Kỹ thuật truyền hình số hóa_ Luận văn

Kỹ thuật số hóa truyền hình luận văn full file doc, luận văn bảo vệ dồ án tốt nghiệp trường truyền hình. Đồ án tốt nghiệp của sinh viên được hướng dẫn khoa học. Tham khảo thêm xin liên hệ với chủ tài khoản sdt 0868408806Nhận làm slide thuyết trình bài tập lớn, đồ án tốt nghiệp theo yêu cầu giá cả thỏa thuận

Đánh giá quyển đồ án tốt nghiệp (Dùng cho giảng viên hướng dẫn)

Giảng viên đánh giá:

Họ và tên Sinh viên: MSSV:

Tên đồ án:

Chọn các mức điểm phù hợp cho sinh viên trình bày theo các tiêu chí dưới đây: Rất kém (1); Kém (2); Đạt (3); Giỏi (4); Xuất sắc (5)

Có sự kết hợp giữa lý thuyết và thực hành (20)

1

Nêu rõ tính cấp thiết và quan trọng của đề tài, các vấn đề và

các giả thuyết (bao gồm mục đích và tính phù hợp) cũng như

phạm vi ứng dụng của đồ án

1 2 3 4 5

2 Cập nhật kết quả nghiên cứu gần đây nhất (trong nước/quốc

3 Nêu rõ và chi tiết phương pháp nghiên cứu/giải quyết vấn đề 1 2 3 4 5

4 Có kết quả mô phỏng/thưc nghiệm và trình bày rõ ràng kết

Có khả năng phân tích và đánh giá kết quả (15)

5

Kế hoạch làm việc rõ ràng bao gồm mục tiêu và phương

pháp thực hiện dựa trên kết quả nghiên cứu lý thuyết một

cách có hệ thống

1 2 3 4 5

6 Kết quả được trình bày một cách logic và dễ hiểu, tất cả kết

quả đều được phân tích và đánh giá thỏa đáng 1 2 3 4 5

7

Trong phần kết luận, tác giả chỉ rõ sự khác biệt (nếu có) giữa

kết quả đạt được và mục tiêu ban đầu đề ra đồng thời cung

cấp lập luận để đề xuất hướng giải quyết có thể thực hiện

trong tương lai

1 2 3 4 5

Kỹ năng viết (10)

8 Đồ án trình bày đúng mẫu quy định với cấu trúc các chương

logic và đẹp mắt (bảng biểu, hình ảnh rõ ràng, có tiêu đề,

được đánh số thứ tự và được giải thích hay đề cập đến trong

đồ án, có căn lề, dấu cách sau dấu chấm, dấu phẩy v.v), có

mở đầu chương và kết luận chương, có liệt kê tài liệu tham

1 2 3 4 5

khảo và có trích dẫn đúng quy định

9

Kỹ năng viết xuất sắc (cấu trúc câu chuẩn, văn phong khoa

học, lập luận logic và có cơ sở, từ vựng sử dụng phù hợp

v.v.)

1 2 3 4 5

Thành tựu nghiên cứu khoa học (5) (chọn 1 trong 3 trường hợp)

10

a

Có bài báo khoa học được đăng hoặc chấp nhận đăng/đạt

giải

SVNC khoa học giải 3 cấp Viện trở lên/các giải thưởng khoa

học (quốc tế/trong nước) từ giải 3 trở lên/ Có đăng ký bằng

hát minh sáng chế

5

10

b

Được báo cáo tại hội đồng cấp Viện trong hội nghị sinh viên

nghiên cứu khoa học nhưng không đạt giải từ giải 3 trở

lên/Đạt

giải khuyến khích trong các kỳ thi quốc

chuyên ngành như TI contest

2

10

c Không có thành tích về nghiên cứu khoa học 0

Điểm tổng quy đổi về thang 10

Nhận xét thêm của Thầy/Cô (giảng viên hướng dẫn nhận xét về thái độ và tinh thần

làm việc của sinh viên)

Người nhận xét Ngày: / /2016 (Ký và ghi rõ họ tên)

Đánh giá quyển đồ án tốt nghiệp (Dùng cho cán bộ phản biện)

Giảng viên đánh giá:

Họ và tên Sinh viên: MSSV:

Tên đồ

án:

Chọn các mức điểm phù hợp cho sinh viên trình bày theo các tiêu chí dưới đây:

Rất kém (1); Kém (2); Đạt (3); Giỏi (4); Xuất sắc (5)

Có sự kết hợp giữa lý thuyết và thực hành (20)

1

Nêu rõ tính cấp thiết và quan trọng của đề tài, các vấn đề và

các giả thuyết (bao gồm mục đích và tính phù hợp) cũng như

phạm vi ứng dụng của đồ án

1 2 3 4 5

2 Cập nhật kết quả nghiên cứu gần đây nhất (trong nước/quốc

3 Nêu rõ và chi tiết phương pháp nghiên cứu/giải quyết vấn đề 1 2 3 4 5

4 Có kết quả mô phỏng/thưc nghiệm và trình bày rõ ràng kết

Có khả năng phân tích và đánh giá kết quả (15)

5

Kế hoạch làm việc rõ ràng bao gồm mục tiêu và phương

pháp thực hiện dựa trên kết quả nghiên cứu lý thuyết một

cách có hệ thống

1 2 3 4 5

6 Kết quả được trình bày một cách logic và dễ hiểu, tất cả kết

quả đều được phân tích và đánh giá thỏa đáng 1 2 3 4 5

7

Trong phần kết luận, tác giả chỉ rõ sự khác biệt (nếu có) giữa

kết quả đạt được và mục tiêu ban đầu đề ra đồng thời cung

cấp lập luận để đề xuất hướng giải quyết có thể thực hiện

trong tương lai

1 2 3 4 5

Kỹ năng viết (10)

8 Đồ án trình bày đúng mẫu quy định với cấu trúc các chương

logic và đẹp mắt (bảng biểu, hình ảnh rõ ràng, có tiêu đề,

được đánh số thứ tự và được giải thích hay đề cập đến trong

đồ án, có căn lề, dấu cách sau dấu chấm, dấu phẩy v.v), có

1 2 3 4 5

mở đầu chương và kết luận chương, có liệt kê tài liệu tham

khảo và có trích dẫn đúng quy định

9

Kỹ năng viết xuất sắc (cấu trúc câu chuẩn, văn phong khoa

học, lập luận logic và có cơ sở, từ vựng sử dụng phù hợp

v.v.)

1 2 3 4 5

Thành tựu nghiên cứu khoa học (5) (chọn 1 trong 3 trường hợp)

10

a

Có bài báo khoa học được đăng hoặc chấp nhận đăng/đạt

giải

SVNC khoa học giải 3 cấp Viện trở lên/các giải thưởng khoa

học (quốc tế/trong nước) từ giải 3 trở lên/ Có đăng ký bằng

hát minh sáng chế

5

10

b

Được báo cáo tại hội đồng cấp Viện trong hội nghị sinh viên

nghiên cứu khoa học nhưng không đạt giải từ giải 3 trở

lên/Đạt

giải khuyến khích trong các kỳ thi quốc

chuyên ngành như TI contest

2

10

c Không có thành tích về nghiên cứu khoa học 0

Điểm tổng quy đổi về thang 10

3 Nhận xét thêm của Thầy/Cô

Người nhận xét Ngày: / /2016 (Ký và ghi rõ họ tên)

LỜI NÓI ĐẦU

Sự phát triển không ngừng của kỹ thuật số đã xâm nhập vào hầu hết tất cả cáclĩnh vực khoa học kĩ thuật, kĩ thuật truyền hình cũng không nằm ngoài quá trình đó.Công nghệ số diễn ra trong truyền hình ngày nay không chỉ do yêu cầu ngày càngcao về chất lượng của dịch vụ truyền hình mà còn do sức ép đang tăng lên đối vớinguồn tài nguyên phổ tần số Đối với những nước có nền công nghiệp truyền hình-viễn thông phát triển mạnh, vấn đề này đang trở nên gay gắt hơn bao giờ hết Bêncạnh đó, nhu cầu cạnh tranh trong nền kinh tế thị trường đã thúc ép các nước nàyphải nhanh chóng xác lập và lựa chọn chuẩn số thích hợp, để sớm tung ra các thiết

bị hay dịch vụ số để chiếm thế thượng phong trên thị trường Hầu hết các nước hiệnnay đã đặt ra lộ trình chuyển đổi sang số và sẽ chấm dứt truyền hình tương tự trongkhoảng thời gian từ 10 đến 15 năm tới

Đối với Việt Nam, một nước nghèo với những đặc thù riêng của mình, vấn đề sốhoá lại còn có một ý nghĩa khác Về tài nguyên phổ tần, có lẽ trong vòng 10 đến 15năm tới, chúng ta cũng chưa bị thúc ép gay gắt như các nước có ngành truyền hình-viễn thông phát triển hiện nay Bên cạnh mục đích nâng cao chất lượng phục vụngười xem, truyền hình Việt Nam trong 10 đến 15 năm nữa sẽ buộc phải chuyểnsang số vì các thiết bị tương tự sẽ không được sản suất nữa Như vậy, số hoá truyềnhình là con đường tất yếu mà truyền hình Việt Nam cần phải đi mặc dù còn rấtnhiều khó khăn trước mắt như điều kiện kinh tế còn eo hẹp, nền công nghiệp vàtrình độ khoa học kỹ thuật còn non trẻ

Mặc dù bản thân đã có nhiều cố gắng song do trình độ chuyên môn còn giới hạn,tài liệu tham khảo hạn chế cộng với thời gian thực hiện không dài nên trong quátrình thực hiện chắc không tránh được những sai lầm, thiếu sót Vì điều kiện thực tếkhông cho phép nên đồ án của em chỉ dừng lại ở mức độ lý thuyết Rất mong được

sự thông cảm và hướng dẫn, chỉ bảo thêm của các thầy cô và bè bạn để em có thểhiểu rõ hơn về lĩnh vực này.

Cuối cùng, em xin chân thành cảm ơn các thầy cô, bạn bè đã giúp đỡ em trong

quá trình thực hiện Đặc biệt là sự hướng dẫn tận tình của thầy , thầy đã trực tiếp chỉ

dẫn, định hướng, tạo mọi điều kiện để em hoàn thành đồ án

Sinh viên Lâm Thanh Hoà

TÓM TẮT ĐỒ ÁN

Trong khuôn khổ của đồ án, em đề cập tới các vấn đề của quá trình thực hiện sốhoá đối với tín hiệu truyền hình tương tự, đồng thời trình bày khái quát về cácphương thức truyền dẫn, các tiêu chuẩn truyền hình số Bao gồm quá trình pháttriển, giới thiệu khái quát về hệ thống truyền hình số

Xử lý tín hiệu video : bao gồm số hoá và thực hiện nén tín hiệu video

Xử lý tín hiệu audio : số hoá và thực hiện nén tín hiệu audio

Ghép kênh và truyền tải các dịch vụ : trình bày về quá trình ghép kênh cáckênh video, audio,số liệu phụ của một hay nhiều chương trình truyền hình.Các hệ thống truyền hình số : trình bày về các hệ thống truyền hình sốATSC, DVB, ISDB

Truyền dẫn tín hiệu truyền hình số : trình bày về các phương thức dịch vụtruyền dẫn như qua cáp, vệ tinh, phát mặt đất

Audio signal processing: digitization and implementation of audio signalcompression.

Multiplexing and transmission services: a presentation on the process ofmultiplexing the video channels, audio, data of one or more sub-televisionprograms

The digital TV system: presentation of the ATSC digital television system,DVB, ISDB

Transmission of television signals: A description of the method oftransmission services, such as through cable, satellite, terrestrial transmitters

MỤC LỤC

Lời nói đầu 5

Tóm tắt đồ án 6

Mục lục 7

Danh sách hình vẽ 9

Danh sách bảng biểu 11

Các từ viết tắt 12

Chương 1: Giới thiệu chung 1

Chương 2 :Xử lý tín hiệu video 8

2.1 Số hoá tín hiệu video 8

2.1.1 Lấy mẫu 9

2.1.2 Lượng tử hoá 16

2.1.3 Tín hiệu chuẩn thời gian TRS (Time Reference Signal).[2] 16

2.1.4 Dữ liệu phụ ANC (Ancillary Data).[2] 17

2.1.5 Quan hệ giữa mành số và mành tương tự 18

2.2 Nén tín hiệu video 19

2.2.1 Mã hoá dự báo DPCM [3] 23

2.2.2 Mã chuyển vị (Transform Coding) [3] 25

2.2.3 Nén trong ảnh (Intra-frame Compression) [4] 28

2.2.4 Nén liên ảnh (Inter-frame Compression) [4] 33

2.2.5 Chuẩn nén video MPEG [4] 35

Chương 3:Xử lý tín hiệu audio 39

3.1 Các đặc điểm của hệ thống thính giác người 40

3.2 Các kỹ thuật nén số liệu audio 41

3.2.2 Nén có suy hao 43

3.3 Quá trình mã hoá audio 43

3.4 Chuẩn nén audio MPEG 44

3.4.1 Chuẩn nén audio MPEG-1.[4] 45

3.4.2 Chuẩn nén audio MPEG-2 [4] 50

3.5 Chuẩn nén audio AC-3.[5] 51

Chương 4:Ghép kênh và truyền tải các dịch vụ 53

4.1 Hệ thống ghép kênh và phân kênh MPEG-2 [1] 53

4.2 Dòng cơ sở được đóng gói (PES).[1] 54

4.3 Dòng chương trình(PS).[1] 57

4.4 Dòng truyền tải (TS)[1] 57

4.4.1 Cấu trúc dòng truyền tải 57

4.4.2 Thông tin đặc tả chương trình (PSI) 61

4.4.3 Đặc điểm của dòng truyền tải 63

4.5 Đồng bộ [6] 64

4.5.1 Chuẩn đồng hồ (Clock References) 65

4.5.2 Nhãn thời gian (Time Stamps) 65

Chương 5:Các hệ thống truyền hình số 66

5.1 Tiêu chuẩn ATSC [3] 66

5.2 Tiêu chuẩn DVB [3] 69

5.3 Tiêu chuẩn ISDB.3] 73

Chương 6:Truyền dẫn tín hiệu truyền hình số 74

6.1 Truyền hình số mặt đất DTTB(Digital Terrestrial Television Broadcasting) [6] 74

6.2 Truyền hình cáp [6] 76

6.3 Truyền hình vệ tinh [6] 78

6.4 Truyền hình MDS (Multipoint Distribution System) [6] 80

6.4.1 Truyền hình MMDS (Multichanel Multipoint Distribution System) 80

6.4.2 Truyền hình LMDS (Local Multipoint Distribution System) 84

Tài liệu tham khảo 88

DANH SÁCH HÌNH VẼ

Hình 1 : Sơ đồ cấu trúc tổng quát hệ thống truyền hình số 6

Hình 2- 1: Biến đổi A/D tín hiệu video màu tổng hợp 8

Hình 2- 2: Biến đổi A/D tín hiệu video màu thành phần 8

Hình 2- 3: Cấu trúc trực giao 10

Hình 2- 4: Cấu trúc “ quincunx “ mành 10

Hình 2- 5: Cấu trúc “ quincunx “ dòng 11

Hình 2- 6: Quan hệ giữa dòng video số và dòng video tương tự hệ 525 dòng / 60 mành 12

Hình 2- 7: Quan hệ giữa dòng video số và dòng video tương tự hệ 625 dòng / 50 mành 13

Hình 2- 8 : Tiêu chuẩn 4:4:4 14

Hình 2- 9 : Tiêu chuẩn 4::2:2 14

Hình 2- 10: Tiêu chuẩn 4:2:0 15

Hình 2- 11: Tiêu chuẩn 4:1:1 15

Hình 2- 12: Quan hệ giữa mành số và mành tương tự hệ 525 dòng / 60 mành 18

Hình 2- 13: Quan hệ giữa mành số và mành tương tự hệ 625 dòng / 50 mành 19

Hình 2- 14: Sự phối hợp các kĩ thuật nén 21

Hình 2- 15: Mã hoá DPCM 23

Hình 2- 16: Giải mã DPCM 23

Hình 2- 17: Sơ đồ khối DPCM liên mành 24

Hình 2- 18: Quá trình mã hoá DCT một chiều 27

Hình 2- 19: Biến đổi DCT hai chiều 28

Hình 2- 20: Nén theo ảnh (Frame) 29

Hình 2- 21: Nén theo mành (Field) 29

Hình 2- 22: Nén trong ảnh (Intra-frame Compression) 29

Hình 2- 23: Cấu tạo của MB theo các chuẩn lấy mẫu 30

Hình 2- 24: Quét zig-zag các hệ số lượng tử hoá DCT 31

Hình 2- 25: Quá trình nén trong ảnh 32

Hình 2- 26: Quá trình giải nén trong ảnh 32

Hình 2- 27: Sự bù chuyển động 33

Hình 2- 28 Các khung hình I, B và P 34

Hình 2- 29: Nén liên ảnh 35

Hình 2- 30: Bộ mã hoá Video MPEG cơ bản 36

Hình 2- 31: Cấu trúc nhóm ảnh 37

Hình 2- 32: Giải nén MPEG 38

Hình 3- 1: Hệ thống âm thanh đa kênh 3 front/2 surround (ITU-R Rec BS 775-1) 39

Hình 3- 2: Phân hệ audio trong hệ thống truyền hình số 40

Hình 3- 3: Ngưỡng che lấp tần số và nghe thấy tuyệt đối 41

Hình 3- 4: Hệ thống mã hoá điểm quá tải khối số liệu audio.[3] 43

Hình 3- 5: Bộ mã hoá audio dựa vào thính giác cơ bản 44

Hình 3- 6: Họ các chuẩn nén tín hiệu MPEG audio 45

Hình 3- 7: Cấu trúc cơ bản của bộ mã hoá audio MPEG 46

Hình 3- 8: Cấu trúc cơ bản của bộ giải mã audio MPEG 46

Hình 3- 9: Sơ đồ khối của bộ mã hoá audio MPEG-1(lớpI, II) 47

Hình 3- 10: Sơ đồ khối của bộ giải mã audio MPEG-1(lớpI, II) 47

Hình 3- 11: Cấu trúc khung MPEG audio lớp 1 48

Hình 3- 12: Sự mở rộng MPEG-2 Audio trong định dạng luồng bit MPEG-1 50

Hình 3- 13: Nguyên lý tương thích ngược của chuẩn audio MPEG-2 với 51

Hình 3- 14: Hệ thống audio tiêu chuẩn AC-3 52

Hình 4- 1: Hệ thống ghép kênh và phân kênh MPEG-2 53

Hình 4- 2: Cấu trúc của gói phần tử cơ sở (PES) 55

Hình 4- 3: Cấu trúc gói TS 58

Hình 4- 4: Cấu trúc header gói TS 59

Hình 4- 5: Cấu trúc trường Adaptation Field gói TS 60

Hình 5- 1: Mô hình hệ thống truyền dẫn DVB 70

Hình 5- 2: Sơ đồ khối máy thu dịch vụ DVB 71

Hình 6- 1: Mô hình hệ thống truyền hình số quảng bá mặt đất(ITU/R) 75

Hình 6- 2: Mô hình hệ thống truyền hình cáp theo khuyến nghị của ITU 77

Hình 6- 4: Hệ thống MMDS điển hình 81Hình 6- 5: Sơ đồ khối hệ thống phát và thu MMDS 83Hình 6- 6: Phân bố băng tần LMDS (US) 85Hình 6- 7: Sơ đồ tái sử dụng tần số với chia sector anten 900(a) và sector anten

600(b) 85Hình 6- 8: Cấu hình hệ thống LMDS 87

DANH SÁCH BẢNG BIỂU

Bảng 4- 1: Bit điều khiển xáo trộn luồng truyền tải 59

Bảng 4- 2: Bit điều khiển phần thích nghi 60

Bảng 4- 3: Bảng thông tin đặc tả chương trình 62

Bảng 5- 1: Các đặc trưng chính của tiêu chuẩn ATSC 67

Bảng 5- 2: Các loại dịch vụ audio chính trong hệ thống ATSC 68

Bảng 6- 1: Bảng tóm tắt đặc điểm kĩ thuật chính của LMDS và MMDS 87

CÁC TỪ VIẾT TẮT

A/D Analog to Digital Biến đổi tương tự số

AC-3 5.1 Channel Digital Audio Compression System Hệ thống 5.1 kênh âm thanh số nén

ACATS Advisory Committee on Advanced Television Systems

(USA)

Ủy ban Tư vấn về hệ thống truyền hình nâng cao (USA)

ACI Adjacent Channel Interference Nhiễu kênh lân cận

AFC Automatic Frequency Control Kiểm soát tần số tự động

AGC Automatic Gain Control Điều khiển tự động Gain

ATSC Advanced Television Systems Committee (USA) Ủy ban Hệ thống truyền hình nâng cao (USA)ATV Advanced Television Truyền hình nâng cao

AWGN Additive White Gaussian Noise Additive White Gaussian Noise

B-pictures Bidirectionally predictive pictures (motion) compensation hình ảnh hai chiều dự đoán (chuyển động) tiền bồi thườngBAT Bouquet Association Table (part of SI) Bouquet Hội Bảng

BRR Bit Reduction Rate Bit Rate giảm

BST- Band Segmented Transmission - Ban thông phân đoạn truyền dẫn

-OFDM Orthogonal Frequency DivisionMultiplex Orthogonal Frequency Division MultiplexC/I Carrier to Interference Carrier to Interference

C/N Carrier to Noise Carrier Noise

CA Conditional Access Truy cập có điều kiện

CAT Conditional-Access Table (part of SI) Conditional-Access Table

CCI Co Channel Interference Co kênh nhiễu

CIF Common Image Format Common Image Format

COFDM Coded Orthogonal Frequency Division Multiplexing Coded Orthogonal Frequency Division MultiplexingCPE Common Phase Error Lỗi pha chung

CRO Cathode Ray Oscilloscope Cathode Ray Oscilloscope

D/A Digital to Analog Biến đổi số tương tự

D/U Desired to Undesired Desired to Undesired

DAB Digital Audio Broadcasting Digital Audio Broadcasting

DBPSK Differential Binary Phase Shift Differential Binary Phase Shift Keying

DBS Direct Broadcast Satellite Vệ tinh phát sóng trực tiếp

DCA Department of

Communications and the Arts Bộ Truyền thông và Nghệ thuật

DCT Discrete Cosine Transform Mã hóa chuyển dạng cosin rời rạc

DMV Digital Media Vision (companynow called NDS broadcast) Digital Media Vision (công ty hiện nay được gọi là kênh NDS )DPCM Differential Pulse Code Modulation Differential Pulse Code ModulationDSP Digital Signal Processor Bộ xử lý tín hiệu kỹ thuật số

DTB Digital Television Broadcasting Đài truyền hình kỹ thuật số mặt đấtDTT Digital Terrestrial Television Truyền hình kỹ thuật số mặt đất

DTTB Digital Terrestrial Television Broadcasting Truyền hình số mặt đất DTTB

DTV Digital Television Truyền hình kỹ thuật số

DVB

Digital Video Broadcasting,

suffixed Digital Video Broadcasting, với hậu tố

S for satellite, C for cable, T for

terrestrial, CS for SMATV,

S cho truyền hình vệ tinh, C cho cáp, T cho mặt

đất, CS cho SMATV,TXT for fixed-format teletext

and MS for MMDS

TXT để cố định dạng teletext và MS cho MMDS

DVC Digital Video Cassette Video Cassette kỹ thuật số

DVD Digital Video Disk Đĩa video kỹ thuật số

EBU European Broadcasting Union Hội đồng đài phát châu Âu

EDTV Enhanced Definition Television Enhanced Definition Television

EIT Event Information Table (part

ELG European Launching Group Châu Âu Lễ ra mắt Nhóm

EPG Electronic Programme Guide Hướng dẫn chương trình điện tử

EPROM Erasable Programmable Read Only Memory Erasable Programmable Read Only MemoryETS European Telecommunication Standard Tiêu chuẩn Viễn thông châu Âu

ETSI European Telecommunication

Standards Institute Viện Tiêu chuẩn Viễn thông châu ÂuFACTS

FCC Federal Communications Commission Ủy ban Truyền thông Liên bang

FEC Forward Error Correction Sửa Lỗi Chuyển tiếp

FFT Fast Fourier Transform Biến đổi Fourier nhanh

GPS Global Positioning System Hệ thống định vị toàn cầu

HDTV High Definition Television Broadcasting High Definition Television BroadcastingHFC Hybrid Fibre Coax Lai Fibre Coax

I-pictures

Intra pictures (motion

compensation) hình ảnh nội (bồi thường chuyển động)IBC International Broadcasting

Conference Hội nghị Phát thanh Quốc tế

ICI Inter-Carrier Interference Inter-Carrier Interference

IDCT Inverse Discrete Cosine Transform Inverse Discrete Cosine TransformIEC International Electrotechnical Commission Ủy ban Kỹ thuật Điện Quốc tế

IF Intermediate Frequency Tần số trung gian

IFFT Inverse fast Fourier transform Inverse fast Fourier transform

IMD Inter-Modulation Distortion Inter-Modulation Distortion

IRD Integrated Receiver Decoder Integrated Receiver Decoder

ISDB Integrated Services Digital

Broadcasting Dịch vụ tích hợp kỹ thuật số phát sóngISO International Standardisation Organisation Tổ chức Tiêu chuẩn hóa quốc tế

ITU International Telecommunication Union Liên minh Viễn thông Quốc tế

LDTV Low Definition Television Truyền hình độ nét thấp

LOP Limit of Perceptibility Giới hạn của sự cảm giác được

MAC Multiplexed Analog

MATV Master Antenna Television Master Antenna Television

MCC Multiplex Control Computer Máy tính điều khiển Multiplex

MMDS

Multichannel, Multipoint

Distribution System, Đa kênh, hệ thống phân phối đa điểm,

or, multipoint microwave

distribution system hay, hệ thống phân phối đa vi sóngMPEG

Video bit-rate reduction

systems determined by

các hệ thống video giảm tốc độ bit xác định bởi

the Moving Picture Experts

NDS News Data Systems (company previously called DMV) Hệ thống dự liệu tin tức (công ty trước đây gọi là DMV)NIT Network Information Table (part of SI) Bảng thông tin mạng

NTA National Transmission Authority Cơ quan truyền hình Quốc gia

OFDM Orthogonal Frequency DivisionMultiplexing Orthogonal Frequency Division Multiplexing

P-pictures Predictive pictures Hình ảnh tiên đoán

PA Power Amplifier Khuếch đại năng lượng

PAL Phase Alternate Line

Television System Giai đoạn hệ thống đường truyền thay thếPAT Programme Association Table

(part of SI) Hiệp hội Chương trình Bảng

PMT Programme Map Table (part of SI) Chương trình Bản đồ Bảng

PRBS Pseudo Random Binary Sequence Pseudo Random Binary Sequence

PROM Programmable Read Only Memory Programmable Read Only Memory

PSI Programme Specific

Information (part of SI) Chương trình Thông tin cụ thể

PSP Programme Service Provider Chương trình cung cấp dịch vụ

QAM Quadrature Amplitude Modulation Quadrature Amplitude Modulation

QEF Quasi Error Free Quasi Lỗi miễn phí

QPSK Quadrature Phase-Shift Keying Quadrature Phase-Shift Keying

R&S Rhode and Schwarz Rhode and Schwarz

RLC Run Length Coding Mã hóa chiều dài động

RS Reed Solomon error protection Bảo vệ lỗi Reed Solomon

RST Running Status Table (part of

S/N Signal to Noise Tín hiệu để Noise

SCM Subjective Comparison Method Chủ quan Phương pháp so sánh

SCPC Single Carrier Per Channel Độc Carrier mỗi kênh

SDH Synchronous Digital Hierarchy Synchronous Digital Hierarchy

SDT Service Description Table (part of SI) Dịch vụ Bảng Mô tả

SFN Single Frequency Network Mạng 1 kênh

added on to the video, audio

and/or multi-media data stream

, âm thanh và / hoặc đa phương tiện truyềnthông dòng dữ liệu

SIF Simple Image Format Simple Image Format

SMS Subscriber Management System Hệ thống quản lý thuê bao

ST Stuffing Table (part of SI) Stuffing Table (part of SI)

TDT Time and Date Table (part of SI) Time and Date Table (part of SI)

TOT Time Offset Table (part of SI) Time Offset Table (part of SI)

TPS Transmission Parameter Signalling Truyền Thông số hiệu

TREC Timing Recovery phục hồi thời gian

TS Transport Stream Transport Stream

TSG Test Signal Generator Kiểm tra phát tín hiệu

TTL Transistor Transistor Logic Transistor Transistor logic

Vestigial Side Band modulation

system, prefixed by, Hệ thống điều chế biên thoái hóa, kèm theo đó,

8 for 8 level terrestrial or 16 for

16 level cable version

8 trong 8 cấp độ trên mặt đất hoặc 16 cho phiên bản cáp 16 độ

CHƯƠNG 1 GIỚI THIỆU CHUNG

Trong những năm gần đây kĩ thuật số đã có những bước phát triển nhảy vọt vớicác sản phẩm công nghệ cao, giá thành hạ đang được ứng dụng mạnh mẽ vào cácngành kĩ thuật khác Trước khi kĩ thuật số được áp dụng vào kĩ thuật truyền hình,công nghệ kĩ thuật số đã phát triển ở mức độ cao trong các hệ thống xử lý dữ liệu và

hệ thống truyền tin Kết quả là truyền hình số đã phát triển rất nhanh, thể hiện nhiều

ưu điểm so với truyền hình tương tự và đang dần chiếm lĩnh ưu thế tạo nên mộtcuộc cách mạng thực sự trong công nghiệp truyền hình

Sự dịch chuyển từ các dịch vụ truyền hình dựa trên các ứng dụng của kỹ thuậttương tự sang các dịch vụ truyền hình dựa trên ứng dụng các kỹ thuật số đang pháttriển một cách nhanh chóng Sự dịch chuyển của các dịch vụ truyền hình này mộtphần là nhờ kết quả của sự hội tụ của các lĩnh vực: truyền hình, viễn thông, cácngành khoa học và đồ hoạ máy tính thông qua việc sử dụng kỹ thuật số

Tín hiệu đầu vào và đầu ra của các hệ thống truyền hình, tại camera và tại đầu thutương ứng vốn là là tín hiệu tương tự Như vậy, có một câu hỏi tự nhiên được đặt ratại sao phải số hoá Trong khi sự suy giảm tín hiệu của các tín hiệu tương tự đượctích luỹ thì khả năng để tái tạo lại một chuỗi xung số một cách chính xác rất dễdàng Luồng bit số có thể được xen kẽ trong một kênh, quá trình xen kẽ này chophép phát xạ, truyền dẫn, lưu trữ , hoặc xử lý tín hiệu phụ cùng với tín hiệu video vàaudio Hơn nữa, các kỹ thuật nén số dựa trên sự cắt giảm độ dư thừa có thể đượcứng dụng để số hoá các dịch vụ video và audio cho phép truyền một dịch vụ HDTV

hoặc nhiều dịch vụ truyền hình bình thường trên một kênh có độ rộng bằng kênhphát hình tương tự quảng bá hiện tại.

Sử dụng phương pháp số để tạo,lưu trữ và truyền tín hiệu của chương trình truyềnhình trên kênh thông tin mở ra một khả năng đặc biệt rộng rãi cho các thiết bị truyềnhình Trong một số ứng dụng tín hiệu số được thay thế hoàn toàn cho tín hiệu tương

tự vì nó có khả năng thực hiện được các chức năng mà tín hiệu tương tự hầu nhưkhông thể làm được hoặc rất khó thực hiện, nhất là trong việc xử lý tín hiệu và lưutrữ

So với tín hiệu tương tự, tín hiệu số cho phép tạo, lưu trữ, ghi đọc nhiều lần màkhông làm giảm chất lượng hình ảnh Tuy nhiên, không phải trong tất cả các trườnghợp tín hiệu số đều đạt được hiệu quả cao hơn với tín hiệu tương tự (ví dụ như bộlọc) Mặc dù vậy xu hướng chung cho sự phát triển công nghiệp truyền hình trên thếgiới, nhằm đạt được một sự thống nhất chung, là một hệ thống truyền hình hoàntoàn kĩ thuật số có chất lượng cao và dễ dàng phân phối trên kênh thông tin

Sự ra đời của các đầu ghi băng video số thế hệ hai và ba, các bộ chuyển mạch, đồhoạ chuyển động và các bộ tạo kỹ xảo đặc biệt và sự thoả thuận sử dụng giao diện

số nối tiếp năm 1990 đã đẩy nhanh việc cài đặt các thiết bị sản xuất chương trìnhtruyền hình số Việc sản xuất chương trình truyền hình số sử dụng các đầu ghi hình

số đã cho phép các nhà sản xuất chương trình có thể sao chép nhiều lần hơn so vớiđầu ghi hình tương tự mà vẫn đảm bảo chất lượng Các ứng dụng của kỹ thuật sốcho phép giảm thời gian cài đặt camera từ vài giờ xuống gần như tức thời Các hệ

thống thư viện số làm cho các phương tiện được ghi, bảo quản tư liệu một cách tiệnlợi và tìm kiếm thông tin nhanh và dễ dàng.

Các lĩnh vực chính trong phát quảng bá còn lại đối với thế giới tương tự là truyềndẫn giữa các trung tâm sản xuất chương trình và truyền dẫn đến đến người sử dụng.Các ngăn cản cuối cùng này cũng đã được vượt qua vào đầu những năm 1990 vớinhững ứng dụng của kỹ thuật nén số, nhìn chung được xây dựng dựa trên ứng dụngcủa mã hoá chuyển dạng cosin rời rạc (DCT), sử dụng điều chế biên độ vuông góc(QAM) và các kỹ thuật điều chế đa mức gần đây

Vào khoảng năm 1990, các tổ chức truyền hình Bắc Mỹ với nỗ lực của mình đãtìm ra phương tiện phát hình ảnh HDTV trong kênh truyền hình 6Mhz hiện tại, kênhtruyền hình UHF được tập trung chủ yếu vào việc sử dụng các phương thức và kỹthuật nén số để đáp ứng được các yêu cầu của hệ thống Các kết quả mô phỏng cótính khả thi thực tế của các hệ thống khác nhau ở Bắc Mỹ đã nhanh chóng đượcphát triển ở nhiều nơi như ở Châu Âu và các nước và vùng châu Á Thái BìnhDương

Kết quả quá trình số hoá hình ảnh truyền hình 525 dòng, 625 dòng tạo ra dòng sốliệu video 270Mbit/s, số hoá hình ảnh HDTV tạo ra luồng số liệu 1200Mbit/s Mộtkênh có độ rộng 6, 7, 8Mhz chỉ có thể thể mang được tốc độ số liệu tối đa cỡkhoảng 20Mbit/s Do vậy yêu cầu phải nén số liệu với tỷ lệ 60:1 đối với các dịch vụtruyền hình HDTV

Vào giữa năm 1991, các báo cáo về công việc đang được làm ở Mỹ, các nước Bắc

Âu, Anh, Pháp,Ý, Nhật và các nước khác đã chỉ ra rằng phương thức giảm tốc độ

bit với tỷ lệ 60:1 có thể được áp dụng cho cả hình ảnh HDTV và các hình ảnhtruyền hình thông thường Kết quả này cho thấy hình ảnh của truyền hình có độphân giải cao HDTV có thể được truyền trên các kênh tương đối hẹp với tốc độ bit

từ 15 đến 25Mbits/s và các dịch vụ truyền hình analog thông thường có thể có thểđược truyền với tốc độ 1,5 - 12Mbit/s tuỳ thuộc vào chất lượng của dịch vụ Sửdụng các tiêu chuẩn, các kỹ thuật điều chế đa mức sẽ có thể truyền một kênh truyềnhình HDTV hoặc nhiều kênh truyền hình thông thường trong các kênh truyền hìnhdải VHF và UHF hiện tại có băng thông 6, 7 hoặc 8Mhz

Trong khoảng thời gian từ 1991 tới 1995 sự phát triển của các chuẩn giao tiếpchung giữa các hệ thống vệ tinh số, cáp và phát quảng bá mặt đất đã mở ra mộtbước ngoặt mới Nhóm làm việc 11/3 của ITU đã đưa ra các khuyến nghị đối vớicác thành phần chung của hệ thống quảng bá truyền hình số mặt đất Những chi tiếtđối với phục vụ quảng bá bằng vệ tinh số, cáp được chấp thuận ở một số vùng lãnhthổ theo các khuyến nghị của ITU và chuẩn theo vùng địa lý

Những ứng dụng của kỹ thuật số đối với truyền hình đã đem lại công nghệ truyềnhình số với rất nhiều ưu điểm Công nghệ truyền hình số đã và đang bộc lộ thếmạnh tuyệt đối so với công nghệ truyền hình tương tự trên nhiều lĩnh vực:

 Chất lượng của dịch vụ cao, cung cấp hình ảnh rõ nét, âm thanh trung thực

do tín hiệu số ít nhạy cảm với các dạng méo xảy ra trên đường truyền, có khảnăng phát hiện lỗi và sửa sai (nếu có)

 Tính linh hoạt, đa dạng trong quá trình xử lý tín hiệu

 Giá thành hoạt động thấp thông qua việc sử dụng các kỹ thuật nén và độ tincậy của hệ thống cao.

 Mật độ chương trình được gia tăng, khả năng cung cấp nhiều dịch vụ trênmột kênh dịch vụ truyền hình hiện tại, hiệu quả sử dụng dải thông cao, gia tănghiệu quả sử dụng tần số

 Có tính phân cấp, ví dụ: một dòng dữ liệu có thể được sử dụng để truyềnmột chương trình truyền hình có độ phân giải cao duy nhất hoặc một vàichương trình truyền hình có độ phân giải tiêu chuẩn

 Khả năng truyền tải nhiều dạng thông tin khác nhau, có khả năng cung cấpnhiều loại hình dịch vụ cho đông đảo khán giả hoặc từng cá nhân tạo ra một thịtrường đa dạng

 Tiết kiệm năng lượng,với cùng một công suất phát sóng, diện phủ sóng rộnghơn so với công nghệ tương tự

 Khoá mã đơn giản

 Hoàn toàn có khả năng hoà nhập vào môi trường truyền thông đa phươngtiện

Truyền hình đã và đang đáp ứng nhu cầu của toàn thể nhân loại trong việc cậpnhật thông tin, giải trí Thế giới đã bước vào một kỉ nguyên mới của thời đại thôngtin bằng sự hội tụ của các phương tiện truyền thông Tuy nhiên, với hệ thống truyềnhình quảng bá tương tự, sự hội nhập của công nghệ truyền hình vào hệ thống đaphương tiện rất khó khăn Để theo kịp xu hướng phát triển của ngành công nghiệptruyền thông kĩ thuật truyền hình cũng cần có sự cải tiến về công nghệ trong toàn bộ

hệ thống từ ghi, dựng, truyền dẫn và phát sóng Các tổ chức quốc tế đã thống nhấtcác tiêu chuẩn truyền hình số để tạo đà phát triển cho hệ thống mới này Trướcnhững vấn đề trên, truyền hình số ngày càng thể hiện rõ các ưu điểm của mình vàchắc chắn sẽ dần thay thế hệ thống truyền hình tương tự trong một tương lai không

xa để kết hợp với các mạng truyền thông khác tạo thành một thế giới thông tin số đaphương tiện phục vụ cho con người một cách hữu hiệu Để dịch vụ truyền hình sốphát triển nhanh chóng bắt buộc phải có sự hợp nhất giữa các chuẩn về mã hoákênh, mã hoá nguồn, phương thức điều chế, nhận dạng trong, chống lỗi và sửa sai

Số hoá toàn bộ hệ thống truyền hình có nghĩa là chuyển tín hiệu tương tự sangdạng số từ camera truyền hình, máy phát hình, kênh truyền đến máy thu hình Việc

số hoá hệ thống truyền hình hiện nay (các hệ truyền hình PAL, NTSC, SECAM)chủ yếu là các khâu phân tích ảnh cho đến đầu vào máy phát hình (điều chế, sửa và

xử lý tín hiệu) Số lượng các máy thu hình hiện nay là rất lớn, nên việc số hoá hệthống truyền hình phải được thực hiện qua từng giai đoạn (ngoại trừ các hệ thốngtruyền hình mới, ví dụ hệ thống truyền hình chất lượng cao HDTV)

Sử dụng các hệ thống số trong truyền hình đòi hỏi phải biến đổi video tương tự(từ camera truyền hình ở studio) thành tín hiệu video số Biến đổi tín hiệu số thànhtín hiệu tương tự ở đầu vào máy phát hình Các thông số của hệ thống số phải đượcchọn sao cho chất lượng hình ảnh bằng hoặc tốt hơn so với hệ thống số tương tự

Đó là giai đoạn sử dụng hỗn hợp truyền hình tương tự và truyền hình số

Các ứng dụng của kĩ thuật số vào ngành truyền hình có một số nguyên tắc kỹthuật và các tiến trình riêng biệt bao gồm :

 Sự phát triển của phương thức nén số liệu , hình ảnh, âm thanh tương thíchvới các nhu cầu của hệ thống phát hình số và cung cấp các mức thích hợp củahiệu năng hệ thống.

 Phải có sự nhận dạng của ghép kênh hình ảnh, âm thanh, số liệu , các đặcđiểm mã hoá kênh và điều chế đáp ứng yêu cầu của hệ thống

 Tìm hiểu phổ và các khía cạnh đặt kế hoạch của các dịch vụ truyền hình sốbao gồm vùng phủ sóng cho bộ thu khác nhau và các điều kiện môi trường khácnhau

 Khả năng cung cấp hệ thống phát số trong dải VHF và UHF cho phép khảnăng hoạt động đồng thời với các dịch vụ truyền hình tương tự đang tồn tại Tuỳ theo phương pháp biến đổi tín hiệu mà đặc điểm của hệ thống truyền hình sốcũng thay đổi theo Cấu trúc,nguyên lý cấu tạo của hệ thống và các thiết bị truyềnhình số tổng quát như sau:

Gia công

tương tự ADC

Ghép kênh

Gia côngsố

Mã hoá chống nhiễu

Điều chếĐồng bộ

Đo kiểm tra

truyền dẫn

Giải

điều chế

Giải mãhoá kênh

Phânkênh

Chọnđồng bộ

Phátđồng bộ

Gia côngsố

Gia côngtương tự

ADC

Gia côngsố

ADC

Gia côngtương tự

Xử lý tín hiệu

Tín hiệu hình

Tín hiệutiếng

Tín hiệuphụTín hiệu đo

kiểm tra

Hình 1 : Sơ đồ cấu trúc tổng quát hệ thống truyền hình số Đầu vào của thiết bị truyền hình số sẽ tiếp nhận tín hiệu truyền hình tương tự.Trong thiết bị mã hoá (biến đổi A/D), tín hiệu hình sẽ được biến đổi thành tín hiệutruyền hình số, các tham số và đặc trưng của tín hiệu này được xác định từ hệ thốngtruyền hình đã được lựa chọn.

Tín hiệu truyền hình số được đưa tới thiết bị phát Sau đó qua kênh thông tin rồiđược đưa tới thiết bị thu cấu tạo từ thiết bị biến đổi tín hiệu ngược lại với quá trình

xử lý tại phía phát

Giải mã tín hiệu truyền hình thực hiện biến đổi tín hiệu truyền hình số thành tínhiệu truyền hình tương tự Hệ thống truyền hình số sẽ trực tiếp xác định cấu trúc mãhoá và giải mã tín hiệu truyền hình

Mã hoá kênh đảm bảo chống các sai sót cho tín hiệu trong kênh thông tin Thiết bị

mã hoá kênh phối hợp đặc tính của tín hiệu số vói kênh thông tin Khi tín hiệu sốđược truyền đi theo kênh thông tin, các thiết bị biến đổi trên được gọi là bộ điều chế

và giải điều chế Khái niệm mã hoá trong kênh được phổ biến không những trongđường thông tin mà trong cả một số khâu của hệ thống truyền hình số ví dụ nhưmáy ghi hình số, bộ điều chỉnh khoảng cách thời gian số, gia công tín hiệu truyềnhình số

CHƯƠNG 2

XỬ LÝ TÍN HỆU VIDEO

2.1 Số hoá tín hiệu video.

Số hoá tín hiệu video là việc thực hiện biến đổi tín hiệu video tương tự sang dạng

số Có hai phương pháp biến đổi:

 Biến đổi trực tiếp tín hiệu video màu tổng hợp thành tín hiệu video số tổnghợp

Đồng bộ

Lọc thông thấp

Tín hiệu

tương tự

Tín hiệu số

Đồng bộ

Lọc thông thấp

Tín hiệu

tương tự

Tín hiệu số

Hình 2- : Biến đổi A/D tín hiệu video màu tổng hợp

 Biến đổi riêng từng tín hiệu video màu thành phần thành các tín hiệu videothành phần số:

Hình 2- : Biến đổi A/D tín hiệu video màu thành phần

Việc lựa chọn phương pháp biến đổi tín hiệu video phụ thuộc vào nhiều yếu tố:yêu cầu về khả năng thuận lợi khi xử lý tín hiệu, yêu cầu về truyền dẫn phátsóng Số hoá tín hiệu video tổng hợp có ưu điểm là tốc độ bít thấp, điều đó cũng cónghĩa là dung lượng cần để lưu trữ nhỏ hơn, lợi hơn về dải tần Tuy nhiên tín hiệuvideo số tổng hợp bộc lộ nhiều nhược điểm trong quá trình xử lý số, tạo kĩ xảo,dựng hình và nó còn mang đầy đủ những khiếm khuyết của video tương tự nhất làhiện tượng can nhiễu chói - màu

Đồng bộ

Lọc thông thấp

Lọc thông thấp

Lọc thông thấp

Số hoá tín hiệu video thành phần khắc phục được các nhược điểm trong số hoá tínhiệu video tổng hợp nhưng nó lại tạo ra dòng số có tốc độ bit cao hơn Với sự pháttriển của công nghệ điện tử như ngày nay, các chíp có tốc độ cao ra đời cho phéptruyền toàn bộ chuỗi số liệu video số thành phần nối tiếp nhau trên một dây dẫn duynhất đã tạo thuận lợi cho quá trình xử lý số tín hiệu video thành phần.

Mặc dù cả hai phương pháp trên đều được nghiên cứu và áp dụng trong kĩ thuậttruyền hình số nhưng do nhờ những tính chất ưu việt nên phương pháp biến đổi tínhiệu video thành phần được khuyến khích sử dụng Các kĩ thuật của phương phápnày đang được sử dụng rộng rãi và hình thành nên các tiêu chuẩn thống nhất chotruyền hình số Video số thành phần được coi là phương pháp số hoá sử dụng tronghiện tại cũng như trong tương lai tại các studio hoàn toàn số Chính vì vậy trongphần xử lý tín hiệu video em chỉ trình bày các kĩ thuật xử lý tín hiệu video thànhphần

Quá trình chuyển đổi tín hiệu video thành phần từ tương tự sang số gồm nhiều vấn

đề cần xem xét nghiên cứu, nó phải qua nhiều công đoạn và có một số mấu chốtnhư: tần số lấy mẫu, phương thức lấy mẫu, tỷ lệ giữa tần số lấy mẫu tín hiệu chói vàtín hiệu màu, lượng tử hoá,mã hoá

2.1.1 Lấy mẫu

Tín hiệu video do có đặc trưng riêng nên ngoài việc thoả mãn định lý lấy mẫuNyquist, quá trình lấy mẫu còn phải thoả mãn các yêu cầu về cấu trúc lấy mẫu, tínhtương thích giữa các hệ thống Quá trình này phải xác định được tần số lấy mẫu,cấu trúc lấy mẫu nhằm đạt được chỉ tiêu về chất lượng hình ảnh,tính tương thích

giữa các hệ truyền hình, tốc độ bít thích hợp và mạch thực hiện đơn giản Việc chọntần số lấy mẫu tối ưu sẽ khác nhau với các thành phần tín hiệu khác nhau đồng thời

nó cũng phụ thuộc vào hệ thống truyền hình màu Cấu trúc lấy mẫu chính là sựphân bổ toạ độ các điểm lấy mẫu Vị trí các điểm lấy mẫu được xác định dựa trêncác dòng,mành và thời điểm lấy Cấu trúc lấy mẫu phù hợp với tần số lấy mẫu sẽcho phép khôi phục hình ảnh tốt nhất Có ba dạng liên kết vị trí các điểm lấy mẫuđược sử dụng phổ biến cho cấu trúc lấy mẫu tín hiệu video:

là hai loại méo trên Chính vì vậy cấu trúc lấy mẫu trực giao hay được sử dụng hơncả.

Sự lựa chọn tần số lấy mẫu tín hiệu video cho các hệ truyền hình không chỉ thoảmãn tiêu chuẩn Nyquist và cấu trúc lấy mẫu mà còn phải đạt điều kiện là tần số lấymẫu chung cho cả hai tiêu chuẩn truyền hình 525 và 625 dòng để có thể tiến tới mộttiêu chuẩn video số chung cho toàn thế giới Nhiều cuộc tranh luận về xác định tần

số lấy mẫu đã xảy ra tại các hội nghị quốc tế về phát thanh truyền hình Tần số lấymẫu càng cao chất lượng video càng cao,tuy nhiên tần số lấy mẫu lớn đòi hỏi thiết

bị, đường truyền phải có dải thông rộng và các bộ nhớ có dung lượng lớn do đó chiphí cho toàn bộ hệ thống tăng lên nhiều lần Tần số lấy mẫu thích hợp được xácđịnh trong khoảng 12  14 MHz Từ năm 1982 các tổ chức phát thanh truyền hình(SMPTE, EBU, CCIR) đã thống nhất lựa chọn tần số lấy mẫu fs = 13,5 MHz cho cảhai tiêu chuẩn 525 và 625 dòng 13,5 MHz là tần số duy nhất trong khoảng 12 MHz

 14 MHz có giá trị bằng một số nguyên lần tần số dòng cho cả hai tiêu chuẩn:

13,5 MHz = 864 fH với chuẩn 625 dòng (fH = 15625 Hz)

13,5 MHz = 858 fH với chuẩn 525 dòng (fH = 15750 Hz)

Thời gian một dòng của hệ 625 dòng là 64 s, hệ 525 dòng là 63,56 s Thời giantích cực của một dòng trong hệ 625 dòng là 52 s Nếu cả hai hệ đều lấy thời giantích cực bằng 52s thì thời gian xoá dòng tương ứng với từng hệ là 12 và 11,56 s

và các thông số cơ bản đối với mỗi hệ là :

 Tổng số mẫu mỗi dòng

Hệ 625 dòng: 64  13,5 = 864 mẫu

Hình 2- : Quan hệ giữa dòng video số và dòng video tương tự hệ 625 dòng / 50 mành.

Với tín hiệu video thành phần, tần số lấy mẫu thường được biểu thị thông qua tỉ lệgiữa tần số lấy mẫu tín hiệu chói và tần số lấy mẫu các tín hiệu hiệu màu Tần số lấymẫu sẽ quyết định bề rộng tối đa của dải phổ tín hiệu Theo tiêu chuẩn Nyquist tần

số lấy mẫu tối thiểu phải gấp 2 lần tần số cao nhất của tín hiệu Có nhiều tiêu chuẩnlấy mẫu cho tín hiệu video thành phần, điểm khác nhau chủ yếu ở tỉ lệ giữa tần sốlấy mẫu và phương pháp lấy mẫu tín hiệu chói và các tín hiệu hiệu màu trong đóbao gồm tiêu chuẩn 4:4:4, 4:2:2, 4:2:0, 4:1:1 Số 4 đầu tiên biểu thị tần số lấy mẫutín hiệu chói là 13,5 MHz, hai con số tiếp biểu thị tỉ lệ giữa tần số lấy mẫu tín hiệuhiệu màu so với tín hiệu chói Các định dạng số video có nén chỉ lấy mẫu cho cácdòng tích cực của video

Tiêu chuẩn 4:4:4

Tín hiệu chói Y và các tín hiệu hiệu màu CR, CB được lấy mẫu tại tất cả các điểmlấy mẫu trên dòng tích cực của tín hiệu videovới cùng tốc độ lấy mẫu là 13,5 MHz.

Hình 2- : Tiêu chuẩn 4:4:4

Tiêu chuẩn 4::2:2

Việc lấy mẫu trên 1 dòng tích cực được thực hiện như sau:

 Điểm đầu tiên lấy mẫu toàn bộ ba tín hiệu Y, CR, CB

 Điểm kế tiếp chỉ thực hiện lấy mẫu tín hiệu Y Khi giải mã, màu suy ra từmàu của điểm ảnh trước

 Điểm tiếp theo lại lấy mẫu đủ cả ba tín hiệu

Tuần tự như vậy cứ 4 lần lấy mẫu Y thì có hai lần lấy mẫu CR và hai lần lấy mẫu

CB tạo nên cơ cấu 4:2:2

Hình 2- : Tiêu chuẩn 4::2:2

Tiêu chuẩn 4:2:0.

Tín hiệu Y được lấy mẫu tại tất cả các điểm ảnh của dòng còn tín hiệu hiệu màuthì cứ cách một điểm thì lấy mẫu cho một tín hiệu hiệu màu Tín hiệu hiệu màuđược lấy xen kẽ, nếu hàng chẵn lấy mẫu cho tín hiệu CR thì hàng lẻ sẽ lấy mẫu chotín hiệu CB

Hình 2- : Tiêu chuẩn 4:2:0

Tiêu chuẩn 4:1:1

Trong điểm ảnh đầu lấy mẫu đủ cả ba tín hiệu Y, CR, CB Ba điểm ảnh tiếp theochỉ lấy mẫu tín hiệu Y Khi giải mã, màu của ba điểm ảnh sau phải suy từ điểm ảnhđầu

Hình 2- : Tiêu chuẩn 4:1:1

Trong các tiêu chuẩn trên tiêu chuẩn 4:4:4 có khả năng khôi phục lại chất lượnghình ảnh tốt nhất được dùng cho hậu kỳ (xử lý phức tạp), thiết bị studio có chấtlượng cao, chương trình gốc.

Tiêu chuẩn 4:2:2 đã được sử dụng trong nhiều năm qua như là yêu cầu tối thiểucho khả năng khoá màu tốt trong môi trường sản xuất chương trình truyền hình Tiêu chuẩn 4:1:1 thích hợp cho trường hợp độ rộng băng tần tín hiệu hiệu màu sốnhỏ hơn 1,5 MHz (thiết bị chất lượng thấp) Nhờ xử lý hình ảnh mà có thể sử dụnglấy mẫu 4:1:1 với khoá màu chất lượng chấp nhận được sử dụng cho làm tin và hậu

kì không đòi hỏi chất lượng cao

Tiêu chuẩn 4:2:0 được dùng trong các ứng dụng đặc biệt như: định dạng phânphối tín hiệu số có nén tốc độ bit MPEG.[3]

2.1.2 Lượng tử hoá.

Trong hầu hết các thiết bị video số chất lượng studio quá trình lượng tử hoá làlượng tử hoá đồng đều Méo lượng tử xuất hiện trong tín hiệu video ở 2 dạng chính:hiệu ứng đường viền và nhiễu hạt ngẫu nhiên Hiệu ứng đường viền được khắc phụcbằng cách tăng số mức lượng tử khi sử dụng từ mã 8 bit để biểu diễn mẫu thì hiệuứng đường viền sẽ gần như không còn nhận biết được nữa Nhiễu hạt ngẫu nhiênđược sử dụng để hiệu chỉnh chất lượng ảnh bằng cách cộng tín hiệu “dither” vào tínhiệu video

Dạng thức video số được quy định bởi các thông số:

 Mức danh định

 Khoảng bảo vệ cần thiết (biên bảo hiểm)