Nghiên cứu, tìm hiểu đầu đĩa DVD

Mục lụcLời nói đầu4Phần I. CD VÀ VCD5CHƯƠNG I. TỔNG QUAN VỀ CD51.1. Khái niệm chung về CD.51.1.1. CD:51.1.2. Phân loại máy hát đĩa Compact.51.1.2.1. Home CD Player ( máy CDgia dình).51.1.2.2. Auto CD Player (máy CD dùng trong xe hơi).51.1.2.3. Potadle CD Player (máy CD xách tay).51.1.2.4. Combination CD: máy hát CD kết hợp.51.1.3. Các thông số tiên biểu của một máy CD.51.1.4. Cấu trúc đĩa Compact:71.1.5. Tốc độ quay của đĩa.81.1.6. Quá trình tạo đĩa gốc.81.1.7. Sơ đồ khối máy CD.9CHUONG II10TỔNG QUAN VỀ VCD102.1. Các thông số kỹ thuật của đĩa VCD và máy VCD102.2. Sơ đồ mạch Vi Xử Lý tín hiệu Video trên máy VCD.102.3. Khối RGB – DAC:112.3.1. Sơ đồ khối RGB – DAC:112.3.2. Khối giải mã RGB (RGB Decoder):122.4. Khối giải nén âm tần( MPEG – Audio Decoder):122.4.1. Sơ đồ khối hoạt động.122.4.2. Khối giải nén MPEG Audio.132.5. Khối máy xử lý tín hiệu và điều khiển.14PHẦN II: DVD17CHƯƠNG I: TỔNG QUAN VÀ LỊCH SỬ PHÁT TRIỂN CỦA DVD171.1. Lịch sử phát triển.181.2 .Giới thiệu chung181.3. Đĩa DVD.181.3.1. Cấu tạo.181.4. Máy DVD.201.4.1. SƠ ĐỒ KHỐI CHUNG CỦA MÁY DVD.211.5 : Một số dạng chuẩn của MPEG 221.5.1. Tiêu chuẩn MPEG221.5.2. Dạng chuẩn nén MPEG – 1.221.5.3. Dạng chuẩn nén MPEG2…221.5.4. Ưu điểm hai chuẩn nén MPEG1 và MPEG2.231.5.5. Dạng chuẩn nén MPEG7…23CHƯƠNG II. CÁC THÔNG SỐ KỸ THUẬT TRONG DVD262.1. Đĩa DVD262.2. Các tham số kỹ thuật của đĩa DVD292.3. Bố trí dữ liệu trên đĩa DVD302.4. Dung lượng của DVD322.5. Cấu trúc đĩa kép352.6. Bộ nhớ đệm352.7. Sector và track DVD352.8. Đặc điểm của DVD362.9. Kỹ thuật chống sao chép362.10. Kỹ thuật mã hoá dữ liệu372.10.1. Mã hoá Video372.10.2. Mã hoá Audio382.11. Tạo khung sửa lỗi402.11.1. Cấu trúc gói dữ liệu sơ cấp402.11.2. Sửa lỗi thuận402.11.3. Mã hoá không quay trở về không412.11.4. Biến điệu 8 qua 16412.12. Tốc độ ổ DVD412.13. Kỹ thuật sửa lỗi trong DVD412.14. Tính năng phát lại Video432.14.1. Dạng MPEG432.14.2. Tỷ lệ tương xứng 432.14.3. Các góc442.15. Các đầu đọc DVD_Video442.16. So Sánh DVD với CD452.17. Các ảnh tĩnh và các lớp phủ452.18. Các tính năng bổ xung45CHƯƠNG III CÁC KHỐI XỬ LÝ TÍN HIỆU KHI PHÁT483.1. Khối chuyển đổi tín hiệu điện thành tín hiệu quang483.2. Khối khuếch đại RF483.3. khối xử lý RF483.4 .Khối Servo DSP483.5. Khối giải mã AV49CHƯƠNG IV CỤM QUANG HỌC TRONG MÁY DVD514.1. Khái quát514.2. Hoạt động bộ quang điện tử514.3. Đầu quang OPU524.4. Diode laser524.5 Focus error524.6. Tracking error54CHƯƠNG V ĐỘ TRUNG THỰC VÀ TÍNH LINH HOẠT555.1. Mục đích thiết kế555.2.Hệ thống bảo vệ tương tự (APS)555.3. Hệ thống xáo trộn nội dung(CSS)555.4. Sử dụng Video trong DVD_Audio565.4.1. Các tính năng Video565.4.2. Một tiêu đề DVD_ Audio mẫu575.5. Âm thanh đa kênh58CHƯƠNG VI SẢN XUẤT DVD596.1. Quy định sản xuất.596.1.1. Tính toán cách sử dụng tốc độ bit606.1.2. Chương trình Audio có phân giải cao606.1.3. Chương trình Video616.1.4. Tốc độ bit cao nhất và tốc độ bit đích626.2 Chuẩn bị nội dung:626.3.Kết tạo646.3.1 Xác định hoạt động tương tác: 656.3.2 Sự định dạngsự kết hợp của đa thành phần:656.3.3 tạo ảnh đĩa:666.3.4. Quản lý chất lượng sao chép :67 6.4. Môi trường sản xuất: 68CHƯƠNG VII ĐIỂU KHIỂN TỪ XA VÀ GHÉP NỐI THIẾT BỊ717.1. Lưu ý về đĩa717.2. Những vấn đề ĐKTX (điều khiển từ xa ) và chức năng các717.2.1. Sự sắp đặt.717.2.2. CHỨC NĂNG CÁC PHÍM717.3. Thiết bị ghép nối74CHƯƠNG VIII KHỐI NGUỒN818.1 SƠ ĐỒ KHỐI MẠCH NGUỒN818.1.1. SƠ ĐỒ818.1.2. NHIỆM VỤ:838.1.3. Nguyên lý hoạt động của mạch nguồn838.1.3.1 Các mức điện áp838.1.3.2. Nguyên lý hoạt động.838.2. Các Pan bệnh thường gặp848.3.Tương lai của kỹ thuật DVD87PHẦN III MÔ HÌNH THỰC TẾ911 SƠ ĐỒ DÀN TRẢI MÁY DVD912.Chức năng và nhiệm vụ của từng khối.91Tài Liệu Tham Khảo92

Mục lục

Lời nói đầu 4

Phần I CD VÀ VCD 5

CHƯƠNG I TỔNG QUAN VỀ CD 5

1.1 Khái niệm chung về CD 5

1.1.1 CD: 5

1.1.2 Phân loại máy hát đĩa Compact 5

1.1.2.1 Home CD Player ( máy CDgia dình) 5

1.1.2.2 Auto CD Player (máy CD dùng trong xe hơi) 5

1.1.2.3 Potadle CD Player (máy CD xách tay) 5

1.1.2.4 Combination CD: máy hát CD kết hợp 5

1.1.3 Các thông số tiên biểu của một máy CD 5

1.1.4 Cấu trúc đĩa Compact: 7

1.1.5 Tốc độ quay của đĩa 8

1.1.6 Quá trình tạo đĩa gốc 8

1.1.7 Sơ đồ khối máy CD 9

CHUONG II 10

TỔNG QUAN VỀ VCD 10

2.1 Các thông số kỹ thuật của đĩa VCD và máy VCD 10

2.2 Sơ đồ mạch Vi Xử Lý tín hiệu Video trên máy VCD 10

2.3 Khối RGB – DAC: 11

2.3.1 Sơ đồ khối RGB – DAC: 11

2.3.2 Khối giải mã RGB (RGB Decoder): 12

2.4 Khối giải nén âm tần( MPEG – Audio Decoder): 12

2.4.1 Sơ đồ khối hoạt động 12

2.4.2 Khối giải nén MPEG Audio 13

2.5 Khối máy xử lý tín hiệu và điều khiển 14

PHẦN II: DVD 17

CHƯƠNG I: TỔNG QUAN VÀ LỊCH SỬ PHÁT TRIỂN CỦA DVD 17

1.1 Lịch sử phát triển 18

1.2 Giới thiệu chung 18

1.3 Đĩa DVD 18

1.3.1 Cấu tạo 18

1.4 Máy DVD 20

1.4.1 SƠ ĐỒ KHỐI CHUNG CỦA MÁY DVD 21

1.5 : Một số dạng chuẩn của MPEG 22

1.5.1 Tiêu chuẩn MPEG 22

1.5.2 Dạng chuẩn nén MPEG – 1 22

1.5.3 Dạng chuẩn nén MPEG-2… 22

1.5.4 Ưu điểm hai chuẩn nén MPEG-1 và MPEG-2 23

1.5.5 Dạng chuẩn nén MPEG-7… 23

2.1 Đĩa DVD 26

2.2 Các tham số kỹ thuật của đĩa DVD 29

2.3 Bố trí dữ liệu trên đĩa DVD 30

2.4 Dung lượng của DVD 32

2.5 Cấu trúc đĩa kép 35

2.6 Bộ nhớ đệm 35

2.7 Sector và track DVD 35

2.8 Đặc điểm của DVD 36

2.9 Kỹ thuật chống sao chép 36

2.10 Kỹ thuật mã hoá dữ liệu 37

2.10.1 Mã hoá Video 37

2.10.2 Mã hoá Audio 38

2.11 Tạo khung sửa lỗi 40

2.11.1 Cấu trúc gói dữ liệu sơ cấp 40

2.11.2 Sửa lỗi thuận 40

2.11.3 Mã hoá không quay trở về không 41

2.11.4 Biến điệu 8 qua 16 41

2.12 Tốc độ ổ DVD 41

2.13 Kỹ thuật sửa lỗi trong DVD 41

2.14 Tính năng phát lại Video 43

2.14.1 Dạng MPEG 43

2.14.2 Tỷ lệ tương xứng 43

2.14.3 Các góc 44

2.15 Các đầu đọc DVD_Video 44

2.16 So Sánh DVD với CD 45

2.17 Các ảnh tĩnh và các lớp phủ 45

2.18 Các tính năng bổ xung 45

CHƯƠNG III CÁC KHỐI XỬ LÝ TÍN HIỆU KHI PHÁT 48

3.1 Khối chuyển đổi tín hiệu điện thành tín hiệu quang 48

3.2 Khối khuếch đại RF 48

3.3 khối xử lý RF 48

3.4 Khối Servo DSP 48

3.5 Khối giải mã A/V 49

CHƯƠNG IV CỤM QUANG HỌC TRONG MÁY DVD 51

4.1 Khái quát 51

4.2 Hoạt động bộ quang điện tử 51

4.3 Đầu quang OPU 52

4.4 Diode laser 52

4.5 Focus error 52

4.6 Tracking error 54

5.3 Hệ thống xáo trộn nội dung(CSS) 55

5.4 Sử dụng Video trong DVD_Audio 56

5.4.1 Các tính năng Video 56

5.4.2 Một tiêu đề DVD_ Audio mẫu 57

5.5 Âm thanh đa kênh 58

CHƯƠNG VI SẢN XUẤT DVD 59

6.1 Quy định sản xuất 59

6.1.1 Tính toán cách sử dụng tốc độ bit 60

6.1.2 Chương trình Audio có phân giải cao 60

6.1.3 Chương trình Video 61

6.1.4 Tốc độ bit cao nhất và tốc độ bit đích 62

6.2 Chuẩn bị nội dung: 62

6.3.Kết tạo 64

6.3.1 Xác định hoạt động tương tác: 65

6.3.2 Sự định dạng/sự kết hợp của đa thành phần: 65

6.3.3 tạo ảnh đĩa: 66

6.3.4 Quản lý chất lượng sao chép : 67

6.4 Môi trường sản xuất: 68

CHƯƠNG VII ĐIỂU KHIỂN TỪ XA VÀ GHÉP NỐI THIẾT BỊ 71

7.1 Lưu ý về đĩa 71

7.2 Những vấn đề ĐKTX (điều khiển từ xa ) và chức năng các 71

7.2.1 Sự sắp đặt 71

7.2.2 CHỨC NĂNG CÁC PHÍM 71

7.3 Thiết bị ghép nối 74

CHƯƠNG VIII KHỐI NGUỒN 81

8.1 SƠ ĐỒ KHỐI MẠCH NGUỒN 81

8.1.1 SƠ ĐỒ 81

8.1.2 NHIỆM VỤ: 83

8.1.3 Nguyên lý hoạt động của mạch nguồn 83

8.1.3.1 Các mức điện áp 83

8.1.3.2 Nguyên lý hoạt động 83

8.2 Các Pan bệnh thường gặp 84

8.3.Tương lai của kỹ thuật DVD 87

PHẦN III MÔ HÌNH THỰC TẾ 91

1 SƠ ĐỒ DÀN TRẢI MÁY DVD 91

2.Chức năng và nhiệm vụ của từng khối 91

Tài Liệu Tham Khảo 92

Lời nói đầu

Nhu cầu giải trí của mỗi thời đại luôn song song với sự phát triển của nềnkinh tế thị trường ở thời đại đó từ những ý tưởng táo bạo đó các nhà khoa học

đã không ngừng nghiên cứu để tạo ra những sản phẩm mới nhằm đáp ứng nhucầu giải trí của con người xóa tan những vất vả nhọc nhằn khi làm việc vàphấn khích hơn khi bắt tay vào công việc mới đó là những giá trị quý giá màngành điện tử đã làm được

Lịch sử của ngành điện tử phát triển qua nhiều giai đoạn với nhiều bướcphát triển vượt bậc Từ những đầu băng Video đơn giản nhớ những thành tựukhoa học của ngày nay làm nền tảng để đi đến CD, VCD, và hiện đại hơn nữa

em trong suốt thời gian quá trình thực tập và làm Đồ Án

Mặc dù đã cố gắng nhưng vì tầm hiểu biết của chúng em còn hạn chế nênkhông tránh khỏi những sai lầm Chúng em rất mong được thầy cô giáo trongkhoa cùng các bạn giúp đỡ sửa chữa bổ xung những thiếu sót trong Đồ ÁnTốt Nghiệp của chúng em

Nhóm chúng em xin chân thành cảm ơn các thầy cô giáo các bạn và đặcbiệt là thầy Hà Quang Thanh đã giúp chúng em hoàn thành Đồ Án TốtNghiệp này

Hà nội, ngày 29 tháng 07 năm 2010

Nhóm thực hiện:

Nguyễn văn nam (12/01/1989) Nguyễn văn nam (05/01/1990) Trần thủy Nguyên

Các tín hiệu Digital được lưu trữ trên các đĩa được dạng các pit (hố) và plat(mặt phẳng) Người ta dùng diode Laser tạo chùm tia đi qua hệ thống thấukính thành 3 tia (hoặc 1 tia tuỳ theo từng máy) Các tia này tập chung hội tụtrên bề mặt của đĩa để dò đúng track (track là các đường tròn đồng tâm đượctạo bởi các pít và plat nằm xen kẽ nhau), ánh sáng phản hồi từ đĩa của chùmtia sẽ phản ánh thông tin lưu trữ vào và lăng kính đổi phương 900, tại ngõ ra tanhận được chùm tia này nhờ photo diode cấp cho khối khuếch đại tín hiệu vàmạch xử lý âm thanh, mạch này biến đổi tín hiệu Digital trở lại tín hiệunguyên thuỷ (Analog) ban đầu cấp cho thiết bị bên ngoài Tivi, Amply, Loa…Chất lượng âm thanh ở ngõ ra của máy hát Compact Disc cao hơn nhiều sovới các máy ghi âm bằng Analog hoặc máy hát đĩa nhựa và nó được trang bị:

- Dải rộng cao (Dynamic Range) do đặc điểm ghi âm bằng kĩ thuật số khắcphục được nhược điểm do hệ thống đầu đọc cơ học gây ra, dải động âm thanhcủa CD có thể đạt được 90 dB

- Đặc tính tách hai kênh rất tốt, do tín hiệu hai kênh trái và phải được tạo ramột cách riêng biệt, âm thanh có chiều sâu, dễ cảm nhận

- Tín hiệu không bị méo và bị biến dạng, hệ số méo nhỏ hơn 0,004% (trong ởđĩa nhựa là 0,5÷1%)

1.1.2 Phân loại máy hát đĩa Compact.

1.1.2.1 Home CD Player ( máy CD gia đình).

Sử dụng điện AC, hình dạng giống một máy Cassette, có bộ phận nạp đĩa

tự động

1.1.2.2 Auto CD Player (máy CD dùng trong xe hơi).

Được sử dụng trong các xe hơi loại đời mới, được gắn Radio_Caste thôngqua jack Audio_Video in, được thiết kế để nạp đĩa ở mặt trước

1.1.2.3 Potadle CD Player (máy CD xách tay).

Được dùng chung với Head Phone, có thể phối hợp nối với Amply bênngoài Ta có thể dùng nguồn điện một chiều như pin, acquy hoặc nguồn ACthông qua bộ nắn dòng

1.1.2.4 Combination CD: máy hát CD kết hợp.

Được thết kế để sử dụng chung CD với bộ phận Radio_Casstte xách tay

1.1.3 Các thông số tiên biểu của một máy CD.

- Type (kiểu) :D.A.S(digital Audio_sytem) hệ thống ghi âm kỹ thuật số.

Đường kính đĩa 12cm.

Bề dày đĩa 1,2mm

- Thời gian phát t ≥ 60 phút, cực đại là 75 phút

- Tia laser được sử dụng đọc đĩa có bước sóng là 780nm (trong máy CDngười ta sử dụng laser bán dẫn, chùm tia trong CD là bức xạ của một diodelaser có bước sóng là 780nm, với bước xạ này rất có hại nếu tiếp xúc gần nhưbỏng da, bỏng mắt nếu nhìn thẳng

- Spindle speed (tốc độ quay đĩa).

Khi đầu đọc ở trong cùng đĩa quay 500 vòng/phút Khi đầu đọc ở ngoàicùng đĩa quay 200 vòng/phút

Trước đây người ta xử lý âm thanh bằng cách ghi âm thanh trước tiếp lênđĩa nhờ các rung động âm thanh theo đường xoắn ốc từ ngoài vào trong đĩa.Trong khi đó ở đĩa CD âm thanh được mã hoá dưới dạng các số nhị phân vàđược ghi trên những vòng tròn đồng tâm gọi track Đầu đọc sẽ thực hiện quátrình đọc từ trong ra ngoài (trong hiểu đĩa cũ LP, tốc độ quay của không đổi,giữ ổn định với 4 tốc độ tiêu chuẩn :78,45,33,16 vòng/phút)

Trong đĩa CD những track nằm trong tâm có chu vi nhỏ hơn những Tracknằm ở bên ngoài, do đó để vận tốc không đổi, vận tốc của đĩa thay đổi từ500÷200vòng/phút

- Số kênh: 2 kênh

- Đáp ứng tần số: 5 ÷ 20Hz

- Số bít dùng trong biến đổi DA: 16bit

- Độ méo hài ≤0,008%

- Tần số lấy mẫu flấy mẫu ≥ 2fmax :44.1KHz

- Lượng tử hoá tín hiệu: 16 bit tuyến tính

- Hệ điều chế tín hiệu EFM: biến điệu 8÷14 bit

- Công suất phát xạ tia laser 0,2mv

- Dải rộng dynamic of range ≥ 90dB

1.1.4 Cấu trúc đĩa Compact:

Đĩa Compact là một đĩa phẳng, tròn có đường kính 12cm được cấu tạo từpolicacbonat Phần tâm của đĩa là lỗ tròn có đường kính 15mm, phần trongsuốt bên ngoài có đường kính 26 ÷ 33mm gọi là vùng kẹp đĩa (clamping area)được dùng để giữ đĩa cố định trên bàn xoay (turntable) nhờ vào cần kẹp đĩatrên máy CD

Lớp bao phủ (bề mặt kim loại nhôm) có bề rộng 46÷117mm để phản chiếutia laser, phần trong đó là phần “lead in”: dẫn nhập là nơi lưu trữ bảng nộidung (table of conte) của đĩa, bảng nội dung được dùng để chứa các thông tinbao gồm tổng số thời gian phát, số các bản nhạc, thời gian dành cho mỗi bảnnhạc…

Phần ngoài cùng của đĩa có bề rộng khoảng 1mm được gọi là vùng dẫn xuấtLead out: Nơi này dùng để chứa thông tin kết thúc chế độ phát (End of play)

120

33

117 46

Phần giới hạn giữ Lead in và Lead out là vùng chương trình dùng để chứathông tin âm nhạc và giới hạn đã phát.

Tín hiệu vào được đổi thành dạng EFM và được ghi lên đĩa theo các chuỗivệt ghi pit (pit) với các chiều khác nhau, có 9 loại vệt hố khác nhau với chiềudài biến đổi từ 0,85÷3,18µm với bề rộng lỗ là 0,5µm, pit ngắn nhất có chiềudài là 0,87µm gọi là pit 3T và pit dài nhất là pit 11T

Các pit(hố) này được sắp xếp một cách xen kẽ và liên tục với plat để hìnhthành một track có khoảng giữa các track là 1,6µm

Máy CD dùng tia laser để đọc dữ liệu trong các hố laser có tính chất là ánhsáng đơn sắc, có tính định hướng mạnh và là chùm tia song song Các tia sángphản xạ trên vùng mặt phẳng plat quay trở về hướng ban đầu, điều này gâylên hiện tượng giảm số lượng các tia sáng ngược theo hướng đến đĩa Bằngcách đo số lượng ánh sáng trở về đổi chúng thành tín hiệu điện và máy sẽ đọcđược dữ liệu trên đĩa

1.1.5 Tốc độ quay của đĩa.

Trong hệ thống CD việc ghi dày đặc tín hiệu lên đĩa, khoảng cách giữa cácbit sẽ bị thay đổi khi đi từ ngoài vào trong Vì vậy hệ thống đọc đĩa cũ CAV:constan an gular velocity (vận tốc góc không đổi ) không còn phù hợp cho hệthống ghi CD

Để tạo ra mật độ tín hiệu ghi không đổi khi đầu đọc đi từ trong ra ngoàingười ta dùng hệ thống CLV (vận tốc không đổi) và được thiết kế chuẩn(1,2÷1,4ms) tương đương với đĩa quay được 500vòng/phút khi đọc track ởtrong cùng về 200vòng/phút khi máy đọc track ngoài cùng của đĩa

1.1.6 Quá trình tạo đĩa gốc.

Bề mặt của đĩa được phủ một lớp hoá chất nhạy cảm ánh sáng, giúp choviệc truyền ánh sáng laser hội tụ trên đĩa khi đĩa quay Các vòng tròn tiếp xúcvới ánh sáng bị ăn mòn Với phương thức này, các pit (hố) dữ liệu được hìnhthành, các bit này dùng để ép thành các đĩa con (play back disc) được dùng để

in thành các đĩa con âm bản Đĩa con được in lên bề mặt của đĩa phát lại màchúng sử dụng trên thị trường

Do giá thành sản xuất của đĩa cha đắt nên người ta nhân bản các đĩa gốcbằng cách thực hiện sao các đĩa Các bề mặt pit của đĩa gốc sau khi hình thànhđược bao phủ bởi một nhựa trong suốt và lớp sơn bảo vệ Cuối cùng côngđoạn gián nhãn hiệu của đĩa

Trên bề mặt đĩa, dữ liệu được mã hoá từ tín hiệu analog được ghi lên đĩadưới dạng các rãnh Mật độ ghi của các đĩa vẫn hạn chế do:

Độ hội tụ tia sáng lên đĩa

Độ chính xác về hình dạng các hố dữ liệu và độ cong của đĩa

Điểm sáng của đĩa được dùng khi phát lại

Độ ổn định và độ tin cậy của thiết bị phải có khoảng ổn định giữa các pit và

1.1.7 Sơ đồ khối máy CD.

H.1.2: Sơ đồ Compact Disc khi phát lại

CD

mechanism

RF AMFFcorcus AMFTrack AMF

Bit Clock - SeperationEFM DemodulationSync Sig.Det

Focusservo

Spindleservo

Sledservo

D/Aconverterrrr

Power

RAM

DeinterleaveError correctionSub- code separation

Tracking

Servo

Audio out R- Channel Audio out

CHƯƠNG II TỔNG QUAN VỀ VCD

2.1 Các thông số kỹ thuật của đĩa VCD và máy VCD.

Ngoài những đặc tính kỹ thuật giống nhau như của CD và đầu CD Theotiêu chuẩn ISO 9000, đĩa VCD đã sử dụng tiêu chuẩn nén MPEG-1 với chấtlượng hình ảnh đạt giống như khi phát theo phương thức VHF và âm thanh cóchất lượng cao như CD Đĩa VCD còn các thông số kỹ thuật (trong phạm vicủa CD-ROM (XA) sau:

1MbpsKhông cho các màn hình màu hiển

thị đan xen nhau

Yếu tố hình tĩnh Kiểu độ phân giải cao là 704×480Kiểu tiêu chuẩn 352×240

Âm thanh số

MPEG – 2Tần số lấy mẫu 44,1KHzTần số truyền đạt số liệu là 224

Kbit/sPhương thức phát Phát thông thường, phát lựa chọnphát chậm tạm dừng.

2.2 Sơ đồ mạch Vi Xử Lý tín hiệu Video trên máy VCD.

Do tín hiệu Video có dải tần rộng nên trước khi ghi tín hiệu này lên đĩangười ta phải tiến hành nén phổ tần lại cho thích hợp, sau đó quá trình phát lạingười ta tiến hành giải nén hiện nay, người ta đã thống nhất tiêu chuẩn nénhình ảnh trong máy VCD là MPEG với hình ảnh có độ phân giải là 252×288

Sơ đồ khối xử lý tín hiệu Video trong máy VCD được minh họa như sau:

H.1.3 Sơ đồ mạch vi xử lý tín hiệu Video trong VCD

Chú giải:

Laser pickup: Khối đầu đọc

RF – AMP: Khuếch đại tín hiệu từ khối đầu đọc

DSP: Xử lý tín hiệu ân thanh

MPEG Video Decoder: Giải mã tín hiệu Video MPEG

RGB Encoder: Giải mã RGB

RF out: Ngõ ra cao tần

2.3 Khối RGB – DAC:

2.3.1 Sơ đồ khối RGB – DAC:

Khối RGB – DAC có nhiệm vụ chuyển đổi các bit dữ liệu chứa hình ảnh(bao gồm các thông tin về chói, màu, đồng bộ…) Thành tín hiệu dạng tương

tự để cung cấp cho ngõ ra của máy thu hình màu, thường người ta đưa dữ liệutheo ba tuyến khác nhau, mỗi tuyến chứa 8 bit để đổi thành tín hiệu RGBdạng Analog

Sơ đồ khối RGB – DAC:

Laser

MPEGVIDEODECODER

VIDEODAC

RGBEncoder

RF out

H.1.4 Sơ đồ tổng quát khối RGB – DAC.

DAC Core: Biến đổi Digital/Analog

2.3.2 Khối giải mã RGB (RGB Decoder):

Khối giải mã RGB có nhiệm vụ lấy các tín hiệu dạng Analog tại ngõ ra đểtái tạo tín hiệu truyền hình, các tín hiệu đồng bộ ngang (H.Sync), đồng bộdọc(V.Sync)…

2.4 Khối giải nén âm tần( MPEG – Audio Decoder):

2.4.1 Sơ đồ khối hoạt động.

Trong máy đọc đĩa hình, ngoài khối giải nén tín hiệu, người ta thiết kế khốichức năng giải nén tín hiệu âm thanh nhằm tái tạo âm thanh vừa được néncùng với tín hiệu hình Ngõ ra tín hiệu âm thanh này được lấy từ khối dữ liệucủa khối giải nén hình ảnh MPEG, sau đó được giải nén, chuyển đổi D/A,tách kênh trái/phải ra, trên khối giải nén âm tần người ta còn thực hiện cácchức năng dành cho Karaoke bao gồm các tầng Mix giữa các ngõ vàoMicrova và âm nhạc nền Tăng âm cho phần Mic…

Input

CoreIn

out

Sơ đồ khối hoạt động của khối giải nén âm tần được minh hoạ như sau:

H.1.5 Sơ đồ khối hoạt động mạch giải nén âm tần

2.4.2 Khối giải nén MPEG Audio.

Sơ đồ giao tiếp:

IC giải nén âm tần (Audio MPEG Decoder)

SCLKDataLRCK

R

- Các chân nhận tín hiệu từ khối giải nén MPEG Video: bao gồm các đường(Status In), S.Data (Serial Data: Dữ liệu nối tiếp), S.ADDR (Seri Addres: địachỉ vào chân nối tiếp).

- Các chân giao tiếp với bộ vi xử lý chủ (Host Computer):

+ R/W: Read/Write: Cho phép đọc/ghi Read mức H, write: Mức L

2.5 Khối máy xử lý tín hiệu và điều khiển.

Khối RF processor có hai nhiệm vụ chính là:

Xử lý tín hiệu

Điều khiển tốc độ đĩa quay

Vì lý do chip này còn được biết đến như là 1 chip RF processor/digitalservo Những tác vụ này phải được thực hiện cho cả hai ứng dụng CD Audio

và DVD

Ngõ vào RF nhận tín hiệu RF từ cụm quang học đọc dữ liệu trên các pit vàlands trên mặt đĩa Trên một oscilloscope Digital nó chụp lại phần tín hiệu códạng sóng hình mắt được tạo ra do kết quả của điều biến 8/16 có hạn chế số 1

và zero có thể theo sau trong một chuỗi liên lạc dữ liệu

Trước khi xảy ra xử lý tín hiệu, tín hiệu Analog từ bộ RF Amp sẽ đượcchuyển về dạng Digital bằng mạch chuyển đổi ADC.ADC cấp các dòng bitDigital cho mạch RF conditioning and processing để xử lý tín hiệu và điềukhiển đĩa quay

+ Khối Servo DSP.

Mạch RF Amp nhận tín hiệu RF từ bộ RF processor thông qua mạch lọcthông thấp RF còn nhận tín hiệu từ bộ diode cảm quang (A, B, C, D, E, F, G,H) Do bộ đầu quang dùng chung cho CD và VCD cung cấp Những tín hiệucảm quang đó được xử lý bởi mạch Digital Servo để tạo ra 3 tín hiệu sai lệch

TE, FE, PI chúng được cấp cho khối Servo DSP để xử lý tiếp

Khối Servo DSP cũng nhận tín hiệu điều khiển tốc độ đĩa từ bộ RF processor.Khối Servo xử lý tín hiệu nhập Servo và cung cấp những tín hiệu điều khiển:Hội tụ, Tracking, Tốc độ đĩa quay, tốc độ đọc tin và độ nghiêng

+ Thủ tục khởi động play back.

Thủ tục khởi động play back gồm có 4 quá trình:

Motor đĩa quay với tốc độ trườn đối cao

Chùm laser chiếu lên đĩa rồi phản quang và được nhóm photodiode cảm nhận

để tạo ra tín hiệu RF

Motor trượt làm dịch chuyển bộ đầu quang lướt qua đĩa từ tâm phía ngoài rồilại quay trở về phía tâm đĩa để xác định kích thước và tạo ra tín hiệu sai lệchtracking

Cuộn hội tụ kính vật kính lên, xuống để thực hiện dò tìm hội tụ

Tách dò CD/VCD

Khi đầu quang lướt qua vệt ghi nó tạo ra một tín hiệu sai lệch ghi TE NếuTE=0.4V thì nó là đĩa DVD nếu TE = 2V thì nó là CD

RFAmp/digitalservo

ServoDSP

SystemControlmicroproceeor

Focus andTracking coil

Và spinded Sled and tiltSmotorsdrivers

Actuators(coils)Andmotor

Vật kính di chuyển lên xuống theo hình chữ S ngang qua điểm hội tụ đúng.Mức tín hiệu RF tăng lên khi trùm tia tiến về điểm hội tụ đúng ta có được tínhiệu FOK hướng cong hội tụ Đồng thời lúc này RF tiến về giá trị cực đại rồilại bắt đầu hạ xuống Vào thời điểm này vòng mạch Servo bật lên và thế làmột Focus được thiết lập.

Tách dò lớp đơn/kép

Khác nhau giữ DVD loại một lớp là ở chỗ cường độ tia laser phản chiếu làmạnh hay yếu Điều này được phân biệt bởi tín hiệu PI xuất hiệu trong suốtkhoảng thời gian dò tìm hột tụ

Điều khiển tracking

Chùm tia chiếu đúng vào vệt vào vệt ghi do hai yếu tố: Cuộn tracking vàMotor đọc tin Sled Motor dữ đầu quang dịch chuyển theo tracking hình xoắn

ốc và sẵn sàng nhảy track khi có lệnh nhảy track

PHẦN II: DVDCHƯƠNG I: TỔNG QUAN VÀ LỊCH SỬ PHÁT TRIỂN CỦA DVD

1.1 Lịch sử phát triển.

Năm 1993, hai tiêu chuẩn lưu trữ quang học mật độ cao (high-density) bắtđầu được phát triển, một là đĩa MultiMedia Compact Disc, được hỗ trợ bởiPhilips và Sony, và định dạng còn lại là Super Density Disc, hỗ trợ bởiToshiba, Time Warner, Matsushita Electric, Hitachi, Mitsubishi Electric,Pioneer, Thomson, và JVC Tổng giám đốc IBM, Lou Gerstner, đóng vai trònhư một người “mai mối”, đã tạo nên một nguồn lực thúc đầy hai bên tạo nênmột định dạng chuẩn chung duy nhất, khi ông thấy trước sự tái hiện cuộcchiến định dạng videotape giữa VHS và Betamax vào những năm 1980

Philips và Sony từ bỏ định dạng MultiMedia Compact Disc của họ và đồng

ý hoàn toàn với định dạng SuperDensity Disc của Toshiba với một sự thay đổiduy nhất, đó là việc chuyển đổi thành EFM Plus modulation EFMPlus đượcchọn bởi vì nó có khả năng đàn hồi chống lại những va chạm giống như vếtxước và dấu vân tay EFMPlus, được tạo ra bởi Kees Immink, cũng chính làngười đã thiết kế EFM, là 6% kém hiệu quả hơn 6% so với công nghệ nguyênthủy của Toshiba, dẫn đến kết quả tạo nên dung lượng 4.7 GB thay vì nguyêngốc là 5 GB Kết quả là bản ghi chi tiết kỹ thuật của DVD, định dạng cho cácđầu xem phim DVD và các DVD-ROM ứng dụng cho máy vi tính, ra đờitháng 12 năm 1995 Vào tháng 5 năm 1997, Liên hiệp DVD (DVDConsortium) được thay thế bởi Diễn đàn DVD (DVD Forum), được mở racho mọi công ty

Sự phát triển phía trước là nền tảng cho phát minh về sau Trong lĩnh vựcnày VCD vừa bước vào thị trường không lâu thì trên thế giới người ta đã cho

ra thị trường loại máy SDDVD (đĩa hình kỹ thuật số mật độ cao) Các loạimáy này đều thực hiện tiêu chuẩn nén hình MPEG- 2, độ phân giải 720×480.Nếu hai loại đĩa HCD và Và SDVD của các hãng đối đầu với nhau trên thịtrường thì người tiêu dùng và người sản xuất chương trình giải trí rất khókhăn trong việc lựa chọn Cuối cùng các tổ chức công nghiệp và hãng sảnxuất đã hợp tác với nhau và đưa ra thống nhất cho ra đời một loại đơn mớidung lượng cao Đến tháng 8 năm 1995 họ đã cho ra đời chuẩn mới kết hợp

cả tiêu chuẩn và lấy tên là DVD

Cùng với sự giúp đỡ của các hãng sản xuất nổi tiếng thế giới sau khi đạtđược thoả thuận về bản quyền và một số vấn đề cần thiết Cuối năm 1996 cácchuẩn DVD và DVD_ROM bắt đầu được đưa vào thị trường.

1.2 Giới thiệu chung

DVD(Digital Versatile Disc) là bước tiến tiếp theo của kỹ thuật CD, VCD

Do dung lượng có hạn của các đĩa CD(680Mb) cũng như tỷ số bit thấp đã làmcho các đĩa CD không phù hợp với các ứng dụng băng rộng, yêu cầu dunglượng lưu trữ lớn như Video số chất lượng cao Năm 1994, SONY và Phillipsgiới thiệu đĩa quang cho ứng dụng đa phương tiện MMCD (Multi MediaCompact Disc) Năm 1995, Toshiba và TimeWarner giới thiệu loại đĩa quang

có mật độ cao SD (Super Density Disc) Năm 1996, DVD_ Video, định dạngDVD đầu tiên ra đời có những tính năng kỹ thuật được ghi trong sổ lệnh B(Book B) Hiệp hội các nhà sản xuất sau đó đã phát triển các định dạng DVD

Từ đó đến nay, các đĩa DVD dần dần trở nên phổ biến và chiếm lĩnh phần lớnthị trường bởi giá thành đĩa và đầu đọc đĩa ngày càng rẻ, dung lượng đĩatương đối lớn

Các định dạng DVD bao gồm DVD_Video, DVD_ROM, DVD_RAM,DVD_Audio, DVD_R, DVD_RW

Các chỉ tiêu kỹ thuật của các định dạng trên được ghi trong 5 quyển sổ lệnh(A tới E) được xuất bản bởi DVD Forum

Hệ tthống file trong đĩa DVD sử dụng theo tiêu chuẩn UDF và ISO 9660 vàISO 13346 Định dạng DVD_Video sử dụng phương pháp mã hoá MPEG choVideo và mã hoá Dolby Digital cho Audio còn DVD_ Audio thì sử dụngnhiều kiểu mã hoá cho Audio

Nếu như các đĩa CD được thiết kế như một định dạng lưu trữ Audio thì cácđĩa DVD được thiết kế như một định dạng lưu trữ nhiều kiểu dữ liệu Các dữliệu trên đĩa DVD đều được đánh địa chỉ và có thể truy cập ngẫu nhiên

1.3 Đĩa DVD.

1.3.1 Cấu tạo.

Đĩa DVD gồm có 6 lớp

Mắt đọc thông tin

Việc phân bố dữ liệu trên đĩa được chia ra làm 4 vùng:

-Vùng ngoài cùng (Lead out area): Vùng dẫn đạo phía ngoài

-Vùng chính (Data area): Đây là vùng ghi dữ liệu Audio

-Vùng (Lead in area): Đây là vùng ghi dữ liệu điều khiển

- Vùng trong cùng là vùng cắt Bust: Đây là vùng để in dấu thông tin đặctrưng của đĩa như các mã ID, số Serial hay bất cứ thông tin nào khác tuỳ theonhà sản xuất đưa vào

Một số loại DVD ghi được

DVD_RAM

DVD_R

DVD_RW

DVD+RW

* Các phương pháp ghi và ưu điểm của mỗi phương pháp ghi

+ Ghi đảo pha và ZCLV.

Ưu điểm của phương pháp ghi này là cho phép ghi dữ liệu nên cả land vànhuộm

+ Ghi theo kỹ thuật nhuộm.

Ưu điểm của phương pháp này là có thể ghi 1 lần nhưng đọc nhiều lần

+ Ghi ra số.

Bảng so sánh các DVD ghi được

Mạch điện

KĐ trước Servo

Mạch Điều khiển đĩa quang (ODS)

Bộ chuyển đổi D\A

Bộ XL tín hiệu Servo

Diode phát quang

Ký tự (OSD)

Bộ vi xử lý hiển thị thao tác(CPU phụ)

Hiển thị

Thu điều khiển xa

mạch điện thao tác

CPU Điều khiển hệ thống

16M SRAM

Bộ nhớ AM

Bộ giải

mã thị tần

MC

44724 AVFU

.Y PB PR

Bộ KĐ kích tần AV33581S

Bộ giải

mã AV

AV DEC MPEG-2

bộ

KĐ thị tần DVD

1) đầu ra

âm tần

R Đầu ra thị tần S

S

1.5 : Một số dạng chuẩn của MPEG

1.5.1 Tiêu chuẩn MPEG

Nhóm chuyên gia về ảnh động (The Motion Picture Experts Group-MPEG) đã

từ bỏ những tiêu chuẩn đã xây dựng cho việc nén ảnh số trước đây Về côngnghiệp đĩa quang, năm 1988, Ủy ban tiêu chuẩn quốc tế đưa ra các phương pháp

mã hoá số các bit và cũng chỉ rõ quá trình giải mã được sử dụng để xây dựng lạicác chuỗi bit và các khung của mẫu Video và Audio thông qua các quy tắc hoặcthuật toán đã xác định trước Vào năm 1990, Ủy ban MPEG đã phát triển một cúpháp về cấu trúc dữ liệu cho dạng nguồn vào Trong đó Video và đĩa Compact sửdụng tốc độ dữ liệu kết hợp là 1,5 megabit trên 1 giây Sau này, dự án MPEG-2 đã

mở rộng ra cả các chương trình tốc độ HDTV và SDTV trên nhiều môi trường nhưđĩa, thu thanh truyền thông và băng từ

để mã hoá, tín hiệu PCM

Ba lớp của tiêu chuẩn MPEG Audio đáp ứng cho các chế độ khác nhau bao gồm:Chế độ mono: Chỉ có kênh Audio

Chế độ Clual mono: Có hai kênh Audio độc lập

Chế độ stereo: Các kênh âm thanh nổi

chế độ Joint stereo: Phối hợp quan hệ giữa các kênh âm thanh nổi

1.5.3 Dạng chuẩn nén MPEG-2

Năm 1994 tiêu chuẩn thứ 2 được thành lập, có tên gọi là MPEG-2(ISO/IEC13818), là sự mở rộng của tiêu chuẩn MPEG-1, đã được định nghĩa nhằmđáp ứng các nhu cầu của các ứng dụng mới như:

Tiêu chuẩn MPEG là đa năng, cho phép đạt chất lượng cao, tốc độ truyền số liệunhanh và thiết bị phức tạp Chất lượng Audio có thể thay đổi trong phạm vi rộngtuỳ thuộc vào tốc độ dòng bit từ thấp đến cao, tốc độ số liệu từ 32-1066 Kbit/s.Phạm vi rộng này được thực hiện bởi việc chia khung số liệu Audio MPEG-2thành 2 phần, một phần là dòng bit gốc thích ứng MPEG-1 (384Kbit/s của mức 2),

và phần còn lại là dòng bit mở rộng Với mức 3 cho tốc độ dòng bit là 64 Kbit/strên một kênh, có thể nén tín hiệu có tốc độ 320Kbit/s tức là mã hoá được một tínhiệu có độ rộng dải thông bằng 5 kênh Audio Điều này nói lên rằng có các thuậttoán mã hoá mới được dùng ở phía máy phát hình mà không cần thay đổi ở phía

Sub-band Sams: Các mẫu bằng phụ: LO/RO Basic stereo = kênh âm thanh nổi cơbản trái, phải: Multi-lingual Commentary = chú thích đa âm: MC predictor = dựbáo Audio kênh: Muliti – Chanel (MC) Audio Data information = thông tin số liệuAudio đa kênh Hình 3.8: Định dạng dòng bit số liệu Audio chuẩn MPEG-2 mởrộng của chuẩn MPEG-1.

Trong tiêu chuẩn MPEG-2 có thêm các tần số lấy mẫu mới (16,22,05,24Khz)

Nó cho phép truyền băng trong khoảng 7,5÷11KHz và cho chất lượng cao khi tốc

độ dòng số liệu nhỏ hơn 64Kbit/s cho mỗi kênh

Khả năng ứng dụng đa kênh (tốc độ bit trong Audio kênh có thể mở rộng trên1Mbit/s đến tốc độ cho chất lượng cao) Những số liệu này được gửi trong khoảngtrống dành cho số liệu phụ của cấu trúc khung số liệu Audio MPEG-1

Tiêu chuẩn Audio MPEG-2 phát triển sau và tương thích với tiêu chuẩn MPEG-1.Nhưng bộ giải mã MPEG-1 chỉ có thể giải mã được kênh trái và phải của dòng sốliệu Audio MPEG-2 Tất cả các lớp MPEG-1 và MPEG-2 đều giống nhau

1.5.4 Ưu điểm hai chuẩn nén MPEG-1 và MPEG-2.

- Dòng bit MPEG-1 có thể mở rộng thành dòng MPEG-2 một cách dễ dàng

- Từ dòng bit MPEG, mỗi giải mã MPEG có thể tách các tín hiệu mono hoặc cáctín hiệu Stereo và các tín hiệu MPEG-2 còn lại

- Trong hệ thống MPEG có thể đồng thời truyền (ngoài các tín hiệu Audio) nhiềuthông tin phụ, ví dụ thông tin về RDS (Radio Date System = hệ thống lịch sử củađài ) lời các bài hát ,thông tin về các loại chương trình,thông tin Fax hoặcmodem Dòng số liệu phụ có thể thay đổi trong quá trình phát sóng Nó có thể liênkết hai chiều giữa hai phía phát và phía thu (tương tác) Hệ thống tương tác chophép thu chương trình riêng mà mình yêu cầu

- MPEG-1 được dùng rộng rãi với kỹ thuật chuyên dụng, ví dụ truyền và phânphối số,Audio,chuyển đổi –I Multimedia ,dựng kinh tế số

- Tiêu chuẩn MPEG được sử dụng rộng rãi trong những năm tới,cho phép sử dụngphát thanh số trên mặt đất và qua vệ tinh DAB (Digital Audio Broadcasting)vàDBV cho truyền hình vệ tinh , truyền hình cáp và phát sóng trên mặt đất kỹ thuậtsố

1.5.5 Dạng chuẩn nén MPEG-7

- MPEG (ISO/ IE SC29/WG11) cho ra đời bản thảo mới nhất nhằm tận dụng băngtần và siêu dữ liệu trong việc sản xuất chương trình truyền hình Bản thảo này đồngnhất với các bản thảo của MPEG đã sản xuất trước đây.MPEG nhận thấy các bộchuẩn hoá đó có thể miêu tả các kiểu thông tin riêng biệt MPEG có một kế hoạchcho việc chuẩn hoá của chúng , kết hợp với các điều kiện dùng cho MPEG-7 làm

cơ sở cho lớp ứng dụng

+ Đối tượng của MPEG-7 ( MPEG-7 Objective)

Hiện nay trên thế giới thông tin nghe nhìn được số hoá trở nên phổ biến và đượcnhiều người ưa chuộng Trước khi sử dụng một thông tin nào đó thì cần phải thiếtlập chúng đồng thời việc tìm dữ liệu cần thiết ( những thông tin quan trọng ) ngàycàng khó hơn Hiện nay xuất hiện một giải pháp cho việc tìm kiếm các thông tinnguyên bản trên trang Wed mở rộng toàn cầu (World Wide Wed ) nhiều cácnghiên cứu có giá trị viết trên giấy tờ và được nhiều người quan tâm Tuy nhiêntrong lĩnh vực nghe nhìn là cực khó Các kênh truyền số phát triển mạnh mẽ gâykhó khăn cho việc lựa chọn ra một kênh ( TV, Radio ) hoàn hảo.

Khoảng 1 năm trước đây MPEG đã đưa ra một giải pháp để giải quyết những vấn

đề ở trên Thành viên mới của gia đình MPEG có tên gọi là “Multimedia ContentDescription Interface”-giao diện mô tả truyền thông Audio phương tiện –và đượcgọi tắt là MPEG-7.Nó sẽ phát huy khả năng đặc biệt giải quyết phù hợp nội dungcòn tồn tại đến ngày nay, bao gồm nhiều loại dữ liệu

Trong kế hoạch khác, MPEG-7 sẽ đưa ra một tiêu chuẩn cho bộ mô tả có thểđược dùng để mô tả nhiều loại thông tin truyền thông khác nhau Sự mô tả nàyđược kết hợp với chính nột dung của nó, cho phép tìm kiếm dữ liệu cho quyền lợicủa người dùng một cách nhanh chóng và hiệu quả

MPEG-7 không dựa vào cách mã hoá của dữ liệu nó được xây dựng trongMPEG-4, tiêu chuẩn cung cấp cách mã hoá dữ liệu nghe nhìn của vật thể có mốiliên hệ nào đó trong thời gian và không gian (trên màn hình tín hiệu Video và trongphòng với tín hiệu Audio) Khi dùng kiểu mã hoá MPEG-4, nó có thể gán sự mô tảcác yếu tố bên trong cảnh vật, cho phép truy cập riêng lẻ các yếu tố này MPEG-7

sẽ thừa nhận sự khác nhau ở chính cách miêu tả chính nó và đưa ra các mức khácnhau đối với mỗi sự phân biệt đó

Vì các đặc trưng miêu tả phải mang đầy đủ ý nghĩa trong phạm vi của các ứngdụng, chúng sẽ khác với mỗi lĩnh vực người dùng khác nhau và ứng dụng khácnhau ở đây chú ý rằng những dữ liệu giống nhau được dùng những hiểu biết khácnhau của các đặc trưng, phù hợp với phạm vi ứng dụng Ví dụ về dữ liệu thị giác:Một mức dưới của khái niệm trìu tượng sẽ được mô tả bởi hình dáng, kích thước,màu sắc, sự cử động và vị trí (nơi ở trên màn hình có thể tìm thấy vật) và đối vớiAudio: Giọng nói, tâm trạng, nhịp độ, thay đổi nhịp độ, vị trí ở trong không gian

âm thanh Ở mức cao sẽ gửi nghĩa của thông tin như “đây là cảnh một con chó nâuđang sủa ở bên trái và một quả bóng xanh đang rơi xuống ở bên phải, cùng vớitiếng động đang phát ra từ những chiếc ôtô bên dưới” Tất cả sự mô tả này là tiếntrình mã hoá theo cách có hiệu quả (hiệu quả cho việc tìm kiếm đó) Mức trunggian của khái niệm trừu tượng cũng có thể được tồn tại

Các mức trên được liên hệ với các đặc trưng: Một vài đặc trưng thấp được sao chép

tự độ đầy đủ, đặc trưng mức cao lại cần thiết hơn nhiều cho hoạt động của conngười

Bên cạnh nội dung miêu tả này, các mức còn cần thiết thông tin về những dữliệu truyền thông đa dạng

Phạm vi của tiêu chuẩn MPEG-7

MPEG-7 sẽ gửi ứng dụng có thể lưu trữ (trên đầu dòng hoặc cuối dòng) hoặctruyền tải chúng (chúng hình, qua modem, trên internet) và khai thác ở trong haimôi trường thời thực (real- time) và không thực (non real – time) Một một trườngthời gian thực có nghĩa rằng thông tin được kết hợp nội dung trừ khi nó được lưugiữ lại

Hình 2.4

Hình 2.4 hệ thống xử lý MPEG-7 đồng giải thích cả phạm vi của tiêu chuẩnMPEG-7 Hệ thống này bao gồm các đặc tính miêu tả chúng và dụng cụ tìm kiếm(search engine) Để tác dụng đầy đủ khả năng sự miêu tả MPEG-7, việc tự độngkhai thác như vậy không phải lúc nào cũng được Vấn đề ở đây là sự chuẩn hoánày được quy định để cho phép vận hành với nhau trừ khi có khoảng cách trongcạnh tranh công nghiệp Vấn đề khác không phải là phân tích tiêu chuẩn mà chophép sử dụng một cách hiệu quả với những phạm vi cho phép

+ Quan hệ giữa MPEG-7 với họ MPEG.

MPEG-7 được sử dụng độc lập với các tiêu chuẩn khác của MPEG.MPEG-7giống MPEG-4 ở chỗ định nghĩa miêu tả của dữ liệu nghe nhìn ở chỗ trong phạm

vi của vật thể Sự đại diện này là cơ sở để xử lý theo từng loại MPEG-7 dùng đểcải tiến các chức năng của các MPEG trước đây Các chức năng này là sự chuẩnhoá của các mô tả nội dung hệ thống truyền thông Tuy nhiên, MPEG-7 sẽ khôngthể thay thế hoàn toàn MPEG-1, MPEG-2, MPEG-4

Standard

Feature

extraction

Chương II.

CÁC THÔNG SỐ KỸ THUẬT TRONG DVD2.1 Đĩa DVD

Nguyên tắc căn bản của việc ghi dữ liệu trên đĩa DVD cũng tương tự như trong

CD Audio và CD_ ROM tức là tạo ra các pit và các land Trong kỹ thụât DVD,người ta sử dụng chùm tia laser có bước sóng ngắn hơn trong CD (Bước sóngkhuyến nghị trong kỹ thuật CD là 680nm trong khi đó bước sóng khuyến nghịtrong kỹ thuật DVD là 635nm và 650nm) cùng với hệ số NA(numerical Aperture)của thấu kính trong cụm quang học của máy ghi/đọc đĩa DVD lớn hơn trong kỹthuật CD nên kích thước của đốm laser (beam spot) nhỏ hơn trong CD, cho phépchùm tia laser hội tụ trên 1 kích thước pit nhỏ hơn và khoảng cách giữa các trackcũng nhỏ hơn trong CD

Đĩa CD chỉ có 1 lớp nền trong khi đó đĩa DVD có 2 lớp nền dày 0,6 mm gắn áplên 2 mặt đĩa tạo độ cứng chắc tránh được đĩa cong vênh

Đĩa DVD có thể chỉ ghi dữ liệu trên 1 mặt(mặt đơn: Single-Side) hoặc cả 2mặt(mặt dôi: Double Side), ở mỗi mặt có thể có một lớp ghi (lớp đơn: Single layer)hoặc 2 lớp ghi (Dual layer) Do đó có 4 cấu trúc định dạng đĩa DVD như sau:

Hình vẽ: Đĩa DVD_5 (4,7 Gb): single-side, single-layer.

Hình vẽ: Đĩa DVD-9 (8,54 Gb): Single-Side, Dual-layer.

Hình vẽ: Đĩa DVD_10(9,4 Gb):Double_side, Single-layer

Hình vẽ: Đĩa DVD_18(17,08GB):Double-side, Dual- layer.

(Chú ý: 1Gb=109 bytes)

Hình vẽ: So sánh giữa đĩa CD và đĩa DVD về kích thước pit và khoảng cách giữa

các track.

Type Size Side and

layersa

Billio

n ofBytes

b

Gigabyteb

Approxplayingtimec

4 DVD-ROM (DVD-14) 12 cm 2 side (1 and 2players) 13.24 12.33 6.25h

1 side(2 player

2.2 Các tham số kỹ thuật của đĩa DVD

Tham số

Đường kính lỗ thủng giữ cho

đĩa quay

15mm(+0.15/_0.00)

Khu vực bảo vệ phía trong Đường kính từ 33 tới 44mm

tới 47 (±0.10) mmKhu vực dẫn nhập

(Lead-In area) Đường kính từ 45.2 tới 48 mm(+0.0/_0.4)

Khu vực ghi dữ liệu

(Data area) Đường kính từ 48 mm (+0.0/_0.4) tới116 mm (với đĩa12-cm) hoặc tới 76

mm (với đĩa

8-cm )

Khu vực bảo vệ phía

ngoài

Đường kính từ 117 đến 120 (đĩa 12cm) hoặc 77 đến 80 mm (đĩa 8cm)Khoảng cách giữa 2 track kề

Độ dày của khoảng không gian

Chiều dài pit nhỏ nhất (3T) 0,4µm cho đĩa SL; 0,44 µm cho đĩa DL

Chiều dài pit dài nhất (14T) 1,87 µm cho đĩa SL; 2,05 µm cho đĩa DL

vòng/phút ở vùng ghi dữ liệu)

bên ngoài và xoáy trôn ốc theo chiều ngượckim đồng hồ với lớp bên trong

Bước sóng laser khuyến nghị 635nm hoặc 650nm

Vùng dẫn nhập (Lead-In) bao gồm các thông tin về nhận dạng vùng (Initial Zone),

mã tham chiếu (reference code), buffer zone 1, buffer zone 2 và vùng dữ liệu điềukhiển Vùng dữ liệu điều khiển bao gồm 16 sector bao gồm các thông tin về kíchthước đĩa, lớp đơn/ lớp kép, đường dẫn track, thông tin về nhà sản xuất đĩa, bảnquyền.Vùng dẫn nhập kết thúc tại đĩa chỉ 02FFFF

Vùng phía ngoài đĩa là vùng dẫn xuất (lead- out)

Vùng BCA (Burst Cutting Area) là vùng có thể có có thể không (optinal area), nónằm ở khu vực có bán kính nhỏ hơn so với khu vực lead-in Vùng BCA dung để indấu thông tin đặc trưng của đĩa như các mã ID, số serial hay bất cứ thông tin nàokhác mà nhà sản xuất muốn đưa vào Vùng BCA được quy định phải trong khoảnggiữa bán kính từ 44,6 đến 47mm Với những đĩa 2 lớp mà 2 lớp này bao gồm nộidung liên quan tới nhau (ví dụ cả 2 lớp của đĩa đều ghi dữ liệu của cùng 1 bộ phim)thì dữ liệu trên đĩa có thể tổ chức theo 2 cách khác nhau phụ thuộc vào từng ứngdụng

-Kiểu PTP(Parallel Trạck Path): 2 lớp cùng bắt đầu tại phần trong cùng và kết thúctại phần ngoài cùng của đĩa ở vùng dẫn xuất Kiểu này phù hợp cho ứng dungDVD_ROM

-Kiểu OTP(Opposite Track Path): Lớp 0 bắt đầu tại ID và lớp 1 bắt đầu khi lớp 0kết thúc Với những đĩa có dữ liệu tổ chức theo kiểu OTP, chỉ có 1 vùng Lead- in(ở lớp 0) và 1 vùng Lead-out (ở lớp 1) và 2 vùng trung gian (middle areas) Kiểunày phù hợp với ứng dụng DVD_Video khi mà 1 bộ phim có thể ghi trên cả 2 lớp

Sử dụng kiểu OTP cho phép việc đọc dữ liệu từ lớp 0 tới lớp 1 nhanh hơn

Hình vẽ: Kiểu PTP và kiểu OTP ở đĩa DVD 2 lớp.

Dữ liệu trên đĩa DVD được ghi trên đĩa dưới dạng các sector vật lý 1 sector dữliệu bao gồm 2064 byte trong đó có 2048 byte dữ liệu và 16 byte header

Phần header bao gồm 4 byte nhận dạng (ID), 8 byte dữ kiệu khác và 4 byte cho mãphát hiện lỗi EDC (Error Detection Code) Trong 4 byte nhận dạng có 1 byte vềthông tin sector và 3 byte về số sector Mã đồng bộ được cộng vào đầu của từngnhóm 91 bytes trong khi ghi các sector, có tổng cộng 52 byte đồng bộ được cộngvào 1 sector Sạu khi dữ liệu EDC được đưa vào, mã RS_PC cũng được đua vào

Mã này sử dụng tổ hợp của 2 mã Reed- Solomon (C1 và C2) để tạo ra mã mới.bằng việc sử dụng EDC và RS_PC đĩa DVD có khả năng phục hồi được 2800 byte

dữ liệu hỏng trong khi con số này ở CD chỉ là 500 byte Mã RS_PC được dung cho

2048 byte dữ liệu chính, mỗi block mã cung cấp khả năng sửa lỗi cho 16 sector dữliệu, cứ 302 byte mã sửa sai được cộng vào cho mỗi một sector

Trong thực tế, từ 2048 byte dữ liệu chính trong 1 sector sẽ tăng lên tới 2418 byte( 2048 byte dữ liệu+ 16 byte header, 302 byte mã sửa sai, 52 byte đồng bộ)

Hình vẽ: Các dữ liệu DVD trong các sector.

Các cấu trúc của đĩa DVD được tham chiếu bằng các dung lượng của chúngGigabyte(GB) được làm tròn (vì mục đích tiện lợi) nên thành số nguyên kế tiếp.Trong thế giới máy tính thì 1GB =1 triệu KG mỗi KB = 1024 byte, tuy nhiên trongDVD dung lượng dữ liệu và tốc độ dữ liệu được đo bằng bội số đơn giản Ví dụ1KB = 1000byte (không phải = 1024byte) 1MB = 100triệu byte, 1GB = 1tỷ byte.Dung lượng của các cấu hình DVD

DVD_9 riêng biệt nhập thành một Tuy nhiên vẫn cần cấu hình DVD_14 nhưngkhông được đề cập trong thông số kỹ thuật DVD

D V D 5

D V D 9

D V D 1 0

D V D 1 8

Bảng dưới đây cho thấy các định dạng khác nhau của DVD cùng những đặctính: chuẩn DVD, kích thước đĩa, số lớp, dung lượng lưu trữ tính theo 2 kiểu :1Kb=1000 Bytes và 1KB= 1024 Bytes, thời gian phát Video theo chuẩn SD(Standard Play)

2.5 Cấu trúc đĩa kép.

Những yêu cầu được xem xét ban đầu đối với DVD_Audio là các đĩa dạng mới

có thể đọc được trên các đầu đọc DVD hiện có

Dựa vào công nghệ kép được phát triển cho DVD, những đĩa này được kết hợpmột lớp đĩa CD thông thường với một lớp bán trong suốt chứa thông tin DVD mật

độ cao Ý tưởng đó mong muốn là đĩa sẽ được đọc lớp CD nếu được đặt trong đầuđọc CD_Audio thông thường Còn khi đĩa được đặt trong đầu đọc DVD thì toàn bộ

dữ liệu trên đĩa máy đều đọc được Tuy nhiên chi phí cho việc sản xuất đĩa képCD+DVD này lại lớn hơn chi phí sản xuất đĩa DVD lớp đơn mà lại khó ứng dụngnên không có hãng sản xuất nào không báo cáo kế hoạch sản xuất

Mặt khác chi phí cho việc sao chép đĩa DVD và sao chép đĩa lớp kép chắc chắn sẽgiảm xuống nhưng những chi phí này sẽ không thể bằng chi phí sản xuất CD thôngthường trong một thời gian dài Điều này càng chứng tỏ một đĩa mật độ kép vớimột lớp CD nhập vào DVD_Audio sẽ không thể được ra đời trong bất cứ thời điểmnào trong tương lai gần đây

2.6 Bộ nhớ đệm.

Tất cả các đầu đọc DVD đều tích hợp bộ nhớ đệm, đầy thực chất là các chip bộnhớ được đặt vào bo mạch để cho phép lưu trữ liệu dưới dạng các segment phânloại lớn hơn trước khi chuyển vào PC, một bộ nhớ đệm thông qua thường có128KB Các ổ ghi vào có ổ nhớ đệm lớn hơn nhiều 2-4MB, để tránh hiện tượngtràn bộ nhớ và đảm bảo cho quá trình ghi dữ liệu được hoàn hảo, hay các đầu đọcDVD có tốc độ đọc đĩa càng cao thì có bộ nhớ đệm với dung lượng càng lớn

2.7 Sector và track DVD.

Các pit (hố) và plat (mặt phẳng) được sắp xếp xen kẽ nhau tạo thành các vòngtròn đồng tâm gọi là track, các track xoắn đơn với khoảng cách 0,74µm giữa cácvòng tròn tương ứng với mật độ các track là 1351track/mm hoặc 34324track/inch.Như vậy tổng cộng sẽ có khoảng 49324 vòng và 11,8Km chiều dài track Track là

tổ hợp các Sector, mỗi Sector chứa 2028 byte dữ liệu

Mỗi pit trên DVD sâu 0,105µm, cả pit và plat hay land có chiều dài như nhaubằng (0,4÷1,9)µm nhỏ hơn so với đĩa CD có độ sâu pit là 0,1µm, rộng 0,5µm dài(0,87÷3,18)µm

Dung lượng của đĩa DVD lớn hơn rất nhều dung lượng của đĩa CD do:

- Độ dài pit nhỏ hơn 2,25 lần (0,4÷1,9)µm

- Khoảng cách giữa các track giảm 2.16 lần

DVD bị người ta giới hạn của các vùng do 8 hãng sản xuất lớn nhất ban hành hạnchế này là nhằm hạn chế họ khỏi vi phạm bản quền quốc tế (nếu một quốc gia khác

sử dụng bản sao của DVD để xem bộ phim của họ sẽ không mất một khoản tiềnlớn) Vì vậy 8 hãng 6 vùng nhằm ngăn chặn nạn vi phạm bản quyền và họ chia ranhư sau:

- Vùng thứ nhất: Hoa Kỳ, Canada, Và quần đảo phía đông Thái bình Dương

- Vùng thứ hai: Nhật bản, Tây âu, Bắc Âu, Ai Cập, Nam phi và Trung Đông

- Vùng thứ ba: Đài Loan, Hồng Kông, Nam Triều Tiên và Inđônêxia

- Vùng thừ tư: Úc, Niudilân, Nam Mỹ, Trung Mỹ và quần đảo phía nam TháiBìng Dương

- Vùng thứ năm: Nga, Mông Cổ, Trung Á, Đông Âu, Bắc Triều Tiền và NamPhi

- Vùng thứ sáu: Trung Quốc

2.9 Kỹ thuật chống sao chép.

Bảo vệ chống sao chép DVD là đặt DVD trong các vùng khác nhau (đã nêu ở trên)tất cả các phần mềm đã được giải nén phải được 8 hãng sản xuất phim lớn nhất cấpquyền trước khi đưa bộ giải nén vào DVD player Với sự đóng góp của nhóm hoạt

và kỹ thuật số được đưa vào dạng DVD để ngăn những việc sao chép sản xuấtVideo tương đồng chất lượng cao từ đầu đọc DVD trên VHS và sơ đồ mã hoá được

sử dụng để xáo trộm các vùng dữ liệu kỹ thuật số chống sao chép

2.10 Kỹ thuật mã hoá dữ liệu.

Trong DVD bản thân các pit và Land (plat) không quyết định giá trị các bit làthực chất là chuyển đổi pit sang land và từ land sang pit là quyết định bit thực sựtrên đĩa Track trên đĩa được phân chia thành các Cell hay gọi là các khe thời gian(time interval) và một pit hoặc land đại diện cho dữ liệu nhỏ nhất 3T và lớn nhất11T tương ứng với 100000000001

Dữ liệu được lưu trữ sử dụng phương pháp điều chế 8 sang 16 (phát triển dựatrên phương pháp diều chế (EFM) 8 sang 14 của CD) gọi là điều chế (EFM+) Mãchuyển đổi 16 bit được tạo ra thoả mãn điều kiện không bao giờ có ít hơn 2 hoặcnhiều hơn 10 bit không kề nhau (tương ứng với việc không được phép có ít hơn 3hoặc nhiều hơn 11 khe thời gian giữa hai bit 1) EFM+ là một dạng của RLL 2,10được tạo ra để tránh hiện tượng một chuỗi dài bit 0 khiến cho việc đọc lại tín hiệuxung nhịp khó khăn và dễ mất đồng bộ Tuy nhiên không được có nhiều hơn 10 bit

0 được tạo ra bởi (EFM+), các bit đồng bộ được tạo ra khi các sector vật lý đượcghi lên đĩa có thể có tới 13 bit 0, có nghĩa là khoảng thời gian có thể lên đến 11Tgiữa hai bit 1 tương đương với pit và Land có thể có đến 14T

2.10.1 Mã hoá Video.

Để mã hoá Video thì cần phải có công đoạn chuẩn bị dữ liệu Video nhằm đảmbảo các mẫu mã hoá của các khung đều được thiết lập phù hợp với việc giảm dữliệu

Thực hiện giảm dữ liệu gồm có hai bước:

- Nén bất nội dung: Tập chung nén các vùng mã hoá dày thành các vùng mã hoáthưa

- Nén nột dung (mã hoá trong khung): Cắt bỏ những cái gì lặp lại không cần thiếtbên trong một khung hình Dòng bit dữ liệu được mã hoá trong một khung là mãhoá Digital 8 bit

+ Nén dữ liệu theo thời gian.

Phương pháp nén này dựa vào đặc tính hai hình liên tiếp gần như hoàn toàn giốngnhau, nên không cần thiết phải truyền đi bộ nội dung của mỗi khung hình Vì hầuhết nội dung của hình sau lập lại nội dung của hình trước nén bất nội dung thựchiện trên một nhóm hình GOP gồm có 12 khung ảnh quét liên tục

Khung đầu tiên là I- frame nó hoạt động như 1 frame chuẩn bị truyền đi khôngđược giảm dữ liệu nào

Cách thức hoạt động như sau:

- Cộng vecto chuyển động vào frame 1 để tạo ra frame dự báo

- Lấy frame 2 trừ đi dự báo tạo ra frame mới Quá trình này lập lại với Frame 3 sosánh với frame trước nó tạo ra chênh lệch thứ 2 quá trình cứ tiếp tục cho tới framethứ 12 của một nhóm.

- Sau khi xong một nhóm nó lại thực hiện y nguyên quá trình đó với nhóm tiếptheo

Kiểu dự báo này được gọi là dự báo thuận

+ Dự báo 2 chiều.

Để cải thiện độ chính xác cho vecto chuyển động và do việc frame dự báo làmchậm lại quá trình đọc bit người ta sẽ sử dụng dự báo hai chiều Kỹ thuật này dựavào vị trí sắp tới của vật thể chuyển động cũng như vị trí vừa qua của nó để tạo raframe có tên là B-frame Một nhóm tiêu biểu như vậy gồm có I-frame, có một sốframe P-frame, B-frame

+ Nén dữ liệu theo kiểu không gian

Kỹ thuật này cho phép chia 1 khung ra các khối pixel 98x8 pixel block) và khảosát sự thay đổi về độ sáng của khối theo chiều ngang và chiều dọc những thay đổi

về độ sáng sẽ được xử lý DCT chuyển đổi thành những coefficient 8x8

- coefficient phía trên bên trái miêu tả độ sáng tổng quát

- coefficient phía dưới bên phải miêu tả các tần số ngang và dọc cao nhất

Theo chiều dọc coeffcient không thay đổi giá trị Việc biến đổi cosin rời rạc khôngtrực tiếp làm giảm bit cần thiết để miêu tả khối pixel 8x8

- 64 giá trị mẫu pixel được thay thế bởi 64 DCT coeffcient

- Trong một trận coefficient trung bình hầu hết coefficient đều tập chung tại quanhcác góc trái phía trên với phải dưới

- Trường hợp đơn giản DCT hơn nữa người ta sẽ làm tròn những trị số coefficientlên hoặc xuống Đây coi như là phương pháp lượng hoá

+ Ma trận DCT quét hình chữ chi.

Trước khi mã hoá những coefficient đã lượng tử hoá, ma trận DCT được tậpchung lại thành 1 dòng nối tiếp Bằng cách quét mỗi coefficient bắt đầu từ ô phíatrên góc trái

1/0 Mono

3/1 Phải, trái, giữa, surround

2/2 Phải, trái, surround Phải, surround trái

3/2 Phải, trái, giữa, surround Phải, surround trái

5/2 Phải, trái, giữa Phải, giữa trái, surround Phải, surround trái

+ Mã hoá Audio MPEG.

- Tín hiệu Audio được lấy mẫu tại tần số 48KHz với 16 bit Sau đó sẽ thực hiệnnén dữ liệu

- Tiêu chuẩn Audio MPEG gồm 3 lớp mã hoá:

128 Kbit/ giây/ kênh mono

256Kbit/ giây/ 2kênh Stereo

* Layer 3 (MP3):

Tốc độ nén cao gấp 3 lần layer 2 Âm thanh trung thực chất lượng cao (hifiquality)

+ Nén Audio MP3.

- dùng làm cơ sở mã hoá MPEG

- Loại bỏ những tần số Audio có thể được loại bỏ vì dư thừa khi phối hợp chúng để

mã hoá

+ Mã hoá dolby digital (AC-3).

- AC- 3 lấy mẫu ở tần số 48Khz với 16 bit định vị cho mỗi mẫu

- AC-3 sử dụng kỹ thuật biến đổi tần số như DCT

- Tốc độ bit có thể thay đổi như MPEG tuy nhiên thông thường nó sử dụng tần số

cố dịnh 384 hoặc 448Kbit/giây

- Dolby AC-3 là loại mã hoá theo cảm thức Triệt tiêu thông tin không có giá trịnhưng vẫn giữ lại thông tin mong muốn

- Dolby digital có thể điều khiển được Audio đa kênh

- AC-3 mã hoá 5 kênh âm thanh vòm Stereo chất lượng cao và 1 kênh siêu trầmLPF

+ Điều khiển xung mã PCM.

Audio được lấy mẫu ở tần số 48 Khz tới 96 Khz với 16, 20, 24 bit mỗi mẫu

- Tốc độ lấy mẫu, lượng tử hoá cao

- Để tránh việc tốc độ đọc bit quá cao người ta người ta hạn chế tốc độ lấy mẫu ởmức 6,14 Mbit/ giây nó chỉ sử dụng được cho 5 nhiều hơn kênh để phù hợp với sốlấy mẫu 48Khz

- Sử dụng kỹ thuật MLP

+ Lồng tiếng đa ngôn ngữ.

DVD_Video có khả năng ghi trên 8 stream âm thanh với Dolby digital, MPEG_2hoặc PCM Track âm thanh đa ngôn ngữ được tạo ra bằng cách lồng ngôn ngữkhác nhau vào mỗi stream Khi phát lại stream liên hệ sẽ được chọn

+ Dòng ảnh phụ.

Dòng ảnh phụ có thể là menu cung cấp chức năng cho người sử dụng hay văn bảncần đồng bộ âm hình như lời bài hát trong KARAOKE Ảnh phụ được mã hoáriêng rẽ

2.11 Tạo khung sửa lỗi.

2.11.1 Cấu trúc gói dữ liệu sơ cấp.

+ Header:

- 4 Byte nhận dạng 2 trang

- 2 Byte nhận dạng phát hiện lỗi

- 6 byte thông tin bảo vệ sao chép

2.11.2 Sửa lỗi thuận.

+ Trường hợp gây ra lỗi

Tín hiệu số nén ở mức cao ngoài lỗi do xử lý, truyền dẫn còn có lỗi do bụi bẩn vàxước mặt đĩa

+ Phương thức sửa lỗi

sử dụng kỹ thuật FEC: cho phép phục hồi được 2800 byte hỏng (với CD: 500 bytehỏng)

+ Quá trình sửa lỗi.

- Từ 2048 byte dữ liệu sử dụng sẽ rộng với header và ECD tạo ra 2064 bytes

- Sector dữ liệu sắp xếp thành 12 hàng mỗi hàng gồm 172 bytes

- 16 Sector dữ liệu sau đó được lập thành nhóm với nhau tạo ra hệ thống ECB