Subframe A = 32 bitSubframe B = 32 bit Subframe B = 32 bit
4420bit 4 4 20bit 4
Số liệu audio
SyncAux Bit V Bit P Aux Bit V Bit P Bit U Bit C Bit U Bit C
Hỡnh 2.10. Cấu trỳc 1 frame số liệu AES/EBU.
Dũng bit audio AES/EBU được chia thành nhiều khối (block). Mỗi khối được chia thành 192 khung (frame). Mỗi frame gồm 64 bit tương ứng với khoảng thời gian bằng một chu kỳ lấy mẫu. Mỗi frame được chia thành 2 subframe A và B. Mỗi subframe gồm 32 bit chứa dữ liệu tương ứng với 1 mẫu của 1 kờnh và cỏc dữ liệu khỏc.
Cỏc bit trong 1 subframe như sau:
4 bit sync (đồng bộ): bỏo cho biết bắt đầu subframe A, subframe B hay bắt đầu một block mới.
4 bit aux (phụ): dựng để ghi dữ liệu phụ hoặc để tăng độ phõn giải lượng tử hoỏ từ 20 bit lờn 24 bit.
20 bit dữ liệu audio: chứa dữ liệu audio tương ứng với một mẫu của một kờnh.
Bit U (Use data-Dành cho người sử dụng): dựng để truyền thờm dữ liệu phụ (như tựa đề bản nhạc, tờn ca sĩ,..). Mỗi block 192 bit U tức 24 byte U (đối với một kờnh) cho phộp chứa đựng 1 thụng tin ngắn chọn vẹn.
Bit C (Chanel status-Thụng bỏo trạng thỏi kờnh): 192 bit C hay 24 byte C trong mỗi block cho biết cỏc thụng tin : tần số lấy mẫu, độ dài một từ (một mẫu), thụng tin nhận dạng nguồn phỏt, mó thời gian dựng để đồng bộ tớn hiệu audio số với tớn hiệu video số trong truyền hỡnh số.
Bit P (Parity-Bit chẵn lẻ): phỏt hiện lỗi trong 27 bit trước đú trong subframe 32 bit, từ bit 4 đến bit 30 khụng kể phần sync mở đầu.
Như vậy dũng bit audio AES/EBU là dũng ghộp 2 kờnh cú độ phõn giải lượng tử hoỏ lờn đến 24 bit, tần số lấy mẫu chuyờn nghiệp thường dựng là 48KHz, tốc độ dữ liệu audio là:
R = 64 bit/mẫu (2 kờnh) x 48.000 mẫu/s = 3,072 Mb/s. trong đú phần tốc độ bit dựng cho số liệu audio chỉ là:
Ra = 24 bit/kờnh x 2 kờnh x 48.000 = 2,304 Mb/s.
2.5.2 Một số cỏc tiờu chuẩn nộn audio.
Hiện nay trờn thế giới tồn tại nhiều hệ õm thanh dựng trong truyền thụng, như: A-2 (Two audio) tương tự, hệ NICAM số, hệ MUSICAM số, hệ AC-3 (Audio Coding 3) số.
Hệ A-2: Do Đức phỏt triển cuối thập niờn 70, được đưa vào khai thỏc từ thập niờn 80 tại Đức, Australia, Hà Lan, Thuỵ Sỹ, Italia. Hệ A-2 dựng 2 tải tần tiếng FM, đối với hệ thống stereo, tải tần cơ bản cú tần số 5,5 MHz được điều chế bằng tớn hiệu mono (L +R/2) và tải tần phụ cú tần số 5,742 MHz (hệ PAL B/G) điều chế với tớn hiệu kờnh phải R/2. Năm 1988, với tiờu chuẩn SCN 367523, hệ A-2 được sử dụng cho hệ truyền hỡnh SECAM với tải tần cơ bản là 6,5 MHz, tải tần phụ là 6,2578125 MHz..
BBC đề xuất năm 1983-1986. Năm 1986 bắt đầu sử dụng tại Anh, sau đú là Bỉ, Đan Mạch ... EBU khuyến cỏo sử dụng NICAM cho truyền hỡnh tương tự phỏt súng trờn mặt đất.
Hệ MISICAM số (Masking Pattern Universal Subband Intergreated Coding And Multiplexing) đõy là hệ õm thanh số dựng tiờu chuẩn nộn MPEG.
AC-3 số (Audio Coding) cú nộn dựng trong truyền hỡnh cú độ phõn giải cao HDTV/ATV ở Mỹ từ năm 1994. Cỏc dũng dữ liệu cơ bản của AC-3 là một MPEG-2 Multiplex.
Như vậy chủ yếu trờn thế giới đang sử dụng hai chuẩn nộn, là chuẩn nộn AC-3 và chuẩn nộn MPEG cho audio số.
a/ Chuẩn nộn AC-3: Theo chuẩn nộn audio AC-3, tớn hiệu audio được lấy mẫu với tần số 48 KHz và được khoỏ với xung clock 27 MHz.
Nếu tớn hiệu đầu vào là tương tự, tần số lấy mẫu của bộ biến đổi A/D bằng 48 KHz. Nếu tớn hiệu đầu vào là tớn hiờu số, và tần số lấy mẫu ban đầu khỏc 48 KHz, bộ mó hoỏ audio phải cú mạch biến đổi tốc độ lấy mẫu để chuyển đổi sang tốc độ 48 KHz. Tốc độ lấy mẫu tại đầu vào của bộ mó hoỏ audio phải đồng bộ với xung đồng hồ (xung clock) của tins hiệu Vvideo để đảm bảo sự làm việc của toàn hệ thống.
Tớn hiệu đầu vào, núi chung được lượng tử hoỏ tối thiểu 16 bit, tuy nhiờn hệ thống nộn audio cú thể tải tớn hiệu audio cú độ phõn giải tới 24 bit. Chuẩn nộn AC-3 được qui định trong ATSC Doc, A/52. Mục đớch chớnh của nộn audio là biểu thị tớn hiệu audio bằng một số lượng bit ít đến mức cú thể, trong khi vẫn bảo toàn được cấp chất lượng cần thiết cho mỗi ứng dụng.
Cụng nghệ nộn được thực hiện bằng 3 cụng đoạn chớnh. Trong cụng đoạn 1: tớn hiệu audio từ miền thời gian được chuyển đổi sang miền tần số. ở miền này , cụng nghệ nộn được thực hiện hiệu quả dựa trờn cơ sở “tõm lý õm thanh”. Tỷ số tớn hiệu trờn tạp nhiễu (S/N) cũng khụng đũi hỏi cao nhờ
phương phỏp “che mặt nạ” dựa trờn hiệu ứng “tõm lý õm thanh”. Cụng đoạn thứ 2: Phộp hoạch định bớt dựa trờn mụ hỡnh “tõm lý õm thanh” của con người xỏc định giỏ trị S/N cần thiết đối với mỗi hệ số tần số. Tại cụng đoạn cuối cựng cỏc hệ số tần số được lượng tử hoỏ “thụ” với mức độ chớnh xỏc cần thiết và tạo nờn dũng cơ sở ES.
b/ Chuẩn nộn MPEG: Từ năm 1988 cỏc Tổ chức tiờu chuẩn Quốc tế đó quan tõm đến việc xõy dựng cỏc tiờu chuẩn cho hỡnh ảnh động và õm thanh đi kốm. Nhúm nghiờn cứu về audio MPEG cú trỏch nhiệm xõy dựng tiờu chuẩn mó hoỏ audio số với tần số lấy mẫu 32KHz, 44KHz và 48 KHz và tốc độ bớt trong khoảng từ 32 Kbps đến 192 Kbps cho õm thanh mono và 64 Kbps đến 384 Kbps cho stereo.
Với phương phỏp thực hiện mó hoỏ theo cỏc cụng đoạn: Trước tiờn: tớn hiệu audio tương tự được điều chế mó xung thành tớn hiệu audio dạng số PCM. Cụng đoạn thứ hai: Tớn hiệu audio số được chuyển từ miền thời gian sang miền tần số, bằng phộp biến đổi Fourier nhanh (FFT), sau đú được chia làm 32 giải băng tần con. Trong cụng đoạn cuối: dưới tỏc động của “mụ hỡnh tõm sinh lý nghe” cỏc băng tần con sẽ đượclượng tử hoỏ và mó hoỏ làm giảm bớt số lượng bit một cỏch đỏng kể, từ đú đúng gúi và truyền dũng bit đó mó hoỏ.
Hiện nay, tiờu chuẩn nộn MPEG vẫn tiếp tục phỏt triển, nú được sử dụng rộng rói hơn tiờu chuẩn nộn AC-3. (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
Chương III