ỨNG DỤNG KỸ THUẬT NÉN VIDEO SỐ TRONG SẢN XUẤT CHƯƠNG TRÌNH TRUYỀN HÌNH

: ỨNG DỤNG KỸ THUẬT NÉN VIDEO SỐ TRONG SẢN XUẤT CHƯƠNG TRÌNH TRUYỀN HÌNH Chương luận văn trình bày số ứng dụng kỹ thuật nén video sản xuất chương trình Truyền hình, cụ thể thiết bị ghi hình, để từ đưa định hướng lựa chọn thiết bị ghi hình tiên tiến sản xuất chương trình với chuẩn nén cao 3.1 Giới thiệu dây chuyền sản xuất chương trình truyền hình Dây chuyền sản xuất chương trình truyền hình hệ thống kỹ thuật liên hoàn nhằm tạo sản phẩm nghệ thuật theo ý đồ đạo diễn, nhằm mục đích truyền tải thơng tin (hình ảnh âm thanh) đến người xem cách hiệu Về mặt kết cấu, người ta khái quát dây chuyền sản xuất chương trình truyền hình thành ba khâu : Tiền kỳ, hậu kỳ phát sóng Khâu tiền kỳ : Đây khâu dây truyền sản xuất chương trình truyền hình, cơng việc khâu thu nhận thông tin hình ảnh âm từ nguồn thu tín hiệu khác Ví dụ từ vệ tinh, từ trường quay (Studio) từ đường truyền tin khác (cáp quang, viba ) Khâu hậu kỳ : Đây khâu dây chuyền sản xuất chương trình truyền hình, thơng tin thu nhận từ khâu tiền kỳ xử lý, gia công xếp theo ý đồ đạo diễn nhờ thiết bị dựng hình chun dụng Các thiết bị tổ chức thành phịng riêng biệt có cấu hình thiết bị khác tuỳ thuộc vào mục đích xử lý hình ảnh, âm nhiều vấn đề khác có yếu tố kinh tế Khâu phát sóng : khâu cuối dây chuyền sản xuất chương trình truyền hình, khâu tiếp nhận tín hiệu từ nguồn thành phẩm thu nhận chương trình truyền hình trực tiếp từ phịng tổng khống chế Tại tín hiệu phân bố, truyền tải đến trạm phát hình mặt đất phát lên vệ tinh để truyền tín hiệu đến người xem trạm thu lại tín hiệu truyền hình Dây chuyền sản xuất chương trình truyền hình biểu diễn sơ đồ tổng quát hình 3.1: [5] Khâu tiền kỳ Thu tín hiệu từ vệ tinh Khâu hậu kỳ Trạm phát mặt đất Các phịng dựng hình Truyền hình lưu động Trường quay (Studio) Khâu phát sóng Các phịng lồng tiếng Các nguồn truyền tin khác Phòng tổng khống chế Trạm phát lên vệ tinh Hệ thống truyền tin khác Hình 3.1: Sơ đồ khối tổng quát hệ thống sản xuất chương trình truyền hình 3.2 Giới thiệu số thiết bị tiền kỳ hậu kỳ công nghệ sản xuất chương trình truyền hình 3.2.1 Camera truyền hình Camera truyền hình giữ vai trị quan trọng dây truyền sản xuất chương trình truyền hình Vì thiết bị định tới chất lượng hình ảnh chương trình truyền hình, chất lượng camera khơng tốt thiết bị dù có chất lượng cao khơng thể tạo hình ảnh có chất lượng cao 3.2.2 Máy ghi hình Máy ghi hình thiết bị lưu giữ tín hiệu băng từ đĩa VCD, DVD Nó tồn phát triển với lớn mạnh chuyển biến kỹ thuật truyền hình Máy ghi hình sản xuất từ nhiều hãng Sony, JVC, Panasonic, Ampex Mỗi hãng có đặc trưng riêng thiết kế mạch điện tử hệ khí theo định dạng chung Mỗi định dạng lại có nhiều hệ máy, đặc biệt năm gần đây, với phát triển công nghệ lĩnh vực điện tử, tin học, thông tin viễn thông, VTR có nhiều thay đổi Phân loại VTR (hình 3.2) VTR loại thiết bị có định dạng ghi riêng không ngừng đổi mới, đặc biệt năm gần Thế hệ VTR tương tự có 1-2 định dạng đến hệ VTR số có tới hàng chục định dạng Các hãng sản xuất ý đến tính tương thích thay đổi định dạng áp dụng chế độ Playback chế độ Rec phải tuân theo định dạng chuẩn VTR phân loại theo hai nhóm : VTR số VTR tương tự Format Digital Component Digital Betacam Betacam SX DVCam DVC PRO D-VHS Analog Composite Component Không sản xuất CTDM Betacam SP FDM Composite Ghi màu Ghi trực tiếp VHS SVHS Umatic Khơng sản xuất Hình 3.2: Phân loại a Máy ghi hình tương tự Các hệ máy ghi hình tương tự cịn tồn số nhược điểm : - Hệ thống khí phức tạp, sử dụng nguyên lý băng từ đầu từ chuyển động - Tín hiệu ghi băng tín hiệu tương in băng nhiều lần chất lượng tín hiệu bị suy giảm - Máy ghi hình tương tự ln cần đến điều chỉnh tinh vi phức tạp làm hạn chế phát triển sản xuất chương trình b Máy ghi hình số Một số ưu điểm VTR số - Xử lý tín hiệu số đem lại nhiều ưu điểm mà xử lý tín hiệu tương tự khơng thể có Tỷ số S/N cao, chất lượng ảnh số tốt nhiều cho phép số lần in sang băng lên tới hàng chục lần đảm bảo chất lượng - Phương pháp ghi tín hiệu số thành phần đảm bảo chất lượng, tránh tượng can nhiễu tín hiệu chói màu - Máy ghi hình số có số chức mà máy ghi hình tương tự khơng thể có Ví dụ : Trong chế độ A/B roll, máy ghi hình tương tự phải dùng tới 02 máy phát 01 máy ghi máy ghi hình số cần 01 máy phát 01 máy ghi chức Preread (đọc tín hiệu trước ghi tín hiệu băng) - Các hệ thống điều chỉnh tự động AFC APC máy ghi hình số đảm bảo đọc ghi xác, giảm thời gian cân chỉnh tay, đảm bảo ổn định trình ghi phát tín hiệu 3.2.3 Bàn dựng hình Đây thiết bị chuyên dụng dùng để điều khiển máy ghi hình, bàn kỹ xảo chế độ điều khiển từ xa Bàn dựng hình có chức điều khiển máy ghi hình : Play, Stop, Rew, FF Nhưng đặc biệt có chế độ dựng hình xử lý tín hiệu hình tiếng băng phục vụ cho khâu hậu kỳ 3.2.4 Thiết bị kỹ xảo * Kỹ xảo hình (Mix video): Đây thiết bị dùng để kết hợp đường tín hiệu hình đầu vào, sau tạo hiệu ứng hình ảnh theo yêu cầu biên tập, đạo diễn Các kỹ xảo thường sử dụng : MIX, KEY, WIPE Hiện có bàn kỹ xảo hình ứng dụng kỹ thuật số, rạo nhiều hiệu ứng sinh động lôi người xem * Kỹ xảo tiếng (Mix audio) : Đây kỹ thuật kỹ thuật điều chỉnh âm để tạo chương trình theo u cầu Cơng việc đòi hỏi kiến thức định thiết bị trộn âm qua áp dụng vào thực tế công việc Các chức bàn trộn âm: Một bàn trộn âm thường chia làm phần : - Power Suply : (phần cấp nguồn) phần thơng thường có thể sơ đồ - Input Module: (khối kênh đầu vào) chia làm hai nhóm : Đầu vào Mono đầu vào Stereo - Master Module: (khối trộn âm đưa tín hiệu ra) khối chia thành phần : + Phần khống chế đầu vào đầu + Phần quản lý nhóm tín hiệu Khơng có với Mix loại nhỏ + Phần quản lý đầu vào phụ 3.3 Kỹ thuật nén video áp dụng cho thiết bị ghi hình số 3.3.1 Giới thiệu Trong phạm vi nghiên cứu ứng dụng kỹ thuật nén tín hiệu video số sản xuất chương trình truyền hình, luận văn tập trung tìm hiểu loại thiết bị ghi hình Máy ghi hình Để đến người xem truyền hình, ngồi chương trình truyền hình trực tiếp, chương trình cịn lại dùng VTR để phát lại Các băng phát sóng phải qua khâu tiền kỳ, hậu kỳ, phát sóng Hiện nay, Đài truyền hình nước, khâu dùng VTR đủ loại, hai loại (S VHS, DVC PRO) với đài địa phương Ở đài lớn chủng loại máy cịn nhiều hơn, có đài lên tới gần chục loại (BTC SP, BTC SX, D BTC, DVCAM…) Điều cho thấy: cần đầu tư khâu để có tính hệ thống, ổn định, đảm bảo chất lượng cho dây chuyền SXCT Kỹ thuật nén liệu có ý nghĩa lớn liên quan đến đường truyền lưu trữ tín hiệu Đài truyền hình Việt Nam ln đầu bước thay đổi thiết bị VTR để đáp ứng nhu cầu trao đổi chương trình với đài nước, có nhiều định dạng VTR số với nhiều mục đích sử dụng đời dần thay cho hệ VTR tương tự Trong VTR số, nén liệu, hay gọi giảm tốc độ bit – BRR (Bit Rate Reduction) cịn có nhiều ý nghĩa đặc trưng khác đặc biệt vấn đề kết cấu máy Sử dụng công nghệ giảm tốc độ bit thực thành công thiết kế chủ yếu VTR số, : gọn, tin cậy, cho thời lượng ghi băng dài, giá hợp lý, đảm bảo chất lượng tính máy Để rõ tác dụng BRR, xét ví dụ định dạng Betacam số có tỷ lệ nén 1:2 Nếu không dùng BRR, phải tăng tốc độ băng lên gấp hai lần Với độ rộng băng 1/2 inch, so sánh thời lượng ghi, tốc độ băng tăng gấp đơi vệt từ phải hẹp Điều dẫn đến cần tăng gấp đôi số đầu từ tăng gấp đôi tốc độ đầu từ Từ dẫn đến tăng độ phức tạp mạch điện tăng công suất tiêu thụ Trường hợp tốc độ đầu từ tăng làm cho nhiễu âm tăng lên Đây điều chấp nhận cho ứng dụng thiết bị ghi hình Các điều kiện làm cho đường dẫn băng phức tạp hơn, yêu cầu có điều chỉnh phức tạp phải xác với dung sai khí khắt khe Tất điều dẫn đến tăng giá thành sản xuất, giá bán sản phẩm tăng chi phí bảo dưỡng máy ghi hình Mặt khác tốc độ băng tăng, tiêu phí băng tăng tăng giá thành chạy băng Những vấn đề chấp nhận với VTR định dạng số yêu cầu có hiệu sử dụng cao Sử dụng công nghệ BRR khắc phục tất vấn đề trên, khiến cho VTR phát triển mạnh mẽ, bền vững, dễ dàng bảo dưỡng cho chất lượng ghi hình cao Để thấy tính ưu việt định dạng VTR số có sử dụng cơng nghệ nén tín hiệu video ta xét số định dạng cụ thể VTR 3.3.2 Các định dạng VTR Với phát triển công nghệ lĩnh vực điện tử, công nghệ tin học, thông tin viễn thơng, VTR có nhiều thay đổi Khơng kể VTR số composite, từ năm 1994 trở lại có tới hàng chục định dạng số Các định dạng đời lại thay đổi nhằm tiến tới mục đích thích hợp với hệ thống dựng phi tuyến, hoà nhập vào mạng truyền liệu nâng cao chất lượng hình ảnh Có thể phân định dạng VTR số theo kích thước băng từ: 1/2 inch 1/4 inch Ngồi loại máy dùng Đài nước, hãng Sony cho hệ máy MPEG IMX Recorder (phát triển thêm hệ eVTR) HDCAM Recorder (phát triển lên hệ máy CineAlta) Với nhiều hệ máy vậy, nhà chế tạo ý tới tính tương thích (compability) tức chuyển format ghi máy phát format khác Điều giúp cho trình chuyển hệ máy từ từ, biến động a Định dạng BTC SP Năm 1982, Betacam giới thiệu cách mạng lĩnh vực sản xuất chương trình truyền hình, đánh dấu bước ngoặt quan trọng lịch sử phát triển ghi hình từ tính Vào năm 1987 định dạng BTC SP mở rộng với tiến băng hạt kim loại đạt cải thiện có ý nghĩa chất lượng video audio Thành công mở rộng đến ứng dụng ENG, sản xuất hậu kỳ phát sóng Một nhiều thay đổi quan trọng chuyển từ kỹ thuật ghi analog composite sang kỹ thuật ghi analog component Tiếp theo vấn đề cải thiện thiết kế để khắc phục nhược điểm hệ ghi hình trước dùng băng có độ rộng 1/2 inch (giảm so với hệ máy Umatic dùng lúc 3/4 inch), giao diện đầu vào mở rộng, có sửa sai lệch gốc thời gian (Time Base Correct – TBC), ghi / đọc tín hiệu mã hoá thời gian (Time code – TC) Với thay đổi vậy, BTC SP thừa nhận chuẩn quốc tế lĩnh vực ENG, quảng bá sản xuất hậu kỳ, sử dụng với số lượng nhiều giới Cho tới nay, BTC chuẩn cấp chất lượng để số định dạng VTR số lấy làm ngưỡng so sánh Cấu trúc vệt từ băng Betacam SP hình 3.2 b Định dạng BTC SX - Sony BTC SX Sony sử dụng băng 3/4 inch, số hoá theo tiêu chuẩn 4:2:2 với tỷ số nén 10:1 thuật toán nén MPEG-2 sử dụng BTC SX đưa tốc độ liệu video xuống 18Mbps BTC SX giảm nửa hao tốn băng so với thiết bị BTC SP Do thời gian ghi dài hơn: băng nhỏ có độ dài tới 60 phút băng to có độ dài tới 180 phút So với BTC SP BTC SX giảm chi phí băng xuống 1/2 Tư liệu ghi băng BTC SX copy từ băng sang ổ cứng với tốc độ nhanh gấp lần tốc độ bình thường Bảng trình bày thơng số BTC SX [2] Thông số Giá trị Thành phần Định dạng video Chuẩn nén MPEG-2, :2 :2P@ML, tỷ Độ rộng băng lệ nén 10 :1 1/2 inch (12,65 mm) Tốc độ băng Thời gian ghi/phát Số vệt từ/Frame Tần số lấy mẫu video - Y Tần số lấy mẫu video - C Số bít Video / mẫu Tốc độ lấy mẫu Audio Số bít Audio/mẫu Tốc độ liệu video audio Mã sửa sai Độ rộng vệt từ video Tốc độ trống 2,34 inch/s (59,6 mm/s) 60 phút(băng S), 180 phút (băng L) 12(625/50) 10 (525/60) 13,5 MHz 6,75 MHz 48 KHz 16 21 Mb/s Reed Solomon 0,8 mils 79,925 vòng/s Sự phân bố vệt từ băng BTC SX hình 3.4 : c Định dạng DVCam – Sony Định dạng DVCAM bước phát triển lĩnh vực chuyên dụng định dạng DV tiêu chuẩn quốc tế Định dạng DVCAM sử dụng tín hiệu kỹ thuật số bit để ghi với tỉ lệ nén 5:1 tỉ lệ lấy mẫu :1 :1 (hệ NTSC)/ :2 :0 (hệ PAL) Công nghệ nén độc đáo đem lại hình ảnh chất lượng tuyệt đẹp Định dạng DVCAM có độ rộng track 15m (lớn 10m định dạng DV) mang lại độ tin cậy cao dựng chuyên nghiệp Bên cạnh chất lượng âm kỹ thuật số cực hay, với phạm vi linh hoạt tỉ lệ tín hiệu nhiễu (S /N) cao, so sánh ngang với chất lượng CD DVCam có tính tương thích với băng 1/4 inch thơng dụng DV, DVCPRO Các sản phẩm DVCAM có tính hệ thống, đáp ứng nhu cầu sản xuất chương trình truyền hình : ghi/dựng lưu động, ghi/dựng trường quay, dựng tuyến tính/phi tuyến tính với thiết kế ứng dụng kỹ thuật [6] Một số thơng số DVCAM trình bày bảng : Thơng số Giá trị Định dạng Video Thành phần, nén Tốc độ lấy mẫu video - Y 13,5 MHz với 720 điểm ảnh/1 dòng 6,75MHz (với 360 điểm ảnh/1 dòng Tốc độ lấy mẫu video- CR, CB với hệ PAL :2 :0) 3,375 MHz (với 180 điểm ảnh/1 dòng với hệ NTSC :1 :1) Theo phương thức M-JPEG Intra- Nén video frame sử dụng thuật toán nén DCT Tốc độ liệu video sau nén mã hoá VLC, tỷ lệ nén :1 12Mbps Tốc độ lấy mẫu audio 48 KHz Số bit audio/mẫu 16 Độ rộng băng 1/4 inch Tốc độ băng 28,221 mm/s Số bit lượng tử Tốc độ dòng bit 25 Mbps Tốc độ quay trống 150 vòng/s Thời gian ghi/phát 184 phút (Standard) 40 phút (Mini) Một số tính đặc biệt : - Khả dựng Preread 10 - Thao tác ClipLink - Có PC card cho Memory Stick - Có hệ thống dựng Lap-top gọn nhẹ cho dựng lưu động Giao diện : - Analog : Composite/Component/S-Video/Audio XLR - Digital : SDI/SDTI (QSDI)/SDTI-CP Phân bố vệt từ băng DVCAM (hình 3.5): Mỗi vệt từ xiên có bốn khối liệu : video, audio, mã phụ mã thông tin vệt từ chèn (ITI) Bốn khối phân cách nhờ giải bảo vệ hệ thống trống có đầu xố lướt nên khối dựng tách biệt với d Định dạng DVCPRO – Panasonic DVCPRO hệ thống ghi chuyên nghiệp dựa sở DVC, hệ thống đáp ứng định dạng camcorder hệ thống studio dựng Tín hiệu video số thành phần tiêu chuẩn :1 : với tần số lấy mẫu tín hiệu chói 13,5 MHz có nén khung hình Hai kênh số audio với tần số lấy mẫu 48 KHz, độ phân giải 16 bit [2] Các thông số DVCPRO bảng : Thông số Định dạng Video Giá trị Thành phần; chuẩn lấy mẫu 4:1:1 ; Độ rộng băng tỷ lệ nén :1 DCT (Intra-frame) 1/4 inch 11 Tốc độ băng Thời gian ghi lớn Kênh video Tổng số đầu trống quét Số kênh audio Tần số lấy mẫu video Y Tần số lấy mẫu tín hiệu màu - C Số bit lượng tử video Số bit lượng tử audio Tần số lấy mẫu Audio Tốc độ liệu video Tổng tốc độ liệu video sau 1,33 inch/s 63 phút (băng M), 123 phút (băng L) 13.5 MHz 3.375 MHz 16 48KHz 162 Mbit/s 32,4 Mbit/s nén Độ rộng vệt từ video Tốc độ quay trống Tốc độ ghi video 0,71 mils 150 vòng/s 201 inch/s Cấu trúc vệt từ băng DVCPRO trình bày hình 3.6 : e Định dạng MPEG IMX IMX định dạng dùng băng 1/2 inch Sony cho đời năm 2000 Do đời sau nên định dạng có tính tương thích với hệ trước BTC SP, BTC SX, D BTC ứng dụng công nghệ Giải pháp kỹ thuật định dạng IMX có tính hệ thống nhằm tạo giới MPEG, làm cầu nối Tape - Disk – Server 12 Có giao diện SDTI-CP, qua MPEG Elementary Stream chuyển tới thiết bị MPEG hệ thống dựng NLN, Server mà khơng cần mã hố giải mã Qua IMX, hệ máy dùng băng 1/2 inch hồ nhập vào mơi trường MPEG Các thơng số IMX bảng 8: Thơng số Giá trị Độ rộng băng Vật liệu băng Thời gian ghi/phát lại 12,65 mm Băng hạt kim loại Tối đa 220 phút (băng cỡ to), tối Tốc độ băng Số track/1frame Tính tương thích thiểu 71 phút (băng cỡ nhỏ) 53,776 mm/s Phát lại băng BTC Sp, BTC Chuẩn nén video SX, DBTC MPEG-2, 4:2:2@ ML, Intra Frame Tốc độ dịng bit video Số dịng tích cực/1 frame Tần số lấy mẫu tín hiệu Y Tần số lấy mẫu tín hiệu R-Y, B-Y Mức lượng tử video Mã sửa sai Tần số lấy mẫu Audio Mức lượng tử audio Số kênh audio Coding 50 Mbps 608 13,5 MHz 6,75 MHz bit/1 sample Reed Solomon 48 KHz 16 24 bit / mẫu * Một số chức - Thực phát thay đổi tốc độ : Trong dải -1 đến +3 lần tốc độ bình thường với băng IMX, D BTC, BTC SP dải -1 đến +2 lần với băng BTC SX - Tìm hình với tốc độ cao : + Băng IMX :  78 lần tốc độ bình thường + Băng D BTC :  50 lần + Băng BTC SX :  78 lần + Băng BTC SP :  42 lần 13 - Có chức đánh dấu cảnh quay - Dựng Preread * So sánh với định dạng BTC SX Định dạng IMX có chuẩn nén với BTC SX : MPEG-2, :2 :2 Profile @ML GOP ECC (Inner/Outer) Tracks/GOP Tape Speed (mm/s) Bit rate (Mbps) Track Pitch (m) Recording time (min) Track total length (mm) BTC SX frame 112/50 12/2 Frame 59,575 18,7 32 194/60 108,772 IMX frame 150/54 8/1 frame 53,776 50 21,7 220/71 122,09 Bảng So sánh thông số MPEG IMX với BTC SX f Định dạng HDCAM HDCAM có biểu tượng cuộn phim màu vàng với tên kèm theo : CineAlta, Sony cho đời vào năm 1997, định dạng có độ tin cậy bền vững cao, chất lượng hình ảnh cao, dùng băng 1/2 inch Với tơn nghệ thuật, HDCAM thực qt liên tục 24 frame với khả thời gian thực, đạt hiệu tính linh hoạt kỹ thuật số độ phân giải cao HDCAM trì chất lượng hình ảnh cao in băng cho tín hiệu quét liên tục quét xen kẽ Các sản phẩm mang nhãn CineAlta cho cầu nối film 24 frame môi trường số 24P (picture), chuyển ghi với 25P/30P chuyển 50Hz/60 Hz Một frame phim tương ứng frame HD quét liên tục chuyển ngược từ 24P sang phim Môi trường CineAlta giao tiếp với giới đồ hoạ máy tính, đảm bảo tính phong phú, linh hoạt sản xuất hậu kỳ Phải nói CineAlta hệ thống cho sản phẩm có độ phân giải cao đặc biệt tạo điểm hội tụ phim điện ảnh, HDTV, truyền hình quảng bá, DVD, Internet, E-Cinema phương tiện điện , thiết bị số khác 14 Một số đặc điểm : * Tốc độ băng Xấp xỉ 80,6 mm/s (với tần số 50 Hz) * Các loại băng sử dụng : BCT – 124 HDLC, với 149 phút BCT – 40 HDC, với 48 phút * Tính tương thích : phát lại định dạng băng BTC SP, BTC SX, MPEG IMX * Tần số lấy mẫu: Y – 74,25 MHz (cả Pal NTSC) R-Y/ B-Y : 37,125 MHz * Tỷ lệ khn hình : 16 :9 * Mã hoá : 10 bit/1 mẫu (video) * Mã kênh : S-I-NRZI PR-IV * Mã sửa sai : Reed- Solomon * Che lỗi : Adaptive three dimension * Tần số lấy mẫu audio: 48 KHz * Mã hoá : 20bit/ mẫu (audio) Phân bố vệt từ băng HDCAM hình 3.7: * Tổng kết thông số định dạng VTR 15 Bảng 10 tổng kết lại thơng số định dạng BTC SP, BTC SX, DVCAM, DVCPRO, IMX, HDCAM Trong định dạng tóm tắt thơng số theo mục :  Giới thiệu thông số chung định dạng  Các thông số thuộc phần Video  Những thông số thuộc phần Audio Định dạng Độ rộng băng BTC SP 12,65 BTC SX 12,65 DVC PRO 1/4 inch DVCAM 1/4 inch IMX 12,65 HDCAM 12,65 (mm) Loại băng Thời gian ghi Oxide, MP 100 (L) MP 60 (S), MP 63 (M) ME 184 MP 220 (L) MP 124 (L) 32 (S) 180 (L) 123 (L) (standard) 71 (S) 40 (S) 53,776 80,6 (min) Tốc độ băng 101,51 59,6 33,8 40 (mini) 28,221 (mm/s) Tốc độ liệu - 18 25/50 25 50 140 Analog 4:2:2 4:1:1 4:1:1 4:2:2 4:2:2 component component component Component (Mbps) Định dạng video Componen Component t Tần số lấy mẫu tín hiệu Y 13.5 13.5 13,5 13,5 74,25 - CR- 6,75 CR-3,375 CR-6,75 CR-6,75 CR-37,125; Mã hoá video - CB- 6,75 8(10) CB-3,375 8(10) CB-6,75 8(10) CB-6,75 8(10) CB-37,125 10(8) (số bit/mẫu) Phương pháp - MPEG-2 MPEG-2 MPEG-2 MPEG-2 MPEG-2 - 1:10 48 1:5 48 1:5 32 (48) 1:3,3 48 1:7 48 - 16 16 12(16) 16(24) 20 C (MHz) nén Tỷ lệ nén Tần số lấy mẫu audio (KHz) Mã hoá audio (số bit/mẫu) 16 3.3.3 Vấn đề lựa chọn VTR sản xuất chương trình truyền hình thời gian tới Khi xem xét tới trình phát triển VTR qua thực tế sử dụng VTR Đài truyền hình cho thấy số vấn đề sau:  Chủng loại VTR dùng Đài truyền hình nhiều, Đài địa phương đầu tư thiếu tính hệ thống khơng theo đạo chung Điều gây khó khăn việc trao đổi chương trình, đầu tư bảo dưỡng, sửa chữa thiết bị  Từ năm 2003 hãng Sony ngừng sản xuất số loại BTC SP Như BTC SP hệ analog cuối  Về sử dụng VTR VTV, theo tìm hiểu tơi thấy: Quá trình đầu tư chuyển đổi hệ máy hợp lý Các hệ thống dựng tuyến tính đầu tư giảm dần, để thay vào hệ thống dựng phi tuyến Đầu vào đáp ứng hầu hết format ghi, cịn đầu phát sóng dùng BTC SP, loại PVW 2600P  Hướng phát triển VTR năm gần D VTR Betacam SX, DVCAM, DVC PRO định dạng sử dụng rộng rãi VTV đài địa phương Và năm hướng lựa chọn D VTR, vấn đề lựa chọn loại cho khâu dây chuyền SXCT cho phù hợp với phát triển công nghệ Đây vấn đề cần xem xét kỹ, đầu tư khơng tối ưu khó thay đổi mà phải đợi hết hệ máy Một vấn đề có tính định kinh phí đầu tư hệ thống thiết bị dùng Cuối để có nhìn tổng thể, luận văn đưa biểu đồ quan hệ tương đối chất lượng thiết bị giá thành để có lựa chọn phù hợp Chất lượng HDCAM 17 MPEG IMX BTC SX DVCAM DVC Pro BTC SP S VHS Giá thành Hình3.8: Quan hệ chất lượng giá thành định dạng VTR Từ bảng tổng kết thơng số định dạng VTR qua biểu đồ quan hệ chất lượng thiết bị giá thành ta thấy VTR số chứng tỏ ưu Studio truyền hình so với VTR tương tự S VHS, BTC SP Đối với D VTR chất lượng định dạng VTR số qua giai đoạn có khác Để làm sở cho định hướng lựa chọn, luận văn đưa số đặc điểm liên quan đến chất lượng xem xét đến thiết bị ghi hình Đó độ ổn định, chất lượng tín hiệu, tính mới, tính hệ thống vấn đề bảo dưỡng/sửa chữa thiết bị * Độ ổn định thể kết cấu khí hệ thống tự động điều chỉnh motor (servo system) * Chất lượng tín hiệu đánh giá cách xử lý tín hiệu Video/Audio ghi vào băng kết hợp tốc độ băng/đầu từ * Các tính mới: Một số tính đáng kể : Dựng Pre-read, phát thay đổi tốc độ, chức cho phép quản lý liệu băng, * Tính hệ thống xem xét trước hết tính chuẩn định dạng từ tiền kỳ, hậu kỳ, truyền dẫn phát sóng giao tiếp mạng Tiếp đến khả đồng với thiết bị khác dây chuyền, ví dụ đầu tư mua hệ thống dựng A/B roll phải tính đến thiết bị liên quan bàn dựng kỹ xảo 18 Một điều thiếu lựa chọn VTR phải tính đến khả bảo dưỡng/sửa chữa Vấn đề liên quan đến hãng sản xuất thiết bị có truyền thống trọng đến việc cung cấp Service Manual, Maintenance Tools, Sqareparts Qua tìm hiểu việc sử dụng VTR Đài Truyền hình Việt Nam Trường Cao đẳng truyền hình, thấy với đặc điểm Độ ổn định, chất lượng tín hiệu, tính mới, mức độ có khác máy D VTR đạt được; Các đặc điểm tính hệ thống khả bảo dưỡng/sửa chữa hãng Sony cho nhiều điểm ưu việt hãng khác Các sách hướng dẫn sơ đồ máy Sony trình bày mạch lạc có tính quán loại máy Với tất vấn đề tìm hiểu, phân tích luận văn đưa định hướng phát triển VTR thời gian tới dùng định dạng HDCAM hãng Sony thay cho định dạng VTR tương tự BTC SP hay số định dạng D VTR khác có cấp chất lượng Đây kết luận trình khảo sát thực tế, nghiên cứu mang tính lý thuyết ứng dụng loại định dạng VTR có nước giới Qua phân tích phần lý thuyết định dạng VTR số, đặc điểm định dạng HDCAM ta thấy định dạng đáp ứng tất yêu cầu : Độ ổn định, Chất lượng tín hiệu, Các tính mới, Tính hệ thống vấn đề bảo dưỡng/sửa chữa thiết bị 3.4 Định hướng áp dụng công nghệ nén tiên tiến MPEG-4/H2.64 cho thiết bị ghi hình số tương lai gần Qua tìm hiểu thiết bị ghi hình số ta thấy hầu hết thiết bị sử dụng công nghệ nén MPEG-2, cho hiệu nén cao, tốc độ bit thấp MPEG-2 chuẩn nén tiêu chuẩn hoá, cho phép hệ thống MPEG khác dùng file liệu Các file MPEG truyền liệu nén dòng truyền tải MPEG Do thừa nhận rộng rãi chất lượng ảnh cao nó, hỗ trợ độ phân giải video 19 HD SD, MPEG-2 lựa chọn sơ đồ nén tốt an tồn cho việc sản xuất chương trình Nó mềm dẻo có hai dạng (I-frame – giống với dạng mã hố DV – thích hợp cho dựng sản xuất hậu kỳ, nhóm GOP dài thích hợp cho lưu trữ, truyền dẫn nơi mà băng thông dung lượng lưu trữ quí hiếm) Tuy nhiên có nhược điểm : Khi dùng sản xuất chương trình hậu kỳ nén MPEG-2 khơng cho phép tận dụng hết ưu việt Ví dụ, để tận dụng ưu điểm SDTI-CP với desk Sony IMX/D10 người sử dụng phải mã hoá frame I tốc độ 30/40 50 Mb/s, không tận dụng ưu điểm nén thời gian MPEG GOP dài khó dựng, tu sửa điều khiển số hệ thống frame khơng chứa tất liệu cần thiết để cấu trúc lại frame Mã hố MPEG frame I thường sử dụng dựng điều đòi hỏi tốc độ bit cao nhiều Ở cần lưu ý việc lựa chọn định dạng nén cần vào nhu cầu cụ thể khả kinh phí có Ví dụ từ lâu Hiệp hội viễn thông châu Âu (EBU) khuyến cáo để đảm bảo chất lượng tính liên hoạt mơi trường sản xuất truyền hình số, trung tâm sản xuất truyền hình chính, đặc biệt nơi mà liệu sử dụng nhiều lần, nên dùng nén MPEG-2 :2 :2P@ML với tốc độ bit 50 Mb/s mã hoá frame I Tất nhiên giá thành thiết bị dựa nén MPEG-2 :2 :2P@ML cao nên thiết bị dựa nén DVCPRO, DVCAM hay sử dụng Cũng theo EBU thiết bị theo chuẩn DV (cả DVCPRO DVCAM) thiết bị bán chuyên dụng, dung hoà giá thành tiêu kỹ thuật, nên mạch chỉnh sửa thiết kế không thật tốt (để giảm giá thành), đảm bảo chất lượng tín hiệu mức cao Ngồi ra, mã hố DV hấp dẫn tính khơng tương thích tương đối với tiêu chuẩn truyền dẫn (GOP dài) tính khơng hiệu lưu trữ/ băng thông cao 20 ... đầu vào phụ 3.3 Kỹ thuật nén video áp dụng cho thiết bị ghi hình số 3.3.1 Giới thiệu Trong phạm vi nghiên cứu ứng dụng kỹ thuật nén tín hiệu video số sản xuất chương trình truyền hình, luận văn... tổng quát hệ thống sản xuất chương trình truyền hình 3.2 Giới thiệu số thiết bị tiền kỳ hậu kỳ công nghệ sản xuất chương trình truyền hình 3.2.1 Camera truyền hình Camera truyền hình giữ vai trị... tín hiệu hình đầu vào, sau tạo hiệu ứng hình ảnh theo yêu cầu biên tập, đạo diễn Các kỹ xảo thường sử dụng : MIX, KEY, WIPE Hiện có bàn kỹ xảo hình ứng dụng kỹ thuật số, rạo nhiều hiệu ứng sinh