Truyền hình độ phân giải cao và ứng dụng tại công ty SCTV high definition television in SCTV

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƢỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI TRẦN PHI HÙNG TRẦN PHI HÙNG KỸ THUẬT TRUYỀN THƠNG TRUYỀN HÌNH ĐỘ PHÂN GIẢI CAO VÀ ỨNG DỤNG TẠI CÔNG TY SCTV HIGH DEFINITION TELEVISION IN SCTV LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT CHUYÊN NGÀNH KỸ THUẬT – TRUYỀN THƠNG KHỐ 2012B Hà Nội – Năm 2014 Trần Phi Hùng – CB121168 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƢỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI TRẦN PHI HÙNG TRUYỀN HÌNH ĐỘ PHÂN GIẢI CAO VÀ ỨNG DỤNG TẠI CÔNG TY SCTV HIGH DEFINITION TELEVISION IN SCTV LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT CHUYÊN NGÀNH KỸ THUẬT TRUYỀN THÔNG NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC : TS NGUYỄN ĐỨC MINH Hà Nội – Năm 2014 Trần Phi Hùng – CB121168 CỘNG HOÀ XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc lâp – Tự – Hạnh phúc BẢN NHẬN XÉT LUẬN VĂN THẠC SĨ - Đề tài: Truyền hình độ phân giải cao ứng dụng cơng ty SCTV – High Definition Television in SCTV - Tác giả: Trần Phi Hùng, Viện đào tạo sau đại học – Đại học Bách Khoa Hà Nội - Chuyên ngành: Kỹ Thuật Truyền Thông - Người hướng dẫn: TS Nguyễn Đức Minh - Đơn vị: Viện đào tạo sau đại học – Đại học Bách Khoa Hà Nội Nhận xét: Tổng quan chung: Ưu điểm, nhược điểm luận văn nội dung, hình thức; thái độ, trách nhiệm tác giả trình thực luận văn Kết luận: Tôi đồng ý (không đồng ý) để tác giả ………… bảo vệ luận văn trước Hội đồng chấm luận văn thạc sĩ Hà Nội, ngày….tháng….năm 2014 Ngƣời nhận xét (Ký tên ghi rõ họ tên người hướng dẫn) Xác nhận quan ngƣời nhận xét (dùng cho người nhận xét trường ĐHBKHN) Trần Phi Hùng – CB121168 LỜI NÓI ĐẦU Từ ngày đầu phát triển nay, khoa học kỹ thuật giải hầu hết tất vấn đề lĩnh vực truyền hình Từ việc truyền dẫn, phạm vi phủ sóng, số lượng kênh, chất lượng hình ảnh - âm khơng ngừng nâng cao Theo đó, hàng loạt tiêu đề ngày nhiều: Nội dung phải ―sống động giây‖, chất lượng phải HD, nghe hay – hình ảnh rõ hơn, truyền hình thời đại phải truyền hình tương tác, kết nối tầm nhìn v.v Bên cạnh tiến bộ, đột phá lĩnh vực truyền thơng nói chung, hay truyền hình nói riêng tồn mâu thuẫn xem mâu thuẫn ngành truyền thơng Đó mâu thuẫn lợi ích kinh tế lợi ích tuyên truyền Đây vấn đề sống với ngành truyền hình Vì truyền hình phận truyền thơng nên bắt buộc phải có định hướng tun truyền đắn, phù hợp với pháp luật đời sống văn hóa dân tộc Nhưng trọng đến tun truyền khơng hấp dẫn khách hàng, dẫn đến rating khơng cao lợi ích kinh tế thấp khơng đạt u cầu tun truyền Ngược lại ta đặt lợi ích kinh tế lên cao lợi ích tun truyền chắn không tồn phát triển Để đáp ứng tất yêu cầu thực theo phê duyệt Đề án số hóa truyền dẫn, phát sóng truyền hình tương tự mặt đất đến năm 2020 thủ tướng Chính phủ, Cơng ty truyền hình cáp SCTV từ quý III năm 2013 thức chuyển đổi phối ghép hệ thống truyền dẫn – phát sóng cũ vào hệ thống mới, tổng thể gọi MCR (Master Control Real time – kiểm soát tổng thể thời gian thực) MCR hệ thống trung tâm giai đoạn hoàn thiện, chuẩn hóa từ phía nhà cung cấp theo u cầu thực tế sử dụng SCTV Đây lý em chọn đề tài này: ―Truyền hình độ phân giải cao ứng dụng công ty SCTV – High Definition Television in SCTV‖ Trần Phi Hùng – CB121168 MỤC LỤC TRANG LỜI NÓI ĐẦU MỤC LỤC DANH MỤC HÌNH ẢNH CHƢƠNG 1: TRUYỀN HÌNH ĐỘ PHÂN GIẢI CAO HDTV (HIGH-DEFINITION TELEVISION) 1.1 Giới thiệu HDTV 1.2 Tỷ lệ ảnh: 1.2.1 Ảnh tỷ lệ ảnh: 1.2.2 Giới thiệu mảng pixel 1.3 Các định dạng ảnh HDTV: 1.3.1 So sánh tỉ số ảnh: 1.3.2 Quét HDTV: 10 1.4 Biến đổi định dạng video: 12 1.4.1 Định dạng quét: 12 1.4.2 Biến đổi tỉ lệ khn hình 13 1.5 Nhận xét 16 CHƢƠNG 2: TRUYỀN DẪN TÍN HIỆU HDTV 19 2.1 Những yêu cầu cho tiêu chuẩn HDTV Studio 19 2.1.1 Hệ thống HDTV lý tưởng: 19 2.1.2 Tần số mành tần số ảnh 20 2.1.3 Quét xen kẽ hay liên tục 20 2.1.4 Tương hợp với hệ truyền hình số 4:2:2 21 2.2 Truyền phát sóng tín hiệu HDTV 21 2.2.1 Truyền phát sóng tín hiệu HDTV qua vệ tinh 21 2.2.2 Kỹ thuật „siêu lấy mẫu‟ SNS 22 2.2.3 Các hệ thống số hoàn thiện DATV (hệ MUSE) 23 2.2.4 Hệ HD- MAC 23 2.2.5 Truyền dẫn tín hiệu HDTV cáp quang 24 Trần Phi Hùng – CB121168 2.3 Các thông số HDTV 24 2.3.1 Phương pháp hiển thị xen hình: 25 2.3.2 Các thông số HDTV STUDIO 25 2.3.3 Chiến lược phát triển HDTV: 27 CHƢƠNG 3: CÁC CHUẨN HDTV 31 3.1 Hệ thống HDTV 1250/50/2: (Châu Âu) 31 3.1.1 Mã độ chói cố định 32 3.1.2 Nâng cao biên độ tần số cao (preemphasis) 33 3.1.3 Lựa chọn màu sơ cấp 33 3.2 Máy thu tín hiệu HDTV 34 3.2.1 Máy thu tín hiệu MUSE 34 3.2.2 Máy thu tín hiệu HDMAC 35 3.3 Generator đồng 41 3.3.1 Nguyên lý hoạt động generator 41 3.3.2 Phần số generator 43 3.3.3 Phần tương tự generator 44 3.4 HDTV có băng tần rộng (W-HDTV) 44 3.4.1 Hệ thống W-HDTV số 44 3.4.2 Truyền phát sóng tín hiệu W-HDTV 45 CHƢƠNG 4: THIẾT BỊ BIÊN TẠP NỘI DUNG HDTV TẠI CƠNG TY TRUYỀN HÌNH CÁP SCTV 47 4.1 Giới thiệu chung hệ thống phát HDTV 47 4.2 I-Delay 48 4.2.1 Giới thiệu công dụng thiết bị 48 4.2.2 Các phận phần cứng 48 4.2.3 Các phận phần mềm 48 4.2.4 Nguyên tắc hoạt động i-Delay 49 4.2.5 Cách đấu nối thiết bị 50 4.2.6 Hoạt động 52 4.3 I-Box 61 Trần Phi Hùng – CB121168 4.3.1 Giới thiệu công dụng thiết bị 61 4.3.2 Các phận phần cứng 61 4.3.3 Các phận phần mềm 61 4.3.4 Sơ đồ khối hệ thống i-Box 62 4.3.5 Cách đấu nối thiết bị 62 4.3.6 Hoạt động 63 Trần Phi Hùng – CB121168 DANH MỤC HÌNH ẢNH TRANG Hình 1.1: Tỷ lệ hình ảnh truyền hình Tỷ lệ viết theo quy ước rộng:cao Hình 1.2 Giới thiệu định dạng video Hình 1.3 Điểm ảnh số tiêu chuẩn Quy ước quét thứ tự trái sang phải, sau đầu trang tới cuối cùng, đánh số hang cột từ (0,0) phía bên trái Hình 1.4: So sánh tỉ số ảnh tivi thường HDTV: chiều cao, rộng, đường chéo, diện tích Tất phép đo không thấy cải tiến HDTV:làm tăng số pixels ( điểm anh) Tức chi tiết ảnh Hình 1.5: HDTV quét 30 60 khung hình giây chuẩn hóa với định dạng 1280x720 (1Mpx, quét liên tục ‗progressive‘ ), 1920x1080 ( Mpx, quyets xen kẽ ‗interlaced‘ quyets liên tục ‗progressive‘) 10 Hình 1.6: Tổng hợp số quét HDTV cho hệ thống 720p, 1080i 1080p 11 Hình 1.7: Phương pháp cắt theo chiều đứng: ảnh gốc 4:3 cấy vào định dạng 16:9 14 Hình 1.8: Phương pháp bảng biên: ảnh 4:3 cấy vào định dạng 16:9 15 Hình 1.9: Giải pháp sổ trung tâm: cắt ảnh 16:9 bên thành ảnh 4:3 16 Hình 1.10: Giải pháp letterbox: ảnh gốc 16:9 cấy vào định dạng 4:3 16 Hình 1.11: Tần số lấy mẫu SDTV Widescreen sử dụng 13.5 MHz, thực tế số mẫu lấy dãn 4/3 so với định dạng chuẩn 4:3 17 Hình 2: Hệ thống Tổng khống chế 47 Hình 3: nguyên tắc hoạt động thiết bị i-Delay 49 Hình 4: Trao đổi thơng tin phần mềm hệ thống i-Delay 50 Hình 5: Sơ đồ khối Hệ thống i-Box 62 Trần Phi Hùng – CB121168 CHƢƠNG 1: TRUYỀN HÌNH ĐỘ PHÂN GIẢI CAO HDTV (HIGHDEFINITION TELEVISION) 1.1 Giới thiệu HDTV - HDTV hiể u nôm na "truyề n hin ̀ h với đô ̣ nét cao", thuật ng ữ chương triǹ h TV kỹ thuâ ̣t số , tập tin đa phương tiện (movies, audio, game ) đươ ̣c trình chiế u với đô ̣ phân giải cao cao nh ất Độ phân giải cao giúp hình ảnh trung thực, chi tiế t rấ t nhiề u - Tất chương trình truyền hình phim hiển thị chế độ hình 16:9 - Màu sắc thực nhờ đường truyền băng rộng - Sự rõ nét chi tiết hình ảnh nâng cao giáp cho hình cỡ lớn dễ nhìn sắc nét - Hệ thống âm Dolby Digital 5.1 phát sóng đồng thời với HDTV hỗ trợ chức âm vòm  Khác biệt HDTV tivi thường: Khác biệt lớn HDTV TV thường độ phân giải Trong TV truyền thống hiển thị tối đa khoảng 500 dòng 500 cột điểm ảnh, tương ứng với độ phân giải khoảng 500 x 500 pixel (250.000 điểm ảnh), hình HDTV chia 1.920 cột 1.080 dòng quét, tương ứng với độ phân giải 1.920 x 1.080 pixel (hơn triệu điểm ảnh) Như vậy, lượng điểm ảnh hiển thị hình HDTV nhiều gấp 10 lần so với TV thường Điều đồng nghĩa HDTV hiển thị nhiều chi tiết Khác biệt lớn thứ hai HDTV TV thường nằm số cổng vào tín hiệu mặt sau TV Do phải hiển thị nhiều điểm ảnh hơn, nên HDTV cần tới dây cáp hình: dây để truyền tải hình ảnh màu đỏ (R), dây cho màu xanh (G) dây cho màu xanh lam (B) Khác biệt lớn cuối số loại HDTV cần có đầu thu giải mã tín hiệu độ phân giải cao (HDTV receiver) bắt sóng truyền hình HD trực tiếp từ đài phát Trần Phi Hùng – CB121168 1.2 Tỷ lệ ảnh: 1.2.1 Ảnh tỷ lệ ảnh: Hình 1.1: Tỷ lệ hình ảnh truyền hình Tỷ lệ viết theo quy ước rộng:cao - Tỷ lệ ảnh tỷ lệ ảnh rộng tới ảnh cao Màn ảnh chuẩn phim truyền hình theo tỷ lệ hình 1.1 Quy ước truyền hình độ phân giải chuẩn hay phân giải thường standard-definitinon television (SDTV) có tỷ lệ ảnh 4:3 Tivi hình rộng truyền hình độ phân giải cao high-definition Televison) (HDTV) có tỷ lệ 16:9 - Phim chuyển sang 4:3 cắt cạnh khung ( chút nội dung ảnh), a Pan-and-scan chuẩn 4:3 nằm chuẩn 16:9 b Định dạng letterbox chuẩn 16:9 nằm chuẩn 4:3 c Định dạng Pillarbox chuẩn 4:3 nằm chuản 16:9 Hình 1.2: Giới thiệu định dạng video Ở hình 1.2 a Đạo diễn người sản xuất thích phim họ khơng bị thay đổi cắt xén này, nhà sản xuất phim VHS DVD đưa định dạng letterbox, hình 1.2 b định dạng tồn phim trì, phần đỉnh phần chân khung 4:3 không sử dụng (bị màu xám đen) Với kỳ vọng tivi hình rộng, trở lên phổ biến, khơng có lạ chuẩn 4:3 hiển thị bên hình rộng với định dạng pillarbox, hình 1.2 c Chiều cao hiển thị đầy đủ bên trái bên phải bị để trống Trần Phi Hùng – CB121168 Xóa tiết mục chủ đề: - Click phải vào tiết mục cần xóa, chọn ―xóa tiết mục‖ - Chọn Yes bạn thật muốn xóa, No khơng muốn xóa Checker: Chức chính: Kiểm tra, duyệt nội dung file video trước lập playlist Các bước thực hiện: - Chạy shortcut Checker hình desktop 67 Trần Phi Hùng – CB121168 Duyệt File: - Click phải vào file cần duyệt, chọn ―xem tiết mục‖: - Một cửa sổ preview để xem file video vừa chọn xuất hiện: 68 Trần Phi Hùng – CB121168 - Sau xem xong duyệt bấm vào nút ―duyệt‖, khơng duyệt bấm vào nút ―khơng duyệt‖: 69 Trần Phi Hùng – CB121168 - File duyệt có chữ ―True‖, cịn file khơng duyệt có chữ ―False‖ Chú ý: - File đăng ký vào database không duyệt chèn vào playlist (sẽ bị ẩn phần playlist, phần reagistration bị đánh dấu đỏ); - Chỉ file duyệt phát sóng; 70 Trần Phi Hùng – CB121168 Loại bỏ file duyệt: - Click phải vào file cần duyệt,chọn ―xem tiết mục‖ - Click vào nút ―không duyệt‖ Make_Playlist: Chức chính: lập playlist file cần phát sóng Các bƣớc thực hiện: - Chạy shortcut Make_Playlist hình desktop: 71 Trần Phi Hùng – CB121168 - Giao diện chương trình gồm có phần: phần lịch phát sóng, phần sở liệu (giống giao diện phần Registration) Tạo lịch phát sóng: - Để thêm file vào lịch phát sóng file phải đăng ký chương trình DB_registration Bên phần sở dử liệu bạn thấy có file đăng ký, muốn thêm file vào lịch phát sóng cần chọn file kéothả vào phần lịch phát sóng; - Muốn chương trình phát vào lúc việc gõ thời gian vào ―giờ bắt đầu phát sóng‖: Chương trình tự động cập nhật lên sóng: 72 Trần Phi Hùng – CB121168 Lƣu – mở lịch phát sóng: - Tạo mới: Tạo lịch phát sóng mới: (chương trình xóa lịch phát sóng làm); - Lưu lịch phát sóng: lưu lại lịch phát sóng; - Mở lịch phát sóng: mở lại lịch phát sóng lưu; - Thốt: khỏi chương trình; - Lưu lịch phát sóng: Sau tạo lịch phát sóng, lưu lại lịch phát sóng nút ―lưu lịch phát sóng‖, sau đường dẫn đến nơi cần lưuđặt tên cho playlist bấm vào nút save; - Mở lịch phát sóng: bấm vào nút ―mở lịch phát sóng‖, sau đường dẫn đến nơi lưu,bấm vào nút open, lịch phát sóng mở 73 Trần Phi Hùng – CB121168 Playout: Chức chính: Play file lên playlist Các bước thực hiện: - Chạy shortcut Playlist hình desktop, chương trình mở gồm modun có giao diện sau 74 Trần Phi Hùng – CB121168 Playlist: Modun Playlist: Gồm chức sau: Chức nút: Duration: Hiển thị thời lượng file phát sóng; 75 Trần Phi Hùng – CB121168 Cut Remain: Thời gian lại file phát sóng đếm ngược đến 0; End list time: Tổng thời gian list phát sóng (tính từ thời điểm phát sóng đến hết file cuối tính theo hệ thống); System time: Giờ hệ thống máy tính; On Air: Thời điểm đưa file lên phát sóng; File name: Hiển thị tên file đường dẫn chứa file; Duration: Thời lượng file; Mark in: Điểm vào file; Status: Hiển thị trạng thái file, có trạng thái sau: + -: File bình thường; + Error: File bị lỗi; + No file: File bị xóa 10 Note: Hiển thị thơng tin file; 11 Load list: Mở list lập trước đó; 12 Save list: Lưu lại file load lên playlist; 13 Start: Bắt đầu phát sóng; 14 Play at: Phát sóng vị trí vệt sáng (khi chương trình bỏ qua file vệt sáng; 15 Pause: Tạm dừng file phát sóng; 16 Resume: Phát tiếp file phát (sau nhấn nút ―Pause‖); 17 Stop: Dừng việc phát sóng ; 18 Check file: Kiểm tra file video (xem thêm phần status); 19 Add file: Chèn trực tiếp vào Playlist, file chèn vào nằm cuối Playlist chèn file vào chọn điểm vào điểm cho phù hợp; 76 Trần Phi Hùng – CB121168 20 Insert file: Chèn trực tiếp file vào vị trí muốn chèn, file chèn nằm phía vệt sáng ―Mark in‖ ―Mark out‖ giống ―Add file‖; 21 Remove:Xóa file nằm playlist (chọn file cần xóa nhấn nút ―Remove‖); 22 Next: Phát file list phát sóng; 23 Re Trim: Chọn lại điểm mark in mark out file video; Lưu ý: File phát sóng khơng ―Re Trim‖ 24 Clear: Xóa tồn playlist; Nhấn ―add file‖ chọn file cần chèn vào chọn ―open‖ xuất cửa sổ khác cho chọn điểm vào điểm 77 Trần Phi Hùng – CB121168 25 Mark in: Chọn điểm vào; 26 Mark out: Chọn điểm ra; 27 Duration: Hiển thị thời lượng file, ta ―mark in‖ hay ―mark out‖ duration tự động cập nhật thời lượng ta mark; 28 Cur Pos: Thời điểm mà vị trí trỏ đứng; 29 Seek to: Di chuyển nhanh đến thời điểm VD ta muốn di chuyển đến phút thứ 30 file thi chi cần gõ vào số ―00:30:00:00‖ bấm nút ―seek to‖ thi di chuyển đến Lƣu ý: Thời gian là: ―giờ:phút:giây:frame‖ tương đương với ―00:00:00:00‖ Sau nhấn Ok để chấp nhận thông số ―mark in‖ ―mark out‖ PlayBack: Modun Playback: Gồm chức sau: 78 Trần Phi Hùng – CB121168 - Hiện Logo, animation, chạy chữ, đổi field Giao điện gồm phần sau: - 1: Hiện Logo; - 2: Chạy chữ (crawl); - 3: Hiện animation, pop up; - 4: Chỉnh volume audio ngõ ra; - 5: Đổi field- áp dụng cho file bị sai field Chức phần: Hiện logo: - Bấm vào nút ―Logo File‖ sau chọn đường dẫn đến file tga cần logo bấm vào nút open; 79 Trần Phi Hùng – CB121168 - Chỉnh tọa độ X,Y cho logo hiển thị vị trí mong muốn; - Bấm nút ―Logo On ― để hiển thị logo, bấm nút ―Logo Off ― để tắt logo Hiện Crawl: - Bấm vào nút ―Cr File‖ sau chọn đường dẫn đến file tga cần chạy bấm vào nút open; - Chỉnh tọa độ cho Crawl hiển thị vị trí mong muốn, ý thơng số: Y: Tọa độ Y (trục đứng); S: Tốc độ chạy chữ (Speed); L: Số lần lập lại (Loop) - Bấm nút ―Cr On‖ để chạy chữ, bấm nút ―Cr Off‖ để tắt chạy chữ Animation: - Bấm vào nút ―Load‖ sau chọn đường dẫn đến file tga cần chạy bấm vào nút open; - Chỉnh tọa độ X, Y cho animation hiển thị vị trí mong muốn Chú ý thông số: X: Tọa độ trục X (trục ngang); Y: Tọa độ trục Y (trục đứng); L: Số lần lập lại (Loop) - Bấm nút ―Ani On‖ để chạy animation, bấm nút ―Ani Off‖ để tắt chạy Animation Chú ý: - Vì animation chuỗi file Tga liên tiếp chọn cần chọn file chương trình lấy tất file có tên gần giống (chỉ khác phần số VD: ani_000.tga  ani_250.tga); - Tọa độ X, Y có tác dụng file Tga nhỏ (không full screen), file full screen chương trình hiển thị theo tọa độ 0:0 80 Trần Phi Hùng – CB121168 Chỉnh Volume Audio ngõ ra: - Di chuyển trượt để chỉnh volume ngỏ cho phù hợp Nút đảo Field: - Đảo field, phát file bị sai field (hình bị rung, giật) click vào nút để đảo field Chú ý: Cẩn thận dùng áp dụng chức cho file video hình bị rung 81 ... – CB121168 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƢỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI TRẦN PHI HÙNG TRUYỀN HÌNH ĐỘ PHÂN GIẢI CAO VÀ ỨNG DỤNG TẠI CÔNG TY SCTV HIGH DEFINITION TELEVISION IN SCTV LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ... nhà cung cấp theo yêu cầu thực tế sử dụng SCTV Đây lý em chọn đề tài này: ? ?Truyền hình độ phân giải cao ứng dụng công ty SCTV – High Definition Television in SCTV? ?? Trần Phi Hùng – CB121168 MỤC... Tự – Hạnh phúc BẢN NHẬN XÉT LUẬN VĂN THẠC SĨ - Đề tài: Truyền hình độ phân giải cao ứng dụng công ty SCTV – High Definition Television in SCTV - Tác giả: Trần Phi Hùng, Viện đào tạo sau đại học