Đồ án tốt nghiệp Truyền hình độ nét cao HDTV

Sự kiện vệ tinh VINASAT1, vệ tinh viễn thông đầu tiên của Việt Nam bay vào quỹ đạo đã mở ra một kỉ nguyên mới cho lĩnh vực Thông tin truyền thông nói chung, lĩnh vực truyền hình nói riêng. Từ đây, chúng ta có thêm một phương tiện 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 và 576 điểm chiểu dọc (720 x 576 ) trong khi 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 cũ là 4:3 làm người xem mau mỏi mắt thì với HDTV, tỉ lệ khuôn hình 16:9 hiển thị đúng kích thước thật của hình ảnh. Sử dụng HDTV trên màn hình rộng, người xem sẽ không còn nhìn thấy những hình ảnh mất cân đối. Màn hình không còn hiện tượng bóng ma, mờ nhiễu như khi xem các chương trình truyền thống hiện đang có mặt tại Việt Nam. Với những đặc tính ưu việt như trên, có thể khẳng định xu thế HDTV là tất yếu trong thời gian ngắn tới đây và phù hợp với xu thế phát triển của xã hội. Em xin chân thành cảm ơn thầy hướng dẫn TS.Đặng Hải Đăng đã tận tình hướng dẫn, tạo điều kiện để em hoàn thành tốt đồ án tốt nghiệp của mình

VIỆN ĐẠI HỌC MỞ HÀ NỘI KHOA CÔNG NGHỆ ĐIỆN TỬ-THÔNG TIN

MỤC LỤC

LỜI MỞ ĐẦU 1

1.2 Truyền hình Việt Nam 8

2.2 Cơ sở truyền hình số 14

2.5 Biến đổi số sang tương tự 21

2.7 Các phương thức truyền dẫn truyền hình số 24

2.7.1 Truyền hình số qua vệ tinh 24

2.7.2Truyền hình số truyền qua cáp 26

2.7.3 Truyền hình số truyền qua sóng mặt đất 27

3.3.6 TV Full HD 37

LỜI MỞ ĐẦU

Sự kiện vệ tinh VINASAT-1, vệ tinh viễn thông đầu tiên của Việt Nambay vào quỹ đạo đã mở ra một kỉ nguyên mới cho lĩnh vực Thông tin - truyềnthông nói chung, lĩnh vực truyền hình nói riêng Từ đây, chúng ta có thêmmột phương tiện 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 caoHDTV

Nếu so sánh với truyền hình chuẩn SDTV hiện nay, HDTV có nhiều ưuthế hơn hẳn Truyền hình SDTV ở Việt Nam hiện nay có độ phân giải caonhất là 720 điểm chiều ngang và 576 điểm chiểu dọc (720 x 576 ) trong khi

đó, truyền hình HDTV có số lượng điểm ảnh lên đến 1920 x1080 Giống nhưmáy 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, sốngđộng Hệ thống âm thanh 5.1 vốn được dùng nhiều trong các dàn nhạc tại nhàhay rạp chiếu phim, giờ xuất hiện ngay cả trên sóng truyền hình Thêm vào

đó, nếu tỉ lệ tiêu chuẩn khung hình cũ là 4:3 làm người xem mau mỏi mắt thìvới HDTV, tỉ lệ khuôn hình 16:9 hiển thị đúng kích thước thật của hình ảnh

Sử dụng HDTV trên màn hình rộng, người xem sẽ không còn nhìn thấynhững hình ảnh mất cân đối Màn hình không còn hiện tượng bóng ma, mờnhiễu như khi xem các chương trình truyền thống hiện đang có mặt tại ViệtNam

Với những đặc tính ưu việt như trên, có thể khẳng định xu thế HDTV làtất yếu trong thời gian ngắn tới đây và phù hợp với xu thế phát triển của xãhội

Em xin chân thành cảm ơn thầy hướng dẫn TS.Đặng Hải Đăng đã tậntình hướng dẫn, tạo điều kiện để em hoàn thành tốt đồ án tốt nghiệp của mình!

CHƯƠNG 1 LỊCH SỬ RA ÐỜI VÀ PHÁT TRIỂN CỦA TRUYỀN HÌNH

Có thể nói, hiện nay truyền hình là phương tiện truyền thông phổ nhất thếgiới Hầu hết mọi nguời không có cơ hội trực tiếp gặp mặt các nguyên thủquốc gia, du hành tới mặt trăng, chứng kiến một cuộc chiến hay xem một trậnthi đấu thể thao…với truyền hình, họ có được cơ hội làm những việc đó.Không chỉ là một phương tiện truyền thông, phương tiện giải trí thuần tuý,ngày nay truyền hình còn được ứng dụng trong rất nhiều lĩnh vực của cuộcsống hiện đại.Bộ phận an ninh sử dụng truyền hình như một công cụ bảo vệ,giám sát Ngành tàu điện ngầm dùng truyền hình để quản lý hệ thống đườngtàu điện hay ngầm hay để điều khiển con tàu từ xa.Các bác sĩ khám nội tạngbệnh nhân bằng camera hiển vi thay vì mổ.Ngành giáo dục tiến hành đào tạo

từ xa cũng thông qua truyền hình

Truyền hình là loại hình phương tiện thông tin đại chúng mới xuất hiện từkhoảng giữa thế kỷ XX, nhưng đã phát triển rất nhanh chóng, mạnh mẽ vàđược phổ biến hết sức rộng rãi trong vòng vài ba thập niên trở lại đây Thếmạnh đặc trưng của truyền hình là cung cấp thông tin dưới dạng hình ảnh(Kết hợp âm thanh và ở mức độ nhất định cả với chữ viết) mang tính hẫp dẫnsinh động, trực tiếp và tổng hợp Từ đó, loại hình phương tiện truyền thôngđộc đáo, đặc biệt này tạo nên được ở nguời tiếp nhận thông tin hiệu quả tổnghợp tức thời về nhận thức và thẩm mỹ, trước hết là ở trình độ trực quan, trựccảm

Bằng sự kết hợp các chức năng phản ánh- nhận thức thẩm mỹ- giải trí vớinhau, truyền hình ngày càng thu hút đuợc nhiều khán giả Vai trò, vị trí, ảnhhưởng và tác động của truyền hình đối với công chúng nói chung, quá trìnhhình thành và định hướng dư luận xã hội nói riêng đã và đang tăng lên nhanhchóng

1.1 Truyền Hình Thế Giới

Truyền hình là hệ thống phát và thu hình ảnh và âm thành bằng nhữngthiết bị truyền dẫn tín hiệu từ qua cáp, sợi quang và quan trọng nhất là sóngđiện từ

Những hệ thống truyền hình thật sự đầu tiên bắt đầu đi vào hoạt độngchính thức trong thập niên 40 của thế kỷ này, không lâu sau khi khái niệm

"truyền hình" được sử dụng với nghĩa như chúng ta vẫn hiểu ngày nay.Ngànhtruyền hình thế giới đã phải trải qua một thời gian dài phát triển mới có đượcthành tựu đó

Năm 1873, nhà khoa học người Scotland James Cleck Maxwell tiênđoán sự tồn tại của sóng điện từ, phương tiện truyền tải tín hiệu truyền hình Cùng năm này, nhà khoa học người Anh Willoughby Smith và trợ lýJoseph May chứng minh rằng điện trở suất của nguyên tố Selen thay đổi khiđược chiếu sáng Phát minh này đã đưa ra khái niệm "suất quang dẫn",nguyên lý hoạt động của ống vidicon truyền ảnh.mươi năm năm sau, năm

1888, nhà vật lý người Ðức Wihelm Hallwachs tìm ra khả năng phóng thíchđiện tử của một số vật liệu Hiện tượng này được gọi là "phóng tia điện tử",nguyên lý của ống orthicon truyền ảnh

Mặc dù nhiều phương thức chuyển đổi ánh sáng thành dòng điện tử đãđược phát minh và hoàn thiện nhưng hệ thống truyền hình đầu tiên vẫn chưa

đủ điều kiện để ra đời.Vấn đề cốt yếu là dòng điện tạo ra còn yếu và chưa tìmđược một phương pháp khuyếch đại hiệu quả.Mãi cho tới năm 1906, khi Lee

De Forest, một kỹ sư nguời Mỹ đăng ký sáng chế ống triode chân không thìvấn đề mới được giải quyết

1.1.1 Truyền hình điện tử

Ðồng thời với sự phát triển của phương pháp phân tích cơ học, năm 1908nhà sáng chế người Anh Campbell Swinton đưa ra phương pháp phân hình

điện tử.Ông sử dụng một màn ảnh để thu nhận một điện tích thay đổi tươngứng với hình ảnh, và một súng điện tử trung hoà điện tích này, tạo ra dòngbiến tử biến thiên.Nguyên lý này được Zworykin áp dụng trong ống ghi hìnhiconoscope, bộ phận quan trọng nhất của camera.Về sau, chiếc đèn orthiconhiện đại hơn cũng sử dụng một thiết bị tương tự như vậy.

Năm 1878, nhà vật lý và hoá học nguời Anh,William Crookes phát minh

ra tia âm cực Tới năm 1908,Campbell Swinton và Boris Rosing,ngườiNga,độc lập nghiên cứu những kết quả thu được của hai ông lại tương đồng.Theo đó,hình ảnh được tái tạo bằng cách dùng một ống phóng tia âm cực(cathoderays, tube-CRT) bắn phá màn hình phủ photphor Trong suốt nhữngnăm 30,công nghệ CRT được kỹ sư điện tử người Mỹ tên là Allen DuMonttập trung nghiên cứu Phương pháp tái hiện hình ảnh của DuMont về cơ bảngiống phương pháp chúng ta đang sử dụng ngày nay

Ngày 13/1/1928,nhà phát minh Emst Alexanderson cho ra đời chiếc máythu hình áp dụng phương pháp phân hình điện tử đầu tiên trên thế giới tạiSchenectady, New York, Mỹ.Hình ảnh trên màn hình 76 mm (3 inch) xấu vàkhông ổn định nhưng máy thu hình vẫn phổ biến ở nhiều gia đình.Nhiều máythu kiểu này đã được sản xuất và bán tại Schenectady.Cũng tại đây, ngày10/5/ 1928, đài WGY bắt đầu phát sóng đều đặn

1.1.2 Phát hình công cộng

Trong khi đó chương trình truyền hình công cộng đầu tiên lại xuất hiện ởLondon năm 1936 Những buổi phát hình này do 2 công ty cạnh tranh vớinhau thực hiện Marconi- EMI phát bằng hình ảnh 405 dòng quét ngang với

25 mành hình/ giây (25 frame/s) và hãng truyền hình Baird phát bằng hìnhảnh 240 dòng quét ngang cũng với 25 frame/s.Ðầu năm 1937, hệ Marconi vớichất lượng hình ảnh tốt được chọn làm chuẩn.Năm 1941, Mỹ chấp nhậnchuẩn 525 dòng quét với 30 frame/s cho bộ phận giải của mình.Tháng11/1937, BBC thực hiện buổi phát hình ngoài trời đáng chú ý đầu tiên.Ðó là

buổi phát hình lễ đăng quang của vua George VI tại công viên Hyde, London.BBC đã sử dụng một máy phát xách tay đặt trên chiếc xe đặc biệt.Vài ngànkhán giả đã chứng kiến buổi phát hình này.

1.1.3 Truyền hình màu

Ngay từ năm 1904 người ta đã biết rằng có thể chế tạo thiết bị truyền hình màu bằng cách sử dụng 3 màu cơ bản là đỏ, lục và xanh.Năm 1928,Baird cho ra mắt truyền hình màu dùng 3 bộ đĩa Nipkow quét hình ảnh.mườihai năm sau,Peter Goldmark chế tạo được hệ thống truyền hình màu với khảnăng lọc tốt hơn.Năm 1951 buổi phát hình màu đầu tiên đã sử dụng hệ thốngcủa Goldmark.Tuy nhiên,hệ thống này không thích hợp với truyền hình đơnsắc nên cuối năm đó thí nghiệm bị hủy bỏ.Cuối cùng thì hệ thống truyển hìnhmàu thích hợp với truyền hình đơn sắc cũng ra đời năm 1953.Một năm sau,phát hình màu công cộng lại xuất hiện

Những bước phát triển tiếp theo của ngành truyền hình thế giới chỉ làhoàn thiện chất lượng truyền hình bằng những màn hình lớn hơn,công nghệphát và truyền dẫn tín hiệu truyền hình tốt hơn mà thôi.Những màn hình đầutiên chỉ đạt 18 hoặc 25 cách mạng (7 hoặc 10 inch) kích thuớc đườngchéo.Màn hình ngày nay có kích thước lớn hơn rất nhiều.Với sự ra đời củamáy chiếu, màn ảnh truyền hình có thể phục vụ những màn hình có kíchthước đường chéo lên tới 2m.Nhưng các nhà sản xuất cũng không quên pháttriển máy thu hình để nhỏ gọn,chẳng hạn một máy thu hình cỡ 3 inch (7,6cm)

Ngày nay,ngành truyền hình thế giới đang từng buớc chuyển dần từ côngnghệ tương tự (hay tuần tự- analog) sang truyền hình kỹ thuật số (digital).Từthập kỷ 80,hệ truyền hình độ nét cao (high-definition television - HDTV) sửdụng kỹ thuật số bắt đầu được nghiên cứu

1.2 Truyền hình Việt Nam

1.2.1 Sự ra đời của truyền hình việt nam

Ngày 7/9/1970, chương trình truyền hình thử nghiệm đầu tiên của nướcViệt Nam dân chủ cộng hoà được phát sóng.Chương trình này do Ðài tiếngnói Việt Nam thực hiện

Trước đó, ngày 4/1/1968, phó thủ tuớng Lê Thanh Nghị ký quyết định số01/TTG-VP cho phép tổng cục thông tin (trực thuộc Chính Phủ) thànhlập"Xưởng phim vô tuyến truyền hình Việt Nam " Ðây là một xuởng phimnhựa 16 ly,có nhiệm vụ làm phim thời sự tài liệu truyền hình gửi ra nướcngoài nhờ đài truyền hình các nuớc xã hội chủ nghĩa phát trên sóng của họ đểtuyên truyền đối ngoại, đồng thời hướng dẫn và hợp tác với các đoàn làmphim vô tuyến truyền hình nước ngoài đến quay phim ở Việt Nam.Năm1971,Chính Phủ đã quyết định chuyển xuởng phim vô tuyến truyền hình từtổng cục thông tin sang Ðài tiếng nói Việt Nam,tăng cường cho truyền hìnhmột đội ngũ làm phim thời sự tài liệu có kinh nghiệm thực tế và có một sốvốn tư liệu quý

Giữa năm 1966,Mỹ đưa truyền hình vào miền Nam.Khi nhận được thôngtin này,bộ biên tập và đội ngũ cán bộ kỹ thuật Ðài tiếng nói Việt Nam quyếttâm lao vào cuộc đua chuẩn bị cho được truyền hình để có thể tiếp quản vàđiều hành các Ðài truyền hình miền Nam ngay sau khi giải phóng.Nhiều đoàncán bộ, kỹ thuật viên được gửi ra nuớc ngoài học truyền hình.Sau một thờigian dài nỗ lực của cả một đội ngũ đông đảo cán bộ,kỹ thuật viên,ngày7/9/1970 chương trình truyền hình đầu tiên được tổ chức trong phòng thunhạc lớn,thuờng gọi là Studio M,của Ðài tiếng nói Việt Nam tại trụ sở 58Quán Sứ.Chương trình gồm 15 phút tin tức do phát thanh viên trực tiếp đọctrên micro và 45 phút ca nhạc

Sau một thời gian làm thử, tối 30 tết Tân Hợi (27/1/1971), nhân dân Thủ

đô Hà Nội được xem chương trình truyền hình đầu tiên.Chương trình ra mắtkhán giả Thủ đô lần đầu tiên,lại là đêm 30 tết nên khá phong phú:30 phút thời

sự trong nước và quốc tế do các phát thanh viên nam nữ thay nhau đọc truớcmicro, thu vào camera điện tử chuyển thẳng lên sóng,chương trình ca nhạc 30phút dùng phương pháp playlack;chương trình phim truyện, phim tài liệu đượcchiếu lên tuờng, dùng camera điện tử thu lại và phát lên sóng qua máy phát Như vậy, ngay từ những chương trình truyền hình thử nghiệm cũng nhưchương trình phát sóng phục vụ nhân dân đầu tiên,truyền hình Việt Nam đãdùng hình thức phát trực tiếp là do những hạn chế về mặt thiết bị kỹ thuật.Lúc đó chúng ta chưa có máy ghi hình dùng băng từ và cũng chưa có telecine(máy chiếu phim truyền hình)

Sau khi thử nghiệm phát sóng thành công,chương trình thử nghiệm đượcphát hai tối mỗi tuần, mỗi tối 2h30' rồi tăng lên ba tối, bốn tối một tuần.Kéodài đến tháng 4 năm 1972 khi Mỹ mở rộng chiến tranh bằng không gian đánhphá ác liệt vào Hà Nội Trong thời gian này các phóng viên, biên tập viên củaÐài truyền hình vẫn tiếp tục làm việc nhằm ghi lại những hình ảnh chiến đấudũng cảm của quân và dân Thủ đô.Những bộ phim tài liệu được thực hiện

trong thời gian này như: Hà Nội - Ðiện Biên Phủ, Hà Nội 5 ngày đọ sức,

Tiếng Trống Truờng đã giành được nhiều giải thuởng Bông Sen Bạc quốc tế

và trong nước

Sau khi hiệp định Pari được ký kết, các chương trình của đài THVN lạiđược tiếp tục phát sóng.Các chương trình của đài lần lượt được ra mắt côngchúng như: Vì an ninh Tổ quốc (27.1.1973) (Buổi phát sóng đầu tiên củachương trình này là tối 16-8-1972), Câu lạc bộ nghệ thuật (21.2.1976) vănhoá xã hội (21.3.1976) Quân đội nhân dân (24-4-1976), thể dục thể thao(26.5.1976), Kinh tế (9.5.1976) Tới khi chuyển về trung tâm truyền hìnhGiảng Võ, từ 16/6/1976 mới phát chính thức hàng ngày

1.2.2 Thời kỳ phát sóng chính thức hàng ngày

Ngày 16/6/1976 việc khai thác sóng chuyển từ 58 Quán Sứ về trung tâmGiảng Võ.Tại đây đã có một trung tâm hoàn chỉnh với 3 trường quay (S1, S2,S3), tổng khống chế (master control room), máy phát 1kW kênh 6 và cộtanten cao 60m

Năm 1976,Ðài truyền hình thành phố Hồ Chí Minh đã thử nghiệm pháthình màu.Một năm sau, 1977 Ðài truyền hình Trung ương cũng bắt đầu phátthử nghiệm truyền hình màu vào các sáng Chủ nhật.Từ giữa năm 1980, khiÐài Hoa sen đi vào hoạt động, chương trình phát sóng của Ðài truyền hìnhTrung ương xen kẽ lúc có màu, lúc không do sử dụng nhiều chương trình màuthu từ Ðài Hoa sen

Ngày 1/8/1986, Ðài truyền hình Trung ương chuyển hẳn sang phát màu hệSECAM 3b bằng các thiết bị chuyên dùng, từ bỏ hoàn toàn truyền hình đentrắng.Sở dĩ chúng ta chọn hệ màu SECAM 3b vì dây là hệ màu được Liên Xô

và phần lớn các nước xã hội chủ nghĩa sử dụng

Bắt đầu từ ngày 1/1/1991, hệ truyền hình màu của Ðài truyền hình ViệtNam chuyển từ hệ SECAM 3b sang phát bằng hệ PAL/D/K.Sự thay đổi này

là đúng đắn và kịp thời,định hướng thống nhất cho sự phát triển mạnh mẽ củangành trong những năm sau đó và thúc đẩy các mối quan hệ hợp tác với cácnước trong khu vực và trên thế giới

Ngày 30/1/1991, Chính phủ ra quyết định số 26/CP giao cho Tổng cụcbưu điện thuê vệ tinh Intesputnik truyền dẫn tín hiệu phát thanh truyền hìnhnăm 1991.Tết âm lịch Tân Mùi (đầu năm 1991) bắt đầu truyền chính thứcbằng cách phủ sóng qua vệ tinh chương trình truyền hình quốc gia cho các đàiđịa phương

Ngày 31/3/1998, Ðài truyền hình Việt Nam chính thức tách kênh VTV1,VTV2, VTV3.Ðây là một buớc nhảy vọt của Ðài truyền hình Việt Nam về cảnội dung chương trình lẫn thời lượng phát sóng

CHƯƠNG 2 GIỚI THIỆU CHUNG VỀ TRUYỀN HÌNH SỐ

Sử dụng phương pháp số để tạo,lưu trữ và truyền tín hiệu của chươngtrình truyền hình trên kênh thông tin mơ rộng ra một khả năng đặc biệt rộngrãi cho các thiết bị truyền hình đã được nghiên cứu trước.Trong một số ứngdụng,tín hiệu số được thay thế hoàn toàn cho tín hiệu tương tự vì có khả năngthể hiện được các chức năng mà tín hiệu tương tự hầu như không thể làmđược hoặc rất khó thực hiện,nhất là trong việc xử lý tín hiệu và lưu trữ

2.1 Đặc điểm của truyền hình số

- Có khả năng phát hiện lỗi và sửa sai

- Tính phân cấp ( HDTV + SDTV)

- Thu di động tốt.Người xem dù đi trên ôtô,tàu hỏa vẫn xem được cácchương trình truyền hình.Sở dĩ như vậy là do xử lý tốt hiện tượng Doppler

- Truyền tải được nhiều loại thông tin

- Ít nhạy với nhiễu với các dạng méo xảy ra trên đường truyền.bảo toàn chất lượng hình ảnh, Thu số không còn hiện tượng “bóng ma ’’ do cáctia sóng phản xạ từ nhiều hướng đến máy thu Đây là vấn đề mà hệ analogđang không khắc phục nổi

Hình 2.1: khả năng chống lại can nhiễu của tín hiệu truyền hình tương tự

cùng kênh

a tín hiệu tương tự b tín hiệu số

Hình 2.2: khả năng chống lại can nhiễu của tín hiệu truyền hình

tương tự kênh lân cận

Phát nhiều chương trình trên một kênh truyền hình: Tiết kiệm tài nguyêntần số:

- Một trong những ưu điểm của truyền hình số là tiết kiệm phổ tần số

-1 transponder 36MHz truyền được 2 chương trình truyền hình tương tựsong có thể truyền được 10 ÷ 12 chương trình truyền hình số (gấp 5 ÷ 6 lần)Bảo toàn chất lượng :

Hình 2.3: So sánh chất lượng tín hiệu số và tương tự

- Một kênh 8 MHz ( trên mặt đất ) chỉ truyền được 1 chương trình truyềnhình tương tự song có thể truyền được 4 ÷ 5 chương trình truyền hình số đốivới hệ thống ATSC, 4 ÷ 8 chương trình đối với hệ DVB –T

(tùy thuộc M-QAM, khoảng bảo vệ và FEC)

Tiết kiệm năng lượng, chi phí khai thác thấp: Công suất phát không cầnquá lớn vì cường độ điện trường cho thu số thấp hơn cho thu analog ( độ nhạymáy thu số thấp hơn -30 đến -20 DB so với máy thu analog)

Mạng đơn tần (SFN): cho khả năng thiết lập mạng đơn kênh, nghĩa lànhiều máy phát trên cùng một kênh song Đây là sự hiệu quả lớn xét về mặtcông suất và tầnsố Tín hiệu số dễ xử lý, môi trường quản lý điều khiển và xử

lý rất thân thiện với máy tính …

Chất lượng

Khoảng cách giữa máy phát và máy thu Tín hiệu số

Tín hiệu tương tự

Hình 2.4: So sánh phổ tín hiệu tương tự và tín hiệu số

2.2 Cơ sở truyền hình số

- Theo hình 2.5 bên dưới : Mỗi một chương trình truyền hình cần một bộ

mã hóa MPEG-2 riêng trước khi biến đổi tương tự sang số

- Khi đã được nén để giảm tải dữ liệu, các chương trình này sẽ ghép lại vớinhau để tạo thành dòng bít liên tiếp

- Lúc này chương trình đã săn sàng truyền đi xa, cần được điều chế để phát

đi Theo các phương thức :

Tiếng Hình

Tách kênh chương trình Giải MPEG-2 D/A Video Audio Video Audio

.

Phía thu Phía phát

Hình 2.5: Sơ đồ truyền hình số và phân phôi cho truyền hình số.

2.3 Các dạng tín hiệu video số

Tín hiệu gốc là tín hiệu video tương tự được chuyển đổi sang tín hiệu sốđược thực hiện bởi công việc lấy mẫu tín hiệu với tần số lấy mẫu là fS phảilớn hơn hoặc bằng hai lần tần số cao nhất của tín hiệu tương tự fa (fS ≥ 2.fa)

và mỗi mẫu được lượng tử hóa bởi các bit nhị phân với mã hóa 8 bit hoặc 10bit Kết quả xuất ra là tín hiệu số dạng mã bit nhị phân kiểu song song hoặc

cũng có thể kiểu dạng ra là các bit nối tiếp tuỳ theo mạch chuyển đổi (hình2.6)

Các thiết bị mới công nghệ số có các cổng giao tiếp dạng tín hiệu vào và ra làtín hiệu số, các tín hiệu số thường gặp như:

(1) SDI (Serial Digital Interface): Tín hiệu số truyền nối tiếp Tín hiệu này

có các định dạng theo nhiều tiêu chuẩn khác nhau như:

◊ SD-SDI tiêu chuẩn SMPTE 259M : Là tín hiệu video số có định dạng khuônhình tỉ lệ 3x4 độ phân giải tiêu chuẩn SD (Standar Definition)

- Tín hiệu video hệ NTSC:

Tần số lấy mẫu fS = 4.fSC = 4 x (3,58Mhz) = 14,32Mhz

Bit mẫu: 10bit/mẫu

Tốc độ bit truyền SDI: 14,32 x 10 = 143,2 Mbit/s

Tín hiệu video hệ PAL:

Tần số lấy mẫu fS = 4.fSC = 4 x (4,43Mhz) = 17,72Mhz

Bit mẫu: 10bit/mẫu

Tốc độ bit truyền SDI: 17,72 x 10 = 177,2 Mbit/s

Tín hiệu video component 525/60 hoặc 625/50

Tần số lấy mẫu: 13,5 Mhz , bit mẫu 10bit/mẫu

Lấy mẫu: 4:2:2

Tín hiệu chói Y: 13,5 x 10 = 135Mbit/s

Tín hiệu R-Y: 6,75 x 10 = 67,5Mbit/s

Tín hiệu B-Y: 6,75 x 10 = 67,5Mbit/s

Tốc độ bit truyền SDI là 270Mbit/s

Lấy mẫu: 4:1:1

Tín hiệu chói Y: 13,5 x 10 = 135Mbit/s

Tín hiệu R-Y: 3,375 x 10 = 33,75Mbit/s

Tín hiệu B-Y: 3,375 x 10 = 33,75Mbit/s

Tốc độ bit truyền SDI là 202,5Mbit/s

Lấy mẫu: 4:4:4

Tín hiệu chói Y: 13,5 x 10 = 135Mbit/s

Tín hiệu R-Y: 13,5 x 10 = 135Mbit/s

Tín hiệu B-Y: 13,5 x 10 = 135Mbit/s

Tốc độ bit truyền SDI là 405Mbit/s

◊ HD-SDI tiêu chuẩn SMPTE 292M : Là tín hiệu video số có định dạngkhuôn hình tỉ lệ 9x16 hình ảnh độ phân giải cao HD (High Definition).Được xác định với các điểm ảnh hàng ngang 1920 pixel và chiều dọc 1080pixel

Hình 2.6

- Truyền hình có độ nét cao HDTV 1080i (interlace) thực hiện quét xen kẽluân phiên bán ảnh lẻ và bán ảnh chẵn.Tốc độ bit truyền HD-SDI @ 1080iSMPTE 292M là 1.485Mbit/s (áp dụng trong truyền hình HDTV).

- Hình ảnh có độ nét cao 1080p (progressively) thực hiện quét liên tục từtrên xuống dưới của một hình, tạo ra hình ảnh đẹp và mịn hơn 1080i 1080pcho hình ảnh đầy đủ (full HD) Kỹ thuật này áp dụng trong phim cenima mànảnh rộng hoặc từ đĩa DVD

Tốc độ truyền HD-SDI @ 1080p còn được gọi là 3G-SDI có tốc độ bit là2,97Gbit/s thuộc tiêu chuẩn SMPTE 424M (áp dụng trong phim ảnh DVD)

◊ SD-SDI tiêu chuẩn SMPTE 272M (embeded digital stereo audio) : là tínhiệu video số định dạng khuôn hình 3x4 tiêu chuẩn SD có ghép âm thanh sốstereo theo tiêu chuẩn âm thanh AES/EBU

Âm thanh số tiêu chuẩn AES/EBU gồm

- Có 4 – 8 kênh âm thanh stereo

- Tần số lấy mẫu 32Khz – 48Khz

- Số bit mẫu 16 – 20bit/mẫu

- Tổng trở kháng không cân bằng 75Ω dùng Jack RCA (bông sen)

- Tổng trở kháng cân bằng 110Ω dùng Jack XLR (Canon)

SD-SDI tiêu chuẩn SMPTE 272M có ghép âm thanh stereo Tốc độ bittruyền ≈ 270Mbit/s

◊ HD-SDI tiêu chuẩn SMPTE 299M (embeded digital stereo audio) : là tínhiệu video số định dạng khuôn hình 9x16 tiêu chuẩn HD có ghép âm thanh sốstereo theo tiêu chuẩn âm thanh AES/EBU

HD-SDI định dạng 1080i (1080i/50, 1080i/60) hoặc 1080p/24, 1080p/30tiêu chuẩn SMPTE 299M có ghép âm thanh stereo Tốc độ bit truyền ≈1,5Gbit/s

(2) ASI (Asynchrous Serial Interface): Dữ liệu số truyền nối tiếp không

đồng bộ, được sử dụng trong truyền hình kỹ thuật số DVB (Digital VideoBroadcasting) Dữ liệu truyền ASI là dòng truyền các gói MPEG-2 Dữ liệunày đã được nén, bao gồm các gói thông tin video, audio và các bảng text DVB-ASI theo tiêu chuẩn SMPTE 310M là dòng truyền MPEG-2 TS(Transport Stream) Tốc độ truyền là 19,4Mbit/s hoặc 38,8Mbit/s Dữ liệuđược truyền trên cáp đồng trục có trở kháng 75Ω, giao tiếp bằng cổng nốiBNC

(3) DVI (Digital Visual Interface): Tín hiệu hình ảnh số được ghép tổ hợp

nhiều đường chung trên một cáp đơn, băng thông truyền dẫn 160Mhz, dùngkết nối với màn hình monitor LCD loại VGA hoặc SVGA

(4) HDMI (High Defination Multimedia Interface): Là tín hiệu bao

gồm : Video không nén và 8 kênh âm thanh số, và được ghép chung tổ hợptruyền dẫn trên một cáp đơn với cổng giao tiếp HDMI Loại tín hiệu này ápdụng trong truyền hình số HDTV và đĩa DVD, hỗ trợ kết nối hiển thị hình ảnh

và âm thanh trên màn hình có dịnh dạng khuôn hình 9x16

(5) DV 1394: là tín hiệu ngõ ra hoặc ngõ vào của Camera số Tín hiệu DV

từ camera số có định dạng kích thước khuôn hình 720 pixerl hàng ngang 480pixel hàng dọc, với tỉ lệ nén 5:1 Tốc độ truyền dữ liệu 480Mbit/s

Cổng vào/ra tín hiệu DV được hỗ trợ giao tiếp máy tính PC theo chuẩn

Tiêu chuẩn IEEE 1394 là chuẩn kết nối giao tiếp máy tính PCI, còn có tên làilink hoặc Fire wire DV-1394 có 2 loại jack kết nối:

- Jack có 6 chân (jack DV lớn)

- Jack có 4 chân (jack DV nhỏ)

2.4 Chuyển đổi tương tự sang số

Quá trình chuyển đổi nhìn chung được thực hiện qua 4 bước cơ bản đó

là : lấy mẫu, nhớ mẫu, lượng tử hóa và mã hóa.Các bước đó luôn kết hợp vớinhau thành một quá trình thống nhất

- Định lý lấy mẫu

Đối với tín hiệu tương tự VI thì tín hiệu lấy mẫu VS sau quá trình lấy mẫu

có thể khôi phục trở lại VI một cách trung thực nếu điều kiện sau đây thỏamản:

fS ³ 2fImax (1)

Trong đó fS : tần số lấy mẫu

fImax : là giới hạn trên của giải tần số tương tự

Vì mỗi lần chuyển đổi điện áp lấy mẫu thành tín hiệu số tương ứng đềucần có một thời gian nhất định nên phải nhớ mẫu trong một khoảng thời giancần thiết sau mỗi lần lấy mẫu Điện áp tương tự đầu vào được thực hiệnchuyển đổi A/D trên thực tế là giá trị VI đại diện, giá trị này là kết quả củamỗi lần lấy mẫu

- Lượng tử hóa và mã hóa

Tín hiệu số không những rời rạc trong thời gian mà còn không liên tụctrong biến đổi giá trị Một giá trị bất kỳ của tín hiệu số đều phải biểu thị bằngbội số nguyên lần giá trị đơn vị nào đó, giá trị này là nhỏ nhất được chọn.Nghĩa là nếu dùng tín hiệu số biểu thị điện áp lấy mẫu thì phải bắt điện áp lấymẫu hóa thành bội số nguyên lần giá trị đơn vị Quá trình này gọi là lượng tửhóa Đơn vị được chọn theo qui định này gọi là đơn vị lượng tử, kí hiệu D.Như vậy giá trị bit 1 của LSB tín hiệu số bằng D Việc dùng mã nhị phân biểuthị giá trị tín hiệu số là mã hóa Mã nhị phân có được sau quá trình trên chính

là tín hiệu đầu ra của chuyên đổi A/D

- Mạch lấy mẫu và nhớ mẫu

Khi nối trực tiếp điện thế tương tự với đầu vào của ADC, tiến trình biếnđổi có thể bị tác động ngược nếu điện thế tương tự thay đổi trong tiến trìnhbiến đổi Ta có thể cải thiện tính ổn định của tiến trình chuyển đổi bằng cách

sử dụng mạch lấy mẫu và nhớ mẫu để ghi nhớ điện thế tương tự không đổitrong khi chu kỳ chuyển đổi diễn ra

2.5 Biến đổi số sang tương tự

Hình 2.7 : sơ đồ khối mạch biến đổi video số sang tương tự

Quá trình tìm lại tín hiệu tương tự từ N số hạng(N bit) đã biết của tín hiệu

số với độ chính xác là một mức lượng tử (1LSB) Để lấy được tín hiệu tương

tự từ tín hiệu số dùng nguyên tắc như hình 2.7 trên, chuyển đổi số sang tương

tự không phải là phép nghịch đảo của chuyển đổi tương tự sang số, vì khôngthể thực hiện được phép nghịch đảo của quá trình lượng tử hóa

Theo sơ đồ này thì quá trình chuyển đổ số sang tương tự là quá trình tìmlại tín hiệu tương tự đã được lấy mẫu

Về phần Audio sau khi chuyển đổi sang số có các ưu điểm sau

- Độ méo tín hiệu nhỏ

- Dải rộng âm thanh lớn gần mức tự nhiên

- Đáp tuyến tần số bằng phẳng

- Cho phép ghi âm nhiều lần mà ko giảm chất lượng

- Thuận tiện lưu trữ, xử lý

D/A Lấy mẫu

Xung lấy mẫu

2.6 Nén tín hiệu truyền hình

Xử lý video,audio số có ưu điểm là chất lượng cao về hình ảnh và âmthanh Nhược diểm của xử lý vidieo và audio là phai thực hiện một số lượnglớn các file dữ liệu trong khi tính toán và các ứng dụng truyền dẫn Giải phápnén cho phép người sử dụng lựa chọn một trong các phạm vi thay đổi cácthông số lây mẫu và các tỉ số nén, các liên kết thích hơp nhất cho mục đích sửdụng Xử lý tín hiệu số hứa hẹn thay thế tất cả các phương pháp tương tự (cũ)

về tốc độ dòng ,tốc độ mành, NTSC, PAL, SECAM, HDTV và cuối cùng tậptrung vào HDTV số băng rộng

Hình 2.8 : Ttập hợp các kỹ thuật giảm dữ liệu để tạo các định dạng nén

JPEG, MJPEG, MPEG.

-Huffman

Mã hóa

entropy Chỉ các giá trị của sample ≠0 là

được mã hóa theo số chạy (RUN): còn các giá trị = 0 dọc theo dòng quét( tạo lại bằng tách tương quan DCT)

Cho các hệ sốDCT

Dùng cho tínhiệu màu C

• Kỹ thuật tương tự : Nén thông tin video bằng cách giảm độ rộng băngtần màu < 1,2 MHz

• Kỹ thuật giảm (nén) dữ liệu video : (có 2 nhóm) nén có tổn thất và nénkhông tổn thất

• Nén video tổn thất : DPCM- Đều xung mã vi sai :

- Đây là một phương pháp nén quan trọng và hiệu quả Nguyên lý cơ bảncủa nó là : chỉ truyền tải tín hiệu vi sai giữa mẫu đã cho và trị dự báo ( đượctạo ra từ các mẫu trước đó)

e=v-p – sai số dự báoe’ – sai số lượng tử hóav’ = e’+p – tín hiệu khôi phục

- Công nghệ DPCM thực hiện loại bỏ tính có nhớ và các thông tin dư thừacủa nguồn tín hiệu bằng một bộ lọc đặc biệt có đáp ứng đầu ra là tín hiệu sốgiữa mẫu đầu vào và giá trị dự báo của chính nó Rất nhiều giá trị vi sai nàygần bằng 0 nếu các điểm ảnh biến đổi đồng đều Còn với ảnh có nhiều chi tiết, giá trị sai số dự báo có thể lớn Khi đó có thể lượng tử hóa chúng bằng mứclượng tử cao hơn do đặc điểm của mắt người không nhạy cảm với những chitiết có độ tương phản cao, thay đổi nhanh Sự giảm tốc độ bit ở đây thu được

từ quá trình lượng tử hóa và mã hóa

- Hầu hết các cách thức nén ảnh đều sử dụng vòng lặp DPCM

2.7 Các phương thức truyền dẫn truyền hình số

2.7.1 Truyền hình số qua vệ tinh

Hình 2.10: Mô hình hệ thống truyền hình bằng vệ tinh

Vệ tinh

Đài

sóng

Đối với vệ tinh,hiện nay thường sử dụng 2 băng tần là:băng C sử dụng dảitần từ 4 GHz đến 6 GHz và băng Ku sử dụng dải tần từ 12GHz đến14GHz.Việc chọn lựa băng tần Ku bởi nó có lợi thế rất cơ bản là khi thu tần

số cao chỉ cần anten có kích thước bé hơn anten thu tần số băng C,từ đó mở rakhả năng tăng nhanh số lượng các trạm thu vệ tinh ở mọi miền đất nước.Điều

đó cũng có nghĩa giá thành các dầu thu sẽ rẻ,mà đây lại là mục tiêu thiết kếcủa các nhà đầu thu cho trạm phát

Tất cả các tín hiệu hình,tiếng,số liệu của mỗi chương trình trong kênh đượcnén độc lập.Tín hiệu hình và tiếng được nén theo tiêu chuẩn MPEG-2.Tiếptheo tất cả các tín hiệu sau khi nén được ghép thành một dòng bít tín hiệu Kênh vệ tinh (khác với kênh cáp và kênh phát song trên mặt đất ) đặctrưng bởi băng tần rộng và sự hạn chế công suất phát Khuyếch đại công suấtcủa Transponder làm việc gần như bão hòa trong các điều kiện phi tuyến.Một đường truyền vệ tinh có thể truyền đi các tín hiệu với khoảng cách rấtxa,như vậy có thể đạt hiệu quả cao cho các đường truyền dài cũng như chodịch vụ điểm điểm

Đường truyền vệ tinh không bị ảnh hương bởi điều kiện địa hình,địa vật,vìmôi trường truyền dẫn ở rất cao so với bề mặt quả đất,truyền hình vệ tinh cóthể thực hiện qua đại dương,rừng rậm núi cao cũng như các địa cực

Việc thiết lập một đường truyền qua vệ tinh được thực hiện trong thời gianngắn

Trong truyền hình qua vệ tinh,điều quan trọng nhất được chú ý là số kênh

vệ tinh được thiết lập dành cho các chương trình truyền hình.Các chươngtrình này có thể phục vụ cho hệ thống CATV hay truyền hình quảng bá

2.7.2 Truyền hình số truyền qua cáp

Hình 2.11 :Mô hình hệ thống truyền hình dùng cáp quang

Là hệ thống mà tín hiệu truyền hình số được dẫn thẳng trung tâm chươngtrình đến hộ dân bằng một sợi cáp (đồng trục,cáp quang hoặc cáp xoắn) nhờ

đó người dân có thể xem các chương trình truyền hình có chất lượng cao màkhông phải sử dụng các cột anten

Tín hiệu truyền hình qua cáp ít chịu ảnh hưởng của nhiễu công nghiệp:Tínhiệu truyền hình được dẫn đến thuê bao qua các sợi cáp quang đồng trục.Cácsợi cáp này có khả năng chống nhiễu công nghiệp cao nên đảm bảo cho chấtlượng tín hiệu

Không bị ảnh hưởng của thời tiết do khả năng cách ly và chống nhiễu tốtcủa cáp

Không gây cam nhiễu cho các trạm phát sóng nghiệp vụ khác

Điều kiện truyền các tín hiệu số trong mạng cáp tương đối dễ hơn, vì cáckênh là tuyến tính với tỷ số công suất song mang trên tạp (C/N) tương đối lớn.Tuy nhiên độ rộng băng tần kênh bị hạn chế ( 8 MHz) đòi hỏi phải dùng cácphương pháp điều chế số có hiệu quả cao hơn so với truyền hình theo qua vệtinh

Nguồn

quang

Điều chế

2.7.3 Truyền hình số truyền qua sóng mặt đất

Hình 2.12 : cấu trúc tín hiệu tryền hình số trên mặt đất

Kênh bị giảm chất lượng do hiện tượng phản xạ nhiều đường do bề mặtmặt đất cũng như các tòa nhà,Giá trị tạp do con người tạo ra là cao.Do phân

bố tần số khá dầy trong phổ tần đối với truyền hình,giao thoa giữa tương tự vàtruyền hình số là vấn đề cần phải xem xét…

Chính vì vậy đã có ý kiến cho rằng phát quảng bá truyền hình số mặt đất làkhông thực tế.Tuy nhiên sự ra đời của các chuẩn truyền hình số mặt đất nhưDVT-T (Digital Video Broadcáting-Terrstrial) của châu âu và ATSC( Advanced Televison Systems Commilee) của Mỹ đã khắc phục phần lớn cácđiểm bất lợi trên của truyền hình số mặt đất so với vệ tinh và cáp.Mặt khácphát sóng truyền hình số trên mặt đất có hiệu quả sử dụng tần phổ cao hơn và

Giải mã truyền dẫn(kênh) Giải

đa hợp\sửa đổi

Giải mã Nguồn

Studio

Mã hóa

Nguồn Mã hóa đường

truyền dẫn(kênh) đa hợp\sửa đổi

Điều chế

chất lượng tôt hơn so với phát sóng tương tự hiện tại.Trong phạm vi phủ sóngchất lượng ổn định khắc phục được các vấn đề như hình ảnh có bóng,tạpnhiễu…

CHƯƠNG 3:

TRUYỀN HÌNH ĐỘ PHÂN GIẢI CAO HDTV

(HIGH-DEFINITION TELEVISION)

3.1 Giới thiệu về HDTV

-HD (High-definition) hay HDTV( High-definition Televison) hiểu nôm

na "truyền hình với độ nét cao" , là một thuật ngữ chỉ các chương trình TV kỹthuật số, các tập tin đa phương tiện ( movies, audio, game ) được trình chiếuvới độ phân giải cao cao nhất hiện nay Độ phân giải cao giúp hình ảnh trungthực, chi tiết hơn rất nhiều tuy nhiên cũng vì thế yêu cầu năng lực nguồn phát,khả năng trình chiếu ( playback) của thiết bị tiếp nhận cũng như băng thôngcủa hệ thống Lịch sử HD theo Wiki bắt đầu từ một dự án trong quân đội Liên

Xô năm 1958 đã tạo ra một hê thống có khả năng trình chiếu khung hình 1125dòng cho mục đích quân sự Tuy nhiên chương trình phát sóng thương mạiđầu tiên thuộc về người Nhật năm 1969 nhưng vì "lý do kỹ thuật" nên ko thểtrở thành một xu hướng mới trong phát sóng Thuật ngữ HDTV như hiện nayđược giới thiệu lần đầu ở Mỹ năm 1996 và chương trình phát sóng đầu tiên ở

Mỹ vào năm 1998 , cho đến nay các chương trình HDTV đã chiếm 30% ởMỹ

- Tất cả các chương trình truyền hình và phim đều được hiển thị ở chế độmàn hình 16:9

- Màu sắc thực hơn nhờ đường truyền băng rộng

- Sự rõ nét và chi tiết hơn của hình ảnh được nâng cao giáp cho các mànhình cỡ lớn dễ nhìn và sắc nét hơn

- Hệ thống âm thanh Dolby Digital 5.1 được phát sóng đồng thời vớiHDTV hỗ trợ chức năng âm thanh vòm

+ Khác biệt giữa HDTV và tivi thường:

Khác biệt lớn đầu tiên giữa HDTV và một chiếc TV thường chính là độphân giải Trong khi một chiếc TV truyền thống chỉ có thể hiển thị tối đakhoảng 500 dòng và 500 cột điểm ảnh, tương ứng với độ phân giải chỉ khoảng

500 x 500 pixel (250.000 điểm ảnh), thì một màn hình HDTV có thể chia ra1.920 cột và 1.080 dòng quét, tương ứng với độ phân giải 1.920 x 1.080 pixel(hơn 2 triệu điểm ảnh) Như vậy, lượng điểm ảnh hiển thị được trên màn hìnhHDTV nhiều hơn gấp 10 lần so với TV thường Điều đó đồng nghĩa HDTV

có thể hiển thị nhiều chi tiết hơn

Khác biệt lớn thứ hai giữa HDTV và TV thường nằm ở số cổng vào tínhiệu ở mặt sau TV Do phải hiển thị nhiều điểm ảnh hơn, nên một chiếcHDTV cần tới 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 truyềnhình HD trực tiếp từ đài phát

3 2 Tỷ lệ ảnh

Hình3.1: Tỷ lệ hình ảnh 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 vàtruyền hình theo tỷ lệ trong hình 3.1 ở trên Quy ước truyền hình độ phân giảichuẩn 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 definition Televison) (HDTV) có tỷ lệ 16:9

high-Phim có thể chuyển sang 4:3 khi cắt các cạnh của khung ( mất một chút nộidung của ảnh),

Hình 3.2: Giới thiệu định dạng video.

Ở hình 3.2a Đạo diễn và người sản xuất thích phim của họ không bịthay đổi bởi sự cắt xén này, vì vậy nhà sản xuất phim trong VHS và DVDđưa định dạng letterbox, trong hình 3.2b trong định dạng này toàn bộ phimđược duy trì, phần đỉnh và phần chân của khung 4:3 không sử dụng( bị màuxám hoặc đen)

Với kỳ vọng tivi màn hình rộng, nó trở lên phổ biến, không có gì lạ khichuẩn 4:3 hiển thị bên trong màn hình rộng với định dạng pillarbox, trên hình3.2c Chiều cao thì hiển thị đầy đủ còn bên trái và bên phải bị để trống

3.3 Các định dạng ảnh của HDTV

Với xu hướng phát triển của truyền hình chất lượng HD trên thế giới hiệnnay, có thể tin rằng HD sẽ soán chỗ của SD như cách mà truyền hình màu đãthay thế truyền hình đen trắng trong quá khứ Hiện tại, nhiều nhà điều hànhDTH đã cạnh tranh nhau dựa trên việc cung cấp nhiều chương trình HDTVnhằm hỗ trợ chất lượng hình ảnh tốt hơn cho thuê bao

letterbox

chuẩn 16:9 nằm trên chuẩn 4:3

c Định dạng

Pillarbox chuẩn 4:3

nằm trong chuản 16:9

Thực tế, càng ngày khách hàng càng mua nhiều màn hình lớn hơn có khảnăng hiển thị chất lượng hình ảnh chi tiết và rõ ràng hơn để hiển thị nhữngnguồn cung cấp tín hiệu HD như đầu đĩa Blu-ray, máy chơi game… và nguồntín hiệu truyền hình HD đang được các nhà quảng bá hướng đến cung cấp.Phần lớn các màn hình LCD đời mới hiện nay đều hiển thị tốt các nguồnvideo 1080p, trong khi các nhà sản xuất TV đang nâng cấp công nghệ hướngđến sản xuất chất lượng màn hình có độ phân giải siêu cao (untra high-resolution) để phục vụ cho chất lượng xem video cinema trong gia đình Mặtkhác, các nhà sản xuất nội dung cũng luôn nâng cao chất lượng nội dungthông qua ghi hình và lưu nội dung với chất lượng HDTV tốt nhất Việc đầu

tư cho xu hướng HD 1080p đã được khởi động và tăng tốc từ thiết bị ghi hình(camera) đến cơ sở hạ tầng của studio (studio phải hỗ trợ tốc độ truyền đến 3Gbps để xử lý chất lượng 1080p50/60)

Trong vài năm tới, chất lượng phát sóng quảng bá của HD vẫn là theođịnh dạng 1080i/720p, nhưng sẽ dần hình thành thị trường ghi hình, lưu trữ vàtruyền dẫn video theo chất lượng 1080p Điều này sẽ tạo ta mốc chuẩn mớicho chất lượng video chuyên dụng và thậm chí có thể tạo ra chuẩn mức khôngchính thức cho việc phân phối video Khi đó, các nhà quảng bá có thể chuyểnđổi nội dung chất lượng 1080p50/60 thành 1080i25/30 hoặc 720p50/60 đểdùng cho thị trường hiện hành và có sẵn nội dung chất lượng cao khi các nhàquảng bá chuyển sang dùng định dạng cao hơn

Ngày nay nhưng hệ thống HDTV nghiên cứu được định hướng bởi Dr.Fujio ở NHK (Nippon hoso Kyokai, the Japan Broadcasting Corporation).HDTV có hai lần chiều dọc và hai lần chiều ngang của truyền hình truyềnthống, tỷ lệ hình ảnh 5:3 ( sau đó biến đổi thành 16:9) và ít nhất hai kênh chấtlượng âm thanh của CD

Trường quay của HDTV có chu kỳ lấy mẫu của 74.25 MHz, 5,5 lần củaRec 601 tiêu chuẩn cho SDTV Tốc độ điểm ảnh của HDTV khoảng 60

megapixels trên giây Những tham số mã khác tương tự hay đồng nhất vớiSDTV tiêu chuẩn Không may , nhưng tham số mã hóa màu Y'CRCB choHDTV khác với những tham số SDTV.

3.3.1 720p

Đây là độ phân giải thấp nhất trong số các độ phân giải được coi là HD,với kích thước hình ảnh được quy định là 1280x720 Độ phân giải phù hợpvới chuẩn màn ảnh rộng (16:9) đang dần trở thành tiêu chuẩn, thay thế chochuẩn hình ảnh tỉ lệ 4:3

So với độ phân giải của chuẩn hình ảnh dưới HD (lớn nhất là 720x480) thì

sự gia tăng đột biến của số lượng điểm ảnh có thể hiện thị trên màn hìnhmang lại hình ảnh chi tiết hơn nhiều lần so với trước

3.3.2 1080i

Ra đời cùng một lúc so với 720p, tuy mang độ phân giải hiển thị là1960x1080 nhưng do độ phân giải này phải hiển thị với phương thức đan xen(với ký hiệu i sau số dòng quét ngang) nên trong một số trường hợp hình ảnhmang lại hơi kém chi tiết hơn so với 720p (xem thêm: Phương thích hiển thịhình ảnh) Số đông các hãng sản xuất được coi là trend-setter của ngành côngnghiệp giải trí đánh giá độ phân giải 720p cao hơn độ phân giải này

và 16:9 so sánh được làm dựa theo chiều ngang nhau, chiều rộng bằng nhau,đường chéo bằng nhau, và diện tích bằng nhau.

Tất cả các phép đo trên không thấy được cải tiến cơ bản trong HDTV: Đó

là độ nét cao, độ phân giải cao, không thêm 6 lần số điểm ảnh ở cùng một gócnhìn.Thay vào đó góc nhìn của một điểm ảnh được giữ nguyên và toàn bộ ảnhbây giờ có thể chiếm vùng lớn hơn tầm nhìn của người xem HDTV cho phépgóc hình ảnh tăng đáng kể, So sánh chính xác giữa HDTV và truyền hìnhthông thường không được dựa vào khía cạnh tỷ lệ: nó được dựa vào chi tiếtbức ảnh

Hình 3.3 : So sánh tỉ số màn ảnh giữa tivi thường và HDTV

Bằng nhau về chiều cao, rộng, đường chéo, diện tích Tất cả các phép đotrên không thấy được cải tiến cơ bản trong HDTV:làm tăng số pixels ( điểmanh) Tức là căn cứ về chi tiết bức ảnh

Hình 3.4 dưới mành của hệ thống quét liên tục 1 Mpx (1280 x 720,720p60) và 2 Mpx hệ thống quét xem kẽ (1920 x 1080, 1080i 30).1920 x

1080 dễ dàng đáp ứng từ 24-30 Hz quét liên tục (1080i 24, 1080i 30)

Hình 3.4 : HDTV quét 30 và 60 khung hình trên giây được chuẩn hóa với

2 định dạng 1280x720 (1Mpx, luôn là quét liên tục ‘progressive’ ), và 1920x1080 ( 2 Mpx, quyets xen kẽ ‘interlaced’ hoặc quyets liên tục

‘progressive’).

Hệ thống Kiểu quét Chuẩn SMPTE S TL L T S AL L A

Hình 3.5 : Tổng hợp số quét HDTV cho hệ thống 720p, 1080i và 1080p

Trong bảng trên, hệ thống 1035i30 có ký tự ‡ không được đề cập sử dụng,

và dùng 1080i30 thay thế, SMPTE 274M gồm quét liên tục 2 Mpx, 1080p60với hệ thống quét 1125/60/1:1: Đây là hệ thống bị giới hạn bởi công nghệ STL

- samples per total line – mẫu trên tổng số dòng; LT - total lines – tổng sốdòng; ; SAL - samples per active line – mẫu trên một dòng tích cực ; LA -activelines – dòng tích cực

Đặc điểm của máy thu hình HD- ready (720p) và Full-HD(1080p):

Cũng là tivi LCD độ phân giải cao (HDTV) nhưng tivi gắn mác Full-HD

có giá cao hơn rất nhiều so với tivi HD-ready, nhiều người cho rằng HDTVphải là Full-HD, thế nhưng quan niệm này chưa chính xác Cho dù tivi gắnmác Full-HD hay HD-ready cũng đều là dòng tivi có độ phân giải cao, được

áp dụng công nghệ khác nhau nhưng vẫn hiển thị sắc nét hơn tivi bóng đènthường Hai cong nghệ này được phân biệt như sau

3.3.6 TV Full HD

TV Full HD hay TV độ phân giải 1.920x1.080p đang trở thành trào lưumới trên thị trường do nó cho hình ảnh sắc nét vượt trội, nhất là với nhữngnguồn video thế hệ mới như đầu đĩa Blue-ray, tuy nhiên, giá cả đang làchướng ngại lớn của loại TV này

Hình 3.6 : 47LB1RF, TV Full HD đầu tiên LG tung vào Việt Nam.

Nếu mua TV màn hình tinh thể lỏng từ cách đây nửa năm và theo dõi tintức công nghệ thường xuyên,sẽ cảm thấy sản phẩm của mình dường như giờđây đã lỗi thời.TV mỏng công nghệ này có giá rẻ đi rất nhiều và chất lượngnâng lên vượt trội nhờ độ phân giải màn hình và tốc độ refresh được nhân đôi Thế mạnh của TV LCD chính là độ phân giải Nếu như công nghệPlasma "chật vật" lắm mới đạt 1.024 x 1.024 pixel ở tầm 42" thì LCD dễ dàng

đạt được số điểm ảnh này ở các tầm TV rất nhỏ chẳng hạn 26" Trong khi đó,

độ phân giải là nhân tố chính quyết định độ nét của hình ảnh

Hầu hết các TV LCD được tung ra nửa đầu năm ngoái, kích thước mànhình 26" trở lên đều sẵn sàng độ nét cao (HD-ready), tức là đạt một triệu điểmảnh hay độ phân giải 1.366 x 768 pixel, nhỉnh hơn một chút so với mức yêucầu tối thiểu cho một HDTV (1.280 x 800) Tuy nhiên, từ nửa sau năm ngoáiđến nay, các hãng sản xuất liên tiếp tung ra thị trường những TV màn hìnhlớn có độ phân giải cao nhất còn gọi là dòng Full HD; điển hình là Toshiba,Samsung, LG, Sony và JVC Các TV Full HD có màn hình đạt 1.920 x 1.080pixel hay 2 triệu điểm ảnh, tức là có số điểm ảnh gấp đôi màn hình HD-ready

để tụt hậu với mẫu 47LB1HF 47 inch trong khi JVC có chiếc Z46ZF7 46inch

Các TV Full HD hứa hẹn cho chất lượng vượt trội nhờ số điểm ảnh caogấp đôi, hòa nhập xu thế chung của thế giới, đón đầu kỷ nguyên truyền hình

độ nét cao HDTV đang đến gần Tuy nhiên, giá cả khá chảnh và cao hơn rấtnhiều so với các TV LCD HD-ready khiến Full HD trở thành món hàng cực

kỳ xa xỉ Chẳng hạn, một TV LCD sẵn sàng HD 40" của Samsung giá khoảng

45 triệu thì dòng Full HD cỡ này của hãng có giá tới 66 triệu đồng

Hình 3.7 : Toshiba Regza 47WL66.

Trong khi đó, những lợi thế của TV Full HD phải chờ sự xuất hiện củatruyền hình độ nét cao, sự phổ biến của các thiết bị video HD như đầu đĩaHD-DVD hoặc Blu-ray và máy chơi game thế hệ mới (Sony PS3, Xbox 360).Tuy nhiên, các nguồn video độ nét cao hiện vẫn chưa tới hoặc còn quá hiếmhoi ở thị trường Việt

Tốc độ refresh cũng nhân đôi

Một đổi thay đáng kể ở thế giới TV LCD là tốc độ quét hình của nhiều sảnphẩm mới đây đã nhân lên gấp đôi, khoảng 100 Hz hoặc 120 Hz tùy từng khuvực Trong khi đó, các TV thông thường chỉ đạt tốc độ refresh 50 Hz hoặc 60lần mỗi giây (60 Hz) Tốc độ này quyết định độ trong của hình ảnh, loại bỏhiện tượng bóng ma, đặc biệt là khi xem phim hành động hoặc các kênh thểthao