Tín hiệu truyền hình màu và các tiêu chuẩn ATSC, DVB – T

MỤC LỤC

Tín hiệu truyền hình màu

Cần chọn tín hiệu mang màu sao cho: Khi cho phát ảnh đen trắng thì tín hiệu mang màu triệt tiêu, chỉ còn tín hiệu chói EY. Ngoài ra tín hiệu mang màu không tăng biên độ khi tăng độ chói của ảnh.

Ghép phổ của tín hiệu mang màu vào tín hiệu chói

    Tín hiệu mang màu đem đi điều chế vào một dao động có tần số sang mang phụ fsc, sao cho tín hiệu đã điều chế có các vạch phổ nằm đúng vào vùng khe hở của tín hiệu chói thì tín hiệu mang màu có thể phát đi cùng với tín hiệu chói trong cùng một dải tần số. -Bộ tạo sóng mang phụ tạo ra tần số fSC = 3,58MHz đưa đến bộ điều biên nén 1 để điều biên nén tín hiệu EI vào fSC, đồng thời fSC được trễ pha 900đưa đến bộ điều biên nén 2 để điều biên nén tín hiệu EQ vào fSC để tạo ra 2 dải biên tần trên và biên tần dưới.

    Hình 1.8: Phổ của tín hiệu chói và tín hiệu màu cao tần
    Hình 1.8: Phổ của tín hiệu chói và tín hiệu màu cao tần

    Hệ truyền hình màu SECAM 1. Sơ đồ khối phía phát

    Đặc điểm của hệ truyền hình màu SECAM

    -Nhược điểm: Máy thu hình phức tạp vì cần dây trễ có chất lượng cao và bộ tiền nhấn tần thấp, tiền nhấn tần cao.

    SỐ HOÁ TÍN HIỆU VIDEO 2.1. HỆ THỐNG TRUYỀN HÌNH SỐ

    • Quá trình số hoá tín hiệu video thành phần

      Đối với tín hiệu video thành phần (EB-EY,ER-EY,EY), quá trình chuyển đổi các tín hiệu màu được quy định theo tiêu chuẩn CCIR 601. Nó cho ta dòng số có tốc độ cao hơn tín hiệu số tổng hợp và nó có ưu điểm là xử lí dễ dàng các chức năng ghi, dựng, tạo kĩ xảo và chất lượng hình ảnh không bị ảnh hưởng bởi can nhiễu chói, màu. Mặt khác, do sự phát triển của công nghệ điện tử, nên cho phép truyền toàn bộ chuỗi số liệu video sô thành phần nối tiếp nhau trên một dây dẫn duy nhất mà hông bị nhiễu kí sinh, không méo,tỉ số S/N cao và có thể cài đặt tín hiệu audio trong chuỗi tín hiệu video số. Nguyên tắc làm việc của bộ biến đổi tương tự sang số được minh hoạ trên sơ đồ khối hình. Sơ đồ khối mạch biến đổi tươngtự –số. a) Mạch lọc thông thấp. Tần số lấy mẫu như đã trình bày ở trên , ngoài yêu cầu có giá trị trong khoảng từ 12MHz đến 14 MHz , là bội số của tần số dòng fH , còn phải đạt điều kiện là tần số lấy mẫu chung cho cả hai tiêu chuẩn truyền hình 525 và 625 dòng để có thể tiến tới một tiêu chuẩn video số chung cho toàn thế giới , loại bỏ những phiền phức gây nên bởi tình trạng đa hệ trong truyền hình tương tự.

      Hình 2.2. Sơ đồ khối mạch biến đổi tươngtự –số.
      Hình 2.2. Sơ đồ khối mạch biến đổi tươngtự –số.

      CÁC TIÊU CHUẨN NÉN TÍN HIỆU TRUYỀN HÌNH SỐ

      • TIÊU CHUẨN NÉN JPEG 1. Mục đích
        • TIÊU CHUẨN NÉN ẢNH MPEG 1. Giới thiệu về MPEG

          Tiêu chuẩn MPEG là một chuỗi các chuẩn nén video với mục đích là mã hoá tín hiệu hình ảnh động và âm thanh cho các phương tiện lưu trữ số ở tốc độ bít từ 1,5 đến 50 mbit/s và được biết đến như là MPEG-1, MPEG-2, MPEG-4. Giá trị pixel tại vị trí n, được tính bằng cánh nhân tất cả các vị trí pixel tại vị trí từ (n-3) đến (n+3) với các hệ số lọc trong hình vẽ. Tổng các tích trên được chia cho 256, kết quả cho giá trị pixel mới tại vị trí n. Tiếp theo tính cho pixel vị trí n+2 theo chu trình trên. ở máy thu cần phải biến đổi ngược lại. Tương tự cách tính trên theo chiều thẳng đứng cho tín hiệu màu Cr, Cb, ta có được kết quả bộ lọc thập phân theo mành. Để giảm mức độ phức tạp và giá thành, bộ giải mã trong MEG-1sẽ có một số tham số được mặc định như sau:. Tham số Giá trị cực đại. Cấu trúc dòng bit của tiêu chuẩn này cung giống với tiêu chuẩn MPEG /256. vị trí điểm được tính. VLC cho ảnh I). So với MPEG-1 thì MPEG-2 có nhiều cải thiện, ví dụ về kích thước ảnh và độ phân giải ảnh, tốc độ bit tối đa, tính phục hồi lỗi, khả năng giải mã một phần dòng bit mã hoá để nhận được ảnh khôi phục có chất lượng tuỳ thuộc vào mức độ yêu cầu.

          Tính co giãn của dòng bit MPEG-2 là khả năng giải mã được một phần dòng bit của chính nó độc lập với phần còn lại của dòng bít đó nhằm khôi phục video với chất lượng hạn chế(hạn chế độ phân giải thời gian, độ phân giải không.

          Bảng  lượng tử  Sai lệch giữa các giá trị Y và Cr,  Cb
          Bảng lượng tử Sai lệch giữa các giá trị Y và Cr, Cb

          NÉN TÍN HIỆU AUDIO

          Cơ sở của của nén tín hiệu audio

            Sự che lấp về mặt tần số là hiện tượng một âm thanh nghe thấy ở tần số này bỗng trở lên không cảm nhận được do ngưỡng nghe thấy bị dâng lên vì sự có mặt của âm thanh ở tần số khác có cường độ mạnh hơn. Còn công nghệ che lấp dựa trên mô hình tâm sinh lí thính giác của con người có tác dụng loại bỏ đi các mẫu không có giá trị cảm nhận( các mẫu không nghe thấy). Có hai công nghệ nén cơ bản là:. Mã hóa dự báo miền thời gian: Sử dụng mã hoá vi sai các giá trị chênh lệch giữa các mẫu liên tiếp nhau để loại bỏ sự dư thừa thông tin cá nhân nhằm thu được dòng số có tốc độ thấp. Mã hoá chuyển đổi miền tần số: Công nghệ này sử dụng các khối của các mẫu PCM tuyến tính biến đổi từ miền thời gian thành một số nhất định các băng tần trong miền tần số. Hiện tượng che lấp quan trọng nhất xảy ra trong miền tần số. Để lợi dụng đặc điểm này, phổ của tín hiệu audio được phân tích thành nhiều băng phụ có độ phân giải thời gian và tần số phù hợp với độ rộng các băng tần tới hạn của HAS. Mỗi băng phụ chứa một số thành phần âm rời rạc. Cấu trúc bộ mã hoá audio cơ bản như sau:. Cấu trúc bộ mã hoá Audio Có ba cách thực hiện dãy bộ lọc.Đó là:. Dãy bộ lọc. Mô hình tâm lí thính giác. Lượng tử hoá và mã hoá. Phân bố bít. g bít mã hoá tín hiệu. a) Đa băng tần: Phổ của tín hiệu được chia thành các băng tần phụ có độ rộng bằng nhau tương tự như khi chia phổ tần thành các băng tần tới hạn của hệ thống HAS. Với các tần số nhỏ hơn 500Hz một băng con sẽ chứa vài băng tần tới hạn. Trong công nghệ nén audio, sử dụng một loại bộ lọc bộ lọc băng con. Ví dụ PQMF- bộ lọc gương đa pha bình phương. Bộ lọc này có độ chồng phổ thấp và thường được sử dụng cho các mẫu gần kề về mặt thời gian. Trong tiêu chuẩn nén AUDIO MPEG một khung audio gồm 1152 mẫu được chia thành 32 băng con, mỗi băng con có 36 mẫu. b) Dãy chuyển đổi: áp dụng thuật toán DCT có cải biên (MDCT) được dùng để biến đổi tín hiệu audio miền thời gian thành một số lượng lớn các băng con(từ 256 đến 1024 ) trong miền tần số. c) Dãy bộ lọc cân bằng: tín hiệu vào trước tiên được chia thành 32 băng con nhờ các bộ lọc PQMF. Các khối (hay là các nhóm ) 12 mẫu dữ liệu từ đầu ra bộ lượng tử hoá được ghép kênh cùng với tham số xếp loại tương ứng của chúng và thông tin phân phối bit để hình thành lên khung dữ liệu audio trong dong bít mã hoá.

            Nó cho phép các băng tần có hệ số thang độ phù hợp tốt hơn với độ rộng băng tần tới hạn và cho chất lượng audio tốt hơn tại các tốc độ thấp, mặc dù độ rộng băng tần tín hiệu audio được giảm tối đa là 12 khz.

            Sơ đồ  mã hoá và  giải mã  tiêu chuẩn MPEG-1
            Sơ đồ mã hoá và giải mã tiêu chuẩn MPEG-1

            CÁC TIÊU CHUẨN TRUYỀN HÌNH SỐ

            GIỚI THIỆU CHUNG

            Do đó, các kĩ thuật hiện đại, việc nén các số liệu thông tin đã đạt được những tỉ số nén rất cao trong khi vẫn đảm bảo chất lượng tín hiệu được người sử dụng chấp nhận được. Tuy nhiên, khi nâng cao tỉ số nén cần phải quan tâm trước hết phải yờu cầu về chất lượng của hỡnh ảnh , õm thanh… Rừ ràng đối với số liệu video thì tỉ số nén cao hơn rất nhiều so với tỉ số nén có thể đạt được với số liệu thông thường và đặc biệt với số liệu âm-chỉ có thể đạt được với tỉ số từ 4:1 đến 8:1. Hy vọng trong tương lai sẽ có nhiều tiêu chuẩn nén hoàn hảo hơn nữa được quốc tế hoá vừa cho tỉ số nén cao vừa cho chất lượng tốt.

            CÁC TIÊU CHUẨN TRUYỀN HÌNH SỐ

            • So sánh lựa chọn tiêu chuẩn

              ISDB - T là một biến thể của tiêu chuẩn DVB - T cùng sử dụng một phương pháp điều chế OFDM nên thực tế các cuộc tranh luận thường tập trung vào hai tiờu chuẩn DVB - T và ATSC - T mà cốt lừi là hai phương thức điều chế OFDM và 8 - VSB. Đây là điểm khác nhau quan trọng giữa hai hệ , bởi lẽ trong quá trình quá độ từ truyền hình tương tự chuyển sang truyền hình số thì truyền hình số và truyền hình tương tự phải song song cùng tồn tại trên một diện tích phủ sóng, thậm trí cùng một tần số. Tuy nhiên để có thể thu di động cần có sự trả giá về tốc độ dữ liệu thông thường đối với dịch vụ thu di động người ta thường dùng phương pháp điều chế QPSK hoặc 16 - QAM , có tỉ lệ mã sửa sai là 1/2 và tốc độ dữ liệu từ 6 đến 12 Mbps.

              ATSC với phương pháp điều chế 8 - VSB trên thực tế chỉ là một tiêu chuẩn truyền hình số mặt đất trong khi DVB - T với phương pháp điều chế OFDM là thành viên của đại gai đình truyền hình số bao gồm các lĩnh vực truyền hình số vệ tinh DVB- S , truyền hình số cáp DVB - C.