất và mạch thực hiện đơn giản. Để việc lấy mẫu không gây méo, phải chọn tần số lấy mẫu thoả mãn định lý Nyquist : fsa < 2fgh . Kết quả nghiên cứu cho thấy, khi tần số lấy mẫu tiến gần tới 13Mhz thì chất lương khôi phục ảnh rất tốt, còn nếu nhỏ hiệu video số (fsa) thường gấp nhiều lần tần số sóng mang mầu fsc vi dụ fsa = 2fsc ; fsa = 3fsc hoặc fsa = 4fsc . Hệ SECAM dùng hai tải tần mang mầu sử dụng điều tần nên không dùng được một tần số fsa cho các tín hiệu hiệu số mầu và chọn tần số lấy mẫu tối ưu rất khó. ở hệ NTSC, tần số lấy mẫu(fsa ) nếu muốn có thể có mối quan hệ chặt chẽ với cả tần số dòng (fH ) và tần số sóng mang mầu fsc . Nhưng điều này không thể thực hiện được ở hệ PAL và SECAM. Nếu chọn fsa = 3fsc đối với hệ NTSC tương đương 10,74Mhz là giá trị chưa đủ lớn. Nếu chọn fsa = 4fsc tương đương 14,3Mhz sẽ cho chất lượng hình ảnh rất tốt. Việc chọn tần số lấy mẫu càng lớn sẽ làm cho việc sử dụng các bộ lọc tránh chồng phổ ( được đặt trước bộ ADC ) dễ dàng hơn và bộ lọc tái tạo cũng đưa lại một đặc tuyến tốt hơn, Tuy nhiên nó sẽ làm tăng tốc độ bit, dẫn đến lãng phí dải thông. Để tiến tới xu hướng chuẩn hoá cho các thiết bị video số, người ta đã đưa ra hai tiêu chuẩn về tần số lấy mẫu là 4fsc NTSC và 4fsc PAL, tần số lấy mẫu bằng 4 lần tần số sóng mang mầu, và sử dụng 8bit hoặc 10bit để biểu diễn các mẫu. Tín hiệu video số tổng hợp còn mang đầy đủ những nhược điểm của tín hiệu video tương tự, nhất là hiện tượng can nhiễu giữa tín hiệu chói và tín hiệu mầu. Trong những năm gần đây người ta thường sử dụng phương pháp số hoá tín hiệu video thành phần. Tần số lấy mẫu lớn đòi hỏi thiết bị, đường truyền và các bộ nhớ có dung lượng lớn. Chi phí cho toàn bộ hệ thống do vậy tăng lên gấp nhiều lần. Tần số lấy mẫu thích hợp nằm trong khoảng 12 á 14 Mhz. số hoá tín hiệu video tổng hợp có ưu điểm là tốc độ bit thấp so với số hoá tín hiệu video thành phần , điều đó cũng có nghĩa là lượng băng từ dùng trong các máy ghi hình hạn chế hơn. Tuy nhiên tín hiệu số tổng hợp bộc lộ nhiều nhược điểm trong quá trình xử lý số, tạo kỹ xảo, dựng hình... Tín hiệu video thành phần. Với tín hiệu video thành phần, tần số lấy mẫu thường được biểu thị thông qua tỷ lệ tần số lấy mẫu tín hiệu chói vag tần số lấy mẫu các tín hiệu hiệu mầu. Ví dụ 14:7:7 là tỷ lệ lấy mẫu ứng với tần số lấy mẫu tín hiệu chói là 14Mhz và đối với hai tín hiệu hiệu mầu là 7Mhz. Hệ thống dùng tiêu chuẩn 14:7:7 với 8bit/mẫu cho ta tốc độ bit bằng 244 Mbit/s lớn hơn tốc độ bít hệ 12:4:4, 40% và hệ 12:6:6, 17%. 4:2:2 là tiêu chuẩn trong đó tỷ số lấy mẫu giữa tần số lấy mẫu của tín hiệu video thành phần Y/CB /CR = 4:2:2 và các tần số lấy mẫu tương ứng với các tín hiệu thành phần bằng ( với cấu trúc lấy mẫu trực giao ) : fS (Y) = 13,5Mhz ; fS (CB) = 6,75Mhz, fS (CR) = 6,75Mhz Giá trị 13,5Mhz là một số nguyên lần tần số dòng cho cả hai tiêu chuẩn 525 và 625 dòng : 13,5Mhz = 864fH đối với tiêu chuẩn 625(fH =15625Hz) 13.5Mhz = 858fH đối với tiêu chuẩn 525(fH =15750Hz) Tần số lấy mẫu quyết định bề rộng tối đa của dải phổ tín hiệu. Theo Shanno và Nyquist, tần số lấy mẫu tối thiểu phải bằng hai lần tàn số cao nhất của tín hiệu. Như vậy với tần số lấy mẫu như trên, Bề rộng dải phổ của tín hiệu thành phần theo lý thuyết sẽ bằng 6,75Mhz đối với tín hiệu chói và 3,75Mhz đối với tín hiệu hiệu mầu CB , CR . Video số thành phần được coi là phương pháp số hoá được sử dụng hiện tại cũng như trong tương lai tại các studio hoàn toàn số. Tín hiệu video số thành phần có thể dễ dàng được xử lý, ghi, dựng trong các công đoạn hậu kỳ tại các studio. Tín hiệu video số thành phần loại bỏ được những ảnh hưởng do sóng mang mầu trong tín hiệu video tổng hợp gây lên. Trong quá trình số hoá tín hiệu video số thành phần khái niệm tần số lấy mẫu phải là bội số của sóng mang mầu đã trở lên không phù hợp. Tần số lấy mẫu, như trên đã trình bầy, ngoài yêu cầu có giá tị trong khoảng từ 12414Mhz là bội số của tần số dòng còn phải đạt điều kiện là tần số lấy mẫu chung cho cả hai tiêu chuẩn truyền hình 525 và 625 dòng, để có thể tiến tới một tiêu chuẩn video số chung cho toàn thế giới. Loại bỏ được những điều phiền phức gây lên bởi tình trạng đa hệ truyền hình tương tự. Tóm lại, tần số lấy mẫu đáp ứng được những yêu cầu trên đã được các tổ chức phát thanh truyền hình ( SMPTE, EBU, CCIR ) thống nhất lựa chọn là : fsa = 13,5Mhz chung cho cả hai tiêu chuẩn 525 và 625 dòng. Cả hai tiêu chuẩn sử dụng chung một tần số lấy mẫu, cùng một lượng mẫu trong thời gian tích cực của một dòng. Thời gian một dòng của hai hệ 625 và 525 bằng 64ms và 63,56ms ( hệ 625 có thời gian lớn hơn ) trong khi thời gian tích cực của một dòng trong hệ 625 là 52ms. Nếu cả hai hệ đều lấy thời gian tích cực bằng 52ms, thời gian xoá dòng tương ứng với từng hệ là 12 và 11,56ms và thông số cơ bản đối với mỗi hệ là : Tổng số mẫu mỗi dòng : Hệ 625 dòng : 64 x 13,5 = 864 mẫu Hệ 525 dòng : 63,56 x 13,5 = 858 mẫu Số mẫu trong thời gian tích cực của mỗi dòng : Hệ 625 dòng : 52 x 13,5 = 702 mẫu Hệ 525 dòng : 52 x 13,5 = 702 mẫu Số mẫu trong thời gian xoá dòng : Hệ 625 dòng : 12 x 13,5 = 162 mẫu Hệ 525 dòng : 11,56 x 13,5 = 156 mẫu Cấu trúc mẫu ( Sample ) Tín hiệu hình ảnh từ Camera và được biểu thị trên ảnh hình chứa thông tin về đồng bộ theo mành và dòng, đó là ảnh hai chiều. Vì vậy để khôi phục chính xác ảnh, tần số lấy mẫu phải có liên quan đến tần số dòng. Các kết quả nghiên cứu cho thấy, tần số lấy mẫu phải là bội số của tần số dòng. Khi đó điểm lấy mẫu trên các dòng quét sẽ thẳng hàng với nhau, do đó tránh được hiệu ứng méo đường biên. Như vậy, việc lấy mẫu không những phụ thuộc vào thời gian mà còn phụ thuộc vào không gian hay toạ độ các ddiểm lấy mẫu. Vị trí các điểm lấy mẫu hay cấu trúc lấy mẫu được xác định theo thời gian, theo các dòng và theo các mành. Hàm lấy mẫu có thể biến đổi dạng xq ( t,x,y ). Tần số lấy mẫu phù hợp với cấu trúc lấy mẫu sẽ cho phép khôi phuc hình ảnh tốt nhất. Vì vậy, tần số lấy mẫu phải thích hợp theo cả ba chiều t,x,y. Tuy nhiên, trong các cấu trúc lấy mẫu phổ biến, ta chỉ xét các mẫu theo hai chiều x,y . Có ba dạng cấu trúc được dùng phổ biến cho tín hiệu video : 2.3.1.Cấu trúc trực giao Các mẫu được sắp xếp trên các dòng kề nhau thẳng hàng theo chiều đứng. Cấu trúc này cố định theo mành và theo ảnh ( hai mành ). Trong trường hợp này tần số lấy mẫu thoả mãn định lý Nyquist do đó tốc độ bit rất lớn. Dòng1, Mành 1 ã ã ã ã ã ã ã ã Dòng 1, mành 2 ã ã ã ã ã ã ã ã ã ã ã ã ã ã ã ã Dòng 2, mành 1 ã ã ã ã ã ã ã ã Dòng 2, mành 2 ã ã ã ã ã ã ã ã ã ã ã ã ã ã ã ã ã ã ã ã ã ã ã ã Hình 1-10: Cấu trúc trực giao 2.3.2.Cấu trúc “ quincunx “ mành Đối với cấu trúc quincunx mành, cá mẫu trên các dòng kề nhau thuộc một mành xếp thẳng hàng theo chiều đứng ( trực giao ), nhưng các mẫu thuộc một mành._. ) hoặc ảnh ( frame ) như một anhr gốc. Nếu kỹ thuật nén dùng mành thì nén trong ảnh sẽ tạo ra hai ảnh trong mỗi ảnh. 2.Tiền sử lý Trước khi thực hiện biến đổi DCT cả ảnh được chia thành các khối lớn riêng biệt không chồng nhau (khối MB). Mỗi MB bao gồm 4 Block các mẫu tín hiệu chói (Y) và 2:4 hoặc 8 block các mẫu tín hiệu số mầu (CR,CB). Số các block phụ thuộc vào các loại chuẩn video. 2 3 4 5 2 3 6 7 2 3 6 10 7 11 a) 4:2:0(4:1:1) b)4:2:2 c) 4:4:4 a) Cấu trúc các block tín hiệu chói (quét liên tục) b) Cấu trúc block tín hiệu chói (quét xen kẽ) Tất cả các block có cùng kích thước và mỗi block là một ma trận điểm ảnh kích thước 8´8 được lấy từ một ảnh màn hình theo chiều từ trái sang phải từ trên xuống dưới. Cấu trúc của MB cũng phụ thuộc vào loại quét ảnh. Nếu quét liên tục thì các block bao gồm các mẫu từ các dòng liên tục ( quét theo ảnh frame ). Ngược lại trong trường hợp quét xen kẽ, trong một block chỉ gồm các mẫu của một nửa ảnh (nén theo mành-field). Việc chia thành ảnh con chỉ thực sự có ý nghĩa cho bước chuyển vị tiếp theo. 3.Biến đổi cosin rời rạc (DCT) Công đoạn đầu tiên của hầu hết các quá trình nén là xác định các thông tin dư thừa trong miền không gian của một mành hoặc một ảnh của tín hiệu video. Nén không gian dược thực hiện bởi phép biến đổi DCT (Discrete cosine trasform). DCT biến đổi dữ liệu dưới dạng biên độ thành dữ liệu dưới dạng tần số. Mục đích của quá trình biến đổi là.... hoặc gói càng nhiều năng lượng của ảnh con vào một phần nhỏ các hệ số hàm truyền. Việc mã hoá và truyền chỉ thực hiện đối với các hệ số năng lượng này, và có thể cho kết quả tốt khi tạo lại tín hiệu video có chất lượng cao. DCT đã trở thành tiêu chuẩn quốc tế cho các hệ thống mã chuyển vị bởi nó có đặc tính gói năng lượng tốt, cho kết quả là số thực và có thuật toán nhanh để thực hiện chúng. Các phép tính DCT được thực hiện trong phạm vi các khối 8´8 mẫu tín hiệu chói Y và các khối tương ứng của tín hiệu mầu. Việc chia hình ảnh thành các block đã được thực hiện ở khối tiền xử lý. Hiệu quả của việc chia này rất rễ thấy và đó là một trong các hướng quan trọng của mã hoá có chất lượng cao. Nếu tính toán DCT trên toàn bộ frame thì ta xem toàn bộ frame có độ dư thừa là như nhau. Nhờ đặc tính thay đổi của các ảnh khác nhau và các phần khác nhau của cùng một ảnh, ta có thể cải thiện một cách đáng kể việc mã hoá nếu biết tận dụng. Vì vậy, để sử dụng các đặc tính thay đổi của các phần tử dư thừa trên cơ sở mở rộng không gian cuỉa ảnh, DCT được tính trên các MB và mỗi MB được xử lý riêng biệt. Để hiểu hết ứng dụng của DCT trong nén ảnh, ta tìm hiểu thuật toán biến đổi cosin rời rạc. DCT là toán tử dùng để tính các thành phần tần số của một tín hiệu được lấy mẫu tại một tốc độ lấy mẫu. DCT của một tín hiệu hai chiều có thể tính được bằng cách dùng các DCT một chiều riêng biệt. 3.1.DCT một chiều DCT một chiều biến đổi một bảng số biểu diễn các biên độ tín hiệu của các điểm khác nhau theo thơì gian hoặc không gian thành một bảng khác của các số, mỗi số biểu diễn biên độ của một thành phần tần số nhất định từ tín hiệu gốc. Bảng kết quả các số chứa đựng cùng số giá trị như bảng gốc : phần tử thứ nhất là trung bình của tất cả các mẫu trong bảng đầu vào và được coi như hệ số điều chế-hệ số DC; còn các phần tử còn lại, mỗi phần tử biểu diễn biên độ của một thành phần tần số đặc trưng của bảng đầu vào và được gọi là hệ số AC. Tần số được biểu diễn bằng mỗi phần tử trong bảng kết quả là một hàm chỉ số bảng cho phần tử đó. Nội dung tần số của tập mẫu tại mỗi tần số được tính bằng trung bình có trọng số của tập toàn thể. Trọng số xấp xỉ cho mỗi đầu vào được xác định bằng cách : nhân chỉ số hiện tại của bảng kết quả với số thứ tự và chỉ số của mẫu đầu vào. Điều này có tác dụng tạo ra một chuỗi các hệ số có trọng số là xấp xỉ của một sóng cosin, có tần số tỷ lệ với chỉ số của bảng kết quả. Hàm tính các hệ số có trọng số của mẫu được tính theo công thức sau: C(k,m) = C(k). Cosin[(2m + 1) kp/2N]; C(K) = 1 Nếu k = 0 1 Nếu k = các giá trị khác k – chỉ số bảng kết quả m – chỉ số của bảng mẫu N - độ lớn của bảng của bảng của mẫu (block có N = 8 ) Hàm trung bình có trọng số được cho sau đây (DCT một chiều) Với X(k) là bảng kết quả x(m) là bảng mẫu Hàm biến đổi ngược ( DCT một chiều ngược ) Mã hóa DCT thực hiện chia dải phổ thành 8 dải băng nhỏ hơn, tương ứng với mỗi dải băng tần có một hệ số đặc trưng cho năng của tín hiệu trong dải băng tần đó. 3.2.DCT hai chiều Để đạt được mức dải tương quan cao hơn nội dung của một ảnh có thể sử dụng phép biến đổi DCT hai chiều cho khối 8´8 giá trị các điểm chói. Việc biến đổi DCT hai chiều dựa trên cơ sở sắp xếp các mẫu f(i,j) với i = 0, 1...7; Trong đó : Phương trình trên là một liên kết của hai phương trình DCT một chiều một cho tần số ngang và một cho tần số đứng. Đặc điểm của hệ số DCT hai chiều là hệ số nằm ở góc trái trên cùng là hệ số (0,0) là hệ số điều chế của tín hiệu video trong ma trận 8´8 Còn các hệ số khác, dưới giá trị thành phần một chiều biểu thị các tần số cao hơn theo chiều dọc. các hệ số về phía phải của các thành phần một chiều biểu thị các tần số cao hơn theo chiều ngang. Hệ số trên cùng ở cận phải (0,7) sẽ đặc trưng cho tín hiệu có tần số cao nhất theo phương nằm ngang của ma trận 8´8 và hệ số hàng cuối cùng bên trái (7,0) sẽ đặc trưng cho tín hiệu có tần số cao nhất theo phương thẳng đứng. Còn các hệ số khác ứng với những phối hợp khác nhau của các tần số theo chiều dọc và ngang. Phép biến đổi DCT hai chiều là hoàn toàn đảo ngược và luôn có thể tạo lại các giá trị mẫu f(i,j) trên cơ sở các hệ số F(u,v) thoả mãn công thức sau (với điều kiện độ chính xác về tính toán đủ lớn) : Như vậy, biến đổi DCT giống như biến đổi Fourier và các hệ số F(u,v) cũng giống nhau về ý nghĩa. Bản thân phép biến đổi DCT không nén được số liệu, từ 64 mẫu ta nhận được 64 hệ số. Sau đó thay đổi phân bố giá trị các hệ số đối với phân bố các giá trị mẫu. 4.Lượng tử hoá Bước tiếp theo của quá trình nén là lượng tử hoá các hệ số F(u,v) sao cho giảm được số lượng bit cần thiết. Vì các hệ số có các giá trị khác nhau, cho nên các hệ số riêng có thể tính bằng các phương pháp khác nhau. Q(u,v) F0,0 F0,1 ... F1,0 F1,1 ... ... .... ... Lượng tử hoá theo trọng số Bảng lượng tử 8´8 F(u,v) F00/Q00 Fq(u,v) Hình 2- 5 : Các hệ số ứng với tần số thấp có giá trị lớn hơn, và như vậy nó chứa phần năng lượng chính của tín hiệu, do đó phải lượng tử hoá với độ chính xác cao. Riêng hệ số một chiều đòi hỏi độ chính xác cao nhất, vì nó biểu hiện độ chói trung bình của từng khối phần tử ảnh. Bất kỳ một sai sót nào trong quá trình lượng tử hoá, hệ số một chiều đều có khả năng nhận biết rễ dàng, vì nó làm thay đổi độ chói trung bình của khối. Ngược lại, với các hệ số tương ứng với tần số cao và có giá trị nhỏ thì biểu diễn bằng tập các giá trị nhỏ hơn hẳn các giá trị cho phép. Quá trình này có thể thực hiện bằng cách cho những khoảng cách giữa các bước lượng tử hoá thay đoỏi theo hệ số. Lượng tử hoá được thực hiện bằng việc chia các hệ số F(u,v) cho các hệ số ở vị trí tương ứng trong bảng lượng tử Q(u,v) để biểu diễn số lần nhỏ hơn các giá trị cho phép của hệ số DCT. Các hệ số có tần số thấp được chia cho các giá trị nhỏ, các hệ số ứng với tần số cao được chia cho các giá trị lớn hơn sau đó các hẹ số được làm tròn ( bỏ đi các phần thập phân ). Các giá trị F(u,v) sẽ được mã hoá trong các công đoạn tiếp theo. Cần phải xác định là trong quá trình lượng tử hoá có trọng số, có xẩy ra mất thông tin, gây tổn hao. Đây là bước gây tổn hao duy nhất trong kỹ thuật nén. Mức độ tổn hao phụ thuộc vào gái trị các hệ số trên bảng lượng tử. Nhiễu lượng tử đối với tín hiệu mầu khó nhìn thấy hơn đối với tín hiệu chói, cho nên có thể thực hiện lượng tử hoá thô tín hiệu mầu. Như vậy, khối DCt đóng vai trò quang trong trong quá trình lượng tử hoá khi thiết kế hệ thống nén video vì nó ảnh hưởng trực tiếp đến việc khôi phục chất lượng hình ảnh tốt hay xấu. Việc dùng các mã biến đổi sao cho thu được kết quả tốt tuỳ thuộc vào thành phần tần số biến đổi chi tiết ánh sáng tùng vùng trong miền không gian ảnh. Các ảnh càng chi tiết thì hệ số thành phần tần số cao càng lớn, Nếu hệ sopó trong các bảng lượng tử tương ứng quá thấp có thể dẫn đến tràn bộ đệm. Một thông tin hồi tiếp về bộ đệm cho phép điều khiển một hệ số cân bằng, qua đó điều khiển tối ưu trạng thái của bộ đệm. Hệ số cân bằng này chỉ đưa vào các thành phần AC mà thôi. Hệ số cân bằng là một hằng số trong một cấu trúc khối cơ bản chứa đựng hai khối mầu và một số thay đổi về khối chói phụ thuộc vào cấu trúc ảnh ban đầu. 5.mã hoá entropy Các giá trị lượng tử hoá có thể chỉ biểu diễn nhờ các từ mã có độ dài cố định hay đồng đều, tức là các giá trị lượng tử hoá biểu diễn cùng một số bit. Tuy nhiên hiệu quả mã hoá không cao. Để cải thiện người ta dùng mã hoá entropy. Mã hoá entropy dùng đặc tính thống kê của tín hiệu được mã hoá. Khi dùng mã hoá entropy có hai vấn đề được đặt ra : Thứ nhất : mã hoá entropy làm tăng độ phức tạp và yêu cầu bộ nhớ lớn hơn so với mã độ dài cố định. Thứ hai : mã hoá entropy gắn liền với tính không ổn định của tín hiệu video sẽ làm tốc độ bit thay đổi theo thời gian. Do đó cần có một cơ cấu điều khiển bộ đệm khi mã hoá nguồn tốc độ bit biến đổi được ghép với kênh có tốc độ không đổi. VI.nén liên ảnh 1.Mô hình. Một tính chất của tín hiệu video là chứa thông tin dư thừa trong miền thời gian. Có nghĩa là, trong một chuỗi ảnh liên tục lượng thông tin chứa trong mỗi ảnh sẽ thay đổi rất ít từ ảnh này sang ảnh khác. Tính toán sự dịch chuyển vị trí của nội dung hình ảnh là một phần rất quan trọng trong kỹ thuật nén liên ảnh. Mô hình nén liên ảnh như sau Bù chuyển động Nén trong ảnh ảnh nén Nguồn ảnh Một chuỗi video là một chuỗi ảnh tính được hiện ra với tốc độ nhanh sẽ cho cảm giác chuyển động liên tục. Mặc dù các frame có sự khác nhau, cần thiết phải có một tốc độ frame cao để đạt được cảm giác chuyển động thực sự. Từ đó tạo ra nhiều độ dư thừa tạm thời giữa các frame kề nhau. sự bù chuyển động chính là để loại bỏ phần dư thừa này. Sau quá trình bù chuyển động, để tăng hiệu quả nén cần sử dụng kỹ thuật nén trong ảnh để xử lý độ dư thừa trong không gian trong phần thừa của bù chuyển động. 2.Xấp xỉ và bù chuyển động Nhiều thay đổi về cường độ sáng từ frame này đến frame kế tiếp là do chuyển động của đối tượng. Trong mã bù chuyển động, frame hiện tại được dự báo từ frame trước đó bằng cách xấp xỉ chuyển động giữa hai frame và bù chuyển động đó. Sự khác nhau giữa frame hiện tại và frame trước đó gọi là phần dư thừa của bù chuyển động và phần dư thừa này sẽ được mã hoá. Đối với mỗi chuỗi video bình thường, đặc trưng về phần năng lượng của phần dư thừa thấp hơn rất nhiều so với năng lượng trong tín hiệu video gốc do loại bỏ thành phần dư thừa tạm thời. Mã hoá phần dư thừa thay vì mã hoá video giúp đảm bảo thông tin dư thừa tạm thời không bị mã hoá lặp lại. Như vậy, việc xác địng phần ảnh động là “ xấp xỉ chuyển động “. Quá trình khôi phục một ảnh bằng cách dùng các phần tử ảnh trước cùng với thông tin về chuyển động chính là bù chuyển động. Sự đánh giá chuyển động có thể là toàn frame. Để thực hiện tối ưu, chia mỗi frame thành các khối ( 8´8 pixel ) sau đó mới đánh giá chuyển động cho từng khối. Việc đánh giá chuyển động toàn frame sẽ gây ra hai vấn đề sau : Thời gian dùng để theo dõi một vùng ảnh rộng của ảnh cho vector chuyển động được tính toán. Các khối chuyển động dẫn đén việc xác định cái gì để đặt vào không gian trống ( do khối chuyển động ) Sử dụng xấp xỉ và bù chuyển động là để thay hai yêu cầu trong hệ thống mã / giải mã. Đầu tiên bộ giải mã phải lưu ảnh trước trong khi tạo lại ảnh tiếp theo. Sau đó, bộ mã hoá phải tạo lại mỗi ảnh sau khi mã hoá nó để dự báo cho bộ giải mã tạo ảnh như thế nào. Điều này cần thiết vì bộ giải mã không có bất kỳ một ảnh gốc nào có thể tạo lại các khối bù chuyển động. Một phương pháp dự đoán để tìm ra các chi tiết ảnh thay thế giữa hai khung hình liền nhau và tạo ra một vetor chuyển động chỉ rõ vị trí của chi tiết ảnh này trong khung hình tương ứng. Theo đó, vetor chuyển động sẽ phối hợp với tất cả các khối được nén trong khung hình trước đó mà khối các điểm ảnh này được lặp lại tại một vị trí mới. Vị trí khối 8´8 pixel Vị trí khối trước đó Vùng tìm kiếm Vector chuyển động Vị trí khối hiện tại Hình 2-6 : Vector chuyển động giữa hai khung hình liền nhau Có nhiều phương pháp khác nhau để xác định vector thay thế, một trong những phương pháp này có tên gọi là phối hợp các khối ( block matching). Khối số liệu điểm ảnh được lựa chọn, gọi là khối tham chiếu, trong khung hình hiện tại chuyển động trong khung hình trước đó. Các giá trị DCT tham chiếu được so sánh với các giá trị khối 8´8 điểm trong vùng tìm kiếm để tìm ra khối thích hợp nhất, tương ứng khi sự sai khác là nhỏ nhất. Khi đó vector xác định khoảng cách giữa vị trí phối hợp đã tìm thấy được tạo ra. Thông tin số liệu về vector chuyển động được truyền tới cùng với hệ số DCT sai lệch. Dể giảm quá trình tính toán vector chuyển động độ phân giải của ảnh có thể giảm xuống theo cả 2 chiều chiều ngang và chièu đứng bằng cách này mà có thể giảm số bit cần sử lý và dự đoán các phần chính được thay thế trong khung hình. Ví dụ một ảnh có độ phân giải đầy đủ là 720 ´ 480 có thể giảm đến mức 360´240. ảnh với độ phân giải thấp có thể dùng cho vùng dự đoán lớn hơn. Đầu tiên một dự đoán chuyển động gần đúng sẽ được tiến hành trên các ảnh có độ phân giải thấp naỳ. sau đó một phép dự đoán vector chuyển động chính xác sẽ thực hiện tính toán vị trí thay thế chính xác của đối tượng giữa 2 khung hình. Quá trình dự báo sẽ thực hiện qua nhiều bước để thu được dự báo chính xác cuối cùng. Đối với các đối tượng chuyển động nhỏ có thể bỏ qua trong giai đoạn dự báo chuyển động gần đúng do đó dự đoán vector sẽ mang sai số. Trường hợp này sẽ sử dụng các khối nhỏ hơn. Với 1 vùng thay thế có kích thước lớn sai số trong quá trình phối hợp sẽ trở lên lớn hơn giữa các khối có cùng mức xám xong không có liên hệ về chuyển động. Hơn nữa nhiều những kiểu chuyển động trong bức ảnh có thể tạo ra sự xung đột trong vùng tìm kiếm. Để giải quyết vấn đề này có sự phân chia trong việc phối hợp các khối. 3.Tốc độ chuyền sau khi nén Ta có mối quan hệ giữa tốc độ truyền C, băng tần kênh truyền W : W³3/4C (W:Mhz; C: Mbit/s). Dưới đây là thống kê tốc độ truyền của các loại ảnh : -ảnh tĩnh 1,2 á 9,6 Kbit/s -ảnh chuyển động chậm 12á40 Kbit/s -Truyền hình thoại 58á 2000 Kbit/s -ảnh truyền hình đen trắng 70á 108 Mbit/s -Truyền hình mầu 216 Mbit/s -Truyền hình HDTV 1,1 á 2,3 Gbit/s Sau khi sử dụng các thuật toán nén video thì tốc độ truyền của tín hiệu hình được giảm đi đáng kể có nghĩa là độ rộng dải thông cũng giảm đi. C = 2á13 Mbit/s Dải thông W = 1,5 á 9 Mhz Như vậy do ưu điểm trên cho nên việc truyền tín hiệu truyền hình số có nén video đang được sử dụng rộng rãi cho hiệu quả kinh tế và kỹ thuật cao chất lượng đường truyền cao tiết kiệm băng tần. vii.các chuẩn mpeg 1.Giới thiệu chung về chuẩn MPEG Chuẩn MPEG (Moving Picture Expert Group) là chuỗi chuẩn video với mục đích mã hoá tín hiệu hình ảnh và âm thanh cho DSM ( Digital Storage Media) ở tốc độ 1,5 á 50 Mbit/s và được biết đến như là MPEG1, MPEG2, MPEG4... các chuẩn MPEG tiến tới tối ưu hoá cho các ứng dụng viudeo động và các đặc điểm của nó cũng bao gồm một thuật toán cho việc nén dữ liệu Audio với tỷ lệ là 5:1 cho tới 10:1. Trong chuẩn MPEG người ta định nghĩa các loại ảnh khác nhau cho sự linh hoạt để cân nhắc giữa hiêụ quả mã hoá và truy cập ngẫu nhiên 1.1.ảnh loại I( Intra picture) Là loại ảnh được mã hoá riêng. ảnh I có chứa đựng dữ liệu để tái tạo lại toàn bộ hình ảnh vì chúng được tạo thành bằng thông tin của chỉ một ảnh. ảnh I cho phép truy cập ngẫu nhiên tuy nhiên đạt được tỷ lệ nén thấp. 1.2.ảnh loại P ( Predicted Picture ) Là ảnh mã hoá có bù chuyển động từ ảnh I hoặc ảnh P phía trước ( ảnh dự đoán trước ) ảnh P cung cấp các hệ số nén cao hơn ảnh I. 1.3.ảnh loại B( Bidirectional Predicted Picture ) Là ảnh được mã hoá sử dụng bù chuyển động từ các ảnh I và ảnh P phía trước và ở phía sau ( ảnh dự đoán hai chiều ). ảnh B cho tỷ lệ nén cao nhất. 1.4.Nhóm ảnh GOP Đối với chuẩn MPEG chất lượng ảnh không những phụ thuộc vào tỷ lệ nén trong từng khuông hình mà còn phụ thuộc độ dài nhóm ảnh.Nhóm ảnh GOP là khái niệm cơ bản của MPEG . GOP là đơn vị mang thông tin độc lập của MPEG. Công nghệ MPEG sử dụng 3 loại ảnh I,P,B. trong đó ảnh P,B không phải là hai ảnh hoàn chỉnh, mà chỉ chứa thông tin về sự khác biệt giữa ảnh đó và ảnh trước nó ( đối với ảnh P), hay sự khác biệt với cả hai ảnh trước và sau nó (đối với ảnh B) để có một khuông hình hoàn chỉnh, ảnh P và B cần có dữ liệu từ các ảnh lân cận, vì vậy MPEG đã đưa ra khái niệm GOP. Mỗi GOP bắt buộc phải bắt đầu bằng một ảnh hoàn chỉnh I và tiếp sau đó là một loạt các ảnh P và B. Nhóm ảnh có thể mở hoặc đóng. Nhóm ảnh mở luôn bắt đầu bằng một ảnh I và kết thúc ở một ảnh trước ảnh I tiếp theo, có nghĩa là ảnh cuối cùng của GOP dùng làm ảnh đầu tiên của GOP tiếp theo làm ảnh chuẩn. Thứ tự hiện ảnh 1 2 3 4 5 6 7 1 2 3 4 Thứ tự truyền 1 3 4 2 6 7 5 1 3 4 2 ảnh 1 B B P B B I 1 B B P GOP GOP Cấu trúc GOP mở Cấu trúc GOP đóng Đối với cấu trúc khép kín, việc dự đoán ảnh không sử dụng thông tin của GOP khác. Trong trường hợp này theo quy định, ảnh cuối cùng của một GOP bao giờ cũng là ảnh P. Nhóm ảnh được xác định bởi 2 thông số m và n. Thông số m xác định số khung hình P và khung hình B xuất hiện giữa hai khung hình I gần nhau nhất. Số n xác định số khung B giữa hai khung P. Tỷ lệ nén video của MPEG phụ thuộc rất nhiều vào độ dài của GOP. tuy nhiên GOP dài thường gây khó khăn cho quá trình tua, định vị, sửa lỗi ... Do đó tuỳ thuộc vào từng khâu ( sản xuất, dựng, truyền dẫn, phát sóng vv.. ) mà ta chọn độ dài GOP thích hợp. Trong sản xuất hậu kỳ, nếu yêu cầu truy cập ngẫu nhiên vào bất cứ ảnh nào, điều đó có nghĩa là yêu cầu truy nhập chính xác đến từng ảnh, GOP khi đó chỉ có ảnh loại I, trường hợp này sẽ cho tỷ lệ nén rất thấp. Để tăng tỷ lệ nén, số lượng ảnh P và B phải tăng lên, lúc này sẽ không cho phép việc dựng hình cũng như làm kỹ xảo trên chuỗi ảnh đó. Trong trường hợp này GOP có thể bao gồm 12 ảnh. 1.5.Cấu trúc dòng bit MPEG video Cấu trúc dòng bit video bao gồm 6 lớp : a.Khối : khối 8´8 các điểm ảnh tín hiệu chói và tín hiệu mầu dùng cho phương pháp nén DCT. CR Y CB Khối điểm 8´8 Macroblock Mảng Khung Nhóm ảnh Hình 2-7 : Kiến trúc dòng bit video b.Cấu trúc khối(macroblock) : một cấu trúc khối là một nhóm các khối tương ứng với lượng thông tin chứa đựng trong kích thước 16´16 điểm trên bức ảnh. Cấu trúc khối cũng xác định lượng thông tin chứa trong đó sẽ thay đổi tuỳ theo cấu trúc mẫu được sử dụng. Thông tin đầu tiên trong cấu trúc khối mang dạng của nó ( là cấu trúc Y hay CR,CB ) và các vector bù chuyển động tương ứng. c.mảng ( Slice ) : mảng bao gồm một vài cấu trúc khối kề nhau. Kích thước lớn nhất của mảng có thể bao gồm toàn bộ bức ảnh và kích thước nhỏ nhất của mảng là một cấu trúc khối. Thông tin đầu của mảng chứa đựng vị trí của mảng trong toàn bộ ảnh và hệ số cân bằng lượng tử. Kích thước thông tin đầu của mảng được xác định bằng số lỗi cho phép xuất hiện trong mảng đối với một ứng dụng nhất định, theo đó bộ giải mã có thể bỏ qua các mảng có nhiều lỗi và xác định tính hiệu quả của phương pháp nén ảnh, theo đó hệ số cân bằng lượng tử có thể được điều chỉnh thường xuyên với việc sử dụng mảng có kích thước nhỏ hơn. Hệ số DC tham chiếu ( dùng trong mã hoá DPCM ) sẽ được so sánh chuẩn tại đầu mỗi mảng. d.ảnh : lớp ảnh cho phép bộ giải mã xác định loại của ảnh được mã hoá là ảnh I,P hay ảnh B. Thông tin đầu dùng để chỉ thứ tự truyền khung để bộ giải mã có thể sắp xếp các ảnh theo một thứ tự đúng. Thông tin đầu của ảnh còn chứa các thông tin đồng bộ, độ phân giải và phạm vi của vector chuyển động. e.Nhóm ảnh : nhóm ảnh là tổ hợp của nhiều các khung I, P và B. Cấu trúc của nhóm ảnh được xác định bởi hai tham số m,n. Mỗi nhóm ảnh bắt đầu bằng khung I và xác định điểm bắt đầu để tìm kiếm và biên tập. Thông tin gồm 25 bit chứa mã định thời và điều khiển. f.Doạn video : đoạn video bao gồm thông tin đầu, một số nhóm ảnh và thông tin kết thúc đoạn. Thông tin đầu của đoạn video chứa kích thước mỗi chiều của ảnh, kích thước điểm ảnh, tốc độ bit của dòng video số, tần số ảnh và bộ đệm tối thiểu cần có. Đoạn video và thông tin đầu tạo thành một dòng bit được mã hoá gọi là dòng cơ bản (Elementary Stream ). 1.6.Nguyên lý nén dòng bit Với các loại ảnh như đã nói ở trên, việc mã hoá theo loại nào là tuỳ thuộc vào nhà thiết kế. Tuy nhiên cấu trúc của bộ mã hoá MPEG có thể theo sơ đồ sau : *Nguyên tắc hoạt động của mạch mã hoá MPEG : Cách hoạt động của bộ mã hoá phụ thuộc vào loại hình ảnh mã hoá tại thời điểm đang xét. Nén MPEG là sự kết hợp giữa nén trong ảnh và nén liên ảnh. Dạng thức đầu vào là Rec-601 4:2:2 hoặc 4:2:0 được nén liên ảnh trước tạo ra ảnh khác biệt ở đầu ra bộ cộng. ảnh này sau đó lại được nén trong ảnh qua các bước : biến đổi DCT, lượng tử hoá, mã hoá. Cuối cùng, ảnh này được trộn với vector chuyển động đưa đến bộ khuếch đại đệm sẽ thu được ảnh đã nén. Tốc độ bit của tín hiệu video được nén không cố định, phụ thuộc vào nội dung ảnh đang xét. Ngược lại, tại đầu thu của bộ mã hoá, dòng bit phải cố định để xác định tốc độ cho dung lượng kênh truyền. Do đó, tại đầu ra bộ mã hoá phải có bộ nhớ đệm đủ lớn. Bộ mã hoá phải kiểm tra trạng thái đầy của bộ nhớ đệm. Khi số liệu trong bộ nhớ đệm gần bằng dung lượng cực đại, thì các hệ số biến đổi DCT được lượng tử hoá ít chính xác hơn. trong trường hợp ngược lại, có nghĩa là bộ nhớ đệm chứa số liệu quá ít, thì việc lượng tử hoá các hệ số sẽ tăng lên. Quá trình giải mã theo lý thuyết là quá trình ngược lại với quá trình mã hoá ở trên. Điều khiển tốc độ bit 4:2:2 4:2:0 S DCT Lượng tử hoá Mã hoá entropy Trộn Khuếch đại đệm Giải lượng tử hoá IDCT S ảnh dự đoán ảnh so sánh Xác định vector chuyển động Video Bảng lượng tử + + + Vector chuyển động Điều khiển nhóm ảnh Hình 2-8 : Sơ đồ khối của quá trình mã hoá MPEG 2.Tiêu chuẩn MPEG-1 Là tiêu chuẩn nén một ảnh động có kích thước 320´240 và tốc độ bit còn từ 1Mbit/s đến 1,5Mbit/s dùng cho ghi hình trên băng từ vad đĩa quang (CD) đồng thời truyền dẫn trong các mạng ( mạng maý tính ). 2.1.Cấu trúc video MPEG Để phù hợp với hệ thống quét hình hiện nay (525/60 và 625/50 ) cần có định dạng chung cho nguồn tín hiệu dùng cho bộ mã hoá nén số liệu và các xác định riêng khác phù hợp với mỗi hệ thống. Định dạng chung cho nguồn tín hiệu gọi là CSIF ( Common Source Intermediate Format ). Bảng 1 : là các thông số cho định dạng CSIF đối với các tiêu chuẩn truyền hình. CCIR-601 525 CSIF -525 4:2:0 CCIR-601 625 CSIF-625 4:2:0 Số điểm ảnh trên dòng tích cực Điểm chói Y Điểm mầu CR,CB 720 360 352 176 720 360 352 176 Tần số lấy mẫu (MHz) Điểm chói Y Điểm mầu CR,CB 13,5 6,75 6,75 3,38 13,5 6,75 6,75 3,38 Số dòng tích cực Điểm chói Y Điểm mầu CR,CB 480 480 240 120 576 576 288 144 Tần số khung hình 30 30 25 25 Cỡ ảnh 4:3 4:3 4:3 Bảng 1. Định dạng CSIF cơ bản 2.2.Cấu trúc dòng bit của MPEG 1 Để biểu diễn các đặc điểm của chuỗi bit, tiêu chuẩn MPEG 1 đưa ra một loạt các thông số. Cấu trúc phân lớp : dòng bit được phân lớp thành các lớp như : Sequence ( chuỗi ảnh ), GOP ( nhóm ảnh ), Picture ( ảnh ), Slice, Macroblock (MB), Block ( khối ). Cấu tạo và chức năng của mỗi lớp được chỉ ra trong bảng 2. Bảng 2 : Lớp Cấu tạo Chức năng Sequence Gồm nhiều GOP Dòng bit video GOP Gồm từ(1án) ảnh bắt đầu bằng ảnh I Đơn vị truy xuất Picture I, P, B Gồm nhiều Slice Đơn vị mã hoá cơ bản Slice Gồm nhiều MB Đơn vị tái đồng bộ để phục hồi MacroBlock (MB) Với 4:2:2 gồm 4 block Y, 1 block CR, 1block CB Đơn vị bù chuyển động Block Gồm 8´8 pixel Đơn vị tính DCT Các tham số chính của tiêu chuẩn MPEG -1 được minh hoạ trong bảng. Phương pháp nén MPEG -1 cho phép truy cập ngẫu nhiên các khung video tìm kiếm thuận và nghịch trên dòng tín hiệu nén, biên tập và phát lại trên dòng tín hiệu nén. MPEG -1 là tập con của MPEG -2 nên tất cả các bộ giải mã MPEG –2 đều có thể giải mã được dòng tín hiệu MPEG –1. 3.Tiêu chuẩn MPEG-2. MPEG-2 hướng tới các ứng dụng rộng rãi hơn và có tốc độ bit cao hơn MPEG-1 bao gồm các ứng dụng DSM (lưu trữ số ), các hệ thống tivi hiện tại như (PAL, NTSC, SECAM ), cáp, thu lượm tin tức điện tử, truyền hình trực tiếp qua vệ tinh, EDTV ( truyền hình mở rộng ), HDTV ( truyền hình độ phân giải cao )... 3.1.Cấu trúc dòng bit video MPEG-2 Cấu trúc dòng bit video MPEG-2 có dạng Phân lớp và là sự mở rộng cú pháp của cấu trúc MPEG-1. Trước hết nó bao gồm các chức năng Của MPEG-1, có nghĩa là chúng tương hợp nhau. Một trong những khác biệt giữa MPEG-2 và MPEG-1 là ở chỗ MPEG-2 có khả năng xử lý chuỗi video xen kẽ. Sơ đồ mã hoá có thể thích ghi với sự lựa chọn field hoặc frame, trong đó MPEG-1 chỉ có Chuỗiheader Phần mở rộng GOP header GOP mở rộng Header ảnh ảnh mở rộng Lớp Slice Lớp MB Lớp Block một mode cố định. Hình bên chỉ ra cấu trúc dòng bit video Chuỗi tín hiệu video được mã hoá bắt đầu bằng Sequence Header, sau đó là chuỗi moẻ rộng ( nếu có) và các nhóm ảnh. Nếu phần chuỗi mở rộng không được xác định các lớp tiếp theo khi đó thực hiện một qui trình như MPEG-1 và đó là tương hợp thuận. Khi có thêm phần mở rộng thì phải có thêm các đặc tính mở rộng để mã hoá hữu hiệu hơn. Header của nhóm ảnh (GOP) có chức năng tương tự như header của MPEG-1 và không có chức năng đặc biệt trong header mở rộng của GOP . Các thông số quan trọng dùng để mã hoá ảnh mở rộng được định nghĩa trong header mở rộng của ảnh.Vì có 2 loại ảnh, liên tục và xen kẽ nên cấu trúc ảnh cần phải được xác định field trên hay field dưới hoặc frame. Các lớp dưới Slice không bị ảnh hưởng đáng kể. Slice bao gồm tất cả các MB trong một ảnh. Cấu trúc Slice tổng quát không cần mã hoá các vùng nhất định nào trên ảnh ( không có slice tồn tại trong vùng này ) cũng là một bộ phận của bộ phận MPEG-2 mở rộng. 3.2.Profile và level. Profile là công cụ của MPEG-2 đã được tiêu chuẩn hoá nhằm phục vụ những nhu cầu sử dụng khác nhau, nói một cách khác profile là tập hợp các Syntax của toàn dòng bit. Mỗi một Profile nói chung đều có những levels khác nhau. Main Profile, Main level, cho phép tốc độ bit tối đa bằng 15Mbit/s, trong khi Main Profile, High levels cho phép tốc độ bit tối đa bằng 80 Mbit/s. Bảng sau cho ta biết các thông số chính Profile và Levels của MPEG-2 Bảng thông số chính Profile và Levels của tín hiệu chuẩn MPEG-2 Profile Levels Đơn giản (Simple) Chính (Main) Phân cấp theo SNR Phân cấp theo không gian Cao (High) Thấp (Low) 4:2:0 325´288 4Mbit/s 4:2:0 325´288 4Mbit/s I,P,B Chính (Main) 4:2:0 720´576 15 Mbit/s I,P 4:2:0 720´7615 Mbit/s I,P,B 4:2:0 7206 15 Mbit/s I,P,B 4:2:0 720´576 20 Mbit/s I,P,B Cao-1440 (High 1440) 4:2:0 1440´1152 60 Mbit/s I,P,B 4:2:0 1440´1152 60 Mbit/s I,P,B 4:2:0;4:2:2 1440´1152 80 Mbit/s I,P,B Cao(high) 4:2:0 1920´1152 80 Mbit/s I,P,B 4:2:0;4:2:2 1920´1152 100 Mbit/s I,P,B 3.3.Tính phân cấp. MPEG-2 Coder và Decoder không nhất thiết phải có cùng chất lượng. Tính phân cấp cho phép các bộ giải mã MP đơn giản, rẻ tiền, có khả năng giải mã một phần của dòng bit và như vậy có khả năng tạo lại hình ảnh tuy chất lượng thấp hơn các bộ giải mã toàn bộ dòng bit. Tiêu chuẩn MPEG cho phép phân cấp theo tỷ số tín hiệu trên tạp âm (SNR) và theo độ phân giải. Tịnh phân cấp theo tỷ số tín hiệu trên tạp âm (SNR Scalability) có nghĩa là chất lượng hình ảnh và tỷ số tín hiệu trên tạp âm có tính thoả hiệp. Một bộ giải mã có tốc độ bit thấp hơn có thể có đầy đủ độ phân giải nhưng tỷ số tín hiệu trên tạp âm thấp hơn so với bộ giải mã có tốc độ bit cao. Các bộ mã hoá làm việc theo một trong số mười một khả năng giải mã bất kỳ Profile Levels nào ở về phía trái và/hoặc thấp hơn nó. Phần lớn các thiết bị được chế tạo cho Main Profile, Main Levels. 3.4.MPEG-2, 4:2:2 P@ML Trong bảng trên các chuẩn đều lấy mẫu theo chuẩn 4:2:0 và cho tốc độ bit thấp rất phù hợp cho truyền dẫn và phát sóng. Tuy nhiên nó không thoả mãn yêu cầu chất lượng cho công đoạn sản xuất hậu kỳ. Chuẩn 4:2:0 không thể cho một hình ảnh chất lượng Studio sau một vài thế hệ gia công tín hiệu bởi phép nội suy tín hiệu hiệu mầu sử dụng tốc độ bit 15Mbit/s với GOP nhỏ chất lượng hình ảnh sẽ kém. GOP lớn sẽ gây khó khăn cho tất cả các thiết bị có chuyển đổi tín hiệu trong thời gian xoá mành. Từ năm 1994 nhiều nhà sản xuất và sử dụng thấy cần phải có tiêu chuẩn MPEG-2 , 4:2:2 P@ML ( Profile, Main Levels ) với tốc độ đạt 50 Mbit/s có thể đáp ứng được nhu cầu chất lượng trong các ứng dụng chuyên nghiệp. Tháng 1 năm 1996, MPEG-2, 4:2:2 Profile, Main Levels trở thành tiêu chuẩn quốc tế. Nó hơn hẳn MP2ML trên nhiều khía cạnh : tốc độ bit bằng 50Mbit/s và có thể đáp ứng cả hai tiêu chuẩn video 4:2:0 và 4:2:2 hệ thống này có đặc điểm chính sau đây : -Có độ mềm dẻo cao và tính khai thác hỗn hợp. Có khả năng giải mã trong phạm vi 15á50 Mbit/s với bất kỳ loại phối hợp nào giữa các ảnh I,P và B -Chất lượng cao hơn hẳn MP@ML. -Độ phân giải mầu tốt hơn MP@ML -Xử lý hậu ký sau khi nén và giải nén. -Nén và giải nén nhiều lần. -Nhóm ảnh nhỏ, thuận tiện cho công nghệ dựng hình. -Có khả năng biểu thị tất cả các dòng tích cực của tín hiệu video -Có khả năng biểu thị thông tin trong khoảng thời gian xoá mành. Kết luận :Trên đây là những vấn đề tổng quan nhất về hệ thống truyền hình tương tự và hệ thồng truyền hình số nói chung. Tuy nhiên, mỗi quốc gia lại đưa ra những tiêu chuẩn riêng, song chúng đều dựa trên các nguyên lý trên. Nước ta cũng đang phát triẻn một hệ thống truyền hình số riêng, và chọn DVB làm chuẩn phát sóng. Hiện nay thế giới đang có xu hướng đưa ra một số tiêu chuẩn chung nhất để có thể trao đổi chương trình, bán thiết bị trên toàn cầu và Việt Nam cũng đang trong xu hướng hoà nhập ấy. ._.