TRUYỀN HÌNH SỐ VÀ MULTIMEDIA (Digital Compressed Television and Multimedia) - Phần 1 ppsx

TRUY TRUY Ề Ề N HÌNH S N HÌNH S Ố Ố V V À À MULTIMEDIA MULTIMEDIA (Digital Compressed Television (Digital Compressed Television and Multimedia) and Multimedia) PGS.TS.,TSKH. PGS.TS.,TSKH. Nguy Nguy ễ ễ n Kim S n Kim S á á ch ch Th Th á á ng 2.2005 ng 2.2005 M M ụ ụ c L c L ụ ụ c c I. Truy I. Truy ề ề n h n h ì ì nh tương t nh tương t ự ự 1.1. H 1.1. H ệ ệ truy truy ề ề n h n h ì ì nh m nh m à à u u 1.2. Tiêu chu 1.2. Tiêu chu ẩ ẩ n n 1.3. 1.3. Ố Ố ng thu / Ph ng thu / Ph á á t h t h ì ì nh nh 1.4. T 1.4. T í í n hi n hi ệ ệ u u 1.5. NTSC 1.5. NTSC 1.6. PAL 1.6. PAL 1.7. SECAM 1.7. SECAM 1.8. So s 1.8. So s á á nh 3 h nh 3 h ệ ệ m m à à u u 1.9. C 1.9. C á á c lo c lo ạ ạ i nhi i nhi ễ ễ u, m u, m é é o o 1.10. M 1.10. M á á y thu/ ph y thu/ ph á á t t 1 1 .11. .11. Đo Đo – – Ki Ki ể ể m tra m tra 1.12. M 1.12. M á á y ghi h y ghi h ì ì nh nh II. Truy II. Truy ề ề n h n h ì ì nh s nh s ố ố 2.1. L 2.1. L ị ị ch s ch s ử ử 2.2. Video s 2.2. Video s ố ố 2.3. Audio s 2.3. Audio s ố ố 2.3.1. Qu 2.3.1. Qu á á tr tr ì ì nh ADC nh ADC 2.3.2. Tiêu chu 2.3.2. Tiêu chu ẩ ẩ n n 2.4. Phân ph 2.4. Phân ph ố ố i t i t í í n hi n hi ệ ệ u video bit u video bit - - n n ố ố i ti i ti ế ế p (bit p (bit - - serial) serial) III. N III. N é é n t n t í í n hi n hi ệ ệ u video/ audio u video/ audio 3 3 .1. .1. Đ Đ ộ ộ dư th dư th ừ ừ a v a v à à entropy entropy 3.2. K 3.2. K ỹ ỹ thu thu ậ ậ t gi t gi ả ả m (n m (n é é n) d n) d ữ ữ li li ệ ệ u video u video 3.2.1. JPEG 3.2.1. JPEG 3.2.2. MPEG 1(2) 3.2.2. MPEG 1(2) 3.3. 3.3. Đ Đ ặ ặ c đi c đi ể ể m c m c ủ ủ a c a c á á c tiêu chu c tiêu chu ẩ ẩ n n n n é é n n 3.4. N 3.4. N é é n audio n audio 3.4.1.N 3.4.1.N é é n không t n không t ổ ổ n th n th ấ ấ t t 3.4.2. N 3.4.2. N é é n c n c ó ó t t ổ ổ n th n th ấ ấ t t 3.4.3. Tiêu chu 3.4.3. Tiêu chu ẩ ẩ n n n n é é n audio n audio 3.5. Phân ph 3.5. Phân ph ố ố i A/V c i A/V c ó ó n n é é n n 3.6. C 3.6. C á á c tiêu chu c tiêu chu ẩ ẩ n n n n é é n kh n kh á á c c IV. IV. Đi Đi ề ề u ch u ch ế ế / gi / gi ả ả i đi i đi ề ề u ch u ch ế ế s s ố ố 4.1. QAM 4.1. QAM 4.2. QPSK 4.2. QPSK 4.3. COFDM 4.3. COFDM 4.3.1. OFDM 4.3.1. OFDM 4.3.2. Nguyên lý COFDM 4.3.2. Nguyên lý COFDM 4.5. ATSC (M 4.5. ATSC (M ỹ ỹ ) ) V. HDTV V. HDTV 5.1. C 5.1. C á á c thông s c thông s ố ố HDTV s HDTV s ố ố 5.2. C 5.2. C á á c h c h ệ ệ th th ố ố ng HDTV s ng HDTV s ố ố VI. Truy VI. Truy ề ề n h n h ì ì nh multimedia nh multimedia 6.1. Nguyên lý/ công ngh 6.1. Nguyên lý/ công ngh ệ ệ multimedia multimedia 6.2. Ph 6.2. Ph ầ ầ n c n c ứ ứ ng multimedia ng multimedia 6.3. Ph 6.3. Ph ầ ầ n m n m ề ề m multimedia m multimedia 6.4. K 6.4. K ế ế t n t n ố ố i multimedia i multimedia 6.5. 6.5. Ứ Ứ ng d ng d ụ ụ ng ng T T à à i li i li ệ ệ u u 1. M. Rolin, M. Poulin 1. M. Rolin, M. Poulin Digital Television Fundamentals Digital Television Fundamentals Mc Graw Mc Graw - - Hill, 1997 Hill, 1997 2. Charles A. Poynton 2. Charles A. Poynton A Technical introduction to Digital Video A Technical introduction to Digital Video John Wiley & Sons, NY, 1996 John Wiley & Sons, NY, 1996 3. Nguy 3. Nguy ễ ễ n Kim S n Kim S á á ch ch Truy Truy ề ề n H n H ì ì nh S nh S ố ố v v à à multimedia multimedia NXB KHKT. H NXB KHKT. H à à N N ộ ộ i, 2000 i, 2000 4 4 . . Đ Đ ỗ ỗ Ho Ho à à ng Ti ng Ti ế ế n, V n, V ũ ũ Đ Đ ứ ứ c Lý c Lý Truy Truy ề ề n H n H ì ì nh S nh S ố ố NXB KHKT. H NXB KHKT. H à à N N ộ ộ i, 2001 i, 2001 5. Nguy 5. Nguy ễ ễ n Kim S n Kim S á á ch ch Thu H Thu H ì ì nh S nh S ố ố , Set , Set - - Top Top - - Box, Multimedia Box, Multimedia NXB KHKT. H NXB KHKT. H à à N N ộ ộ i, 2005 i, 2005 6. Nguy 6. Nguy ễ ễ n Kim S n Kim S á á ch ch Truy Truy ề ề n H n H ì ì nh S nh S ố ố v v à à HDTV HDTV NXB KHKT. H NXB KHKT. H à à N N ộ ộ i, 1995 i, 1995 7. Nguy 7. Nguy ễ ễ n Kim S n Kim S á á ch ch Đo Ki Đo Ki ể ể m Tra Truy m Tra Truy ề ề n H n H ì ì nh Tương T nh Tương T ự ự & S & S ố ố NXB KHKT. H NXB KHKT. H à à N N ộ ộ i, 2003 i, 2003 I. TRUY I. TRUY Ề Ề N HÌNH TƯƠNG T N HÌNH TƯƠNG T Ự Ự 1.1. H 1.1. H ệ ệ truy truy ề ề n h n h ì ì nh m nh m à à u u ● ● NTSC, (1953), 525 dòng/ 60 Hz NTSC, (1953), 525 dòng/ 60 Hz ● ● SECAM, (1956), 625 dòng/ 50Hz SECAM, (1956), 625 dòng/ 50Hz ● ● PAL, (1962), 625 dòng/ 50Hz PAL, (1962), 625 dòng/ 50Hz 1.2. Tiêu chu 1.2. Tiêu chu ẩ ẩ n: n: C C á á c thông s c thông s ố ố : : 1. 1. B/G B/G (7MHz) (7MHz) 1 1 . . Đ Đ ộ ộ r r ộ ộ ng kênh ng kênh 2. D/K (8MHz) 2. Kho 2. D/K (8MHz) 2. Kho ả ả ng c ng c á á ch t ch t ả ả i h i h ì ì nh/ t nh/ t ả ả i ti i ti ế ế ng ng 3. I 3. Lo 3. I 3. Lo ạ ạ i đi i đi ề ề u ch u ch ế ế h h ì ì nh/ ti nh/ ti ế ế ng ng 4 4 . K . K 1 4. 1 4. Đ Đ ặ ặ c trưng biên t c trưng biên t ầ ầ n c n c ụ ụ t t 5. L 5. T 5. L 5. T ỉ ỉ l l ệ ệ công su công su ấ ấ t h t h ì ì nh/ ti nh/ ti ế ế ng ng 6. M 6. M 7. N 7. N 8. H 8. H 9. L1 9. L1 ● ● ADC: ADC: B B ả ả ng 1.1 ng 1.1 ● ● Lo Lo ạ ạ i t i t í í n hi n hi ệ ệ u: u: + Composite: VBS + Composite: VBS – – chung 1 t chung 1 t í í n hi n hi ệ ệ u (ho u (ho à à n ch n ch ỉ ỉ nh). nh). > 1Mb/s > 1Mb/s   9Mb/s 9Mb/s > 1Mb/s > 1Mb/s   9Mb/s 9Mb/s 20 20   24Mb/s 24Mb/s 70 70   180 Mb/s 180 Mb/s 216 216   270 Mb/s 270 Mb/s   1Gb/s 1Gb/s Đen tr Đen tr ắ ắ ng ng M M à à u u HDTV HDTV N N é é n MPEG 2 n MPEG 2 ADC ADC Tương t Tương t ự ự S S ố ố Hình 1.1 Trắng Đen Đồng bộ + Component: y, u, v + Component: y, u, v G, B, R G, B, R Hình 1.2 0 x y 780 nm 380 nm 520 nm D6500 R G B Tam giác màu SMPTE Quỹ tích Planck về chất phát sáng (D65-trắng chuẩn) Không gian màu: màu biểu diễn trong toạ độ 3-D (X,Y,Z). Vùng chứa các màu gọi là quỹ tích Planck [...]... = (11 35/4 +1/ 625)fH ● Biên độ tải màu: G '2 '2 (Eu  Ev ) (1. 12) 700 mV 620 4 91 411 Mức chói/ mV 289 1Vp 209 0 80 0 C W Y -3 00 mV G M R B 0 BLK 933,5 824,5 702,5 6 51, 5 700 Tín hiệu màu tải màu cộng với chói/ mV 393,5 15 0 0 0 -1 50 -3 00 1, 2335Vp 306,5 48,5 -2 ,5 -1 24,5 -2 33,5 Hình 1. 10 1. 7 SECAM ● Mã hố E’Y Trễ E’B Ma D’R1,5MHz LPF Trận E’R 1, 5MHz D’B LPF Đồng bộ Tiền nhấn Tiền nhấn 7,8KHz foR=4,406MHz... XTL OSC 900 Hình 1. 9 + Toạ độ màu: Bảng 1. 3 x G 0,29 B 0 ,15 R 0,64 D65 0, 312 7 y 0,60 0,06 0,33 0,3290 +  =2,8 + Component: EY=0,58E’G+0 ,14 4E’B+0,299E’R E’ =0,877(E’B-E’Y) NTSC/P U (1. 10) AL E’V=0,493(E’R-E’Y) PB =0,564(E’B-E’Y) PAL (1. 11) E’R=0, 713 (E’R-E’Y) + Composite: EM=E’Y+E’Usin(2fSCt)  E’Vcos(2fSCt) + Điều chế AB (2 tải màu vng góc, nén tải) ● fSC= 4.433. 618 ,75  5 = (11 35/4 +1/ 625)fH ● Biên... " - đã sửa  từ camera ' ' E'y  0,587E'G  0 ,11 4EB  0,229ER (1. 5) ' ' ' EB  E'y  0,587E'G  0,889EB  0,229ER ' ER  ' Ey  ' 0,587EG  ' 0 ,11 4EB  ' 0,070ER ' Eu ' EV PAL PAL + Sửa :   ' EB Y ' ER  Y NTSC NTSC Ura CRT   ' 0,493(EB ' 0,877(ER '  EY ) '  EY ) camera Sửa  Hình 1. 3 CRT Uvào CRT (1. 6) + Tín hiệu 8 sọc màu 10 0% B 88,6 70 ,1 68,9 G 41, 3 29,9 Y R 11 ,4 B 0% 10 0% G C G B R Hình. .. Sync Hình 1. 11 Sơ đồ khối mã hố SECAM + VBS ● Giải mã 3MHz LPF E’Y Trễ 4,286 MHz VBS Lọc Bell Trễ 1H Hạn chế DISCR Hạn chế DISCR Chuyển Mạch CTL E’G D’R Ma E’ Giải B nhấn Trận D’B E’R Giải nhấn 7,8 KHz Hình 1. 12 Sơ đồ khối giải mã SECAM + Toạ độ màu: Bảng 1. 4 x G 0,29 B 0 ,15 R 0,64 D65 0, 312 7 y 0,60 0,06 0,33 0,3290 +  =2,8 + Component: EY=0,587E’G+0 ,14 4E’B+0,299E’R D’B =1, 505(E’B-E’Y) D’R = -1 ,902(E’R-E’Y)... B-Y VBS Tách đồng bộ Key X Lọc màu 3,58 Tách burst PLL E’B-y Matrix E’B R-Y E’R-y X Oscilator 3,58 MHz 900 hue Hình 1. 7 Giải mã màu NTSC E’R ●  = 2,2 ● Điều biên 2 tải màu vng góc, nén tải ● 455 fNTSC  fH  3,579545  10 Hz 2 ( fH  15 750Hz) ● Pha màu: =0 cho B-Y =900 cho R-Y  =18 00 cho burst xun kênh do chênh lệch ½ fH giữa Y và C + Component: E’Y=0,587E’G + 0 ,11 4E’B + 0,299E’R E’B-Y=0,877 (E’B-E’Y)... phát hình a Ống thu hình (điện – quang)   Vr  0,099  Lr   (1. 3)  ; (0,0 812  Vr  1)  1, 099  Vr Vr – mức tín hiệu video Lr  ; (0  Vr  0, 018 2) 4,5 Lr – mức sáng ra  = 2,2 (CRT) b Ống phát (quang – điện) VC  1, 099 L1 /   0,099; (0, 018  LC  1) C VC  4,5 LC ; (0  LC  0, 018 ) (1. 4) VC  tín hiệu video ra của camera LC  mức sóng vào camera 1. 4 Tín hiệu: ' '  Tín hiệu chói (E'y ) và. .. D’R = -1 ,902(E’R-E’Y) (1. 13) + Tín hiệu Composite: EM = E’Y+Gcos2(foR+foRfoDRdt) Ln phiên theo dòng f0R/foB foB=4,25MHz  2KHz =272fH foB=4,406MHz  2KHz =282fH G =Mo[ (1+ j16F)/ (1+ j1,26F)] F=(f/fo-f0/f) fo=4,286MHz 2Mo – biên độ đỉnh  Điều chế FM Phổ f0R Y f0B f0R f0B f fSC(OR/OB) Hình 1. 13 HVS = Bảo hồ màu, hue (pha) Hình 1. 14 1. 8 So sánh 3 hệ màu: 1 PAL (NTSC): Sửa sai pha màu tốt (400 600 )- PAL 2 SECAM... ) ( ) (1. 1) Y  K y( )C( )L( ) ( ) Z  K z( )C( )L( ) ( ) L( ) - Phổ ánh sáng  ( ) - độ gia tăng  K  Hệ số chuẩn 1 K  700  L(  ) y(  )  (  )   300 C( ) - Đặc trưng phổ màu x, y, z - Đặc trưng quan sát theo 3 chiều (19 31)  - Bước sóng ánh sáng Thực tế: khơng gian 3-D thay bằng phép chiếu lên mặt phẳng XOY (quỹ tích Planck): X x ( X  Y  Z) X y ( X  Y  Z) (1. 2) 1. 3 Ống... 0,299E’R E’B-Y=0,877 (E’B-E’Y) E’R-Y=0,493 (E’R-E’Y) (1. 7) Hoặc: E’Q=E’B-Ycos330 + E’R-Ysin330 E’I = -E’B-Ysin330 + E’R-Ycos330 + Composite: EM= 0,925E’Y +7,5 +0,925E’Qsin(2fSC+ 330) +0,925E’Icos (2fSC+330) (1. 8) ● Độ rộng băng tần: fSC  620  620 fSC  13 00 ● Biên độ tải màu: G '2 EB  Y  '2 ER  Y  '2 EI  '2 EQ (1. 9) 1. 6 PAL ● Mã hố: E’G Ey E’B EV 1, 2MHz EU 1, 2MHz E’ Matrix R Trễ Điều chế V... 41, 3 29,9 Y R 11 ,4 B 0% 10 0% G C G B R Hình 1. 4 G G R B B R R B 0% 1. 5 NTSC ● Mã/ giải mã NTSC: +  = 2,2 R-Y + 900 Burst àu rm to ec V  B-Y Hình 1. 5 Biên độ vector – bão hồ màu  - hue (màu sắc) 00 E’G Ey E’ ER-y B Matrix Trễ Điều chế R-y LPF Điều chế B-y EB-y E’R X Ma trận + LPF X 900 Tải màu 3,58 MHz Bộ Sync Khố burst 18 00 Burst Đồng bộ tổng hợp Hình 1. 6 Mã hố màu (điều chế 2 tải màu 900) Composite . TRUY TRUY Ề Ề N HÌNH S N HÌNH S Ố Ố V V À À MULTIMEDIA MULTIMEDIA (Digital Compressed Television (Digital Compressed Television and Multimedia) and Multimedia) PGS.TS.,TSKH. PGS.TS.,TSKH hi ệ ệ u u 1. 5. NTSC 1. 5. NTSC 1. 6. PAL 1. 6. PAL 1. 7. SECAM 1. 7. SECAM 1. 8. So s 1. 8. So s á á nh 3 h nh 3 h ệ ệ m m à à u u 1. 9. C 1. 9. C á á c lo c lo ạ ạ i nhi i nhi ễ ễ u, m u, m é é o o 1. 10. M 1. 10 thu/ ph á á t t 1 1 .11 . .11 . Đo Đo – – Ki Ki ể ể m tra m tra 1. 12. M 1. 12. M á á y ghi h y ghi h ì ì nh nh II. Truy II. Truy ề ề n h n h ì ì nh s nh s ố ố 2 .1. L 2 .1. L ị ị ch s ch s ử ử 2.2.