- Chương IV B
4.5 Mã hĩa facsimile (fax)
Fax là dịch vụ truyền các tài liệu số đen trắng, gồm các văn bản đánh máy, viết tay, tranh ảnh, đồ thị, bảng biểu... Trong máy fax cĩ máy quét, quét một trang theo chiều dọc với độ phân giải là 3.85 hoặc 7.7 dịng/ mm và 1728 điểm ảnh (pixel) trên mỗi dịng. Nếu mỗi pixel được lượng tử hĩa nhị phân thành bit 0 cho màu trắng và bit 1 cho màu đen thì một trang giấy A4 tạo ra khoảng 2 triệu bit. Nếu truyền trang A4 khơng nén qua modem 4.8 kbps thì mất gần 7 phút để truyền.
Thực tế, trong hầu hết các tài liệu, nhiều dịng quét chỉ gồm tồn màu trắng, nhiều dịng khác chứa cả dãy dài màu trắng và dãy dài màu đen. Vì máy fax thường dùng với mạng cơng cộng nên ITU-T đã đưa ra các chuẩn liên quan. Đĩ là fax nhĩm 1, nhĩm 2, nhĩm 3 và nhĩm 4. Nhĩm 1 và nhĩm 2 ngày nay rất ít dùng, nhĩm 3 dùng trong mạng PSTN, nhĩm 4 dùng trong mạng hồn tồn số ISDN. Cả nhĩm 3 và nhĩm 4 đều đạt tỷ lệ nén khoảng 10:1. Do vậy để truyền trang A4 với fax nhĩm 3 chỉ mất chưa đầy 1 phút, với fax nhĩm 4 do cĩ đường truyền tốc độ cao hơn (64kbps) nên chỉ mất vài giây.
Quá trình mã hĩa trước tiên là phân tích tổng quát trang tài liệu được quét. Bảng mã fax được tạo ra dựa trên cơ sở về tần suất xuất hiện của một số pixel trắng và đen liên tục (gọi là run
length) trong mỗi dịng quét. Từ mã ngắn hơn thì được ấn định cho các run length hay xuất
hiện hơn và ngược lại. Nĩi cách khác, đây chính là mã hĩa Huffman cơ sở. Bảng mã fax cố định gồm hai bảng mã riêng biệt: bảng mã cuối (termination-codes table) và bảng mã make-
up (make-up codes table). Bảng 4.2 là bảng mã nhĩm 3 và nhĩm 4 theo chuẩn ITU-T. Bảng mã cuối dùng cho các run length từ 0 đến 63 pixel, bước nhảy là 1 pixel. Bảng mã make-up dùng cho các run length từ 64 đến 2560 pixel, bước nhảy là 64 pixel. Kỹ thuật quét
- Chương IV -
ngầm định là tất cả các dịng đều bắt đầu với ít nhất là 1 pixel màu trắng. Theo cách này, bên thu biết được từ mã đầu tiên luơn luơn liên quan đến pixel màu trắng.
(a)
Run length trắng Từ mã Run length đen Từ mã
0 00110101 0 0000110111 1 000111 1 010 2 0111 2 11 3 1000 3 10 ... ... ... ... 62 00110011 62 000001100110 63 00110100 63 000001100111 (b)
Run length trắng Từ mã Run length đen Từ mã
64 11011 64 0000001111 128 10010 128 000011001000 192 010111 192 000011001001 ... ... ... ... 2560 000000011111 2560 000000011111 EOL 00000000001 EOL 00000000001 Bảng 4.2Bảng mã Fax nhĩm 3 và nhĩm 4 (ITU-T)
(a) Bảng mã cuối (b) Bảng mã make-up
Ví dụ một run length gồm 12 pixel trắng thì được mã hĩa trực tiếp thành 001000, một run length gồm 140 pixel đen thì được mã hĩa thành 000011001000 + 0000111, vì 140 pixel = 128 pixel + 12 pixel. Nếu run length gồm nhiều hơn 2560 pixel thì sẽ được mã hĩa bằng cách dùng nhiều mã make - up cộng với một mã cuối.
Một ví dụ khác, một dịng quét của dãy ký tự T I E được mã hĩa như hình 4.6.
Fax nhĩm 3 khơng cĩ thủ tục xử lý lỗi. Nếu trong quá trình truyền cĩ một hoặc vài bit lỗi thì bên thu sẽ mất đồng bộ. Để cho phép bên thu cĩ thể đồng bộ lại, mỗi dịng quét luơn được kết
- Chương IV -
thúc bằng ký tự EOL (end-of-line), mỗi trang kết thúc bằng dãy 6 ký tự EOL liên tiếp. Theo cách này, nếu bên thu khơng giải mã được sau một số bit tối đa ứng với một từ mã thì nĩ phải tìm EOL. Nếu sau vài dịng quét vẫn chưa tìm được EOL thì bên thu ngưng giải mã và thơng báo cho bên phát.
Fax nhĩm 4 cĩ thủ tục xử lý lỗi. Đĩ là thủ tục MMR (modified-modifed read) [ 6]
1 1 1 1 1 1 0 0 1 1 1 1 1 1 1 1 1 0 0 1 1 1 1 1 0 0 0 0 0 0 0 0 1 1 bit | 6W |2B| 9W |2B| 5W | 8B |2W run length | 6W |2B| 9W |2B| 5W | 8B |2W run length 1110 10100 1100 0111 trắng 11 11 000101 đen