Tổng quan truyền hình, sự phát triển của truyền hình chất lượng cao HDTV và truyền hình kỹ thuật số mặt đất

LỜI CẢM ƠN Trong trình học tập trường , giúp đở tận tình thầy cô trường ĐH Tôn Đức Thắng với giúp đỡ anh (chị) Đài truyền hình Bình Dương đaõ tạo điều kiện cho em thực tập để có thơng tin cần thiết cho luận văn em Em xin chân thành cảm ơn thầy mơn viễn thơng tận tình dậy em nhiều kiến thức bản, sâu sắc lĩnh vực điện tử viễn thông Nhưng với tư em cịn non yếu , em khơng đạt điều mà thầy (cô) bảo mong muốn cho sinh viên hành trang cần thiết đời Em xin chân thành xin lỗi, mong thầy (cơ) rộng lượng bỏ qua cho chúng em Em xin chân thành cảm ơn thầy TS.Đinh Sơn Tú tận tình hướng dẫn em suốt trình làm, định hướng hồn thành luận văn tốt nghiệp Và lần e xin chân thành cám ơn thấy (cô) suốt năm qua em học tập trường Sinh viên thực Phạm Thể Thao Lời nói đầu Truyền hình số có nhiều ưu điểm hẳn so với truyền hình tương tự (analog) khả tiết kiệm phổ tần , đảm bảo chất lượng hình ảnh qua khâu sản xuất , lưu trưc truyền dẫn phát sóng, quản lý lựa chọn phát sóng chương trình theo u cầu Truyền hình số mặt đất DVB-T truy có hạn chế định so với truyền hình số qua vệ tinh DVB-S truyền hình cáp DVB-C, lại có ưu điểm khả chuyển dịch linh hoạt máy thu mà khơng phụ thuộc vào vị trí đầu nối cáp (truyền hình vệ tinh cần đầu nối cáp từ chảo thu đến hộp giải mã đến máy thu), cộng với số lượng khán giả truyền thống đơng đảo (vì TV SDVT thơng thương cộng với anten cần thêm hộp Set-Top-Box coi truyền hình số mặt đất) Đây lý khiến truyền hình số mặt đất khó bị thay hồn tồn phương thức truyền dẫn khác tương lai gần Việt Nam hoạch định lộ trình đến năm 2015 hồn tồn phát truyền hình số bỏ phát sóng analog Truyền hình số mặt đất thay truyền hình analog lĩnh vực quảng bá Truyền hình số vệ tinh truyền hình cáp vừa thực quảng bá vừa thực truyền hình trả tiền Trong luận văn e giới thiệu tập chung truyền hình số mặt đất mặt bật, ưu điểm, công nghệ mà truyền hình số sử dụng để thực truyền dẫn phát sóng số Qua làm rõ chất đồng thời giải thích cụ thể truyền hình số thay công nghệ analog qua mặt mạnh công nghệ , chất lượng, kết hợp tận dụng hệ thống analog phổ tần để truyền dẫn phát sóng số Luận văn gồm chương : -Chương : Tổng quan truyền hình, phát triển truyền hình chất lượng cao HDTV truyền hình kỹ thuật số mặt đất Sự phát triển mạnh mẽ lĩnh vực truyền hình giới Việt Nam ngày khẳng định vị khơng thể truyền hình Sự phát triển nâng cao chất lượng hình ảnh âm cơng truyền hình số mặt đất truyền hình độ nét cao HDTV với đột phá cơng nghệ truyền hình - Chương : Các chuẩn truyền hình kỹ thuật số, số mặt đất Những đột phá cơng nghệ đó, phải kể tới cơng đoạn xử lý hình ảnh âm chuẩn cụ thể nén video số, audio số chuẩn nén thuộc họ MPEG , đến phương pháp điều chế số nhằm làm nâng cao chất lượng hình ảnh, giảm tạp nhiễu, nâng cao khả khơi phục tín hiệu gốc… Sẽ giới thiệu cụ thể chương - Chương : ưu nhược điểm TH KT số mặt đất, tương quan truyền hình số mặt đất, TH cáp, truyền hình truyền thống Sự đáp ứng, cải tiến công nghệ với chuyển đổi công nghệ, mang đến ưu điểm vượt trội linh vực truyền hình số so với truyền hình analog Sự phát triển mạnh mẽ nhiều phương thức truyền hình số khơng có phát triển mà kia, mà có tương hỗ qua lại nhau, nhằm phục vụ đông đảo người dân giới - Chương : Tìm hiểu thiết kế trung tâm TH số số mặt đất Bình Dương Áp dụng công nghệ thực tế cụ thể trung tâm truyền hình Bình Bương truyền hình số mặt đất TRUYỀN HÌNH KỸ THUẬT SỐ MẶT ĐẤT GVHD : TS ĐINH SƠN TÚ Mục lục CHƯƠNG : TỔNG QUAN TRUYỀN HÌNH SỰ PHÁT TRIỂN CỦA TH CHẤT LƯỢNG CAO HDTV VÀ KỸ THUẬT SỐ .1 1.1 Tổng quan truyền hình 1.1.1 Lịch sử đời phát triển truyên hình .7 1.1.1.1Truyền hình giới 1.1.1.2 Truyền hình Việt Nam 1.2 Giới thiệu truyền hình .10 1.2.1 Truyền hình cáp 10 1.2.2 Truyền hình vệ tinh 11 1.2.3 Truyền hình số mặt đất 12 1.3 Nguyên lý chung truyền hình 12 1.3.1.Các tham số hình ảnh: 12 1.3.2 Nguyên lý truyền hình ảnh 13 1.3.3 Tín hiệu truyền hình 14 1.3.3.1 Sự tạo tín hiệu thị tần .14 1.3.4 Điều chế tín hiệu phát đài truyền hình .16 1.3.4.1 Tín hiệu phát .16 1.3.4.2 Kênh truyền hình 18 1.4.Truyền hình chất lượng cao HDTV truyền hình kỹ thuật số 19 1.4.1 Sự phát triển truyền hinh chất lương cao HDTV 19 1.4.2 Các chuẩn HD độ phân giải .20 1.4.2.1 HD ready .20 1.4.2.2 Full HD 20 1.4.2.3 Các loại HDTV (High Definition Televition) (720p, 1080p, 1080i) 20 1.4.3 Nguồn phát tín hiêu HDTV 22 1.4.4 Mô tả kỹ thuật quét .22 1.4.5 Mô tả định dạng ảnh 23 1.4.6 Độ phân giải : 23 1.4.7 thiết bị thu tín hiệu HDTV: .24 1.4.8 Ưu nhược điểm 26 1.4.9 Những hệ thống 26 1.5 Sự phát triển truyền hình Kỹ thuật số 27 CHƯƠNG :CÁC CHUẨN TRUY ỀN H ÌNH KỸ THUẬT SỐ SỐ MẶT ĐẤT29 2.1 Các phương thức truyền dẫn tín hiệu số .29 2.2.Các hệ tiêu chuẩn truyền dẫn truyền hình số 29 2.3 Xu hướng chuyển đổi lựa chọn tần số quốc gia giới 31 SVTH : PHẠM THỂ THAO -1– TRUYỀN HÌNH KỸ THUẬT SỐ MẶT ĐẤT GVHD : TS ĐINH SƠN TÚ 2.3.1.Các nước lưa chọn chuẩn ATSC: .31 2.3.2 Nhật Bản ban hành tiêu chuẩn ISDB-T chủ trương phát sóng theo hệ tiêu chuẩn riêng .31 2.3.3 Các nước sử dụng chuẩn DVB-T 32 2.4 Vì chọn chuẩn DVB-T nước ta ???: .33 2.5 Các chuẩn thuộc họ DVB(Digital Video Broadcasting) 34 2.6 Các kỹ thuật xử lý kỹ thuật truyền hình số (DVB) 35 2.6.1 Chỉ tiêu kỹ thuật nhiễu 40 2.6.1.1.Can nhiễu nhiều đường 40 2.6.1.2 Cường độ trường tương đương tối thiểu cần thiết cho thu truyền hình số mặt đất .40 2.7 Kỹ thuật nén ảnh số 41 2.7.1 Giới thiệu 41 2.7.2 Mục đích tiêu chuẩn nén Video .41 2.7.3 Mơ hình nén ảnh 41 2.7.4 Các kỹ thuật nén 42 2.7.5 Kỹ thuật nén MPEG (Motion Picture Expert Group) 44 2.7.6 MPEG-1/2 47 2.7.6.1 Tiêu chuẩn MPEG-1 .48 2.7.6.2 Tiêu chuẩn MPEG-2 .48 2.7.6.3 Các chuẩn MPEG khác 53 2.8 Kỹ thuật nén audio số 54 2.8.1 Tiêu chuẩn AC-3 54 2.9 Các giải pháp kỹ thuật điều chế cho truyền hình số mặt đất 57 2.9.1 Kỹ thuật điều chế sở 57 2.9.1.1 Điều chế M-QAM 57 2.9.1.2 Điều chế M-PSK 59 2.10 Kỹ thuật ghép kênh số .61 2.10.1 Giới thiệu 61 2.10.2 Tổng quan ghép kênh MPEG-2 62 2.10.3 Ghép kênh gói ( Packet multiplexing) MPEG 63 2.10.4 Hệ thống ghép kênh truyền tải MPEG-2 64 2.10.4.1 Sơ đồ khối hệ thống ghép kênh phân kênh MPEG-2 64 2.10.4.2 Cấu trúc dòng sở ES 65 2.10.4.3 Dòng sở đóng gói PES 66 2.10.4.4 Ghép kênh dịng chương trình (Program Stream MUX) .66 2.10.4.5 Ghép kênh dòng truyền tải (Transport Stream MUX) .67 2.11 Điều chế COFDM truyền hình số mặt đất 69 2.11.1 Mã 78 2.11.2 Cấu trúc khung OFDM: 79 2.11.1 Energy Dispersal : khối phân tán lượng 82 SVTH : PHẠM THỂ THAO -2– TRUYỀN HÌNH KỸ THUẬT SỐ MẶT ĐẤT GVHD : TS ĐINH SƠN TÚ 2.11.2 Outer Coder : Bộ mã hố ngồi 82 2.11.3 Outer Interleaver : hoán vị 82 2.11.4 Inner Coder : Bộ mã hoá 82 2.11.5 Inner Interleaver : Bộ hoán vị 82 CHƯƠNG : ƯU - NHƯỢC ĐIỂM CỦA TRUYỀN HÌNH SỐ MẶT ĐẤT, TƯƠNG QUAN GIỮA TRUYỀN HÌNH SỐ MẶT ĐẤT VÀ TRUYỀN HÌNH CÁP, TRUYỀN HÌNH TƯƠNG TỰ TRUYỀN THỐNG 85 3.1 Ưu điểm nhược điểm DVB - T 85 3.1.1 Ưu điểm DVB-T 85 3.1.2 Nhược điểm DVB – T .88 3.2 Tương quan truyền hình số mặt đất truyền hình cáp 88 3.2.1 Đặc điểm chung truyền hình số: .88 3.2.2.Truyền hình cáp DVB-C 89 3.3 Tương quan DVB-T truyền hình tương tự truyền thống 90 3.1.truyền hình DVB-T 90 3.4.Tương quan DVB-T truyền hình vệ tinh DVB-S .91 3.5 Sự tương quan loại hình truyền dẫn (DVB-T DVB-S, DVB-C, ANALOG) 91 4.1.Giới thiệu sơ đồ khối hệ thống thu phát truyền hình số mặt đất 93 4.2 Sơ đồ khối DVB-T TT truyền hình Bình Dương 94 4.2.1 Nguồn phát: .95 4.2.2 Các chương trình thu vệ tinh 96 4.2.3 Qui trình thu vào phát tín hiệu 98 4.3 SET TOP BOX: .100 4.3.1 Hoạt động SET TOP BOX: 100 4.3.2 Cấu tạo SET TOP BOX chia thành nhóm sau đây: 100 4.4.CÁCH CHỌN ĐẦU THU TRUYỀN HÌNH SỐ MẶT ĐẤT 104 4.5 Phịng xử lý tín hiệu phát trung tâm truyền hình Bình Dương 105 Phụ Lục Tài liệu tham khảo SVTH : PHẠM THỂ THAO -3– TRUYỀN HÌNH KỸ THUẬT SỐ MẶT ĐẤT GVHD : TS ĐINH SƠN TÚ Mục lục hình Chương : Hình 1: truyền hình vệ tinh 11 Hình 2: Nguyên lý quét hình ảnh .13 Hình 3: chuyển đổi tín hiệu hình ảnh thành tín hiệu Video .14 Hình 4: Phương pháp quét 15 Hình 5: Tín hiệu Video 15 Hình 6: Khung hình quét 16 Hình 7: Điều chế Audio .17 Hình Dải thơng tín hiệu truyền hinh OIRT 17 Hình 9: Dải thơng tín hiệu truyền hình FCC .18 Hình 10: Sơ đồ khối truyền hình analog 18 Hình 11: Khung hình 16:9 4:3 .20 Hình 12 : Mô tả ký hiệu HDTV 23 Hình 13: độ phân giải HDTV 23 Hình 14: Thiết bị thu HDTV 24 Hình 15: Cablecard 25 Hình 16 : DVI 25 Hình 17: HDMI 25 Hình 18: Hệ thống thu HDTV 26 Chương : Hình 1: nước sử dụng chuẩn chuẩn 32 Hình 2: sơ đồ khối hệ thông DVB .36 Hình 3: Sơ đồ khối DVB-S 37 Hình 4: Sơ đồ khối DVB-C 38 Hình 5: Sơ đồ khối DVB-T 38 Hình 6: Mơ hình hệ thống nén Video 42 Hình 7: Nén Video 43 Hình 8: Mơ hình nén MPEG 45 Hình 9: Mơ hình nén nội hình 46 Hình 10: Mơ hình nén liên hình 46 Hình 11: Mơ hình giải nén MPEG .47 Hình 12 : Lớp MPEG -1/2 48 SVTH : PHẠM THỂ THAO -4– TRUYỀN HÌNH KỸ THUẬT SỐ MẶT ĐẤT GVHD : TS ĐINH SƠN TÚ Hình 13 : Cấp độ nén MPEG-2 49 Hình 14 : Sơ đồ khối phương pháp tách dư thừa .50 Hình 15 : Miêu tả dự đoán chuyển động 51 Hình 16 : Sơ đồ khối mã hoá giải mã Audio AC-3 .55 Hình 17 : Mã hoá giải mã Audio AC-3 .56 Hình 18 : Đồ thị hình 16-QAM 58 Hình 19 : Bộ điều chế M-QAM 59 Hình 20 : Bộ giải điều chế M-QAM 59 Hình 21 : Đồ thị hình tín hiệu điều chế 4-PSK 60 Hình 22 : Dạng song điều chế QPSK .60 Hình 23 : Bộ điều chế QPSK (dịch pha 900) 61 Hình 24 :Bộ giải điều chế QPSK (dịch pha 900) 61 Hình 25 : Cấu trúc lớp MPEG .63 Hình 26 : Bộ ghép kênh MPEG-2 63 Hình 27 : Hệ thống phân kênh, ghép kênh MPEG-2 64 Hình 28 : Cú pháp dòng sở (ES) 65 Hình 29 : Dịng chương trình PS 66 Hình 30 : Dịng truyền tải 67 Hình 31 : Ghép kênh nhiều chương trình 69 Hình 32 : Bộ điều chế COFDM 70 Hình 33 : Phỏ tín hiệu OFDM 71 Hình 34 : Sơ đồ chòm QAM 74 Hình 35 : Phân bố song mang OFDM 74 Hình 36 : Phân bố pilot 75 Hình 37 : Phân bố sóng mang chèn thêm khoảng bảo vệ 76 Hình 38 : Các tia sóng đến khoảng thời gian bảo vệ 77 Hình 39 : Sơ đồ khối máy phát DVB-T .82 Hình 40 : Máy phát hình NV 7250 83 Chương : Hình : Phổ kênh số analog đồng kênh 85 Hình : Phổ kênh số analog kề kênh 86 Hình 3 : Phổ kênh số analog 87 SVTH : PHẠM THỂ THAO -5– TRUYỀN HÌNH KỸ THUẬT SỐ MẶT ĐẤT GVHD : TS ĐINH SƠN TÚ Chương 4: Hình Hệ thống thu phát truyền hình số 93 Hình : Sơ đồ khối tổng quát kênh số TH Bình Dương 95 Hình : Mơ tả nguồn phát 96 Hình 4 : Sơ đồ truyền dẫn (chèn logo , text ) 98 Hình Máy phát .100 Hình : Cấu trúc Set-Top-Box 101 Hình : Hộp Set-Top-Box .104 Hình : Hệ thống chương trình TH số 106 Hình : Bộ xử lý liệu chương trình số 107 Hình 10 : Khu xử lý chương trình analog BTV2 .107 Hình 11 : Khu xử lý chương trình analog BTV1 .108 Hình 12: Bộ nén ch ương trình số tín hiệu số .109 Hình 13 : Máy phát tín hiệu .109 SVTH : PHẠM THỂ THAO -6– TRUYỀN HÌNH KỸ THUẬT SỐ MẶT ĐẤT GVHD : TS ĐINH SƠN TÚ CHƯƠNG : TỔNG QUAN TRUYỀN HÌNH SỰ PHÁT TRIỂN CỦA TH CHẤT LƯỢNG CAO HDTV VÀ KỸ THUẬT SỐ 1.1 Tổng quan truyền hình 1.1.1 Lịch sử đời phát triển trun hình Có thể nói, truyền hình phương tiện truyền thơng phổ biến giới Không phương tiện truyền thơng, phương tiện giải trí t, ngày truyền hình cịn ứng dụng nhiều lĩnh vực sống đại.:an ninh , y học, giáo dục … Truyền hình loại hình phương tiện thông tin đại chúng xuất từ khoảng kỷ XX, phát triển nhanh chóng, mạnh mẽ phổ biến rộng rãi vòng vài ba thập niên trở lại Thế mạnh đặc trưng truyền hình cung cấp thơng tin dạng hình ảnh (Kết hợp âm mức độ định với chữ viết) mang tính hẫp dẫn sinh động, trực tiếp tổng hợp Từ đó, loại hình phương tiện truyền thơng độc đáo, đặc biệt tạo nên người tiếp nhận thông tin hiệu tổng hợp tức thời nhận thức thẩm mỹ, trước hết trình độ trực quan, trực cảm Vai trị, vị trí, ảnh hưởng tác động truyền hình cơng chúng nói chung, q trình hình thành định hướng dư luận xã hội nói riêng tăng lên nhanh chóng 1.1.1.1Truyền hình giới Truyền hình hệ thống phát thu hình ảnh âm thành thiết bị truyền dẫn tín hiệu từ qua cáp, sợi quang quan trọng sóng điện từ Những hệ thống truyền hình thật bắt đầu vào hoạt động thức thập niên 40 kỷ này, không nâu sau khái niệm "truyền hình" sử dụng với nghĩa hiểu ngày Ngành truyền hình giới phải trải qua thời gian dài phát triển có thành tựu Mặc dù nhiều phương thức chuyển đổi ánh sáng thành dòng điện tử phát minh hoàn thiện hệ thống truyền hình chưa đủ điều kiện để đời Vấn đề cốt yếu dòng điện tạo cịn yếu chưa tìm phương pháp khuếch đại hiệu Mãi năm 1906, Lee De Forest, kỹ sư người Mỹ đăng ký sáng chế ống triode chân khơng vấn đề giải Truyền hình có mối liên hệ thiết với số loại hình truyền thống hay nghệ thuật khác phát thanh, điện ảnh…Tuy nhiên, sau vài thập kỷ sơ khai, SVTH : PHẠM THỂ THAO -7– TRUYỀN HÌNH KỸ THUẬT SỐ MẶT ĐẤT SVTH : PHẠM THỂ THAO GVHD : TS ĐINH SƠN TÚ - 110 – TRUYỀN HÌNH KỸ THUẬT SỐ MẶT ĐẤT GVHD : TS ĐINH SƠN TÚ PHỤ LỤC \ Một số cột mốc quan trọng niên đại truyền hình 1887: Heinrich Hertz (người Đức) chứng minh tính chất sóng điện từ 1890-1895: Edouart Branly (người Pháp), Oliver Lodge (người Anh) Alexandre Popov (người Nga) hoàn chỉnh điện báo vô tuyến 1895: Guglielmo Marconi (người Ý) ứng dụng cơng trình nghiên cứu vơ tuyến điện Tháng 3/1899: Liên lạc vô tuyến quốc tế đời Anh Pháp, dài 46 Km 1923: Vladimir Zworykin (người Nga) phát minh ống iconoscop, cho phép biến lượng ánh sáng thành lượng điện 1929: Chương trình phát hình đâu tiên BBC thực từ kết nghiên cứu John Baird quét học Tháng 4/1931: Chương trình phát hình thực Pháp dựa nghiên cứu René Barthélemy 1934: Vladimir Zworykin hoàn chỉnh nghiên cứu iconoscop bắt đầu ứng dụng vào việc xây dựng phát sóng truyền hình 1935: Pháp đặt máy phát tháp Eiffel 1936: Thế vận hội Berlin truyền hình số thành phố lớn 1939: Truyền hình Liên Xơ phát đặn hàng ngày 1941: Mỹ chấp nhận 525 dòng quét với phân giải Trong sau chiến tranh giới thứ II: Các cường quốc chạy đua gay gắt để phát chương trình truyền hình nhằm vận động nhân dân ủng hộ chiến lược quân kinh tế 1948: Pháp chấp nhận chuẩn 819 dịng quét, kết nghiên cứu Henri de France 1954: Đài RTF phát buổi truyền hình điều biến tần số 1956: Hãng Ampex giới thiệu máy ghi hình từ (thu hình ảnh băng từ) Tháng 10/1960 truyền hình trực tiếp tranh luận kênh truyền hình ứng cử viên tổng thống Mỹ: Richard Nixon John Kennedey 1964: Vệ tinh đĩa tĩnh phóng lên quỹ đạo mang tên Early Bird SVTH : PHẠM THỂ THAO - 111 – GVHD : TS ĐINH SƠN TÚ TRUYỀN HÌNH KỸ THUẬT SỐ MẶT ĐẤT 1965: Diễn chiến chuẩn truyền hình màu SECAM (Pháp) PAL (Đức) Châu Âu Tháng 10/1967: Khánh thành truyền hình màu Pháp Liên Xô 1969: Cuộc đổ lên bề mặt trăng tàu Apollo 11 chuyền hình trực tiếp qua Mondovision 1970: Hiệp hội viễn thông quốc tế phân chia sóng truyền hình centimet cho nước giới thiệu loại băng hình video dùng cho cơng chúng 1992: Truyền hình kỹ thuật số trở thành thực 2./ Các nghiên cứu mắt người áp dụng truyền hình 2.1 Đặc tính phổ : Các xạ điện từ nằm khoảng tần số rộng nằm từ vài chục KHz đến hạng triệu MHz toàn giải tần gọi chung phổ điện từ, ánh sang mắt người thấy chiếm phần nhỏ phổ điện từ, có tần số từ 3,9.1014 Hz đến 7,9.1014 tương đương với bước song 760nm đến 380 nm, tần số cao ánh sáng tia cực tím, tia X , tia gama, thấp tần số ánh sang tia hồng ngoại, sóng radio… Sóng Radio Hồng ngoại Tia cực tím Tia X Tia Y Ánh sáng thấy λ = 760nm λ = 380nm Trong khoảng ánh sang thấy tập hợp nhiều màu sắc : Đỏ Cam – Vàng - Lục – Lam – Tràm – Tím, độ nhạy mắt với màu sắc không đều, mắt nhạy cảm với màu Lục giảm dần với màu xung quanh SVTH : PHẠM THỂ THAO - 112 – TRUYỀN HÌNH KỸ THUẬT SỐ MẶT ĐẤT GVHD : TS ĐINH SƠN TÚ Với màu sắc (ảnh đặc trưng) có thơng số : sắc màu , độ bão hồ màu , độ chói màu Truyền hình đen trắng truyền thơng tin độ chói , cịn truyền hình màu truyền đầy đủ thông tin ảnh 2.2 Độ nhạy tương phản Một ảnh có nhiều chi tiết chi tiết ảnh có độ chói khác nhau, độ tương phản tỉ lệ độ chói cao so với độ chói thấp nhất, tỷ lệ lớn độ tương phản cao Ngồi tự nhiên độ chênh lệch khoảng 10.000 lần, truyền hình thi khoảng 100 lần, máy tính khoảng 256 lần Ảnh có độ tương phản cao Ảnh có độ tương phản thấp 2.3 Khả phân giải mắt Mắt người có khả phân biệt điểm A B nhìn từ góc α > 1,5' , nhỏ măt người khơng phân biệt hai điểm riêng rẽ Dựa SVTH : PHẠM THỂ THAO - 113 – TRUYỀN HÌNH KỸ THUẬT SỐ MẶT ĐẤT GVHD : TS ĐINH SƠN TÚ đặc điểm truyền hình người ta phát lại điểm ảnh rời rạc cho từ mắt người tới điểm ảnh với góc nhìn đủ nhỏ để ta khơng thấy điểm phân biệt Từ nghiên cứu người ta tính hình, người ta khơng cần phát lại tất điểm ảnh mà người ta phát lại khoảng 600 điểm ảnh theo chiều dọc 800 điểm ảnh theo chiều ngang, hình có độ phân giải cao số điểm ảnh lớn 2.4 Quán tính mắt Khi ta nhìn ảnh, ảnh tắt hình ảnh tồn người khoảng 0,1 giây, tượng lưu ảnh võng mạc hay gọi quán tính mắt Lợi dụng tính chất người ta cho ảnh xuất rời rạc 10 lần / giây ta có cảm nhận ảnh kiên tục Trong truyền hình, người ta truyền 25 hình / giây, hình ảnh ta cảm nhận liên tục / Bảng : kênh truyền hình (tiêu chuẩn Châu Âu OIRT) Kênh Dải băng I Dải băng II Dải băng III Tần số (MHz) 48-56 56-64 76-84 84-92 92-100 174-182 182-190 190-198 198-206 SVTH : PHẠM THỂ THAO Kênh Dải băng V 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 Tần số 606-614 614-622 622-630 630-638 638-646 646-654 654-662 662-670 670-678 678-686 686-694 - 114 – TRUYỀN HÌNH KỸ THUẬT SỐ MẶT ĐẤT 10 11 12 Dải băng IV 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 206-214 214-222 222-230 470-478 478-486 486-494 494-502 502-510 510-518 518-526 526-534 534-542 542-550 550-558 558-566 566-574 574-582 582-590 590-598 598-606 Dải băng V (tiếp) 77 918-926 78 926-934 79 934-942 80 942-950 81 950-958 GVHD : TS ĐINH SƠN TÚ 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 694-702 702-710 710-718 718-726 726-734 734-742 742-750 750-758 758-766 766-774 774-782 782-790 790-798 798-806 806-814 814-822 822-830 830-838 838-846 846-854 854-862 862-870 870-878 878-886 886-894 894-902 902-910 910-918 4./ Bảng :các thơng số phát sóng ba tiêu chuẩn truyền hình số mặt đất STT Thông số DVB-T ISDB-T ATSC SVTH : PHẠM THỂ THAO - 115 – GVHD : TS ĐINH SƠN TÚ TRUYỀN HÌNH KỸ THUẬT SỐ MẶT ĐẤT MPEG-2 4:2:0 (tiêu chuẩn máy thu) Tốc độ bit[Mbps] Khả ghép nhiều chương trình Loại nén audio Độ rộng kênh sóng [MHz] Điều chế số Tỉ số lỗi bit BER Ngưỡng cường độ trường (thu) dB Khả thu nhà(cố định với antenna để bàn) Khả thu di động (xe, tàu) đến 270Km/h Khả lập mạng phát SVTH : PHẠM THỂ THAO MPEG2 TS Thay đổi MPEG2 TS Thay đổi MPEG2 TS Cố định khó thay đổi MPEG2 Layer II (AC3) 6:7:8 MPEG2 ACC AC-3 6:7:8 COFDM (mỗi tải điều chế QAM) Thấp OFDM segment s 8-VSB Thấp Cao Cao(+4) Cao(+4) Thấp(4) Tốt Tốt Kém (phải định hướng) Khá tốt Rất tốt Không Tốt Tốt Không - 116 – GVHD : TS ĐINH SƠN TÚ TRUYỀN HÌNH KỸ THUẬT SỐ MẶT ĐẤT 10 sóng tần số (FSN) Khả tương thích với truyền cáp (C) vệ tinh (S) Rất tốt Rất tốt Không 5./ Một số giải pháp xử lý liệu truyền hình số 5.1.Tráo ngoài: SVTH : PHẠM THỂ THAO - 117 – TRUYỀN HÌNH KỸ THUẬT SỐ MẶT ĐẤT GVHD : TS ĐINH SƠN TÚ Dữ kiệu tráo trục tần số thời gian, điều có nghĩa dịng bit liệu thay truyền liên tục truyền cách gián đoạn riêng rẽ thời gian sóng mang khác Khối tráo liệu đặt mã mã Mục đích tráo liệu nhằm xóa nhỏ nhóm bit lỗi dài, liên tục xảy giải mã đầu thu, hiệu mã tăng thêm nhờ tráo liệu đầu phát theo qui luật định Ở đầu thu liệu xếp theo trình tự ngược lại, kết nhóm lỗi bit dài xảy đường truyền bị phân tán thành bit lỗi đơn nhóm lỗi bit ngắn sau tráo Những lỗi bit hồn tồn phát hiệu chỉnh lỗi nhờ tráo ngoài, nhiên tráo liệu không làm tăng dung lượng bit đường truyền Trong tiêu chuẩn DVB tráo liệu sử dụng 12 byte, đặt đầu phát đặt đầu thu, chu kì tráo lựa chọn để có khả đồng với gói MPEG, byte đồng dịng truyền tải MPEG khơng bị ảnh hưởng với gói truyền tải 204 byte ( 187 byte liệu, byte đồng bộ, 16 byte dành cho mã RS để hiểu chỉnh lỗi byte lỗi) Tráo liệu dùng cho tiêu chuẩn DVB bao gồm 12 đường, đơn vị trễ 17 byte, (12x17= 204 byte dó có đường không trễ dành cho byte đồng bộ) Ở đầu tráo, byte đồng giữ nguyên đầu vào, liệu đưa vào tráo, byte đưa qua tráo, byte cho qua trễ riêng có độ trễ khác số nguyên lần 17 byte, theo chu kì 12 byte 5.2 Mã tráo trong: a Mã trong: SVTH : PHẠM THỂ THAO - 118 – TRUYỀN HÌNH KỸ THUẬT SỐ MẶT ĐẤT GVHD : TS ĐINH SƠN TÚ Là loại mã chập dựa mã 64 trạng thái, tỷ lệ mã ½ Đa thức tạo mã G1= 171 oct cho đẫu X G2 = 133 oct cho đầu Y Tráo bit: Luồng số liệu đưa vào tráo bit tách thành V luồng Việc tách kênh thực phép ánh xạ bit đầu vào Xdi thành bit đầu Truyền đúp liệu hệ thống truyền số, thường sử dụng lớp mã hiệu chỉnh lỗi: mã mã Mã thiết kế hiệu chỉnh để hiệu chỉnh lỗi ngắn, mã để sữ lỗi dài.mã dùng mã trellis địi hỏi sóng mang phải đủ lớn có sóng mang bị phản xạ, mã trellis khơng có khả phát phục hồi liệu 5.3 Truyền đúp liệu: Trong hệ thống truyền số thường sử dụng hai lớp mã hiệu chỉnh lỗi: “mã trong”(inner code) mã (outer code) Mã thiết kế để hiệu chỉnh lỗi ngắn mã để sữ lỗi SVTH : PHẠM THỂ THAO - 119 – TRUYỀN HÌNH KỸ THUẬT SỐ MẶT ĐẤT GVHD : TS ĐINH SƠN TÚ Mã thường dung mã trellis đòi hỏi biên độ song mang phải đủ lớn song mang cụ thể biến tượng phản xạ, mã trellis khơng có khả phát phục hồi liệu Để khắc phục tượng liệu thay truyền lần người ta truyền hay nhiều lần sóng mang khác nhau, sóng mang bị triệt tiêu phản xạ, sóng khác khơng bị ảnh hưởng, liệu khơng thể phục hồi sóng mang thứ khơi phục sóng mang thư 2,các sóng mang truyền tải liệu phân phối ngẫu nhiên, nhiên bị giảm dung lượng kênh, để bù đắp lại, nức điều chế hệ thống OFDM thường tăng lên so với hệ thống sử dụng sóng mang, VD: hệ thống sóng mang sử dụng pp điều chế: 16 Q-AM để truyền cung tốc độ liệu, OFDM phải sử dụng 32- QAM 5.4 Truyền liệu song song đa sóng mang Với kỹ thuạt truyền nối tiếp truyền thống, symbol làm tuần tự, đáp tuyến tần số symbol chiếm trọn vẹn day tần kênh truyền kỹ thuật truyền kiểu song song khắc phục số nhược điểm kỹ thuật truyền nối tiếp: Trong kỹ thuật truyền song song truyền đồng thời nhiều dòng liệu, nhiếu dòng dũ liệu truyền thời điểm Đáp tuyến symbol chiếm phần nhỏ tồn dãy tần Trong cơng nghệ truyền song song cổ điển toàn dãi tần kênh chia cho N kênh không chồng chéo lẫn Mỗi kênh điều chế symbol riêng biệt sau N kênh ghép kênh theo tần số có phương thức để tách biệt kênh con: sử dụng lọc để tách kênh Pp giống pp FDM truyền thống lọc tương ứng với kênh có bề rộng dãi thơng bằng: BW= (1+a)fm Trong đó: a:hệ số cosin; fm: bề rộng dải phổ nyquist Nhược điểm khó chế tạo lọc hồn hảo số lượng sóng mang lớn sử dụng điều chế QAM để tăng hiệu suất sử dụng dải thông Đối với pp này, chất lượng lọc khơng địi hổi gắt gao sử dụng phép biến đổi fourier rời rạc để điều chế giải điều chế liệu truyền song song Trong trường hợp dải phổ có dạng hàm sinc vơ tận SVTH : PHẠM THỂ THAO - 120 – TRUYỀN HÌNH KỸ THUẬT SỐ MẶT ĐẤT GVHD : TS ĐINH SƠN TÚ ghép kênh theo tần số theo pp OFDM thực việc sử dụng lọc dải mà phương thức sử lí tín hiệu gốc tín hiệu trực giao tách khỏi đầu thu can nhiễu symbol kênh lân cận loại trừ cách lựa chọn khoảng cách sóng mang giá trị đảo ngược chu kì hữu ích symbol Có thể định nghĩa cách đơn giản OFDM pp đa sóng mang mà sóng mang trực giao 6./ Một số phương pháp điều chế khác Điều chế có phân cấp: Trong điều chế có phân cấp có loại: Dòng liệu ưu tiên nhiều dòng liệu ưu tiên Dịng liệu ưu tiên nhiều bảo vệ mã mạnh ( ví dụ tỉ lệ mã ½) sử dụng để xác định góc phần tư mặt phẳng tín hiệu phức sóng mang riêng biệt điều chế biểu điễn giá trị I,Q tương ứng Dịng liệu ưu tiên bảo vệ mã yếu (vdu: 5/6) sử dụng để điều chế sóng mang cịn lại cho sóng mang tạo thành đám mây chịm xung quanh vị trí xác định liệu ưu tiên nhiều Trong điều kiện C/N đủ lớn điểm sơ đồ chóm xác định rõ ràng, xác, dòng liệu giải điều chế C/N thấp đám điểm đám mây không xác định xác, nhiên có khả nhận biết điểm lẽ dịng liệu ưu tiên giải điều chế Trường hợp điều chế 16 QAM, bit ưu tiên bao gồm: y0 y1 bít ưu tiên bao gốm y2 y3 ví dụ điểm cao phía trái chịm có giá trị 1000 có y0=1; y1=y2=y3=0 điểm giải mã thể tín hiệu điều chế QPSK y0 y1 bít ưu tiên giải điều chế Để giải điều chế 64 QAM bít ưu tiên nhiều y0, y1 bít ưu tiên y2, y3,y4, y5 chịm giải điều chế thể QPSK y0, y1 giải mã Để giải mã bit ưu tiên tồn chịm phải xem xet y2, y3, y4, y5 lấy từ toàn cum bit y0, y1, y2, y3, y4, y5 SVTH : PHẠM THỂ THAO - 121 – TRUYỀN HÌNH KỸ THUẬT SỐ MẶT ĐẤT GVHD : TS ĐINH SƠN TÚ Điều chế phân cấp cho HDTV truyền đồng thời với SDTV HDTV thu mày thu có kích thước lớn với anten cố định SDTV phù hợp với máy thu xách tay di động Trong trường hợp can nhiễu lớn máy thu HDTV chuyển sang thu SDTV độ phân giải thấp Trong điều chế có phân cấp, trạng thái 16 QAM (4 bit) chia làm nhóm bit Khoảng cách điểm chòm thay đổi chút cho nhóm bảo vệ tốt nhóm cịn lại SVTH : PHẠM THỂ THAO - 122 – TRUYỀN HÌNH KỸ THUẬT SỐ MẶT ĐẤT SVTH : PHẠM THỂ THAO GVHD : TS ĐINH SƠN TÚ - 123 – TÀI LIỆU THAM KHẢO Kyõ thuật video audio(DIGITAL) – thầy Th.s phan Kỹ thuật truyền hình - Thầy Phan Văn Hồng Sách truyền hình kỹ thuật số Đỗ Hồng Tiến Dương Thanh Phương Thu hình số, Set – Top – Box số, Multimedia Thầy Nguyễn Kim Sách Tài liệu từ internet ... theo sắc màu điểm ảnh mà tín hiệu cảm biến R,G,B có độ lớn nhỏ khác Trong truyền hình đen trắng , tín hiệu truyền hình tín hiệu chói Y , thành phần tổng hợp từ R,G,B theo nguyên lý pha màu theo... tham số cần thiết với truyền hình màu Hình phẳng: truyền hình truyền hình phẳng theo không gian chiều, truyền điểm ảnh theo chiều ngang chiều dọc, chiều ngang gọi quét dòng , chiều dọc gọi quét mành... dịng thuận Tia qt ngược mành Hình 6: Khung hình qt Tín hiệu truyền theo dịng qt, cuối dòng xung đồng (đồng dòng) truyền kèm theo phép máy thu đồng xung quét dòng với đài phát, thời gian xuất