Câu 15 Trình bày sơ đồ khối hệ thống thu phát truyền hình số Giải thích chức năngVideo Mã hóa và nén video Điều chế tín hiệu truyền Mã hóa truyền dẫn Mã hóa kênh Ghép kênh Dữ liệu Mã hóa và nén dữ liệu Audio Môi trường truyền dẫn Mã hóa và nén Audio Giải mã và giải nén video Giải mã và giải nén tín hiệu Tách kênh Giải điều chế tín hiệu Giải mã kênh Giải mã tín hiệu truyền Giải điều chế tín hiệu Giải mã và giải nén audio Biến đổi AD tín hiệu tương tự sẽ dk biến đổi sang tín hiệu số Nén ghép kênh.
Trang 1Câu 15: Trình bày sơ đồ khối hệ thống thu phát truyền hình số Giải thích chức năng
- Biến đổi A/D tín hiệu tương tự sẽ dk biến đổi sang tín hiệu số
- Nén ghép kênh: do tín hiệu tương tự có tần số rất lớn, số hóa tạo ra dữ liệu lớn, nén để giảm bớt thông tin dư thừa
- Mã hóa: sắp xếp lại dữ liệu theo 1 quy tắc để phù hợp với kênh truyền, tăng tốc độ truyền, giảm BW truyền tín hiệu
- Điều chế số tín hiệu: quá trình biến đổi thay nhiều thông số của 1 tín hiệu theo sự thay đổi 1 tín hiệu mang thông tin cần truyền đi
- Giải điều chế: tái tạo lại tín hiệu mang thông tin ban đầu
Câu 16: Nén ảnh là gì? Tại sao phải nén ảnh trong truyền hình số? Phân loại
- Nén ảnh là quá trình loại bỏ bớt những số liệu và thông tin không cần thiết trên ảnh chỉ giữ lại số liệu và thông tin cốt lõi đặc trưng cho tín hiệu ảnh Vì khi số hóa thì tạo ra dữ liệu rất lớn, nhằm làm giảm dung lượng của ảnh để giảm BW tín hiệu và tốc độ bit trong truyền dữ liệu
- Nén tổn hao: khi khôi phục lại tín hiệu ảnh sẽ làm mất đi 1 ít thông tin so với tín hiệu ban đầu, hiệu quả cao, chất lượng thấp
- Nén hk tổn hao: tín hiệu sau khi được giải nén sẽ không bị mất thông tin so với tín hiệu ban đầu, hiệu quả thấp, chất lượng cao
Câu 17: Khái niệm video toàn phần? Trình bày tóm tắt phương pháp số hóa tín hiệu video tổng hợp?
- Tín hiệu video toàn phần là tín hiệu video trong đó tín hiệu chói (Y) và tín hiệu màu (C) được xử lý độc lập nhau
- Tín hiệu video thành phần:
- Ba tín hiệu số hóa độc lập
- Các bước: lấy mẫu, lượng tử, mã hóa
o Lấy mẫu: lấy mẫu độc lập (max)
o Các tiêu chuẩn: 4:4:4, 4:2:2, 4:1:1, 4:2:0
o Video chói (y)
Màu (C) ->
Sync Hsync (15750Hz, 15625Hz)
Vsync (60Hz, 50Hz) Burst ->
- Trong kỹ thuật truyền hình số, tần số lấy mẫu không lấy mẫu theo mà lấy bằng bội lần sóng mang tần số mang màu phụ
o 3 PAL -> = 3x4.43M = 13.3 MHz
NTSC -> = 3x3.58M = 10.7MHz
Video Mã hóa và
hiệu truyền
Mã hóa truyền dẫn
Mã hóa kênh
Ghép kênh
Dữ liệu Mã hóa và nén
dữ liệu Audio
Môi trường truyền dẫn
Mã hóa và nén Audio
Giải mã và giải nén video Giải mã và giải nén tín hiệu Tách kênh
Giải điều chế tín hiệu
Giải mã kênh
Giải mã tín hiệu truyền
Giải điều chế
tín hiệu
Giải mã và giải nén audio
Trang 2o 4 PAL -> = 4x4.43M = 17.7 MHz
NTSC -> = 4x3.58M = 14.3MHz
- Có 3 cấu trúc lấy mẫu: trực giao, qui nam dòng, qui nam mành
Câu 18: Khái niệm tín hiệu video tổng hợp? Trình bày tóm tắt pp số hóa tín hiệu video tổng hợp?
- Là tín hiệu mà trong đó thông tin chói (Y), màu (C) và đồng bộ đc phối hợp ghép nối nhau theo tần số, thời gian và biên độ để tạo ra 1 tín hiệu hình tổng hợp Trog tuyền hình các tín hiệu này có sự tương hợp giữa truyền hình đen trắng và màu
- Video chói (Y) -> = 0 – 6 MHz
Màu (C) -> =
Sync Hsync (15750Hz, 15625Hz)
Vsync (60Hz, 50Hz) Burst ->
- Các bước số hóa tín hiệu:
o gồm: tiếng nói: 300Hz – 3,4 KHz; 8 KHz
Âm thanh: 20 – 20 KHz; 44,1 KHz Hình ảnh: 0 – 6 MHz
- Trong kỹ thuật truyền hình số, tần số lấy mẫu không lấy theo mà lấy theo tần số sóng mang màu phụ
o 3 PAL -> = 3x4.43M = 13.3 MHz
NTSC -> = 3x3.58M = 10.7MHz
o 4 PAL -> = 4x4.43M = 17.7 MHz
NTSC -> = 4x3.58M = 14.3MHz
- Có 3 cách lấy mẫu -> trực giao, qui nam dòng, qui nam mành
Câu 20: Sơ đồ khối các bước mã hóa nén ảnh JPEG? Giải thích các khối
- Xử lý block ảnh: các block có cùng kích thước lấy từ 1 ảnh theo chiều từ trái sang phải, cấu trúc của block phụ thuộc vào phương pháp quét ảnh của các tiêu chuẩn truyền hình
- Biến đổi DCT: thuật toán biến đổi tín hiệu trong miền thời gian sang miền tần số nhằm loại bỏ những dư thừa ảnh trong miền không gian
- Lượng tử hóa: giảm được số bít cần thiết, đc 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)
- Quét zigzac và mã hóa entropy: dựa trên những đặc tính thống kê of tín hiệu được mã hóa Các hệ số đc lượng tử hóa trog mảng 2 chiều Fq (u,v) đc biến đổi thành chuỗi số 1 chiều bằng cách quét zigzac, các dữ liệu sẽ đc sắp xếp thành chuỗi 1 chiều
Câu 21: Các loại ảnh I, P, B và các GOP ảnh trong nén MPEG-2? Giải thích tóm tắt
- Ảnh I: chứa đầy đủ thông tin of ảnh gốc dk trích lấy từ chuỗi video và là ảnh đầu tiên trong GOP ảnh
- Ảnh dự đoán P: ảnh đc mã hóa 1 chiều từ ảnh trước đó, ảnh tham chiếu of nó có thể là anh I or ảnh P gần nhất, có sử dụng bù chuyển động
Mã hóa dự đoán
Ảnh đầu
vào
Biến đổi DCT
Xử lý block 8x8
Lượng tử hóa
Quét zigzac
Mã hóa entropy
Dữ liệu nén ảnh
Bảng lượng tử
Bảng mã hóa
Trang 3- Ảnh dự đoán B: ảnh dự đoán 2 chiều tạo ra từ ảnh xuất hiện trước và sau đó mỗi MB trên ảnh dự đoán
sẽ đc tạo ra bằng cách kết hợp 2 vecto chuyển động=> ảnh đc dự đoán này sẽ cho độ chính xác cao hơn
- Gop ảnh là 1 nhóm ảnh bao gồm các ảnh loại I, B, P ghép lại với nhau Mỗi GOP ảnh phải bắt đầu bằng ảnh I sau đó là ảnh P or B
- Giải thích
Câu 22: Sơ đồ cấu trúc dòng MPEG? Giải thích
- Block: đơn vị cơ bản trog biến đổi DCT, mỗi block bao gồm 8x8 pixel ảnh gồm tín hiệu chói và màu
- Khối Marco Block: nhóm gồm 4 block kết hợp lại tương ứng với thông tin của 1 cửa sổ 16x16 pixel ảnh gốc
- Mãng: gồm 1 hay nhiều MB liên tiếp nhau Phần header of slice chứa thông tin về vị trí of nó trong ảnh
và tham số lượng tử Hệ số 1 chiều DC đc xác định tại điểm bắt đầu mỗi slice (mãng)
- Ảnh cho bộ giải mã biết về loại mã hóa khung ảnh như I, B, P
- Nhóm ảnh GOP là 1 nhóm bao gồm các loại ảnh I, B, P ghép lại Mỗi nhóm ảnh bắt đầu bằng ảnh I,B,P
- Chuỗi video gồm header, 1 or 1 số GOP và phần kết thúc chuỗi header mang thông tin về kích thước dọc ngang cửa mỗi ảnh, tốc độ bit, tốc độ ảnh và dung lượng bộ đệm dữ liệu bên thu thôn tin chuỗi ảnh và phần header của mỗi chuỗi dòng video cơ bản
Câu 23: Vẽ sơ đồ cấu trúc dòng video MPEG-2? Giải thích tóm tắt
- Dòng bít 2 về cơ bản tương hợp với 1, cũng có cấu trúc gồm 6 lớp như ở chuẩn MPEG-1
o Lớp chuỗi là lớp mã hóa cho 1 chuỗi ảnh
o Lớp nhóm ảnh cung cấp những GOP trung cấp ngẫu nhiên, GOP ảnh luôn bắt đầu từ ảnh I, ảnh I này cung cấp điểm truy cập vào dòng bit mã hóa
o Lớp lát: mỗi lát chứa 1 or 1 số MB, có chức năng hồi phục đồng bộ
o Mỗi MB là 1 đơn vị đc ước lượng chuyển động và có vector chuyển động riêng trong phần header of nó
o Lớp khối là lớp thấp nhất, mỗi khối là 1 đơn vị DCT gồm 64 hệ số, trong đó có 1 hệ số DC và 63 hệ
số AC
- Chuỗi video đc mã hóa bắt đầu bằng Sequence header, sau đó là chuỗi mở rộng và các GOP ảnh
Câu 25: Sơ đồ khối hệ thống truyền hình số mặt đất
Tín hiệu A-V -> ADC -> Mã hóa nguồn -> Mã hóa sửa lỗi -> Mã hóa kênh truyền -> Điều chế -> anten
Trang 4Giải điều chế -> Giải mã kênh truyền -> Sửa lỗi -> Giải mã nguồn -> DAC -> Máy thu hình
- Tín hiệu audio-video nguyên mấu có dạng tương tự sẽ đc số hóa thành tín hiệu số trước khi đưa vào mạch xử lý
- Khối mã hóa nguồn dữ liệu thực hiện mã hóa và nén dữ liệu video theo 1 tỷ lệ nhất định
- Mã hóa kênh truyền đc thực hiện = cách đóng gói và đa hợp tín hiệu video-audio và các dữ liệu phụ vào
1 dòng dữ liệu truyền gọi là dòng truyền tải MPEG-2
- Điều chế tín hiệu phát sóng từ dòng dữ liệu mã hóa quá trình này gồm mã hóa truyền dẫn, mã hóa kênh
và kiểm tra sửa lỗi Việc đchế tín hiệu truyền dẫn phụ thuộc vào các chuẩn truyền hình như DVB-T và ATSC
Câu 26: Sơ đồ khối hệ thống truyền hình số vệ tinh
- Các tín hiệu truyền hình bao gồm âm thanh, hình ảnh, số liệu of mỗi ctrinh dk nén độc lập, tất cả tín hiệu sau nén đc ghép thành 1 luồng bit tín hiệu
- Ghép đa hợp tận dụng 1 cách tối ưu dung lượng truy nhập of kênh truyền, chia sẻ tốc độ bít lớn hơn cho các chương trình có các đoạn ảnh yêu cầu tốc độ bít lớn và giảm tốc độ bít of các ctrinh khác ít phức tạp hơn
ở cùng 1 thời điểm
- Mã hóa: đc đ khiển bởi hệ thống máy tính, tín hiệu bổ sung cho phép các thuê bao có quyền thu các ctrinh đã dk cài mã
- Sau khi mã hóa, mỗi đoạn tin cùng với tiêu đề đc bảo vệ bỏi 16 byte ã Reed Solomon cho phép sửa sai 9 bít trog đoạn
- Cuối cùng, tín hiệu đc điều chế sóng mang QPSK rồi đc chuyển lên dãi tần Ku và phát lên vệ tinh
- Sơ đồ khối máy phát số qua vệ tinh:
Câu 27: Sơ đồ khối hệ thống truyền hình số cáp HFC và nêu chức năng từng khối
- Tín hiệu video tương tự or số từ các nguồn khác nhau đc đưa tới header trung tâm Tại đây tín hiệu đc điều chế và ghép kênh sau đó truyền đi qua mạng vòng sử dụng sợi đơn mode
- Sau đó tín hiệu đc đưa đến các HUB thứ cấp, có khoảng 4 or 5 HUB thứ cấp và header nội hạt, mỗi HUB thứ cấp chỉ cung cấp cho khoảng 2500 thuê bao HUB thứ cấp dk sử dụng để phân phối thực hiện các tín hiệu video lượng tử or số đã ghép kênh với mục đích giảm việc phát cùng kênh video tại các header sơ cấp và thứ cấp
- Mạng backbone đc xây dựng theo kiến trúc mạng vòng sử dụng công nghệ SONET/SDH or 1 số công nghệ khác Trung tâm truyền hình cáp headend là nơi tập hợp, chọn lọc và quy tụ các kênh truyền hình trong
nc và thế giới
- Các kênh tín hiệu truyền hình có thể lấy từ nhiều nguồn khác nhau
o Các kênh truyền hình trong nc đc biên tập từ các trung tâm sản xuất ctrinh sau đó đưa đến trung tâm truyền hình cáp bằng cáp quang, viba MMDS, viba KTS mặt đất
o Các kênh truyền hình địa phương lân cận có thể thu lại bằng các anten Yagi băng tần VHF, UHF
o Các kênh truyền hình quốc tế thì đc thu trực tiếp từ vệ tinh bằng các loại anten parabol băng tần C hay Ku
- Tùy vào các nguồn thu mà sử dụng máy thu cho phù hợp
o Thu trực tiếp vệ tinh ta có máy thu vệ tinh
o Thu các kênh phương: máy Demodulator, MMDS
o Các viba lds mặt đất ta sử dụng các STB để thu ctrinh
- Các máy thu sẽ thu và giải mã cho ra tín hiệu video-audio sau đó tách video để chuyển đổi sang hệ PAL hay NTSC theo yêu cầu
Video -> Mã hóa video ->
Audio -> Mã hóa audio ->
Dữ liệu -> Mã hóa dữ liệu -> Ghé
Reed Solomon
Mã hóa -> -> Điều chế QPSK -> Điều chế RF -> Anten
Trang 5- Để bảo mật tín hiệu ta sử dụng bộ khóa mã kênh
- Tín hiệu video-audio từ các máy thu, STB, Encoder đc đưa qua bộ điều chế Modulator Mỗi bộ điều chế cho ra 1 khác nhau sao cho mỗi kênh các nhau khoảng 8Mhz Sau khi điều chế tần số, các kênh tín hiệu RF
đc tổng hợp lại bằng các bộ trộn và ghép kênh (combiner) nhằm mục đích cho ra 1 đường truyền tín hiệu RF duy nhất Tín hiệu sau đó sẽ đưa vào máy phát biến đổi tín hiệu điện sang quang để đưa vào mạng quang phát đi
Câu 24: Các phương pháp truyền dẫn hình số? Giải thích tóm tắt?
- Truyền qua cáp đồng trục để truyền tín hiệu video số có thể sử dụng cáp đồng trục cao tần Tín hiệu video đc số hóa, nén sau đó đc đưa vào điều chế sóng mang cao tần đc điều chế 64-QAM, 128-QAM Độ rộng băng tần of tín hiệu phụ thuộc vào tốc độ bit of tín hiệu, phương pháp mã hóa sửa sai và điều chế
- Truyên qua cáp quang: băng tần rộng cho phép truyền các tín hiệu số có tốc độ cao, độ suy hao thấp trên
1 đơn vị chiều dài, xuyên tín hiệu giữa các sợi quang dẫn thấp, thời gian trễ qua cáp qaung thấp
- Truyền qua vệ tinh: cự li lỡn, liên lạc điểm đến đa điểm trên phạm vi rộng cũng như phạm vi toàn cầu
- Truyền qua truyền hình số mặt đất: có 3 chuẩn ATSC, DVB-T và ISDB-T Đều sử dụng chuẩn nén MPEG-2 cho tín hiệu video ATSC sử dụng điều chế 8-VSB còn DVB-T và ISDB-T sử dụng phương pháp ghép đa tần trực giao OFDM, trong đó các sóng mang thành phần đc điều chế QPSK, 16-QAM
- Có 3 tiêu chuẩn truyền hình số mặt đất: ATSC (Mỹ), DVB-T (Châu Âu), ISDB-T (Nhật Bản)
Đều sử dụng chuẩn nén MPEG-2 cho tín hiệu video nhưng khác nhau phương pháp điều chế
Câu 30: Sơ đồ khối tóm tắt các bước sử lý tín hiệu ghi phát DVD và chức năng các khối
- Biến đổi ADC: biến đổi tín hiệu audio video tương tự thành số
- Nén dữ liệu A-V: nén tín hiệu audio video trước khi ghi
- Tạo khung dữ liệu: dữ liệu ghi sẽ đc đóng gói và tạo thành từng khung dữ liệu
- Điều chế tín hiệu ghi: tín hiệu sau khi xử lý sẽ đc điều chế thành tín hiệu quang để ghi lên đĩa
- Giải điều chế: biến đổi tín hiệu quang thành tín hiệu điện khi phát lại
- Giải mã khung: sắp xếp lại thứ tự các dữ liệu trong khung
- Giải nén tín hiệu: giải nén tín hiệu audioo video đã nén trong lúc ghi
Câu 19: Các đặc tính dư thừa trong video số? Phương pháp loại bỏ dư thừa?
- Dư thừa mã: khi video đc mã hóa = các symbol dạng số
- Dư thừa trong miền hk gian: trên 1 ảnh tĩnh, các picxel có các giá trị liên quan vs nhau, các picxel lân cận nhau có sự khác biệt về giá trị lớn và nhỏ
- Dư thừa trong miền thời gian: tín hiệu video là tập hợp of vô số ảnh tĩnh phát vs tốc độ cao Khi xét trong 1 thời gian ngắn, thì các ảnh liên tiếp nhau có tín hiệu rất giống nhau sai lệch rất ít
- PP loại bỏ dư thừa:
o Dư thừa mã: sử dụng RCL, Huffman… kết hợp với các pp mã hóa entropy
o Tâm lý nhìn vs màu sắc: lấy mẫu, giảm màu
o Dư thừa miền không gian: sử dụng pp ghép biên độ picxel từ miền hk gian sang miền tần số sử dụng
pp biến đổi DCT
o Dư thừa miền thời gian: sử dụng pp nội suy lại ảnh ban đầu dựa vào 1 số ảnh mẫu
Câu 28: Sơ đồ khối mạch giải mã video trên VCD? Chức năng?
Biến đổi A/D Nén dữ liệu A/V Tạo gói và sửa lỗi Điều chế tín hiệu
DVD Video audio analog Biến đổi A/D Giải nén tín hiệu Giải mã gói Giải điều chế
Bộ nhớ ROM
Xử lý tín hiệu số
Trang 6- Đầu quang: thiết bị phát tia lazer để ghi phát tín hiệu trên đĩa
- Khuếch đại RF:
o Nhận tín hiệu từ khối đầu quang để cấp cho mạch xử lý tín hiệu
o Khuếch đại tín hiệu RF
o Biến đổi tín hiệu dòng điện sang tín hiệu điện thế
- Xử lý tín hiệu số: Sửa sai, tách mã phụ, giao tiếp với khối giải nén video, các bộ nhớ ROM RAM và giao tiếp với khối xử lý chính of máy
- Bộ nhớ ROM: bộ nhớ chỉ để đọc, đc sử dụng để liên lạc trực tiếp lên khối giải nén video vs các đường đia chỉ và đường dữ liệu nhớ
- Bộ nhớ RAM: kết hợp vs mạch giải nén MPEG để lưu trữ dữ liệu và tăng tốc độ xử lý trên mạch giải nén
- Giải nén MPEG: giải nén t/h video và audio khi phát lại, do trong lúc ghi cả 2 tín hiệu đc nén và ghi lên VCD
- Biến đổi D/A: chuyển đổi các bit dữ liệu chứa hình ảnh bao gồm các thông tin về chói, màu, đồng bộ… thành tín hiệu tương tự có thể cung cấp cho ngõ vào of máy thu hình
- Mã hóa RGB: lấy các tín hiệu R, G, B dạng tương tự tại ngõ ra kết hợp với các tín hiệu đồng bộ ngang, đồng bộ dọc… để tái tạo các tín hiệu video tổng hợp
Tín hiệu hình ảnh Hiển thị
Mã hóa RGB Biến đổi D/A
Giải nén MPEG