Nghiên cứu về một số chuẩn nén sử dụng trong hệ thốngtruyền hình 3D

Nghiên cứu về một số chuẩn nén sử dụng trong hệ thốngtruyền hình 3D

LỜI CẢM ƠN

Trên con đường thành công không bao giờ vắng bóng của những người thầyđầy nhiệt huyết, sự giúp đỡ của bạn bè và đặc biệt đó là niềm tin của gia đình.Trong suốt những năm ngồi trên giảng đường đại học vừa qua, em đã nhận đượcrất nhiều những kiến thức bổ ích như là hành trang để em bước vào đời

Để hoàn thành đồ án này, em xin tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến thầy giáo ThS.

Nguyễn Đình Thạch, đã tận tình hướng dẫn em trong suốt quá trình viết đồ án

tốt nghiệp

Em chân thành cảm ơn quý Thầy, Cô trong trong tổ môn “Điện tử viễn thông”khoa Điện-Điện Tử Tàu Biển- Trường Đại Học Hàng Hải Việt Nam, đã tận tìnhtruyền đạt kiến thức trong những năm em học tập Với vốn kiến thức còn hạnchế không tránh khỏi những thiếu sót là điều chắc chắn, em rất mongnhận được những ý kiến đóng góp quý báu của quý Thầy Cô và các bạn để kiếnthức của em trong lĩnh vực này được hoàn thiện hơn

Hải Phòng, ngày 21 tháng 12 năm 2015

Sinh viên thực hiện

Phạm Thị Quyên

LỜI CAM ĐOAN

Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của riêng tôi và được sự

hướng dẫn khoa học của thầy giáo ThS Nguyễn Đình Thạch Các nội dung

nghiên cứu, kết quả trong đề tài này là trung thực và chưa công bố dưới bất kỳhình thức nào trước đây Ngoài ra, trong đồ án có những thông tin trích dẫnđều được ghi rõ nguồn gốc Nếu phát hiện có bất kỳ sự gian lận nào tôi xinhoàn toàn chịu trách nhiệm về nội dung đồ án của mình

Sinh viên thực hiện

Phạm Thị Quyên

Mục Lục

DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT v

DANH MỤC CÁC HÌNH viii

LỜI MỞ ĐẦU 1

1

CHƯƠNG I: TỔNG QUAN VỀ TRUYỀN HÌNH 3D 2

1.1Giới thiệu về truyền hình 3D 2

1.1.1Khái niệm và bản chất 2

1.1.2Tiêu chuẩn sản xuất và hiển thị 4

1.1.3Các thế hệ của công nghệ truyền hình 3D 4

1.1.4 Phân loại màn hình 3D 5

1.2Khái quát kỹ thuật lập thể 6

1.3Nguyên tắc tạo hình ảnh trong truyền hình 3D 7

1.3.1 Thiết bị hộ trợ hiển thị 3D 8

1.3.2Hiển thị 3D không sử dụng các thiết bị hỗ trợ 9

1.4Cơ chế truyền dẫn tín hiệu truyền hình 3D 17

1.5Tái tạo tín hiệu truyền hình 3D 19

1.6 Biểu diễn hình ảnh 3DTV 19

1.6.1 Nén không gian 19

1.6.2 Ghép kênh theo thời gian 20

1.6.3 2D kết hợp với siêu dữ liệu (2D + M) 20

1.6.4 Gửi tín hiệu mã hóa màu 20

CHƯƠNG II: KỸ THUẬT NÉN HÌNH ẢNH 3D SỬ DỤNG BỘ GHÉP DPCM/DCT 21

2.1 Mô hình hệ thống nén chung 21

2.2 Phân loại kỹ thuật nén 22

2.2.1 Dự đoán tuyến tính (DPCM- Differential Pulse Code Modulation) 22

2.2.2 Biến đổi cosin rời rạc ( DCT) 23

2.2.3 Mã hoá chạy dài RLC (Run Length Coding) 23

2.2.4 Mã hoá độ dài thay đổi VLC (Variable Length Coding) 23

2.3 Nén dữ liệu sử dụng phương pháp điều chế xung mã vi sai DPCM 24

2.3.1 Xử lý giải tương quan trong công nghệ DPCM 24

2.3.2 Kỹ thuật tạo dự đoán 25

2.4 Nén dữ liệu sử dụng biến đổi cosin rời rạc DCT 27

2.5 Kỹ thuật nén hình ảnh 3D sử dụng bộ ghép DPCM/DCT 30

2.5.1 Lập sơ đồ mã hóa ghép DPCM/DCT 31

2.5.2 Tạo lập bản đồ cho kỹ thuật nén hình ảnh ba chiều 32

2.5.3 Giải tương quan Inter-band 32

2.5.4 Giải tương quan intra-band 34

2.6 Lập sơ đồ lượng tử hóa của dữ liệu hình ảnh 35

2.6.1 Lựa chọn bảng lượng tử 36

2.6.2 Thay đổi giải tương quan dữ liệu hình ảnh 37

2.7 Mã hóa Entropy của các hệ số lượng tử hóa hình ảnh phụ 38

2.8 Nâng cao để giảm sự tương quan theo chiều dọc Intra-band 40

CHƯƠNG III: KỸ THUẬT NÉN HÌNH ẢNH 3D THEO TIÊU CHUẨN H246/AVC 43

3.3.1Sự phân hình ảnh trong macroblocks và slices 44

3.3.3.1Lớp mã hóa Video (VCL-Video coding layer) 48

3.3.3.2Lớp mạng trừu tượng mạng (Networl Abstraction Layer – NAL) 49

3.4.2 Bù chuyển động trong slice P 51

3.4.3Bù chuyển động trong slices B 52

3.5.1Mã hóa entropy 54

3.5.2Bộ lọc tách khối trong vòng (IN-LOOP DEBLOCKING FILTER) 54

3 6 Ứng dụng 55

KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 56

TÀI LIỆU THAM KHẢO 58

DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT

Union

Transformation

Union – Telecommunication

VCL Video coding layer

DANH MỤC CÁC HÌNH

Hình 1.5 Kính phân cực giống loại kính râm thông

kính- công nghệ hiển thị autostereoscopic 3D

12

nhiều vùng xem

14

xem di chuyển đầu của họ

15

thùy duy nhất, với nhiều người sử dụng

16

đoán

26

hình ảnh trong miền không gian

số hình ảnh phụ trong phương pháp ghép DPCM / DCT

giảm sự tương quan intra-band theo chiều dọc

42

video

49

sub-macroblock (dưới) để dự đoán bù chuyển động

51

chuyển động thông số tham khảo hình ảnh (D) cũng được truyền đi

LỜI MỞ ĐẦUNgày nay sự phát triển của khoa học kỹ thuật kéo theo nhu cầu của con ngườingày càng cao Và một trong số những nhu cầu thiết yếu đó là giải trí truyềnhình Trong thời gian gần đây, truyền hình 3D nổi lên như một xu hướng mớicủa thời đại, người ta cho rằng truyền hình 3D giúp con người trải nghiệmnhững góc nhìn khác nhau, những cảm xúc mới mà hai góc nhìn bình thường

không thể đáp ứng được Kể từ sau khi bộ phim 3D Avatar ra mắt tại rạp

Vincom Hà Nội, 3D đã trở thành hướng đi quan trọng nhất của công nghệ điện

ảnh Và chúng ta có thể tự hỏi: Khi nào thì khán giả truyền hình có thể xem các

chương trình 3D qua màn ảnh truyền hình? Để giải đáp câu hỏi này em xin

chọn đề tài: “Nghiên cứu về một số chuẩn nén sử dụng trong hệ thống

truyền hình 3D “ Nhằm đánh giá khả năng phát triển cùng với các kỹ thuậttruyền hình ảnh của công nghệ 3D hiện nay Phần nội dung đồ án được phân bốthành 3 chương như sau:

Do thời gian và kiến thức còn hạn chế nên không tránh khỏi những thiếu sót

Em mong nhận được sự góp ý, chỉ bảo của thầy, cô để em rút kinh nghiệm và bổsung kiến thức cho sau này Em xin gửi lời cảm ơn chân thành tới thầy giáoNguyễn Đình Thạch đã tạo mọi điều kiện và hướng dẫn tận tình em trong suốtthời gian em làm đồ án Qua đây em cũng xin chân thành cảm ơn các thầy, côgiáo trong tổ môn “Điện tử viễn thông” khoa điện-điện tử tàu biển trường đạihọc Hàng Hải đã tạo mọi điều kiện để em có thể làm được đồ án này

Em xin chân thành cám ơn.!

Hải Phòng Ngày 21 tháng 11 năm 2015

CHƯƠNG I: TỔNG QUAN VỀ TRUYỀN HÌNH 3D 1.1 Giới thiệu về truyền hình 3D

1.1.1 Khái niệm và bản chất

a Khái niệm

Công nghệ truyền hình 3D có đến hơn 100 năm lịch sử, với những ý tưởngđầu tiên về ứng dụng hình ảnh lập thể của một nhiếp ảnh gia người Anh từnhững năm 1890 Nhưng đến khi bộ phim bom tấn 3D Avatar được trình chiếunăm 2009 thì truyền hình 3D mới trở thành nàn sóng mới của công nghệ truyềnhình trên thế giới Có thể thấy chất lượng của truyền hình 3D ở một tầm cao mới

so với truyền hình 2D truyền thống Truyền hình công nghệ 3D hiện nay tậptrung vào bốn lĩnh vực trọng điểm: âm nhạc, thể thao, nghệ thuật và điện ảnh.Hiện nay có rất nhiều các chương trình truyền hình như: phim truyện, phim hoạthình, du lịch, đều thử nghiệm trên phiên bản 3D Sự kiện đánh dấu cho sự bùng

nổ của truyền hình 3D chắc chắn phải nhắc đến sự kiện World Cup 2010, ở thờiđiểm đó rất nhiều khán giả ở các quốc gia trên thế giới đã được chiêm nghưỡngvới những trận cầu đỉnh cao được tường thuật trực tiếp với công nghệ mới này

So với công nghệ 2D chỉ cho hình ảnh hai chiều là chiều rộng và chiều cao,còn công nghệ 3D sẽ dựa vào đặc điểm cảm nhận của của mắt và não người đểtạo ra hiệu ứng cho chiều sâu của ảnh Công nghệ 3D tạo cho người xem có cảmgiác về một thế giới thực trong các chương trình trên truyền hình như các kênhgiải trí, phim truyện,… Cùng một nội dung nhưng truyền hình 3D sẽ phát mộtcách đồng thời và phát làm hai hình ảnh của một cảnh, khi đó mắt phải sẽ nhậnmột hình ảnh, còn mắt trái sẽ nhận hình ảnh còn lại Khi xem truyền hình 3Dyêu cầu sử dụng kính đặc dụng, khi đó hình ảnh từ hai mắt nhận được sẽ sắp xếpkhít vào nhau tạo cho người xem cảm nhận về hiệu ứng 3D Hiệu ứng này cònđược gọi là ảo giác lập thể

độ sâu của ảnh giống như cảnh thực tế mà chúng ta cảm nhận trong thế gới thực

b Bản chất của công nghệ 3D

Hình 1.1: Mô tả sự tạo thành hình ảnh 3D

Trong một khoảng không gian nhất định khoảng cách trung bình của hai mắtngười là 6,25 cm Và do hai góc nhìn của hai mắt là khác nhau nên khi hai mắtngười cùng nhìn vào một vật thể thì hình ảnh mà hai mắt cảm nhận được sẽ khácnhau Và bộ não con người giống như bộ xử lý ảnh đặc biệt, nó sẽ kết hợp cảhai hình ảnh nhận từ hai mắt để tạo hiệu ứng 3D sống động

Khi nhắc đến truyền hình 3D người ta nghĩ ngay đến truyền hình độ nét cao,

đa màu sắc và có ba chiều không gian Công nghệ truyền hình 3D hiện nay khácvới công nghệ truyền hình đời cũ (anaglyph) Công nghệ cũ sử dụng cặp kínhlọc màu với màu đỏ và màu xanh cho mỗi bên mắt, như vậy chất lượng ảnh sẽkém hơn Nhưng với công nghệ đời mới hiện nay sử dụng kỹ thuật hiển thị mới

đó là sử dụng mắt kính co cấu tạo bằng tinh thể lỏng sẽ cho chất lượng ảnh caohơn

1.1.2 Tiêu chuẩn sản xuất và hiển thị

Hiện nay rất nhiều viện nghiên cứu và nhiều tập đoàn trên toàn thế giới đangđặt trọng tâm trong cải tiến truyền hình 3D và đưa tới các gia đình, thông quacác nền tảng khác nhau Sự phát triển công nghệ 3D tập trung vào một trong balĩnh vực: sản xuất nội dung, truyền dẫn và hiển thị Sản xuất truyền hình 3D dựatrên nền tảng khác nhau như điện ảnh, truyền hình, điện thoại di động vv 3D

đề cập đến các đối tượng được biểu diễn trực quan trên giấy, phim hoặc trênmàn hình trong ba mặt phẳng (X, Y và Z) , và truyền hình 3D là một điểm đếncủa hệ thống phát sóng thông tin 3D sử dụng để hiển thị, có khả năng cung cấphiệu ứng 3D chất lượng cao cho người xem Các công nghệ cơ bản của truyềnhình 3D là một phần mở rộng của khoa học thị giác, khái niệm như tầm nhìnnổi, thị sai phân cực, Tuy nhiên nghiên cứu liên tục đã cho ra đời một loạt cácsản phẩm tương ứng với các nền tảng khác nhau dưới sự kích hoạt 3D Côngnghệ 3D là hoàn toàn dựa trên việc sản xuất, thu nhận và cảm nhận hình ảnh dựatrên khả năng nhạy cảm ánh sáng của mắt người Sự phát triển công nghệ 3Ddựa trên các phương pháp mã hóa, nén, truyền tải và hiển thị, bao gồm cácnguyên tắc và khái niệm thuật toán đã tạo ra một xu hướng mới cho sự pháttriển hơn nữa của công nghệ truyền hình 3D, với mong muốn giải trí và nhu cầucải thiện thông tin liên lạc ngày càng tăng cao

Ngày nay, thời đại của công nghệ truyền thông và phát thanh truyền hình nóđòi hỏi có một công nghệ mới để thúc đẩy sự phát triển của công nghệ truyềnhình đạt tới đỉnh cao, phạm vi tồn tại lớn trong ngành công nghệ giải trí và sự rađời của công nghệ truyền hình 3D đã chứng minh điều đó

1.1.3 Các thế hệ của công nghệ truyền hình 3D

Hệ thống thu nhận hình ảnh cho mắt trái và mắt phải hiện nay của truyền

hai và thứ ba trong vài năm trở lại đây đang được nghiên cứu và phát triển,nhưng để phát triển hai thế hệ này thì nó sẽ là cả một quá trình lâu dài trong

tương lai Hệ thống truyền hình 3D thế hệ thứ hai là hệ thống lập thể tự động,thế hệ thứ ba là hệ thống lập thể Còn theo tiêu chuẩn truyền hình hiện nay tậptrung vào công nghệ truyền hình 3D thế hệ thứ nhất

Thế hệ truyền hình 3D thứ nhất: Bản chất của giai đoạn này là sự kết hợpcủa hai hình ảnh mắt trái và mắt phải, và dựa trên các góc độ quan sát khác nhau

mà mỗi mắt cảm nhận được, sau đó hai hình ảnh này được bộ não xử lý và phântích tạo nên chiều sâu của cảnh và để cảm thụ được hình ảnh mà truyền hìnhmuốn gửi tới người xem thì người xem phải dùng kính 3D chuyên dụng

Thế hệ truyền hình 3D thứ hai: Truyền hình 3D hỗ trợ màn hình stereoscopic là lập thể tự động ( nó không yêu cầu sử dụng kính) Hệ thống này

phẳng-có những hạn chế về vị trí xem và độ phân giải, nhưng thế hệ truyền hình này đãtrở nên rất phổ biến trong thị trường tiêu dùng

Thế hệ truyền hình 3D thứ ba :Trong giai đoạn này ghi toàn bộ sóng đốitượng hoặc trường ánh sáng, sẽ cho hình ảnh sống động, chân thực Nhưng theocác nhà nghiên cứu cũng phải mất rất nhiều thời gian nữa thì hệ thống này mới

có thể phát triển

1.1.4 Phân loại màn hình 3D

Để truyền dẫn tín hiệu, các nội dung 3D được giải mã và truyền dẫn thôngqua truyền hình, điện thoại di động hoặc máy tính Có hai cách hiển thị ảnh cơbản được sử dụng phổ biến hiện nay để hiển thị ảnh trên truyền hình 3D đó làhiển thị 3D với sự hỗ trợ của kính chuyên dụng và không có sự hỗ trợ của kínhchuyên dụng

• Hệ thống công nghệ lập thể : Hệ thống này sử dụng cặp kính chuyên dụng

để hỗ trợ, các hình ảnh thu nhận từ camera sẽ chiếu lên màn hình, lúc đó mắt trái

và mắt phải sẽ cảm nhận hình ảnh do sử dụng cặp kính Các cặp kính này làm việc đồng bộ với màn hình để thu nhận hình ảnh đưa tới hai mắt Hệ thống lập thể chia làm hai loại: Kính thụ động (kính phân cực) và kính tích cực (kính cửa chập)

• Hệ thống auto-stereoscopic : gồm các loại như màn hình dạng thấu kính, rào cản thị sai,

• Các hệ thống khác: Dùng giản đồ giao thoa sóng ánh sáng để điều chế ánh sáng không gian

1.2 Khái quát kỹ thuật lập thể

Kể từ khi truyền hình HD trở thành cơn bão lớn trong thị trường truyềnhình, có thể coi như là một phần của truyền hình kỹ thuật số với độ phân giảicao, hình ảnh và chất lượng âm thanh tốt, thì theo sau đó là một giai đoạn mớicủa truyền hình độ nét cao ra đời đó là truyền hình 3D Như vậy thông tin đượcđưa đến hai mắt phụ thuộc vào thông tin khác nhau của hai góc nhìn, và sự khácbiệt này sẽ càng lớn khi vật thể càng ở gần hai mắt Một hiệu ứng lập thể đượctạo ra bằng cách dùng một số màn lọc để đảm bảo các thông tin ở các góc nhìnkhác nhau được hiển thị đúng cho mỗi mắt Các màn lọc này có thể là các kínhđeo mắt (như kính lọc màu, kính phân cực, hoặc kính cửa chập) hoặc phươngpháp lập thể tự động làm việc trên màn hình hiển thị

Một trong những yếu tố quan trọng để hiển thị lập thể của một cảnh đó là vịtrí của người xem, nếu thay đổi vị trí khi xem thì chất lượng hình ảnh sẽ bị giảm

đi rất nhiều Thị sai là khoảng cách từ mắt nhìn đến vật thể và là điểm hội tụ củaảnh trên hoàng điểm của mắt Để tạo ra độ sâu hình ảnh khi sử dụng thị sai thìcần chú ý đến khả năng gây mỏi mắt cho người xem, và không phải ai cũng cóthể xem được nội dung 3D, khi xem truyền hình 3D họ có thể bị mất phươnghướng, buồn nôn, chóng mặt,

Nhưng yêu cầu bắt buộc với truyền hình 3D hiện nay là xem truyền hình 3Dphải có kính Với sự phát triển của khoa học kỹ thuật, một số công ty đang thửnghiệm sản xuất để tạo ra những dòng truyền hình 3D không cần sử dụng kínhchuyên dụng hay còn gọi là công nghệ truyền hình với khả năng hiển thị lập thể

tự động, và để hiển thị hình ảnh khác nhau cần sử dụng ống kính có dạng thấukính

Hình 1.2 : Hiển thị truyền hình 3D sử dụng kính

Truyền hình 3D có thể xem như là truyền hình thông thường vì ngoài tínhnăng phát nội dung 3D tivi còn có thể phát nội dung 2D, DVD, game,… nhưvậy người xem có thể giải trí với các kênh truyền hình khác nhau từ hai chế độkhác nhau Do trong thời gian đầu thử nghiệm, nên khả năng chuyển đổi này vẫncòn nhiều hạn chế về chất lượng và độ phân giải của ảnh sẽ kém hơn nhiều sovới truyền hình 3D thực thụ Để sản xuất truyền hình 3D thì một phần tất yếukhông thể thiếu đó là kính 3D đi kèm sản phẩm tivi của hãng

Và truyền hình 3D tại nhà không sử dụng được kính 3D phân cực, loại kínhnày chỉ sử dụng để xem phim 3D tại rạp chiếu phim vì thiết bị chuyên dụng chomỗi sản phẩm truyền hình 3D là không tương thích với nhau Nếu tối ưu chokính phân cực thì giá thành của tivi 3D sẽ cao và độ phân giải của ảnh sẽ rấtkém

1.3 Nguyên tắc tạo hình ảnh trong truyền hình 3D

Các nội dung 3D được giải mã và cung cấp cho người xem thông quatruyền hình, điện thoại di động hoặc máy tính Có nhiều cách để tạo hình ảnh 3D

và nó phụ thuộc vào sự có mặt hoặc không có mặt của các thiết bị hỗ trợ hiển thịảnh

1.3.1 Thiết bị hộ trợ hiển thị 3D

Hình 1.3 :Biểu diễn các loại kính hiển thị

1.3.1.1 Hiển thị ghép màu (Anaglyph)

Phương pháp hiển thị anaglyph sử dụng một cặp kính, một mắt kính màu đỏ

và một mắt kính màu xanh được chế tạo đặc biệt để xem các nội dung 3D Bộlọc của hình ảnh trái và hình ảnh phải được thực hiện với tần số khác nhau,thông qua các thành phần màu như màu đỏ, màu xanh lơ hoặc màu xanh lá câytạo ra một hỗn hợp màu hình thành nên một ảnh đơn và tạo ra một hình ảnh 3Dđầy đủ

Hình 1.4: Hình ảnh mô tả hiển thị ghép màu

1.3.1.2 Hiển thị ghép phân cực (Polarized Multiplexed Displays)

Để hiển thị hình ảnh 3D cần có sự trợ giúp của kính phân cực để xem cáchình ảnh, loại kính này thường sử dụng để xem các hình ảnh lập thể, nó giống

loại kính râm thông thường Kính loại này cho phép duy nhất một hình ảnh phâncực tương ứng được nhìn từ mỗi mắt

Hình 1.5: Kính phân cực giống loại kính râm thông thường

1.3.1.3 Hiển thị ghép theo thời gian (Time Multiplexed Displays )

Trong công nghệ này, những hình ảnh bên mắt trái và mắt phải được đồng

bộ với kính màn chập đang hoạt động Các ống kính trong mỗi mắt sẽ mở vàđóng rất nhanh, đồng bộ với các hình ảnh hiển thị trên truyền hình 3D dựa trênnguồn bức xạ hồng ngoại hoặc sóng cao tần (RF) Khi mắt phải nhận được hìnhảnh thì mắt trái sẽ bị đóng lại, hoặc ngược lại khi mắt trái nhận được hình ảnhthì mắt phải sẽ bị đóng lại và cứ như vậy sẽ tạo nên hiệu ứng 3D Hiển thị hìnhảnh 3D là hiển thị mỗi mắt một hình ảnh khác nhau Khi một bộ phim 3D đượcchiếu trên truyền hình, kính màn chập sẽ tự chia một hình ảnh cho mắt trái vàmột hình ảnh cho hiển thị bên mắt phải , tia hồng ngoại chiếu đến sẽ giúp mắtngười tạo ra ảo giác 3D Công nghệ 3D tích cực sử dụng kính màn trập tinh thểlỏng chạy bằng pin Bởi vậy truyền hình phải cung cấp ít nhất 60 khunghình/giây cho mỗi bên mắt

1.3.2 Hiển thị 3D không sử dụng các thiết bị hỗ trợ

1.3.2.1 Electro-hologram

Phương pháp này vẫn còn trong giai đoạn phát triển, electro-hologram làmột kỹ thuật sử dụng các tính chất của sóng ánh sáng cụ thể là biên độ, bướcsóng nhằm tái tạo lại tín hiệu ban đầu Vì vậy, để đảm bảo cho việc hiển thị các

hình ảnh ban đầu đạt hiệu quả trong định dạng 3D, kỹ thuật này sẽ cung cấp chongười xem một chương trình 3D hoàn toàn không cần phải sử dụng kính

1.3.2.2 Hiển thị tích hợp (Volumetric Displays)

Trong màn hình tích hợp, hình ảnh 3D được chiếu trong một khối vật chấtcủa không gian để xác định vị trí tạo ra vùng ảnh với độ sâu nhất định Mộtphương tiện phản xạ tự phát ánh sáng hoặc ánh sáng được sử dụng để có thểchiếm khối lượng cố định hay quét nó theo định kỳ

1.3.2.3 Hiển thị lập thể tự động 3D (Autostereoscopic 3D Display)

Một màn hình hiển thị autosteroscopic cho phép người xem truyền hình vớimột hình ảnh ba chiều mà không cần sử dụng kính đặc biệt Trước khi giớithiệu các khái niệm của màn hình autostereoscopic, bây giờ chúng ta sẽ thảoluận về hệ thống kính 3D

Để hiển thị hình ảnh 3D người xem cần phải có kính 3D để cảm nhận toàn

bộ chiều sâu của ảnh Tuy nhiên để xem phim hay chơi game 3D thì họ sẽ khôngthể làm bất cứ điều gì cùng một lúc khi họ xem Đây là một nhược điểm lớn củacông nghệ này Như vậy để phát triển một hệ thống mới với tính năng tương tựnhư công nghệ 3D không cần sử dụng kính thì công nghệ autostereoscopic đãđược ra đời Anil Fernando, Stewart T Worrall và ErhanEkmekcioolu đã chỉ rarằng : màn hình autostereoscopic 3D tạo ra hiệu ứng 3D cho người xem màkhông cần phải sử dụng kính chuyên dụng như trong trường hợp thụ động /hiển thị lập thể 3D tích cực Công nghệ này không bắt buộc người xem phải đeonhững cặp kính và vì thế công nghệ hiển thị 3D autostereoscopic thu hút sự chú

ý của các nhà phát triển thiết bị điện tử như điện thoại di động, máy quay phim

kỹ thuật số…Một trong những công nghệ autosteroscopic phổ biến nhất là ràocản thị sai và công nghệ sử dụng tấm thấu kính Tuy nhiên, các nguyên tắcchung của hệ thống này có thể được giải thích bằng cách sử dụng hình dạng ràocản thị sai Thông thường màn hình autostereoscopic 3D bao gồm rất nhiều cácgóc độ xem khác nhau, nó phù hợp cho nhiều người xem cùng một lúc Tuy

nhiên người xem vẫn phải điều chỉnh vị trí của mình để phù hợp với giản đồ tiasáng chính xác hơn Khi đó người dùng sẽ được trải nghiệm một hiệu ứng stereovideo thực tế Có thể giải thích rằng các màn hình autostereoscopic 3D sử dụngcác thành phần quang học như các rào cản thị sai hoặc tấm thấu kính ở phíatrước của màn hình hiển thị hình ảnh để người xem không cần phải đeo kính 3Dcông kềnh như trước nữa

Trong trường hợp rào cản thị sai dựa trên hiển thị autostereoscopic 3D, mộtlớp tinh thể lỏng che phủ ở bên trên màn hình LCD, nó sẽ điều khiển các tiasáng phát ra luân phiên nhau đến mỗi mắt Với hai chế độ ON và OFF người sửdụng có thể thay đổi nhanh giữa chế độ xem 2D và 3D

Hình 1.6 :Phương pháp hoạt động rào cản thị sai –công nghệ hiển thị

autostereoscopic 3D

Trong trường hợp sử dụng bộ ống kính có dạng thấu kính dựa trên sự hiểnthị autostereoscopic 3D ( lập thể tự động 3D) , một mảng của ống kính hình trụđược đặt trên màn hình LCD để điều khiển các tia sáng từ các cột điểm ảnh thaythế cho một vùng hiển thị xác định Mô tả như trong trường hợp của rào cản thịsai, trong ống kính có dạng thấu kính ánh sáng phát ra từ một mô hình điểm ảnhphụ (sub-pixel) cụ thể Thấu kính này sẽ điều khiển hướng lệch của ánh sáng đểcung cấp hình ảnh phụ riêng biệt cho hai mắt

Hình 1.7: Phương pháp hoạt động của ống kính dạng thấu kính- công

nghệ hiển thị autostereoscopic 3D

 Nguyên tắc hiển thị Autostereoscopic

Làm thế nào để hiển thị lập thể mà không cần kính và nó cung cấp một hìnhảnh khác nhau cho mỗi mắt, nếu người sử dụng không đeo kính và không dichuyển đầu? Kết hợp cả hai hiển thị lập thể head-tracked và multiview nó sửdụng cả chuyển động thị sai và lập thể thị sai để tạo ảnh 3D mà không cần kính.Các nguyên tắc hiển thị lập thể tự động đa điểm có thể được hiểu rõ thông quahình sau:

Hình 1.8: Biểu diễn các nguyên tắc hiển thị lập thể đa điểm

Trong hình 1.8 (a): Khi người xem nhìn vào một cảnh trong thế giới thực thìngười họ sẽ thấy một hình ảnh khác nhau với mỗi mắt và hình ảnh cũng sẽ khácnhau khi người xem di chuyển đầu của họ

Trong hình 1.8 (b): Trong cùng một không gian xem nhưng nó đã đượcphân loại thành một số hữu hạn các khe ngang Trong mỗi khe của nó sẽ cungcấp hai hình ảnh khác nhau đưa đến hai mắt, cho dù người xem có thay đổi vị tríhay nghiêng đầu Do đó nó cung cấp các hiển thị lập thể và chuyển động thị saitheo dấu hiệu ngang Một số hữu hạn các điểm cần thiết trong hình 1.8 (b) chophép thay thế các cảnh với một màn hình hiển thị 3D Kết quả là một hình ảnhkhác nhau cho mỗi khe như thể hiện trong hình 1.8 (c)

 Các loại hiển thị lập thể tự động

Về cơ bản có 3 loại màn hình autostereo được minh họa dưới đây:

• Head-tracked displays (normally two-view)

Two- view displays

Để hiển thị lập thể hai điểm bằng cách sử dụng một trong hai cách là rào cảnthị sai hay công nghệ tấm thấu kính Trong hai hình ảnh có thể nhìn thấy, mộthình ảnh sẽ bao gồm tất cả các cột chẵn của điểm ảnh và hình ảnh còn lại sẽ baogồm các cột lẻ Như vậy trong hai hình ảnh được tạo ra thì một hình ảnh thíchhợp cho mắt trái và một hình ảnh thích hợp cho mắt phải Như thể hiện tronghình 1.9

Hình 1.9: Cho thấy một màn hình hiển thị hai điểm tạo ra

nhiều vùng xem

Người xem phía bên dưới xem ở đúng vị trí và có một khoảng cách lý tưởng,phù hợp với vùng xem sẽ cho hình ảnh sắc nét, chân thực Còn khi đứng sai vị trí như người bên trên thì có khoảng 50% khả năng nhìn thấy ảnh không chính xác Bằng cách di chuyển về phía trước hoặc quay trở lại một khoảng cách lý tưởng thì khả năng nhìn thấy hình ảnh sắc nét sẽ cao hơn Dựa trên những mặt hạn chế đó đã đưa ra một giải pháp autostereo( lập thể tự động) Nó là một trong những cách để nâng cao số điểm hay tạo lập một headtracking

Head-tracked displays (thường là hai điểm)

Các nhà nghiên cứu sẽ xác định vị trí đầu của người xem để tránh hiện tượngxem ngược ảnh và sau đó họ có thể biểu diễn hình ảnh trái và phải phù hợp vớicác vùng thích (hình 1.10 a) Ngoài ra, một công nghệ hoàn toàn khác có thểđược sử dụng mà nó chỉ hiển thị hai vùng và cho phép di chuyển vị trí mà chấtlượng ảnh không thay đổi (hình 1.10b)

Hình 1.10: Biểu diễn thay đổi các vùng nhìn khi như người xem di

chuyển đầu của họ

Multi-view displays (với 3 hoặc nhiều hơn)

Như thể hiện trong hình 1.11 và hình 1.12, hiển thị nhiều hình ảnh khácnhau cho nhiều vùng trong không gian Ưu điểm của công nghệ này là có rấtnhiều người quan sát và họ có thể thay đổi vị trí và nghiêng đầu với các góc nhìnkhác nhau mà vẫn quan sát được hình ảnh 3D

Hình 1.11: Biểu diễn 4 điểm hiển thị autostereo với 3 thùy

Hình 1.12: Biểu diễn 16 điểm hiển thị autostereo với một thùy duy nhất,

với nhiều người sử dụng

Với công nghệ hiển thị đa điểm người xem truyền hình có thể xem và cảm nhận hình ảnh lập thể với mọi góc nhìn ở nhiều vị trí mà không làm ảnh hưởng đến chất lượng ảnh, cho hình ảnh sống động và sắc nét như cảnh thực

1.4 Cơ chế truyền dẫn tín hiệu truyền hình 3D

Truyền dẫn trong truyền hình 3D là bước quan trọng trong chu trình phátsóng truyền hình 3D Thiết bị giải mã như set- up- boxes, bộ giải mã, bộ vi xử lý

và phần mềm liên kết, kết nối và truyền tải các nội dung 3D Các kênh truyềnhình cáp sử dụng thiết bị set – up –boxes để truyền tải và hiển thị nội dung 3D.Theo đó, các nhà sản xuất trên toàn thế giới đang tích cực tham gia vào việccung cấp nội dung video 3D dựa trên các định dạng tương thích khung màkhông bị hạn chế bởi băng thông Phát thanh truyền hình 3D trên mặt đất đòi hỏi

cơ sở hạ tầng đặc biệt trong các nền tảng hiển thị như truyền hình, điện thoại diđộng hoặc máy tính để nhận được các nội dung 3D Nội dung 3D hầu hết đượcphát sóng bằng cách sử dụng định dạng kỹ thuật số MPEG-2

Công nghệ truyền hình 3D có thể được hiểu đơn giản là hiển thị một hìnhảnh ba chiều với chiều dài, chiều rộng và chiều sâu cùng với góc độ Truyềnhình 3D sử dụng một công nghệ biểu diễn và một màn hình hiển thị 3D , hoặcthiết bị xem đặc biệt để đưa một chương trình truyền hình thực tế vào truyềnhình 3D.Vì vậy phát sóng các nội dung bằng cách sử dụng công nghệ 3D có thểđược gọi là phát thanh truyền hình 3D

Cơ chế truyền hình 3D xoay quanh nguyên tắc của chiều sâu thị giác, nóđược hiểu là khả năng thu nhận và xử lý hình ảnh của bộ não con người Cường

độ tín hiệu nhận được của các nguồn tin có thể phụ thuộc vào khả năng cảmnhận của mắt người Hai hình ảnh khi mắt thu nhận sẽ được cung cấp cho não đểphân tích và xử lý hình ảnh

Hình 1.13: Chu trình phát sóng truyền hình 3D

Nguyên tắc tạo lập thể dựa trên nhận thức thị giác của con người, dựa trên

sự dự đoán hình ảnh khác nhau cho mỗi mắt ở các góc độ khác nhau tạo hìnhảnh duy nhất trong định dạng 3D Do đó thường sử dụng hai máy quay để thunhận hình ảnh và truyền hình 3D hiện nay đòi hỏi người dùng phải sử dụng kínhđặc biệt để xem những hình ảnh trong định dạng 3D Cách tiếp cận hình ảnh 3Dđược giải thích như là một hiện tượng phân biệt sự phân bố ánh sáng vật lý trongkhông gian quan sát Tuy nhiên tổng quát về dây chuyền xử lý cho một chu trình3D gồm: thu nhận, biểu diễn, mã hóa, truyền dẫn, chuyển đổi tín hiệu và cungcấp hiển thị Trong nhiều trường hợp hiện nay có các hệ thống hiển thị 3DTVkhác nhau được định nghĩa như dưới đây:

 Lập thể nó thường đề cập đến hai hoặc nhiều lớp hình ảnh, nó là nhữnghình ảnh thực từ các góc độ khác nhau xuất hiện trong hình ảnh 3D khi ngườixem sử dụng thiết bị kính 3D đặc biệt

 Lập thể tự động giải thích rằng người xem truyền hình 3D không cần sửdụng bất kỳ kính nào để xem các hình ảnh lập thể

1.5 Tái tạo tín hiệu truyền hình 3D

Kỹ thuật sử dụng để hiển thị hình ảnh trong truyền hình 3D được thực hiệndựa trên nguyên tắc cơ bản của khoa học hình ảnh Công nghệ 3D liên tục đượcnghiên cứu và phát triển trong từng giai đoạn của chu kỳ phát sóng truyền hình3D, đã cho phép phát triển quá trình hoạt động tổng hợp và thực hiện phát triểntruyền hình 3D trên nhiều nền tảng Với nhiều phương pháp tiếp cận khác nhau

đã được sử dụng để sản xuất, truyền tải và hiển thị nội dung 3D Quá trình sảnxuất nội dung 3D liên quan đến việc thu nhận hình ảnh của vật thể hoặc tạo rahình ảnh 3D, kế tiếp đó là việc lưu trữ nội dung Lưu trữ nội dung liên quan đếnquá trình thực hiện mã hóa hoặc nén các dữ liệu được tạo ra với các bộ mã thíchhợp Các nội dung nén sau đó được truyền qua một trong các kênh trên mặt đấthoặc cáp hoặc vệ tinh với trạm phát sóng và được đưa tới các thiết bị để thựchiện giải mã Ở đây các tiêu chuẩn và các định dạng cho nội dung 3D được giải

mã dựa trên cách tiếp cận hiển thị được thông qua các thiết bị hiển thị truyềnhình, máy tính, điện thoại, Từ các nguyên tắc cơ bản của khoa học hình ảnh,lập thể là phương thức hiển thị hình ảnh riêng biệt cho mỗi mắt của người xem,

để tạo khả năng thu nhận hình ảnh 3D cao hơn người xem có thể sử dụng kính3D để hỗ trợ trong việc thu nhận hình ảnh

1.6 Biểu diễn hình ảnh 3DTV

Biểu diễn hình ảnh trong truyền hình 3D liên quan đến việc mã hóa và néncủa hình ảnh bằng cách sử dụng định dạng dựa trên phương thức truyền tải vàhiển thị thích hợp Nội dung 3D có thể được mã hóa thông qua các chương trìnhnhư là nén không gian, ghép kênh theo thời gian, kết hợp 2D với siêu dữ liệu và

mã hóa màu sắc

1.6.1 Nén không gian

Trong nén không gian, hai hình ảnh được lồng vào nhau tạo thành mộtkhung hình video duy nhất, và sử dụng các thiết bị giải mã như set- top- box đểhiển thị các hình ảnh trong định dạng 3D Thực hiện nén không gian, mã hóa tín

hiệu 3D có độ nét cao hơn tín hiệu video 2D, nó sử dụng cùng một lượng băngthông cho các tín hiệu video 2D, sử dụng bộ lọc để mã hóa cho hình ảnh 3D chấtlượng cao.

1.6.2 Ghép kênh theo thời gian

Trong ghép kênh theo thời gian, tỷ lệ khung hình hiển thị hình ảnh mắt bêntrái và bên phải được tăng gấp đôi 120Hz so với tỷ lệ 60Hz bình thường, để hìnhảnh lặp lại một cách tuần tự Phương pháp này chủ yếu được sử dụng kết hợpvới các kỹ thuật nén không gian

1.6.3 2D kết hợp với siêu dữ liệu (2D + M)

Phương pháp 2D kết hợp với siêu dữ liệu (2D + M) Hình ảnh 3D được hiểnthị thông qua việc nhận các siêu dữ liệu ( chiều sâu của ảnh) Hình ảnh 2D đượcphát đi và để nhận dữ liệu lập thể từ các hình ảnh khác về mắt theo hình thứccủa một gói bổ sung, các siêu dữ liệu được truyền đi như là một phần của dòngvideo Các dữ liệu sau đó được giải mã với thiết bị như set- top- box mà khôngthay đổi chất lượng hiển thị hình ảnh 3D

1.6.4 Gửi tín hiệu mã hóa màu

Phương pháp này sử dụng một cặp kính, một mắt kính màu đỏ và một mắtkính màu xanh được chế tạo đặc biệt để xem các nội dung 3D Bộ lọc của hìnhảnh trái và hình ảnh phải được thực hiện với tần số khác nhau, thông qua cácthành phần màu như màu đỏ, màu xanh lơ hoặc màu xanh lá cây tạo ra một hỗnhợp màu hình thành nên một ảnh đơn và tạo ra một hình ảnh 3D đầy đủ

CHƯƠNG II: KỸ THUẬT NÉN HÌNH ẢNH 3D SỬ DỤNG BỘ GHÉP

DPCM/DCT

Ngày nay kỹ thuật nén dữ liệu đã trở nên cực kỳ quan trọng trong nhiều cácứng dụng, để đáp ứng nhu cầu này nhiều thuật toán cho nhiều các ứng dụngkhác nhau được ra đời và đạt tiêu chuẩn quốc tế Chương này sẽ cung cấp một

kỹ thuật nén ảnh hiệu quả bằng việc sử dụng kỹ thuật ghép bộ mã hóa vi saiDPCM và bộ biến đổi cosin rời rạc DCT Để hiểu được kỹ thuật ghép này ta cầntìm hiểu kỹ thuật nén ảnh của hai phương pháp đó và được trình bày dưới đây

2.1 Mô hình hệ thống nén chung

Một hệ thống nén chung được mô hình hóa gồm ba giai đoạn như trong hình2.1 như sau:

Hình 2.1: Mô hình chung của một hệ thống nén video

Giai đoạn đầu tiên của bộ mã hóa video là giai đoạn biểu diễn tín hiệu videodưới dạng thích hợp để sau quá trình nén cho hình ảnh tốt nhất Sự biểu diễnchứa nhiều mẩu thông tin để mô tả tín hiệu Hầu hết các thông tin quan trọng chỉtập trung trong một phần nhỏ của mô tả này Với phương pháp biểu diễn hìnhảnh hiệu quả thì chỉ có một phần dữ liệu nhỏ được truyền đi để tái tạo lại tínhiệu video như ban đầu

Giai đoạn thứ hai của quá trình mã hóa là lượng tử hóa tín hiệu, giúp rời rạchóa thông tin được biểu diễn Để truyền tín hiệu video qua một kênh số, nhữngthông tin biểu diễn được lượng tử hóa thành một số hữu hạn các mức

Giai đoạn thứ ba là gán các từ mã Các từ mã này là một chuỗi bit dùng đểbiểu diễn các mức lượng tử hóa Giai đoạn giải mã video sẽ được thực hiệnngược lại.

Mọi giai đoạn được thực hiện nhằm loại bỏ các thành phần dư thừa trong tínhiệu video và dựa vào sự cấu tạo của mắt người để khai thác hiệu quả trong quátrình thu nhận tín hiệu Các thành phần dư thừa, các thông tin giống nhau haythông tin có liên quan đến nhau sẽ bị loại bỏ mà không được truyền đi

2.2 Phân loại kỹ thuật nén

Theo nguyên lý nén được chia ra làm hai loại đó là nén dữ liệu không tổntao và nén có tổn tao

- Với nén dữ liệu không tổn hao : Tín hiệu sau khi giải nén sẽ được khôiphục lại như tín hiệu nguồn và không bị mất thông tin trong quá trình tái tạo dữliệu, quá trình này có tính thuận nghịch Đây là quá trình biểu diễn các kí hiệutrong dòng bit nguồn thành dòng các từ mã, mỗi từ mã bao gồm một số bit nhấtđịnh sao cho giảm được tốc độ bit ở mức tối đa

- Với nén dữ liệu có tổn hao : Độ sai lệch dữ liệu được xác định bằng sốthông tin bị mất đi sau quá trình nén so với lượng thông tin ban đầu, nén có tổnhao loại bỏ các thông tin không phù hợp với khả năng cảm nhận của mắt người

và những thông tin ít quan trọng Sau quá trình nén sẽ cho chất lượng hình ảnhthấp do hình ảnh khôi phục lại gần giống với ảnh nguồn Đây là một quá trìnhkhông thuận nghịch

Và để thực hiện nén dữ liệu thường dùng các kỹ thuật sau:

2.2.1 Dự đoán tuyến tính (DPCM- Differential Pulse Code Modulation)

Phương pháp này còn được gọi là điều chế xung mã vi sai, thực hiện mãhóa dự đoán Thay vì truyền đi các mẫu như phương pháp PCM thì DPCM thựchiện mã hóa và truyền đi các giá trị sai lệch giữa các mẫu (giá trị sai lệch giữagiá trị thực và trá trị dự đoán của mẫu tín hiệu) Để tạo lại giá trị mẫu cần thiết tacộng giá trị sai lệch này với giá trị mẫu mà đã được giải mã Để tăng hiệu quả

nén, quá trình mã hóa DPCM sẽ sử dụng thêm kỹ thuật lượng tử hóa thích nghi

và bộ dự đoán

2.2.2 Biến đổi cosin rời rạc ( DCT)

Bộ biến đổi cosin rời rạc (Discrete Cosine Transform –DCT) tương đương

với biến đổi Fourier rời rạc ( DFT), nhưng chỉ sử dụng số thực DTC là phépbiến đổi toán học được coi là không tổn hao và có tính thuận nghịc, nó biến đổi

dữ liệu dưới dạng biên độ thành dữ liệu dưới dạng tần số Biến đổi DCT thuận(FDCT) thường được áp dụng trên một mảng dữ liệu có kích thước hai chiều cốđịnh, nghịch đảo DCT (IDCT) được sử dụng để biến đổi giải mã dữ liệu ngẫunhiên Phép biến đổi DCT sẽ cho các thành phần tần số thấp ứng với các hệ sốthấp (luma hay chroma thay đổi chậm), thành phần tần số cao ứng với các hệ

số cao (luma hay chroma thay đổi nhanh) Đối với tín hiệu video số sử dụng 8bít biểu diễn mẫu, để nén là không tổn hao khi độ dài từ mã có hệ số từ 13 đến

14 bít Với số bit ít hơn thì quá trình DCT trở thành nén có tổn hao

2.2.3 Mã hoá chạy dài RLC (Run Length Coding)

Do sự tương quan của các điểm ảnh trong một vùng ảnh lặp lại nhiều lần Từ

sự lặp lại nhiều lần này phương pháp nén RLC đã được xây dựng dựa trên cơ sở

sử dụng tần số lặp lại của cùng giá trị mẫu Vì vậy các giá trị mẫu được lặp lại sẽđược đánh dấu bằng một từ mã đặc biệt, và từ mã đặc biệt đó sẽ được mã hóabằng mã RLC Một cải biên của mã RLC là mã hóa độ dài chạy VLC VLC tínhxác suất phân bố của các giá trị symbol

2.2.4 Mã hoá độ dài thay đổi VLC (Variable Length Coding)

VLC còn gọi là mã entropy ( mã Huffman) VLC là một thuật toán mã hóa

dùng để nén dữ liệu Nó dựa trên bảng tần suất xuất hiện các kí tự cần mã hóa đểxây dựng một bộ mã nhị phân cho các kí tự đó sao cho dung lượng (số bít) saukhi mã hóa là nhỏ nhất, và trung bình đầu ra có chiều dài nhỏ hơn hoặc bằng vớidung lượng ban đầu trước khi giải mã Xác suất xuất hiện các phần tử giống

nhau nhiều thì hiệu xuất nén thấp, khi xác suất xuất hiện các phần tử lệch nhaulớn thì đạt hiệu suất cao.

2.3 Nén dữ liệu sử dụng phương pháp điều chế xung mã vi sai DPCM

Phương pháp điều chế xung mã vi sai DPCM được thực hiện dựa trênnguyên tắc điều chế xung mã PCM bằng việc mã hóa các mức lượng tử đều (cácmẫu tín hiệu) ở đầu vào Nhưng do các mẫu tín hiệu đầu vào có tính tương quancao và các mẫu kề nhau thường có độ sai lệch khá nhỏ nên DPCM đã tận dụnglợi thế này để thực hiện mã hóa tín hiệu bằng cách mã hóa giá trị sai lệch giữacác mẫu và như vậy sẽ sử dụng ít bít để mã hóa

2.3.1 Xử lý giải tương quan trong công nghệ DPCM

Công nghệ DPCM loại bỏ các dữ liệu dư thừa của nguồn tín hiệu và khảnăng nhớ dữ liệu được thực hiện bằng một bộ lọc ở đầu ra là hiệu số giữa mẫutín hiệu đầu vào và giá trị dự đoán Với các điểm ảnh biến đổi không đều thì giátrị sai lệch sẽ gần đến 0 hơn, còn với ảnh có rất nhiều các chi tiết thì giá trị sai số

dự đoán có thể rất lớn Do mắt người kém nhạy với những tín hiệu có tần số cao

và biến đổi nhanh do đó có thể thực hiện lượng tử hóa tín hiệu này bằng mứclượng tử cao hơn

Xn

Hình 2.2: Cấu trúc mã hóa và giải mã DPCM

Tín hiệu nhịp khôi phục

Bộ mã hóa PCM

Bộ giải

mã PCM

Bộ giải mã PCM

∑

Tín hiệu

vào

Tín hiệukhôi phụcTín hiệu

DPCM

Sau khi lượng tử hóa các mức tín hiệu ( gọi mẫu tín hiệu đầu vào là ,

mã hóa các mức lượng tử Sau đó tín hiệu được giải mã để đưa vào bộ cộng sosánh với tín hiệu ban đầu để tính toán tìm ra giá trị sai lệch giữa các giá trị mẫuliên tiếp, giá trị sai lệch là hiệu giữa giá trị của mẫu kế tiếp với giá trị mẫu trước

với gái trị của từng mẫu

mẫu thứ n, khi đó DPCM sẽ thực hiện mã hóa và truyền đi độ sai lệch này

2.3.2 Kỹ thuật tạo dự đoán

Do lượng thông tin của nguồn là rất lớn, nếu dựa trên mối tương quan giữacác điểm ảnh để thực hiện lượng tử hóa các mẫu với các thông tin dư thừa thìhiệu suất nén sẽ rất thấp Do vậy trong kỹ thuật nén cần giảm sự tương quangiữa các mẫu tín hiệu dựa trên các điểm lân cận Trong quá trình mã hóa có bộ

dự đoán, dự báo về giá trị mẫu tiếp theo dựa trên mối tương quan giữa các mẫutín hiệu Khi dự đoán này phù hợp thì độ sai lệch giữa giá trị dự đoán và giá trịmẫu tín hiệu còn có thể nhỏ hơn rất nhiều so với độ sai lệch giữa các mẫu kếtiếp đó Như vậy ta chỉ cần mã hóa độ sai lệch giữa giá trị thực và giá trị dựđoán các mẫu tín hiệu

Bộ lọc thông thấp

Bộ mã hóa PCM

Tín hiệu DPCMTín hiệu

tương tự