e) Bộđiều chế (Modulator)
1.5 Chuẩn nén MPEG-4
Nếu nhƣ ở DVB-T sử dụng chuẩn nén video MPEG-2, thì ở DVB-T2 lại sử dụng chuẩn nén video MPEG-4.MPEG-4 khác hẳn so với MPEG-2. MPEG-2 mã hóa một dịng video ngay cả khi nó chứa đồ họa và văn bản chồng lấn. MPEG-4 phân tách đồ họa, văn bản chồng lấn thành các dòng riêng rẽ và sau đó chúng đƣợc hợp lại ở phía bộ giải mã.
Không giống nhƣ các chuẩn MPEG trƣớc đó, ví dụ nhƣ trong MPEG-2, nơi mà nội dung đƣợc tạo ra từ nhiều nguồn nhƣ video, đồ họa, văn bản… và đƣợc tổ hợp thành chuỗi các khung hình phẳng, mỗi khung hình (bao gồm các đối tƣợng nhƣ ngƣời, đồ vật, âm thanh, nền khung hình…) đƣợc chia thành các phần tử ảnh pixels và xử lý đồng thời, giống nhƣ cảm nhận của con ngƣời thông qua các giác quan trong thực tế. Các pixels này đƣợc mã hóa nhƣ thể tất cả chúng đều là phần tử ảnh video ảnh động. Tại phía thu của ngƣời sử dụng, quá trình giải mã diễn ra ngƣợc lại so với q trình mã hóa khơng khó khăn. Vì vậy có thể coi MPEG-2 là
một công cụ hiển thị tĩnh, và nếu một nhà truyền thơng phát lại chƣơng trình của một nhà truyền thơng khác về một sự kiện, thì logo của nhà sản xuất chƣơng trình này khơng thể loại bỏ đƣợc. Với MPEG-2, có thể bổ sung thêm các phần tử đồ họa và văn bản vào chƣơng trình hiển thị cuối cùng (theo phƣơng thức chồng lớp), nhƣng khơng thể xóa bớt các đồ họa văn bản có trong chƣơng trình gốc.
Chuẩn MPEG-4 khắc phục đƣợc hạn chế này và là một chuẩn động dễ thay đổi. Với MPEG-4, các đối tƣợng khác nhau trong một khung hình có thể đƣợc mơ tả, mã hóa và truyền đi một cách riêng biệt đến bộ giải mã trong các dòng cơ bản ES (Elementary Stream) khác nhau. Cũng nhƣ xác định, tách và xử lý riêng các đối tƣợng (nhƣ nhạc nền, âm thanh xa gần, đồ vật, đối tƣợng ảnh video nhƣ con ngƣời hay động vật, nền khung hình…), nên ngƣời sử dụng có thể loại bỏ riêng từng đối tƣợng khỏi khn hình. Sự tổ hợp lại thành khung hình chỉ đƣợc thực hiện sau khi giải mã các đối tƣợng này [4].
Các thiết bị mã hóa và giải mã video đều áp dụng sơ đồ mã hóa nhƣ nhau cho một đối tƣợng video VO (Video Object) riêng biệt, nhờ vậy ngƣời sử dụng có thể thực hiện các hoạt động tƣơng tác riêng với từng đối tƣợng (thay đổi, di chuyển, kết nối, loại bỏ, bổ sung các đối tƣợng…) ngay tại vị trí giải mã hay mã hóa.
Đặc điểm chính của MPEG-4 là mã hóa video và audio với tốc độ bit rất thấp. Thực tế tiêu chuẩn đƣa ra với 3 dãy tốc độ bit (dƣới 64 Kbps, từ 64 Kbps đến 384 Kbps, từ 384 kbps đến 4 Mbps).
Đặc điểm quan trọng của chuẩn nén MPEG-4 là cho phép khôi phục lỗi tại phía thu, vì vậy chuẩn nén này đặc biệt thích hợp đối với mơi trƣờng dễ xảy ra lỗi nhƣ truyền dữ liệu qua các thiết bị cầm tay. Những profile và level khác trong MPEG-4 cho phép sử dụng tốc độ bit lên đến 38.4 Mbps và việc xử lý chất lƣợng studio cần các profile và level lên đến 1.2 Gbps.
MPEG-4 có 3 đặc tính rất quan trọng là:
- Nhiều object có thể đƣợc mã hóa với các kỹ thuật khác nhau và kết hợp lại ở bộ giải mã.
- Các thông tin trong luồng bit có thể hiển thị nhiều dạng khác nhau từ cùng một luồng bit (tùy theo lựa chọn ngƣời xem chẳng hạn nhƣ ngôn ngữ).
MPEG-4 cho khả năng mã hóa video và audio hơn hẳn MPEG-2 cũng nhƣ khả năng khôi phục lỗi. Tuy nhiên, sức mạnh thật sự của MPEG-4 là các ứng dụng mới mà có thể xây dựng dựa vào việc mã hóa độc lập các object cho hiệu suất mã cao hơn, và việc tách riêng các object cho phép tƣơng tác các object với nhau đặc biệt là các chƣơng trình giáo dục và các trị chơi. Và cũng do khả năng tách biệt các object cận cảnh quan trọng nhƣng giảm ảnh phóng xuống tốc độ thấp hơn nếu hệ thống sử dụng có băng thơng bị hạn chế hoặc thiếu tài nguyên (bộ nhớ, tốc độ tính).
MPEG-4 gồm có hai loại MPEG-4 Profile và MPEG-4 AVC hay còn gọi là chuẩn nén H.264 và H.264 đang đƣợc ứng dụng trong chuẩn DVB-T2.
1.5.1 MPEG-4 profile
Chuẩn MPEG-4 bao gồm nhiều tính năng ƣu việt khác nhau, không phải bất kỳ ứng dụng nào cũng địi hỏi tất cả các tính năng của MPEG-4. Để sử dụng công cụ MPEG-4 một cách hiệu quả nhất, mỗi thiết bị chuẩn MPEG-4 sẽ chỉ đƣợc trang bị một số tính năng phù hợp với một phạm vi ứng dụng nhất định và để tạo điều kiện cho ngƣời sử dụng.
1.5.2 MPEG-4 AVC/H.264
MPEG-4 là chuẩn quốc tế đầu tiên dành cho mã hóa các đối tƣợng (object) video. Với độ linh động và hiệu quả do mã hóa từng đối tƣợng video, MPEG-4 đạt yêu cầu ứng dụng cho các dịch vụ nội dung video có tính tƣơng tác và các dịch vụ truyền thơng video trực tiếp hay lƣu trữ. Trong MPEG-4, khung ảnh của một đối tƣợng video (hay còn gọi là mặt phẳng đối tƣợng video) đƣợc mã hóa riêng lẻ. sự cách ly các đối tƣợng video nhƣ vậy mang đến độ mềm dẻo hơn cho việc thực hiện mã hóa thích nghi làm tăng hiệu quả nén tín hiệu. Mặc dù tập trung vào những ứng dụng tốc độ bit thấp nhƣng MPEG-4 cũng bao gồm cả studio chất lƣợng cao và HDTV. Tuy nhiên MPEG-4 cũng có một số nhƣợc điểm là bộ giải mã phải có khả năng giải mã hết tất cả các luồng bit mà nó hỗ trợ và có khả năng kết hợp. Do đó, phần cứng của bộ giải mã MPEG-4 phức tạp hơn so với bộ giải mã MPEG-2. Và
ngày nay thì càng có nhiều bộ mã thực hiện giải mã bằng phần mềm nhƣng bộ giải mã bằng phần mềm có thể bị hạn chế về khả năng linh hoạt.
Kết luận chƣơng 1
Tiêu chuẩn truyền hình số mặt đất thế hệ thứ hai DVB-T2 với những đặc tính vƣợt trội hơn so với tiêu chuẩn DVB-T đã khẳng định là chuẩn truyền hình số mặt đất lí tƣởng cho truyền hình có độ phân giải cao HDTV, 3DTV và sẽ đem đến nhiều cơ hội triển khai các dịch vụ mới.
CHƢƠNG 2
THỰC TRẠNG VÀ XU HƢỚNG PHÁT TRIỂN TIÊU CHUẨN DVB-T2 Ở VIỆT NAM