II. Truyền hình mầu
2 Xấp xỉ và bù chuyển động
Nhiều thay đổi về cờng độ sáng từ frame này đến frame kế tiếp là do chuyền động của đối tợng. Trong mã bù chuyển động, frame hiện tại đợc dự báo từ frame trớc đó băng cách xấp xỉ chuyển động giữa hai frame và bù chuyển động đó. Sự khác nhau giữa frame hiện tại và frame trớc đó gọi là phần d thừa của bù chuyển động và phần d thừa này sẽ đợc mã hoá.
Đối với một chuổi Video bình thờng , đặc trng về năng lợng của phần d thừa thấp hơn rất nhiều so với năng lợng trong tín hiệu Video gốc do loại bỏ thành phần d thừa tạm thời. Mã hoá phần d thừa thay vì mã hoá Video giúp đảm bảo thông tin d thừa tạm thời không bị mã hoá lặp lại.
Nh vậy, việc xác định phần ảnh động là “xấp xỉ chuyển động”. Quá trình khôi phục một ảnh bằng cách dùng các phần tử ảnh trớc cùng với thông tin về chuyển động chính là bù chuyển động. Sự đánh giá chuyển động có thể là toàn frame. Để thực hiện tối u, chia mỗi frame thành các khối (8x8 pixel) sau đó mới đánh giá chuyển động cho từng khối.
Việc đánh giá toàn bộ chuyển động frame sẽ gây ra hai vấn đề sau: -Thời gian dùng để theo dõi một vùng ảnh rộng của ảnh cho vector chuyển động đợc tính toán.
-Các khối chuyển động dẫn đến việc xác định cái gì để đặt vào không gian trống (do khối chuyển động).
Sử dụng xấp xỉ và bù chuyển động là để thay thế hai yêu cầu trong hệ thống mã/ giải mã. Đầu tiên bộ giải mã phải lu ảnh trớc trong khi tạo ảnh tiếp theo. Sau đó, bộ mã hóa phải tạo lại mỗi ảnh sau khi mã hoá nó để dự báo cho bộ giải mã tạo ảnh nh thế nào. Điều này cần thiết vì bộ giải mã không có bất kỳ một ảnh gốc nào có thể tạo lại khối bù chuyển động.
Một phơng pháp dự đoán để tìm ra các chi tiết ảnh thay thế giữa hai khung hình liền nhau và tạo ra một vector chuyển động chỉ ở vị trí của chi tiết ảnh này trong khung hình tơng ứng. Theo đó, vector chuyển động sẽ phối hợp với tất cả các khối đợc nén trong khung hình trớc đó mà khối các điểm ảnh này đợc lặp lại tại một vị trí mới.
56
Vị trí khối trước đó Vùng tìm kiếm
Vị trí khối hiện tại Vector
chuyển động Vị trí khối 8x8 pixel
Vector chuyển động giữa 2 khung hình liền nhau
Có nhiều phơng pháp khác nhau để xác định vector thay thế, một trong số các phơng pháp này có tên gọi là phối hợp các khối (block matching). Khối số liệu điểm ảnh đợc lựa chọn , gọi là khối tham chiếu, trong khung hình hiện tại chuyển động trong khung hình trớc đó. Các giá trị DCT tham chiếu đợc so sánh với các giá trị khối 8x8 điểm trong vùng tìm kiếm để tìm ra khối thích hợp nhất, tơng ứng khi sự sai khác là nhỏ nhất. Khi đó vector xác định khoảng cách giữa vị trị tham chiếu và vị trí phối hợp đã tìm thấy đợc tạo ra. Thông tin số liệu về vector chuyển động đợc truyền tới cùng với khối hệ số DCT sai lệch.
Để giảm quá trình tính toán vector chuyển động, độ phân giải của ảnh có thể đợc giảm xuống theo cả 2 chiều ngang và chiều đứng. Bằng cách này có thể giảm số bit cần xử lý và dự đoán các phần chính đợc thay thế trong khung hình. Ví dụ một ảnh với độ phân giải đầy đủ là 720 x 480 có thể giảm đến mức 360 x 240. ảnh với độ phân giải thấp có thể dùng cho vùng dự đoán lớn hơn. Đầu tiên,một dự đoán chuyển động gần đúng sẽ đợc tiến hành trên các ảnh có độ phân giải thấp này. Sau đó, một phép dự đoán vector chuyển động chính xác sẽ thực hiện tính toán vị trí thay thế chính xác của đối tợng giữa hai khung hình. Quá trình dự báo sẽ thực hiện qua nhiều bớc để thu đợc dự báo chính xác cuối cùng.
Đối với các đối tợng chuyển động nhỏ có thể bỏ qua trong giai đoạn dự đoán chuyển động gần đúng, do đó vector dự đoán sẽ mang sai số. Trờng hợp này sẽ sử dụng các khối nhỏ hơn. Với một vùng thay thế có kích thớc lớn, sai số trong quá trình phối hợp sẽ trở nên lớn hơn giữa các khối có cùng mức xám song không có liên hệ về chuyển động. Hơn nữa, nhiều những kiểu chuyển động trong bức ảnh có thể tạo ra sự xung đột trong vùng tìm kiếm. Để giải quyết vấn đề này có sự phân chia trong việc phối hợp các khối.
Đồ án tốt nghiệp Truyền hình số qua vệ tinh
3.Tốc độ truyền sau khi nén.
Ta có mối quan hệ giữa tốc độ truyền C băng tần kênh truyền W: W ≥ C (W:MHz; C : Mbit/s)
Dới đây thống kê tốc độ truyền của các loại ảnh: -ảnh tĩnh: 1,2 ữ9,6 kbit/s
-ảnh chuyển động chậm: 12 ữ40 kbit/s -Truyền hình thoại : 58 ữ2000kbit/s -Truyền hình đen trắng: 70 ữ108 Mb/s -Truyền hình màu: 216 Mb/s
-Truyền hình HĐTV : 1,1 ữ 2,3Gb/s
Sau khi sử dụng các thuật toán nén Video, thì tốc độ truyền của tín hiệu hình đợc giảm đi đáng kể ,có nghĩa là độ rộng dải thông cũng giảm đi.
-C = 2 ữ 13 Mb/s
- Dải thông W: 1,5MHz ữ 9 MHz
Nh vậy do u điểm nh vậy cho nên việc truyền tín hiệu truyền hình số có nén Video hiện đang đợc sử dụng rộng rãi cho hiệu quả kinh tế và kỹ thuật cao. Chất lợng đờng truyền cao, tiết kiệm băng tần.