Mầu Đỏ (R)
3.1.7.2.Video tương tự
Phần lớn các TV hiện nay vẫn gửi và nhận tín hiệu Video tương tự. Một tín hiệu tương tự f(t) lấy mẫu một ảnh biến đổi theo thời gian. Một quá trình quét tuần tự (lũy tiến) từng dòng một từ trên xuống dưới theo hết một ảnh (một khung) trong một khoảng thời gian nào đó được gọi là chu kỳ (tốc độ) quét - ∆t s/ảnh . Màn hình máy tính có độ
phân giải cao thường có chu kỳ (tốc độ) quét ∆t = 1/72 sec.
Trong TV cũng như trong nhiều chuẩn đa phương tiện khác, quét xen kẽ được sử
dụng mà ởđó các dòng lẻđược quét đầu tiên và sau đó đến các dòng chẵn. Kết quả là các mành "chẵn" và "lẻ" tạo nên một khung hình.
Trong thực tế, các dòng lẻđược quét bắt đầu ở trên cùng bên trái mành, các dòng chẵn được bắt đầu quét ở giữa mành. Hình 3.19 minh họa biểu đồ quét. Trước tiên đường liền nét (lẻ) được quét từ P đến Q, sau đó R đến S, và kết thúc tại T - sau đó các mành chẵn bắt đầu từ U và kết thúc ở V. Sự nhảy từ Q đến R trong hình 3.19 được gọi là quét ngược ngang. Sự nhảy từ T đến U hoặc V tới P được gọi là quét ngược đứng.
63
Cần phải lưu ý rằng nếu yêu cầu video có độ phân giải (cả không gian và thời gian) cao, ví dụ như truyền hình độ nét cao HDTV thì cần phải sử dụng chếđộ quét liên tục. Mặc dụ các video được quét theo kiểu xen rẽ cũng đã là một lựa chọn tốt cho tín hiệu truyền hình, song nó không thích hợp cho việc hiển thị trên màn hình máy tính với đặc
điểm là khoảng cách giữa màn hình và người dùng là nhỏ. Nếu như các hình ảnh trên TV
được sử dụng cho máy tính sẽ gây cảm giác khó chịu bởi độ rung giữa các dòng, cuộn dòng… Để tránh các hiện tượng này, các máy tính sử dụng các màn hình có chếđộ hiển thị liên tục với tốc độ lớn hơn 50/60 khung/s, thông thường là 72 khung/s.
Hình 3.20 minh họa một tín hiệu điện tử cho một dòng quét video tổ hợp theo chuẩn NTSC. Tín hiệu “mức trắng-White” có giá trị đỉnh 0,714 V; tín hiệu “mức đen- Black” là 0,055 V; tín hiệu “xóa-Blank” là 0 V. Khoảng thời gian cho các xung xóa trong tín hiệu cũng được sử dụng cho việc đồng bộ với giá trị tín hiệu đồng bộ (Sync) xấp xỉ - 0,286V.
Hình 3.20: Tín hiệu điện cho một dòng quét NTSC
Chuẩn NTSC (National Television System Committee)
Chuẩn TV NTSC (Uỷ ban Tiêu chuẩn Truyền hình quốc gia) được sử dụng phổ biến ở
Bắc Mỹ và Nhật Bản từ năm 1953. NTSC áp dụng tỷ lệảnh 4:3; 525 dòng quét/60Hz cho một khung (Quét xen kẽ, 262.5 dòng / mành) và tốc độ khung là 30 khung hình/sec; mô hình màu là YIQ. NTSC cấp phát băng thông 4,2 MHz cho độ chói Y; 1.6 MHz cho I và 0,6 MHz cho Q do mắt người ít nhạy cảm hơn đối với các chi tiết về mầu sắc so với độ
chói. Ưu điểm chính của hệ thống chuẩn này này là: đơn giản, thiết bị mã hóa và giải mã không phức tạp, giá thành thấp khi xây dựng hệ thống thiết bị. Tuy nhiên dễ bị sai màu khi hệ thống truyền tín hiệu không lý tưởng và có nhiễu.
64
Chuẩn PAL được phát triển từ năm 1962 ở Đức. PAL dùng tỷ lệ ảnh 4:3; 625 dòng quét/50Hz (Quét xen kẽ，312.5 dòng/mành), 25 khung hình/giây; mô hình màu YUV với băng thông cho Y là 5.5 MHz và U, V là 1,8MHz. Chuẩn hệ PAL có méo pha nhỏ hơn hẳn so với hệ NTSC, không có hiện tượng xuyên lẫn màu, thuận tiện cho việc ghi băng hình hơn hệ NTSC, nhưng máy thu hình hệ PAL phức tạp hơn, tính kết hợp với hệ truyền hình đen trắng kém hơn hệ NTSC
Chuẩn SECAM (Sequentiel Couleurs a Memoire – Sequential Color with Memory)
SECAM được triển từ năm 1956 ở Pháp. SECAM cũng sử dụng 625 dòng quét/50Hz cho mỗi khung hình, 25 khung hình / giây, với tỉ lệ 4:3 và quét mành xen kẽ. SECAM cũng sử dụng mô hình màu YUV với băng thông 6MHz cho Y và 2MHz cho U và V. Chuẩn hệ SECAM có tính chống nhiễu tương đối cao; kém nhạy với méo pha, méo biên độ.
3.1.7.3. Video số
Video dù thuộc dạng RGB hay YUV đều có dạng số. Trong trường hợp này, các mẫu rời rạc của tín hiệu video tương tự được số hóa tạo ra chuỗi các từ mã biểu diễn các
điểm ảnh. Các từ mã này được phân thành ba trường biểu diễn cho từng tín hiệu một của RGB hay YUV. Phạm vi của các chiều dài là 16 bit hoặc 24 bit. Với 24 bit thì trong đó R = G = B = 8 bit; còn với 16 bit thì Y = 8 bit và U = V = 4 bit.
Video số có nhiều ưu điểm so với Video tương tự, cụ thể như sau:
• Lưu trữ video trên các thiết bị số hoặc trong bộ nhớ, sẵn sàng để được xử lý (loại bỏ nhiễu, cắt và dán, …) và tích hợp vào nhiều các ứng dụng đa phương tiện khác nhau.
• Truy cập trực tiếp, và làm cho biên tập video trở nên đơn giản.
• Lặp đi lặp lại việc xử lý hình mà không làm giảm chất lượng hình ảnh. • Dễ dàng mật mã hóa.
Các chuẩn CCIR cho Video số
CCIR là Uỷ ban tư vấn quốc tế về Radio và một trong các tiêu chuẩn quan trọng nhất cho Video số là CCIR-601 cho tín hiệu Video số thành phần. Chuẩn này đã trở thành chuẩn ITU-R-601, một tiêu chuẩn quốc tế cho các ứng dụng video chuyên nghiệp.
Chuẩn NTSC có 525 dòng quét; mỗi một dòng có 858 điểm ảnh (với 720 điểm ảnh nhìn thấy và số còn lại không nhìn thấy trong chu kỳ xóa). Do NTSC dùng mô hình lấy mẫu 4:2:2, mỗi điểm ảnh tương ứng với hai bytes (8 bit cho Y và 8 bit thay đổi giữa Cb và Cr) nên tốc độ bit dữ liệu Video số xấp xỉ 216 Mbps (525×858×30×2bytes×8bits/byte≈216Mbps).
65 (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
Bảng 3.2 dưới đây mô tả các tham sốđặc trưng của Video số theo các chuẩn khác nhau. Lưu ý các chuẩn đều áp dụng tỷ lệảnh 4:3.
Bảng 3.2: Thông số video số
3.2. Cơ sở kỹ thuật xử lý ảnh 3.2.1. Cơ sở của cảm nhận thị giác