nghiên cứu truyền hình độ phân giải cao (hdtv

TR NG Đ I H C BÁCH KHOA HÀ N IƯỜ Ạ Ọ Ộ KHOA ĐI N T - VI N THÔNGỆ Ử Ễ Đ ÁNỒ T T NGHI P Đ I H CỐ Ệ Ạ Ọ Đ tài: ề NGHIÊN C U TRUY N HÌNH Đ PHÂN GI I CAO (HDTV)Ứ Ề Ộ Ả Sinh viên th c hi n:ự ệ ĐÀO HUY TÙNG L p ĐTVT K3- TMĐTớ Gi ng viên h ng d n: THS: NGUY N XUÂN QUY Nả ướ ẫ Ễ Ề Cán b ph n bi n:ộ ả ệ Hà N i, 6-2010ộ B GIÁO D C VÀ ĐÀO T OỘ Ụ Ạ TR NG Đ I H C BÁCH KHOAƯỜ Ạ Ọ HÀ N IỘ C NG HÒA XÃ HÔI CH NGHĨA VI T NAMỘ Ủ Ệ Đ c l p - T do - H nh phúcộ ậ ự ạ NHI M V Đ ÁN T T NGHI PỆ Ụ Ồ Ố Ệ H và tên sinh viên: .…………….………….…… S hi u sinh viên: ……………………ọ ố ệ Khoá:…………………….Khoa: Đi n t - Vi n thông Ngành: ……………… ệ ử ễ 1. Đ u đ đ án:ầ ề ồ ……………………………………………… ……………………………………………… ……………………………………………………………………………………………… 2. Các s li u và d li u ban đ u:ố ệ ữ ệ ầ …………………………………… …………………………………………… …… …… ……………………………………………………………………………………………… ……………………… …………………………………………………………………… 3. N i dung các ph n thuy t minh và tính toán:ộ ầ ế ……………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………… 4. Các b n v , đ th ( ghi rõ các lo i và kích th c b n v ):ả ẽ ồ ị ạ ướ ả ẽ ……………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………… 5. H tên gi ng viên h ng d n:ọ ả ướ ẫ ……………………………………………………… …………………… 6. Ngày giao nhi m v đ án:ệ ụ ồ ……………………………………………………… …………………………. 7. Ngày hoàn thành đ án:ồ ……………………………………………………………………… ……………… Ngày tháng năm Ch nhi m B mônủ ệ ộ Gi ng viên h ng d nả ướ ẫ Sinh viên đã hoàn thành và n p đ án t t nghi pộ ồ ố ệ ngày tháng năm Cán b ph n bi nộ ả ệ B GIÁO D C VÀ ĐÀO T OỘ Ụ Ạ TR NG Đ I H C BÁCH KHOA HÀ N IƯỜ Ạ Ọ Ộ B N NH N XÉT Đ ÁN T T NGHI PẢ Ậ Ồ Ố Ệ H và tên sinh viên: S hi u sinhviên: ọ ố ệ Ngành: Khoá: Gi ng viên h ng d n: ả ướ ẫ Cán b ph n bi n: ộ ả ệ 1. N i dung thi t k t t nghi p:ộ ế ế ố ệ 2. Nh n xét c a cán b ph n bi n:ậ ủ ộ ả ệ Ngày tháng năm Cán b ph n bi nộ ả ệ ( Ký, ghi rõ h và tên ọ TÓM T T Đ ÁNẮ Ồ Trên c s nghiên c u truy n hình đ phân gi i cao, k t h p v i nh ng nhuơ ở ứ ề ộ ả ế ợ ớ ữ c u th c t v m t h th ng truy n hình đ phân gi i cao t i vi t nam cũng nhầ ự ế ề ộ ệ ố ề ộ ả ạ ệ ư trên th gi i, đ c s gúp đ c a th y. TH S: Nguy n Xuân Quy n, Khoa Đi nế ớ ượ ự ỡ ủ ầ ễ ề ệ T Vi n Thông, ĐHBK Hà N i. Em đã nghiên c u đ tài này.ử ễ ộ ứ ề Đ tài “ Nghiên c u truy n hình đ phân gi i cao HDTV ” đ c th c hi nề ứ ề ộ ả ượ ự ệ b i sinh viên. Đào Huy Tùng, l p ĐTVT K3-TMĐTở ớ Đ tài đ c trình bày thành 5 ph n nh sau :ề ượ ầ ư Ch ng I: gi i thi u chung v truy n hình sươ ớ ệ ề ề ố Ch ng II: truy n hình đ phân gi i cao HDTVươ ề ộ ả Ch ng III: truy n d n tín hi u HDTVươ ề ẫ ệ Ch ng IV: các h th ng HDTVươ ệ ố Ch ng V: tình hình HDTV t i vi t namươ ạ ệ 4 L I CAM ĐOANỜ B n đ án này do chính tôi nghiên c u d i s h ng d n c a THS.ả ồ ứ ướ ự ướ ẫ ủ Nguy n Xuân Quy n. Đ hoàn thành đ án này tôi ch s d ng nh ng tài li u li tễ ề ể ồ ỉ ử ụ ữ ệ ệ kê trong ph n tham kh o. Tôi cam đoan không sao chép b t kì công trình, thi t kầ ả ấ ế ế t t nghi p nào khác.ố ệ N u sai tôi xin ch u m i hình th c k lu t theo quy đinh.ế ị ọ ứ ỷ ậ Hà N i, ngày tháng năm 2010ộ Đào Huy Tùng 5 M C L CỤ Ụ 25 Có th th y r ng, cùng v i s phát tri n c a công ngh thông tin hi n đ i, truy n hình sể ấ ằ ớ ự ể ủ ệ ệ ạ ề ố cũng nh truy n hình đ phân gi i cao đang có b c phát tri n nhanh chóng và tr thành xuư ề ộ ả ướ ể ở h ng phát tri n c a ngành công ngh truy n hình trên toàn th gi i.ướ ể ủ ệ ề ế ớ 80 Trong báo cáo v xu h ng phát tri n và mô hình kinh doanh HDTV trên th gi i năm 2008,ề ướ ể ế ớ sau khi đ a ra các lý do nh màn hình hi n th HD ngày càng tr nên ph bi n v i giá cư ư ể ị ở ổ ế ớ ả ph i chăng, d n thay th màn hình truy n th ng; ngu n cung c p n i dung HD và các kênhả ầ ế ề ố ồ ấ ộ ch ng trình HD ngày càng nhi u; vi c phát HD đã tr nên quen thu c và xu t hi n trên t tươ ề ệ ở ộ ấ ệ ấ c các h t ng truy n d n nh v tinh, s m t đ t, cáp, h t ng vi n thông… Screenả ạ ầ ề ẫ ư ệ ố ặ ấ ạ ầ ễ Digest d đoán xu h ng phát tri n t t y u trong t ng lai c a HDTV. Các nhân t này sự ướ ể ấ ế ươ ủ ố ẽ đ m b o cho b c phát tri n v ng ch c và thành công c a HDTV trong dài h n.Còn trongả ả ướ ể ữ ắ ủ ạ th i gian ng n h n tr c m t thì HDTV có s phát tri n không đ u trên th gi i và cóờ ắ ạ ướ ắ ự ể ề ế ớ kho ng cách l n gi a s h s h u TV HD và s thuê bao HDTV – r t nhi u h gia đìnhả ớ ữ ố ộ ở ữ ố ấ ề ộ đã mua TV HD nh ng ch y u đ xem các ch ng trình SD. Tuy còn có m t s v n đ trênư ủ ế ể ươ ộ ố ấ ề con đ ng phát tri n, nh ng HDTV đã và đang có nh ng b c phát tri n đáng k , d nườ ể ư ữ ướ ể ể ầ kh ng đ nh là xu h ng phát tri n chính c a truy n hình th gi i.ẳ ị ướ ể ủ ề ế ớ 80 Còn t i Vi t Nam, ngay t nh ng ngày đ u tiên c a năm 2009, tin vui đ n v i khán giạ ệ ừ ữ ầ ủ ế ớ ả Vi t Nam yêu thích truy n hình là Đài truy n hình k thu t s HVTC (2010 VTC) chínhệ ề ề ỹ ậ ố th c đ a lên sóngứ ư kênh truy n đ nét cao (full HD) và m t s kênh đ nét tiêu chu n, phề ộ ộ ố ộ ẩ ủ sóng trên toàn lãnh th Vi t Nam thông qua v tinh VINASAT-1, m ra c h cho ng iổ ệ ệ ở ơ ộ ườ xem đ c th ng ngo n nh ng hình nh s c nét, âm thanh s ng đ ng nh trong r p chi uượ ưở ạ ữ ả ắ ố ộ ư ạ ế phim ngay trên sóng truy n hình…ề 81 Nh v y cùng v i xu h ng t t y u c a truy n hình đ nét cao HDTV trên toàn th gi i,ư ậ ớ ướ ấ ế ủ ề ộ ế ớ Vi t Nam chúng ta cũng đang có nh ng b c ti n đáng k trong công ngh truy n hình nóiệ ữ ướ ế ể ệ ề chung và HDTV nói riêng. Đ án v i nh ng phân tích v c s cũng nh các thông s cồ ớ ữ ề ơ ở ư ố ơ b n c a HDTV và các h th ng HDTV trên th gi i hi v ng đã mang l i m t cái nhìn cả ủ ệ ố ế ớ ọ ạ ộ ơ b n v h th ng truy n hình đ nét cao đ t đó th y rõ xu th phát tri n HDTV hi n nayả ề ệ ố ề ộ ể ừ ấ ế ể ệ c a Vi t Nam cũng nh trên toàn th gi i.ủ ệ ư ế ớ 81 Tài li u tham kh o………………………………………………ệ ả ……………….… 83 6 DANH SÁCH CÁC HÌNH VẼ Hình 1-1 : kh năng ch ng l i can nhi u c a tín…………… cùng kênh …14ả ố ạ ễ ủ Hình 1-2: kh năng ch ng l i can nhi u c a tín ……………… lân c n……. 15ả ố ạ ễ ủ ậ Hình 1-3: So sánh ch t l ng tín hi u s và t ng t ……… ………………16ấ ượ ệ ố ươ ự Hình 1-4: So sánh ph tín hi u t ng t và tín hi u s ……….………………17ổ ệ ươ ự ệ ố Hình 1.5: Ph n trăm s n c l a ch n tiêu chu n…………….………………22ầ ố ướ ự ọ ẩ Hình 1-6: S đ truy n hình s và phân phôi cho truy n hình s …….……….24ơ ồ ề ố ề ố Hình 1-7: s đ kh i m ch bi n đ i video s sang t ng t ……… ……… 25ơ ồ ố ạ ế ổ ố ươ ự Hình 1.8: t p h p các k thu t gi m d li u đ t o … JPEG, MJPEG………27ậ ợ ỹ ậ ả ữ ệ ể ạ Hình 1-9: Mã hóa, gi i mã DPCM……………………………………………28ả Hình 1-10: C u trúc MPEG-2 phân l p………………………………….……28ấ ớ Hình 1-11: Dòng các hìn PS …………………………………………… ….29 Hình 1.12: Đ nh d ng dòng truy n t i MPEG-2……………………… …… 30ị ạ ề ả Hình 1.13: Dòng truy n t i TS………………………… ……………… … 31ề ả 7 Hình 1.14: Ghép kênh dòng bit truy n t i c p h th ng…………… ….…….32ề ả ấ ệ ố Hình 2.1: T l hình nh trong truy n hình…………… r ng:cao………… 33ỷ ệ ả ề ộ Hình 2.2: Gi i thi u đ nh d ng video………… …………………………… 35ớ ệ ị ạ Hình 2.3: Đi m nh c a m t s tiêu chu n……… ………………………… 36ể ả ủ ộ ố ẩ Hình 2.4: So sánh t s màn nh gi a tivi th ng và HDTV… …………… 38ỉ ố ả ữ ườ Hình 2-5: HDTV quét 30 và 60 khung hình trên giây đ c…… …….…… 38ượ Hình 2-8: T ng h p s quét HDTV cho h th ng 720p, 1080i và 1080p… 39ổ ợ ố ệ ố Hình 2.7: Ph ng pháp 1 c t theo chi u đ ng……………………………… 42ươ ắ ề ứ Hình 2.8: Ph ng pháp 2 b ng biên: nh 4:3 c y vào đ nh d ng 16:9……… 43ươ ả ả ấ ị ạ Hình 2.9: Gi i pháp 1 c a s trung tâm: c t nh 16:9 bên thành nh 4:3… 44ả ủ ổ ắ ả ở ả Hình 2.10: Gi i pháp 2 letterbox: nh g c 16:9 c y vào đ nh d ng 4:3… ….44ả ả ố ấ ị ạ Hình 2.11: t n s l y m u SDTV…………………………………………… ầ ố ấ ẫ 45 DANH M C T VI T T TỤ Ừ Ế Ắ T vi từ ế t tắ Ti ng Anh đ y đế ầ ủ Ti ng Vi tế ệ ATSC Advanced Television System Commitee H i đ ng v h th ngộ ồ ề ệ ố truy n hình c i biênề ả C/N Carrier/Noise Sóng mang/t p âmạ CD Compact Disk CD COFDM Coding Othogonality Fequency Dvision Mltiplexing Ma hóa ghép kênh theo t n s tr c giaoầ ố ự DiBEG Digital Broadcasting Expert Group Nhóm chuyên gia truy nề hình số DVB Digital Video Broadcasting Truy n hình sề ố DVB-C/S/ Digital Video Broadcasting-Cable / Truy n hình s qua cáp /ề ố 8 T Satellite / Terrestrial v tinh / phát sóng trênệ m t đ tặ ấ EDTV Enhanced Definition Television Truy n hình đ phânề ộ gi i m r ng ả ở ộ FEC Forward Error Correction S a l i ti n (thu n)ử ỗ ế ậ HDTV High Definitiom Televisiom Truy n hình đ phânề ộ gi i caoả ISDB Integrated Services Digital Broadcasing Truy n hình s các d chề ố ị v tích h pụ ợ LDTV Low Definitiom Television Truy n hình đ phânề ộ gi i th pả ấ MPEG Moving Pictures Experts Group Nhóm chuyên gia nghiên c u v nh đ ngứ ề ả ộ M-PSK M-ary Phase Shift Keying Khóa d ch pha M tr ngị ạ thái M-QAM M-ary Quadrature Amplitude Modulation Đi u ch biên đ vuôngề ế ộ góc M tr ng tháiạ NTSC National Television System Committee H i đ ng h th ngộ ồ ệ ố truy n hình qu c giaề ố Mỹ OFDM Othogonality Fequency Dvision Mltiplexing Ghép kênh phân chia theo t n s tr c giaoầ ố ự PAL Phase Alternating Line Pha luân phiên theo dòng QAM Quadrature Amplitude Modulation Đi u ch biên đ vuôngề ế ộ góc QPSK Quadrature Phase Shift Keying Khóa d ch pha vuôngị góc RF Radio Frequence Cao t nầ SDTV Standard Definition Television Truy n hình đ phânề ộ gi i tiêu chu nả ẩ SFN Single Frequence Network M ng đ n t nạ ơ ầ 9 SMPTE Society of Motion Picture and Television Engineers Hi p h i nh đ ng vàệ ộ ả ộ k s truy n hìnhỹ ư ề VOD Video On Demand Truy n hình theo yêuề c uầ L I NÓI Đ UỜ Ầ Khi đ i s ng v t ch t c a ng i dân ngày càng đ c nâng cao, yêu c u vờ ố ậ ấ ủ ườ ượ ầ ề ch t l ng các ch ng trình truy n hình, gi i trí ngày càng l n. Lĩnh v c phátấ ượ ươ ề ả ớ ự thanh truy n hình trong m y năm tr l i đây đang có nh ng b c ti n nh y v t.ề ấ ở ạ ữ ướ ế ả ọ Truy n hình analog, truy n hình cáp, truy n hình k thu t s m t đ t, truy n hìnhề ề ề ỹ ậ ố ặ ấ ề v tinh DTH phát tri n m nh v s l ng và ch t l ng, lan t a kh p các t nh,ệ ể ạ ề ố ượ ấ ượ ỏ ắ ỉ thành ph và c nh tranh l n nhau. Th m chí, m t đ a bàn mà có t i 2,3 đ n v cungố ạ ẫ ậ ộ ị ớ ơ ị c p d ch v gây nên s l a ch n khó khăn cho ng i tiêu dùng. ấ ị ụ ự ự ọ ườ Tuy v y, có m t th c t là, các nhà s n xu t truy n hình Vi t Nam v nậ ộ ự ế ả ấ ề ở ệ ẫ đang phát sóng ch ng trình trên h analog và digital cho nên ng i dân v n đangươ ệ ườ ẫ ph i ti p nh n nh ng ch ng trình truy n hình ch a đ c nh mong mu n, kả ế ậ ữ ươ ề ư ượ ư ố ể c các gia đình đã s m cho mình nh ng lo i tivi LCD Full HD c l n.ả ắ ữ ạ ỡ ớ S ki n v tinh VINASAT-1, v tinh vi n thông đ u tiên c a Vi t Nam bayự ệ ệ ệ ễ ầ ủ ệ vào qu đ o đã m ra m t k nguyên m i cho lĩnh v c Thông tin - truy n thông nóiỹ ạ ở ộ ỉ ớ ự ề chung, lĩnh v c truy n hình nói riêng. T đây, chúng ta có thêm m t ph ng ti nự ề ừ ộ ươ ệ 10 [...]... trong truyền hình Tỷ lệ viết theo quy ước rộng :cao Tỷ lệ màn ảnh là tỷ lệ ảnh rộng tới ảnh cao Màn ảnh chuẩn của phim và truyền hình theo tỷ lệ trong hình 2.1 ở trên Quy ước truyền hình độ phân giải chuẩn hay phân giải thường standard-definitinon television (SDTV) có tỷ lệ màn ảnh 4:3 Tivi màn hình rộng và truyền hình độ phân giải cao high-definition Televison) (HDTV) có tỷ lệ 16:9 - Phim có thể chuyển... tuyến được gọi là giải điều chế Kết Luận: Để thu được các dịch vụ số người xem cần thêm 1 bộ giải mã với máy thu hình thông thường chất lượng thu ngang với chất lượng truyền hình tiêu chuẩn Để thu với chất lượng cao HDTV mản ảnh rộng ( chất lượng cao Âm thanh đa chiều…) cần phải có máy thu hình số tích hợp với màn hình rộng, độ phân giải cao 33 CHƯƠNG II: TRUYỀN HÌNH ĐỘ PHÂN GIẢI CAO HDTV (HIGH-DEFINITION.. .truyền dẫn mới với băng thông rộng, trải khắp toàn quốc Hình ảnh được truyền qua vệ tinh cũng sẽ được đảm bảo chất lượng âm thanh, hình ảnh cao nhất, phù hợp cho phát triển công nghệ truyền hình độ nét cao HDTV Nếu so sánh với truyền hình chuẩn SDTV hiện nay, HDTV có nhiều ưu thế hơn hẳn Truyền hình SDTV ở Việt Nam hiện nay có độ phân giải cao nhất là 720 điểm chiều ngang... tới 34 3 dây cáp hình: một dây để truyền tải các hình ảnh màu đỏ (R), một dây cho màu xanh lá (G) và một dây cho màu xanh lam (B) Khác biệt lớn cuối cùng là một số loại HDTV cần có một đầu thu và giải mã tín hiệu độ phân giải cao (HDTV receiver) thì mới có thể bắt sóng truyền hình HD trực tiếp từ đài phát 2.2 Tỷ lệ ảnh: 2.2.1 Ảnh và tỷ lệ ảnh: Hình 2.1: Tỷ lệ hình ảnh trong truyền hình Tỷ lệ viết theo... phục + Giải mã DPCM : + Giải mã entropy e' + ∑ + p v' Dự báo Ra 27 Hình 1-9 Mã hóa, giải mã DPCM 1.10 Truyền dẫn tín hiệu truyền hình số Trong kỹ thuật truyền hình tương tự, để truyền dẫn tín hiệu, người ta thường dùng phương pháp điều biên (AM) hoặc điều tần (FM) Tại đầu thu tín hiệu sẽ giải điều chế về hình ảnh và âm thanh ban đầu Một ưu điểu của truyền hình số so với truyền hình tương tự là trên một... Khả năng ghép kênh các chương trình với nhiều 31 tốc độ bit khác nhau thành 1 dòng TS được dùng trong hệ truyền hình có độ phân giải cao HDTV Hình 1.13 Dòng truyền tải TS Hình 1.13 mới chỉ ra quá trình ghép các gói PES audio, video, data, tạo thành gói truyền tải TS Để tăng tính hiệu quả, các dòng truyền tải có thể ghép lại với nhau tạo thành dòng truyền tải ghép kênh cấp hệ thống ( System Level Multiplex)... sàng truyền đi xa, cần được điều chế để phát đi Theo các phương thức : + Truyền hình số vệ tinh DVB-S (QPSK) + Truyền hình số cáp DVB-C (QAM) + Truyền hình số mặt đất ( COFDM) Khối truyền dẫn tín hiệu truyền hình số DVB-S DVB-T DVB-C Điều chế Giải điều chế Ghép kênh chương trình Tách kênh chương trình CT 1 MPEG-2 A/D Video Audio CT n MPEG-2 A/D D/A Video Phía phát Khối số hóa tín hiệu truyền Giải. .. đó, truyền hình HDTV có số lượng điểm ảnh lên đến 1920 x1080 Giống như máy ảnh kỹ thuật số có độ phân giải cao hơn hẳn, số lượng các chi tiết ảnh của HDTV cao gấp 5 lần so với SDTV, cho hình ảnh sắc nét, chân thực, sống động Hệ thống âm thanh 5.1 vốn được dùng nhiều trong các dàn nhạc tại nhà hay rạp chiếu phim, giờ xuất hiện ngay cả trên sóng truyền hình Thêm vào đó, nếu tỉ lệ tiêu chuẩn khung hình. .. gói TS được bắt đầu bằng TS header) và truyền các gói này đi, ta sẽ có dòng truyền tải TS ( transport Stream) Các gói TS có độ dài không đổi là 188 byte Dòng TS có khả năng chống lỗi cao , được thiết kế để truyền trên các kênh truyền có nhiễu như: kênh truyền hình thông thường ( thông qua mặt đất ) cũng như các kênh truyền hình cáp 30 Hình 1.12 Định dạng dòng truyền tải MPEG-2 Các gói PES xuất phát... Audio Video Audio Phía thu Khối nén vidieo số 22 Hình 1-6 Sơ đồ truyền hình số và phân phôi cho truyền hình số - Phía thu sau khi nhận được tín hiệu sẽ tiến hành giải điều chế phù hợp với phương pháp điều chế, sau đó tách kênh rồi giải nén MPEG-2, biến đổi ngược lại số sang tương tự, gồm 2 đường hình và tiếng rồi đến máy thu hình 1.6 Số hóa tín hiệu truyền hình Video số là phương tiện biểu diễn dạng sóng . tên ọ TÓM T T Đ ÁNẮ Ồ Trên c s nghiên c u truy n hình đ phân gi i cao, k t h p v i nh ng nhuơ ở ứ ề ộ ả ế ợ ớ ữ c u th c t v m t h th ng truy n hình đ phân gi i cao t i vi t nam cũng nhầ ự ế. ề ả Hình 1.13: Dòng truy n t i TS………………………… ……………… … 31ề ả 7 Hình 1.14: Ghép kênh dòng bit truy n t i c p h th ng…………… ….…….32ề ả ấ ệ ố Hình 2.1: T l hình nh trong truy n hình ………… r ng :cao ………. Đi nế ớ ượ ự ỡ ủ ầ ễ ề ệ T Vi n Thông, ĐHBK Hà N i. Em đã nghiên c u đ tài này.ử ễ ộ ứ ề Đ tài “ Nghiên c u truy n hình đ phân gi i cao HDTV ” đ c th c hi nề ứ ề ộ ả ượ ự ệ b i sinh viên. Đào