IV. Những yêu cầu ựặt ra cho dịch vụ videọ
1. Quá trình nén MPEG
Phần ựầu tiên của nén bao gồm 1 quá trình tiền ựồng bộ. Quá trình này cơ bản bao gồm việc làm giảm kắch thước của các framẹ Làm giảm kắch thước của các frame chắnh là làm giảm số lượng bit , ựiều này cũng giúp giảm băng thông cần thiết ựể truyền tắn hiệụ Tuy nhiên, quá trình này không phải ko có trở ngạị Vắ dụ, sự giảm kắch thước của khung có thể thường xuyên gây ra những lỗi tỉ số cạnh (giống như sai tỉ lệ 4/3 hay 16/9) khi ựược thể hiện trên màn hình TV có ựộ phân giải thấp.
Phần 2 của quá trình nén tin hiệu là chia 1 frame ảnh ra thành các block có kắch thước 8 nhân 8 pixel Ờkhối mã hóa nhỏ nhất trong giải thuật của MPEG. Có 3 loại block; ựộ chói Y, thành phần màu ựỏ Cr hoặc xanh Cb. Các loại block thành phần màu mang thông tin về những màu khác nhau của hình ảnhtrg khi ựộ chói mang thông tin về những phần màu ựen hoặc trắng của hình ảnh.
Khi hoàn thành 2 phần trên, MPEG sẽ thực hiện 1 hàm toán ựược gọi là biến ựổi cosin rời rạc ựối với mỗi block riêng biệt. Kết quả thu ựược là một ma trận hệ số 8*8. DCT sẽ biến ựổi sự khác nhau về không gian thành các tần số khác nhau, nhưng không làm thay ựổi các thông tin trong block, các blcok ban ựầu sẽ ựược tái tạo lại 1 cách chắnh xác sử dụng biến ựổi ngược. Nguyên tắc thực hiện hàm này bao gồm việc chia các block thành các phần tùy theo mức ựộ quan trọng. Những phần quan trọng sẽ ựươc giữ nguyên cho tới bước tiếp theo trong khi các phần còn lại sẽ bị giảm bớt. điều này sẽ ựảm bảo rằng mắt người không chú ý tới việc những phần không quan trọng của block bị bỏ bớt khi tốc bắt bị hạn chế.
Truyền hình IPTV và khả năng ứng dụng tại Việt Nam
Học Viên thực hiện: Lưu Văn Hải Page 63
Bước tiếp theo trong MPEG là quá trình lượng tử hóạ Quá trình lượng tử hóa dữ liệu số là quá trình làm giảm số lượng bắt của các block. Mức lượng tử ựối với mỗi tìn hiệu video là rất quan trọng.
Khi tất cả các block trong frame ựều ựã ực nén lại, MPEG sẽ ngắt các frame thành 1 dạng mới gồm nhiều block gọi l à macro block. Mỗi macro block có kắch thướ c 16 nhân 16 chứa các block ựộ chói và block thành phần màụ Nếu có sự khác biệt giữa frame cuối cùng và frame hiện tại, các thiết bị nén MPEG sẽ chuyển những block mới này tới 1 vị trắ mới trên frame hiện tạị điều này giúp không phải gửi ựi những hình ảnh mới hoàn toàn, do ựó có thể tắch kiệm băng thông. Có 2 cách ựể thực hiện ựiều ựó:
Nén theo không gian là làm giảm các bắt trên từng frame riêng biệt. ựiều này có thể ựạt ựược do các pixel luôn ựứng cạnh nhau trong các frame thường có giá trị giống nhaụ Do ựó thay về mã hóa từng pixel riêng biệt. Kĩ thuật nén theo không gian này mã hóa sự khác biệt giữa các pixel cạnh nhaụ Số lượng bắt cần thiết ựể mã hóa những khác biệt này ắt hơn số lượng bắt cần thiết ựể mã hóa từng pixel riêng biệt.
Nén theo thời gian là làm giảm các bit giữa các frame liên tục. Trong quá trình sản xuất video có những thông tin ựược lặp lại giữa những frame liên tiếp. VD: nếu trên hình có 1 bức tường , bức tường vẫn xuất hiện liên tục trong 30 hình tiếp theo, mà không thay ựổi ( bức tường ựó không thay ựổi trong vòng 1s) . thay vì mã hóa 30 lần liên tục trong 1s, nên thời gian chỉ gửi ựi các thông tin dự ựoán chuyển ựộng giữa những frame hình, trong trương hợp của bức tường trong VD trên, dự ựoán chuyển ựộng ựược ựặt = 0.
Có nhiều phuơng thức khác nhau ựể nén 1 frame hình. VD như với 1 frame hình có ựộ phức tạp cao thì cần phương pháp nén có yếu tố nén theo không gian thấp bởi vì chỉ có 1 phần rất nhỏ các pixel ựược lặp lạị Nếu tốc ựọ bit có sự thay ựổi lớn thì khó có thể truyền ựi trong mạng IP, vì thế nhiều bộ mã hóa bao gồm cả chức năng ựệm ựể có thể ựiều khiển và quản lắ tốc ựộ chung mà tại ựó các bit ựược truyền ựi tới tầng tiếp theo của hệ thống sản xuất videọ
Bước tiếp theo của quá trình nén MPEG là mã hóa các macroblock thành các slicẹ Slice là 1 chuỗi ảnh ựặt nằm ngang cạnh nhau từ trái sang phảị Nhiều slice kết hợp với nhau tạo thành 1 hình. Mỗi slice ựược mã hóa ựộc lập với nhau ựể hạn chế lỗị