Qúa trình giải mã là quá trình có trình tự ngợc lại với mã hoá và có sơ đồ chức năng nh sau:
Giai đoạn 1 là tách mã hoá entropy ra, sau đó tách số liệu ảnh (hệ số biến đổi DCT) ra khỏi các vector chuyển động. Số liệu sẽ đợc giải lợng tử hoá và biến đổi DCT ngợc.
Trong trờng hợp ảnh loại I bắt đầu từ mỗi nhóm ảnh trong chuỗi, sẽ nhận đợc ảnh đầu ra hoàn chỉnh bằng cách trên. Nó đợc lu trong bộ nhớ ảnh và đợc sử dụng để giải mã các ảnh tiếp theo.
Trong trờng hợp ảnh loại P sẽ thực hiện giải lợng tử hoá và biến đổi DCT ngợc với việc sử dụng các vector chuyển động và lu vào bộ nhớ ảnh sớm hơn. Trên cơ sở đó xác định đợc dự báo ảnh đang xét. Ta nhận đợc ảnh ra sau khi cộng dự báo ảnh và kết quả DCT ngợc, ảnh này cũng đợc lu vào bộ nhớ để có thể sử dụng nh là chuẩn khi giải mã các ảnh tiếp theo.
4.15. Tiêu chuẩn MPEG-1.
MPEG-1 là tiêu chuẩn nén mã hoá video và âm thanh kèm theo trong môi trờng lu trữ số nh CD-ROM, DAT, đĩa quang, đĩa winchester với tốc độ vào khoảng 1,5 Mbit/s.…
Chuẩn MPEG-1 bao gồm 4 phần: • Các hệ thống.
• Video. • Audio.
• Hệ thống kiểm tra.
Chuẩn MPEG-1 cho phép vận dụng ảnh động một cách linh hoạt nh một dạng dữ liệu của máy tính. Cũng giống nh các dạng dữ liệu khác nh văn bản, đồ hoạ, ảnh động cũng có thể truyền và nhận thông qua máy tính và mạng viễn thông.
4.16. Tiêu chuẩn MPEG-2.
MPEG-2 là tiêu chuẩn nén hớng tới các ứng dụng rộng rãi hơn và có tốc độ cao hơn MPEG-1, bao gồm điện tử viễn thông và truyền hình số thế hệ kế tiếp. Nó có tên là “Mã hoá chung ảnh động và audio đi kèm” gồm 3 phần chính: Hệ thống; Video và thử nghiệm. Phần hai là phần mã hoá video, MPEG-2 nhằm hỗ trợ việc truyền video số tốc độ bit lớn hơn 4 Mbit/s, bao gồm các ứng dụng DSM (phơng tiện lu trữ số), các hệ thống TV hiện tại (PAL, NTSC, SECAM), cáp, thu lợm tin tức điện tử, truyền hình trực tiếp từ vệ tinh, EDTV (truyền hình mở rộng), HDTV (truyền hình độ phân giải cao)...
Nhớ đệm Giải mã entropy Giải lượng tử hoá Biến đổi DCT ngược Σ
Nhớ ảnh Dự báo ảnh Số liệu điều khiển Video Hình 4.54: Giải mã video 62
Chuẩn MPEG-2 bao gồm 4 phần: • Các hệ thống.
• Video. • Audio.
• Hệ thống kiểm tra.
4.16. Tiêu chuẩn MPEG-7.
4.17.1. Giới thiệu
Đây là bản thảo mới nhất nhằm tận dụng băng tần và siêu dữ liệu trong việc sản xuất chơng trình truyền hình.
4.17.2. Đối tợng của MPEG-7
Hiện nay trên thế giới, thông tin nghe nhìn đợc số hoá trở nên phổ biến và đợc nhiều ngời a chuộng (Trang 273).…
Chơng 5
Audio số và các tiêu chuẩn nén audio số
5.1. Khái niệm âm thanh
5.1.1. Nguồn gốc âm thanh.
Âm thanh là do vật thể rung động phát ra tiếng và lan truyền đi trong không khí, tai ta cảm nhận âm thanh qua màng nhĩ và truyền đến hệ thần kinh. Không khí chính là môi tr- ờng truyền dẫn âm thanh (tuy nhiên các chất khí khác, chất lỏng và chất rắn cũng truyền âm).
Vận tốc truyền âm phụ thuộc vào môi trờng, nhiệt độ. ) / ( 273 331 0 s m T CKK ≈
trong đó, T0 – là nhiệt độ tuyệt đối của không khí.
Trong quá trình truyền lan, khi gặp chớng ngại, âm thanh sẽ phản xạ trở lại, một phần tiếp tục truyền lan về phía trớc và một phần nhỏ cọ sát biến thành nhiệt năng tiêu tan đi.
5.1.2. Đặc tính của âm thanh.
5.1.2.1. Tần số
Tần số của âm thanh đơn là số lần dao động của không khí truyền dẫn âm trong một giây đồng hồ. Đơn vị tần số là Hec (Hz).
Tần số biểu thị độ cao của âm thanh: Tiếng trầm có tần số thấp, tiếng bổng có tần số cao. Tai ngời có thể cảm nhận đợc âm có tần số từ 16- 200000 Hz, đó là dải tần số âm thanh (âm tần). Những âm có tần số < 16 Hz gọi là hạ âm, nguồn có tần số > 20000 Hz gọi là siêu âm. Dòng điện có tần số từ 16-20000 Hz gọi là dòng điện âm tần.
ứng với mỗi tần số dao động f có chu kỳ dao động T ( T =1/ f , đơn vị s) là một bớc sóng λ (đơn vị m).
Chu kỳ dao động của âm thanh là thời gian âm đó dao động một lần.
Bớc sóng âm thanh chính là khoảng truyền lan của âm thanh tơng ứng với một chu kỳ dao động. Công thức tính toán bớc sóng có dạng sau:
CT
= λ
C- là tốc độ âm thanh trong môi trờng truyền sóng.
Trên thực tế, một âm phát ra thờng không phải là một âm đơn mà là một âm phức. Âm phức này là một âm đơn và các hài có tần số gấp 2, 3, 4 lần âm đơn.
5.1.2.2. áp suất âm thanh
Tính chất đợc sử dụng và đo rộng rãi nhất của sóng âm là áp suất âm thanh, thăng giáng trên và dới áp suất khí quyển do sóng âm gây ra. áp suất âm thanh gọi tắt là thanh áp, đơn vị là bar. Một bar là trhanh áp tác động lên 1 diện tích 1 cm2 một lực là 1din, 1 bar = 1 din/1cm2. Ngày nay, ta thờng sử dụng đơn vị pascan (pa) đo thanh áp, 1 bar = 100 Kpa, 1 pa = 1 N/m2.
5.1.2.3. Mức áp suất âm thanh.
áp suất âm thanh quan trọng đối với kỹ thuật điện tử nằm trong khoảng tiếng ồn yếu nhất vốn có thể gây nhiễu cho ghi âm tới những âm thanh mạnh nhất mà màng loa có thể phát ra, khoảng này xấp xỉ 106. Do vậy để thuận tiện, các áp suất âm thanh thờng đợc vẽ trên thang loga gọi là mức áp suất âm thanh biểu thị theo đêxiben (dB).
áp suất chuẩn đối với âm thanh trong không khí, tơng ứng với 0 dB, đợc định nghĩa nh áp suất âm thanh 20 àPa (trớc đây là 0,00002 din/cm2), đó là áp suất chuẩn p0. Nh vậy mức áp suất âm thanh Lp theo dexiben tơng ứng với áp suất âm thanh p đợc định nghĩa bởi:
dB p p Lp20log( / 0)
áp suất chuẩn p0 xấp xỉ áp suất âm thanh nghe đợc yếu nhất ở 2000Hz, do đó phần lớn các giá trị dB của mức áp suất âm thanh đều có dấu dơng.
5.1.2.4. Công suất âm thanh.
Công suất âm thanh là năng lợng âm thanh đi qua một diện tích S trong thời gian 1s. Công suất âm thanh có thể tính bằng công thức:
psv
P =
trong đó:
p – là thanh áp ; v – là tốc độ dao động của một phần tử không khí tại đó; s- là diện tích.
5.1.2.5. Cờng độ âm thanh.
Cờng độ âm thanh I là công suất âm thanh đi qua một đơn vị diện tích là 1cm2.
pv S P
I = / =
Ba đại lợng áp suất âm thanh, công suất âm thanh và cờng độ âm thanh gắn liền với nhau: P = IS = pvs, của ba đều biểu thị độ lớn nhỏ của âm thanh. Âm thanh có năng lợng càng lớn thì áp suất âm thanh, công suất âm thanh và cờng độ âm thanh càng lớn.
5.1.4. Khổ điển hình cho dữ liệu âm thanh
Dữ liệu âm thanh và điện tử âm tần đợc vẽ nh hàm của tần số, thời gian, hớng, khoảng cách hoặc âm lợng phòng. Các đặc tuyến tần số là thông dụng nhất, trong đó tung độ có thể là áp suất âm thanh, công suất âm thanh, tỷ số tín hiệu ra/vào, méo theo phần trăm.
5.1.4.1. Phổ âm thanh.
Phổ âm thanh là sự mô tả quá trình phân giải của âm thanh thành các thành phần có tần số khác nhau và các biên độ khác nhau. Trục hoành là đơn vị loga, trục tung là đơn vị áp suất âm thanh.
Phổ vạch là các đồ thị vạch (thanh) đối với âm thanh chiếm u thế bởi các thành phần tần số rời rạc.
Phổ liên tục là các đờng cong cho biết phân bố của mức áp suất âm thanh bên trong dải tần, tung độ gọi là mức phổ.
5.2. Phát tín hiệu âm thanh.
5.2.1. Sơ đồ khối máy phát tín hiệu âm thanh.
Sơ đồ khối máy phát tín hiệu âm thanh.
Các khối chức năng:
• Khối chủ sóng: Có thể là một tầng hay một số tầng có kết cấu phức tạp. Nhiệm vụ của nó là tạo ra dao động điện tần số gốc để cung cấp cho các tầng sau, vì vậy gọi là chủ sóng.
• Khối trung gian: Có thể là một tầng khuéch đại để tăng điện áp và công suất từ chủ sóng đa sang. Trong khối trung gian có thể gồm các tầng đệm, nhân hoặc chia tần số tuỳ theo yêu cầu của mỗi máy phát. Tầng đệm vừa để khuếch đại, vừa để cách ly ảnh hởng của tầng sau đối với chủ sóng, giữ cho chủ sóng công tác ổn
Chủ sóng Trung gian Công suất
Điều khiển Nguồn Điều chế
Tín hiệu âm thanh
Fide Anten