Bài giảng Công cụ Multimedia: Chương 3

3. Các kỹ thuật trong đa phương tiện

 Các kỹ thuật điều khiển  Các kỹ thuật thu nhận  Các kỹ thuật lưu trữ  Các kỹ thuật xử lý  Các kỹ thuật hiển thị  Các kỹ thuật truyền dữ liệu

Quá trình xử lý thông tin Multimedia

 Quá trình Multimedia thực hiện thao tác trên các đổi

tượng Multimedia:  Văn bản, các số  Âm thanh: tiếng ồn, tiếng nói, âm nhạc  Hình ảnh tính: đồ họa, ảnh tĩnh  Hình ảnh động: video, animation

 Quá trình xử lý thông tin Multimedia

 Thu nhận thông tin: thông qua các thiết bị đầu vào  Xử lý thông tin: thông qua bộ xử lý  Lưu trữ thông tin: các thiết bị lưu trữ  Hiển thị thông tin: các thiết bị ra  Trao đổi thông tin: các thiết bị truyền thông

3.1 Các kỹ thuật điều khiển

 Bàn phím

chữ. Về hình dáng, bàn phím là sự sắp đặt các nút hay phím.  Các ký tự được khắc lên bàn phím  Mỗi một phím tương ứng với một ký hiệu, tuy nhiên có thể kết hợp nhiều

 Thiết bị ngoại vi được mô hình một phần theo bàn phím máy đánh

 Bàn phím được sử dụng để tạo ra ký tự, nhưng trong nhiều trường hợp có

phím lại với nhau.

thể đưa ra lệnh thực thi.

và một vài biểu tượng đặc biệt.

 Bàn phím chuẩn: 101-key US hay 104-key Windows gồm các chữ, số

cho mục đích nghe nhạc, lướt web v.v…

 Gaming and Multimedia: Bàn phím có một số nút mở rộng phục vụ

3.1 Các kỹ thuật điều khiển

 Bàn phím

 Hoạt động dựa trên tiếp xúc của lớp bề mặt với mạch điện phía dưới.  Sử dụng từ những năm 1980 trong các máy tính gia đình như Z80, Z81,

 Menbrane keyboard

 Giá thành tốt, có khả năng chống bụi và chất lỏng, tuy nhiên khả năng

Atari 400.

 Thích hợp các thiết bị nút như remote điều khiển từ xa, lò vi sóng hay

tạo cảm giác kém  gây khó khăn cho người dùng.

điện thoại di động.

3.1 Các kỹ thuật điều khiển

 Bàn phím

 Kết hợp bàn phím menbrane và bàn phím cơ học. Gốm hai bản mạch nằm bên dưới một nút tròn cao sư có bọc trì. Khi phím được ấn, mạch sẽ đòng và truyền tín hiệu đi.

 Được sử dụng trong nhiều thiết bị điều khiển cầm tay như video game

 Dome-switch keyboard

console



 Scissor-switch keyboard

 Phím được đưa vào giữa hai miếng nhựa giống như một cái kéo.  Có các nút hình cao su ngắn so với trường hợp dome-switch, khoảng

Là trường hợp đặc biệt của dome-switch.

 Được sử dụng làm bàn phím laptop.

cách di chuyển của các phím chỉ vào 2 mm.

3.1 Các kỹ thuật điều khiển

 Bàn phím

 Bàn phím nhựa deo có thể cuộn lại. Vật liệu sử dụng có thể là silicon…

 Roll-up keyboad

 Được bọc lớp vỏ cao sư khiến nó có khả năng chống nước giống như

chỉ đứt khi chịu tác dụng lực mạnh.

membrane. Nó ít tạo cảm giác cho người dùng.

 Không chỉ có các bộ chuyển mạch giống nhu dome-switch mà còn có bộ vi xử lý thường là chip 8048 cho phép bàn phím có thể cung cấp nhiều tính năng đặc biệt. Nó xử lý các tín hiệu đến và các đèn caps lock, num lock, scroll lock.

 Vấn đề:

 Nhấn một phím có thể tạo cảm giác đóng mạch nhiều lần.  3 phím ấn cùng một lúc

 Kết nối qua cổng PS/2 hoặc USB

 Bàn phím thông thường

3.1 Các kỹ thuật điều khiển

 Chuột

 Bill English phát minh năm 1972.  Cấu tạo gồm 1 viên bi cao su và hai con lăn ở hai bên xác định vị trí lên

 Chuột bi

 Chuyển động biến thành tín hiệu và truyền tới máy tính thông qua dây

xuống, sang trái phải.

dẫn và chuyển thành tọa độ x, y trên màn hình hiển thị.

 Sử dung diot và photo diot để xác định chuyển động tương đối trên mặt

 Chuột quang

 Chuột quang hiện đại có bộ cảm biến cho phép ghi nhận hình ảnh bề mặt chuyển động, kèm theo một chip có khả năng xử lý ảnh để xác định vị trí chuyển động.

phẳng.

3.1 Các kỹ thuật điều khiển

 Chuột

 Chuột kết nối qua cổng PS/2 gồm 6 chân mini-DIM, ở chế độ bình thường chuột PS/2 sẽ truyền tín hiệu truyền động và trạng thái của các nút bấm bằng một gói tin 3 bytes, có dạng như sau

3.1 Các kỹ thuật điều khiển

 Bút quang học

có yêu cầu đặc biệt về bàn để.

 Hỗ trợ vẽ trên máy tính và có khả năng hoạt động như chuột, nhưng

 Touchscreen

 Kết nối với máy tính thông qua cổng USB.  Nhược điểm: khó sử dụng và giá thành tương đối cao.

game.

 Có tác dụng tương tác trực tiếp với vật hiển thị.  Được thiết kế chủ yếu cho các thiết bị PDA, mobile phone hoặc video

thành lệnh thực thi.

 Đặc tính của nó là có thể nhận được tay người ấn lên và chuyển

 Resistive touchscreen  Surface acoustic wave  Capacitive

 Phân loại:

3.1 Các kỹ thuật điều khiển

 Joystick

Joystick là thiết bị ngoại vi cho phép điều khiển cả hướng và góc, được sử dụng chủ yếu trong trò chơi điện tử và có một hoặc nhiều nút ấn.



có thể trả tín hiệu ngược lại gây ra rung động trên joystick. Joystick được kết nối với máy tính thông qua cổng USB.

 Thay đổi vị trí trái – phải: dịch theo trục X.  Thay đổi vị trí trước – sau: dịch theo trục Y.  Quay vòng theo hoặc ngược chiều kim đồng hồ: dịch theo trục Z.  Một số loại Joystick có khả năng force feedback, cho phép máy tính

  Hat switch: để điều khiển một số loại joystick, trong nhiều trường hợp nó cho phép nhìn xung quang khi người chơi tham gia vào thế giới ảo như trong các chương trình mô phỏng lái máy bay…

3.2 Các kỹ thuật thu nhận

 Máy scanner

 Máy quét scanner là thiết bị cho phép chụp ảnh quang học các văn bản, chữ viết tay hay ảnh và chuyển nó sang dạng ảnh số, lưu trữ trong máy tính.

 CCD (Charge-coupled device)  CIS (Contact Image Sensor)

 Sử dụng công nghệ:

3.2 Các kỹ thuật thu nhận

 Máy scanner  CCD



Shift register tương tự cho phép truyền tín hiệu tương tự và được điểu khiển bởi xung đồng hồ. Ngày nay nó thường được sử dụng làm bộ cảm biến ánh sáng quang điện. Về nguyên tắc hoạt động CCD có thể chia ra làm hai miền: miền quang hoạt và miền truyền.

 CCD được sử dụng trong máy ảnh kỹ thuật số, camera, scanner quang như các

thiết bị cảm biến ánh sáng.

 CCD tương đối nhạy với tia hồng ngoại, gây ra hiện tượng mắt đỏ trên ảnh.

 Được sử dụng trong các máy desktop scanner, CIS sử dụng hệ thống đèn LED đỏ,

lục, lam để chiếu sáng.

 CIS thường sử dụng ít năng lượng hơn cho nên có thể áp dụng cho một số scanner

có nguồn cung điện thế thấp.

 CIS cho chất lượng ảnh kém hơn, nhưng lại cho cấu trúc tương đối nhỏ gọn, tất cả

các thành phần cần thiết đều có thể tích hợp trong một môđun duy nhất.  CIS được sử dụng trong đọc mã vạch và một số các thiết bị nhận dạng.

 CIS

3.2 Các kỹ thuật thu nhận

 Máy ảnh số

 Máy ảnh số thường gọi là máy ảnh kỹ thuật số là một thiết bị điện tử dùng để thư và lưu giữ hình ảnh một cách tự động thay vì dùng phim ảnh giống như máy chụp ảnh thường.

 Máy chụp ảnh số xem ngay  Máy chụp ảnh số gọn  Máy chụp ảnh số chuyên nghiệp dạng rời

 Phân loại

 Độ phân giải của máy chụp ảnh số thường được quyết định bởi bộ cảm

 Độ phân giải ảnh

 Một thuộc tính quan trọng của máy chụp ảnh số là số pixel của nó, tính

biến, đó là phần đổi ánh sáng thành những tín hiệu rời rạc.

 Tỉ lệ kích thước ảnh có thể là 4:3 hoặc 3:2.

theo hàng triệu gọi là megapixel.

3.2 Các kỹ thuật thu nhận

 Máy ảnh số

 Độ phân giải ảnh

3.2 Các kỹ thuật thu nhận

 Máy ảnh số

 Phương pháp chụp một lần  Phương pháp thứ hai gọi là chụp nhiều lần  Phương pháp thứ ba là quét ảnh giống như desktop scanner

 Các phương pháp thu ảnh

 Lưới lọc màu, nội suy, chống răng cưa

3.2 Các kỹ thuật thu nhận

 Camera số và Webcam



 Nhận trực tiếp thông tin video số Lưu trữ thông tin video dạng số

 Ưu điểm của video số:

 Dễ dàng đưa vào máy tính và xử lý  Nén video là nén mất mát thông tin  Không sử dụng băng từ, do đó làm thu nhỏ thiết bị  Nhìn trực quan video thu được  Không giảm chất lượng khi sao chép

 Nhược điểm

 Độ phân giải thấp  Giá bộ nhớ cao

 Camera số:

 Camera số có chất lượng thấp  Gắn trực tiếp vào máy tính  Cho phép tương tác trực tiếp với Internet  Độ phận giải thấp – 640 x 480  300.000 pixel

100

 Webcam

3.3 Các kỹ thuật lưu trữ

 Đĩa CD

 Đĩa CD là một trong những loại đĩa quang học, chúng thường được chế tạo bằng chất dẻo có đường kính là 4,75 inch, dùng phương pháp ghi quang học để lưu trữ khoảng 80 phút âm thanh hoặc 700 MB dữ liệu máy tính đã được mã hóa theo kỹ thuật số.

 Tốc độ quét: 1.2 – 1.4 m/s  Độ dài rãnh: 1.6 µm  Đường kính đĩa: 120 mm  Độ dày: 1.2 mm  Bán kính trong của vùng lưu trữ: 25 mm  Bán kính ngoài của vùng lưu trữ: 58 mm  Đường kính lỗ trục: 15 mm

101

 Đặc điểm

3.3 Các kỹ thuật lưu trữ

 Đĩa CD

 Một lớp nhựa  Một lớp bảo vệ bề mặt  Một lớp màng kim loại phản xạ  Các vết dữ liệu được khắc lên lớp màng kim loại theo các lỗ có độ sâu

0.83µm, độ cách quãng: 1.6µm.

 Các vết khắc thể hiện các mã nhị phân: vùng bằng tương ứng bit 0, sự biến đổi từ vùng cao sang vùng thấp hoặc từ vùng thấp sang vùng cao tương ứng bit 1.

102

 Cấu tạo của đĩa CD gồm có 3 lớp:

3.3 Các kỹ thuật lưu trữ

 Đĩa CD



 Đơn vị lưu trữ nhỏ nhất trong CD là frame gồm 33 byte: 6 mẫu 16 bit stereo (2 byte x 2 kênh x 6 mẫu = 24 byte). 8 byte sửa lỗi CIRC (Cross-interleaved Reed-Solomon coding) 1 byte lưu thông tin điều khiển và hiển thị

 Mỗi byte được chuyển thành 14 bit theo phương pháp điều chế eight-to- fourteen. + 3 bit bổ trợ tạo thành 17 bit. Như vậy tổng cộng có 33 x (14+3) = 561 bit + 27 bit đồng bộ = 588 bit cho một frame.

 Các frame được nhóm lại tạo thành sector: Mỗi sector có 98 frame tương đương 2352 (98x24) byte âm nhạc. Đầu đọc CD có khả năng quét 75 sector/s ~ 176.400 byte/s. Chia cho hai kênh và hai byte cho một mẫu chúng ta có tốc độ là 44,100 mẫu/s.

103

 Cấu trúc dữ liệu

3.3 Các kỹ thuật lưu trữ

 Đĩa CD

 Không có hai bit 1 nằm kề nhau, tối thiểu phải cách 2 bit 0 để tránh bước chuyển và làm giảm tốc độ đọc.  Như vậy thời gian tối thiểu để xảy ra bước chuyển là 3T (T = 231.4 ns)  Thời gian tối đa xảy ra bước chuyển là 11 T (chuỗi 14 bit có hơn 10 bit 0 nằm giữa hai bit 1).

104

 Điều chế eight-to-fourteen

3.3 Các kỹ thuật lưu trữ

 Đĩa CD



 Các chuẩn CD

 Dùng lưu trữ thông tin Multimedia.  Music Disc  SACD (Super Audio CD)  CD-Text  CD-I (Compact Disc interative)  CD-ROM XA  CD-I Bridge  CD-R  Video CD (VCD)  Mini CD

105

ISO 9660.

3.3 Các kỹ thuật lưu trữ

 Đĩa CD  CD-DA

 Được giới thiệu lần đầu tiên vào những năm 1980 bởi Sony và Philips



 Một sector (block) chứa 98 dải 24 octect tương được bới 2.352 octet

Lưu trữ âm thanh số: 44.1 KHz và 16 bit.

 44100 x 16 x 2 = 1411200 bit/s  Dung lượng: 1411200 x 60 x 70 = 747 MB

 Kiểm soát lỗi bằng CICR và EFM

106

(1/75 giây âm nhạc): là đơn vị nhỏ nhất trên đĩa CD-DA.  CD-DA: 747 MB, 1-99 rãnh, mỗi rãnh chứa 300 sector.  Tốc độ dữ liệu: 44.1 KHz tần số lấy mẫu, 16 bit mã hóa, 2 kênh

3.3 Các kỹ thuật lưu trữ

 Đĩa CD

 Dược giới thiệu lần đầu tiên vào năm 1983 bởi Sony và Philips  Mỗi khối thông tin chứa 98 khung dữ liệu, mỗi khung dài 24 octet, cho ta

 CD-ROM

 Có hai chế độ: chứa dữ liệu tin học và âm thanh  Trong chế độ thứ nhất: các dữ được tăng thêm tính sửa lỗi và phát hiện lệ bit lỗi: 10-15. Khuôn dạng dữ liệu có: 12 byte Sync, 4 byte lỗi: tỉ Hearder, 8 byte dự phòng, 2048 byte dữ liệu, 276 byte sửa lỗi và 4 byte phát hiện lỗi.

 Trong chế độ thứ 2: toàn bộ 2336 byte dữ liệu, 16 byte đầu giống chế độ

2.352 octet dữ liệu

 Tốc độ đọc khối: 75 khối/s; data rate: chế độ thứ nhất: 150 KBps, chế độ

thứ nhất.

 Dung lượng

 Chế độ thứ nhất: 74 x 60 x 75 x 2048 = 650 MB.  Chế độ thứ hai: 74 x 60 x 75 x 2336 = 742 MB.

107

thứ hai: 171 KBps.

3.3 Các kỹ thuật lưu trữ

 DVD

 Còn gọi là Digital Versatile Disc hoặc Digital Video Disc được phát minh vào năm 1995. Nó dùng để lưu dữ liệu và video. DVD có cùng kích thước với CD nhưng dung lượng của nó gấp 6 lần.

 DVD-5: có một mặt và một lớp lưu thông tin, khả năng lưu trữ 4.7 GB.  DVD-9: có một mặt và hai lớp lưu thông tin, khả năng lưu trữ là 8.5 GB.  DVD-10: có hai mặt và mỗi mặt có một lớp lưu thông tin, khả năng lưu trữ

 Phân loại

 DVD-9: có hai mặt và mỗi mặt có hai lớp lưu thông tin, khả năng lưu trữ

9.4 GB.

là 17 GB.

 Blu-ray sử dụng ánh sáng laser xanh với bước sóng 405 nm để đọc và

 Blu-ray

108

viết dữ liệu  Hard-coating

3.3 Các kỹ thuật lưu trữ

 Hard disk driver

 HDD là thiết bị lưu trữ dữ liệu trên bề mặt các tấm đĩa hình tròn phủ vật liệu từ tính, thuộc dạng bộ nhớ “không thể xâm phạm”, có nghĩa là chúng không bị mất dữ liệu khi ngừng cung cấp nguồn điện.

109

 Cấu tạo

3.3 Các kỹ thuật lưu trữ

 Hard disk driver  Hoạt động

 Head: Đầu đọc/ghi di chuyển trên bề mặt đĩa  Grain: Các thành phần hạt từ và phương của chúng sắp xếp đồng hướng

 R, N: vị trí từ ngược/thuận (theo quy ước)  Magnetic Field lines: Đường sức từ (khi không có đầu đọc/ghi)  Binary value encoded: Giá trị tín hiệu nhị phân (0101…) nhận được

110

trong một khoảng.

3.3 Các kỹ thuật lưu trữ

 Hard disk driver

 Thời gian truy cập ngẫu nhiên: là thời giant rung binh để đĩa cứng tìm kiếm một dữ liệu ngẫu nhiên, tính băng ms (số liệu năm 2007 là từ 5-15 ms).

 Thời gian làm việc tin cậy: MTBF (Mean time between failures) có thể

 Một số thông số của ổ đĩa  Dung lượng và tốc độ  Thời gian tìm kiếm trung bình: là khoảng thời giant rung bình (đơn vi ms) mà đầu đọc có thể di chuyển từ một cylinder này đến cylinder khác ngẫu nhiên.

 Bộ nhớ đệm: giống như RAM trong máy tính, đầu đọc ghi đọc dữ liệu và

hiểu là tuổi thọ của ổ đĩa cứng tính theo đơn vị giờ.

111

lưu vào trong bộ nhớ tạm.

3.3 Các kỹ thuật lưu trữ

 Hard disk driver

 SCSI (Small Computer System Interface)  ATA (Advanced Technology Attactment) tốc độ truyền dữ liệu tối đa là

 Chuẩn giao tiếp vật lý

 SATA (Serial ATA) tốc độ truyền theo chuyền 150 MB/s, tuy nhiên ATA II cho phép tốc tộ lên đến 150 MB/s còn ATA III, tốc độ có thể đạt được là 600 MB/s.

112

133 MB/s

3.4 Các kỹ thuật xử lý

 CPU – Central Processing Unit

ứng dụng trong máy tính cá nhân và mainframe.

 Intel 4004 ra đời vào năm 1970, nâng cấp lên thành Intel 8080 và

đôi cứ sau 1 năm.

 Định luật Moore: số lượng transistor trên một bo mạch tăng lên gấp

khả năng tính toán song song.

 Máy tính đời mới như máy tính lượng tử, máy tính được tăng cường

 Bộ điều khiển: điều khiển hoạt động xử lý, được điều tiết chính xác bởi

 Cấu tạo:

 Thanh ghi: phần tử nhớ tạm trong bộ vi xử lý  Bộ số học – logic: thực hiện các phép toán logic và số học

113

xung nhịp đồng hồ.

3.4 Các kỹ thuật xử lý

 CPU – Hoạt động

 CPU đưa địa chỉ của lệnh cần nhận từ bộ đếm chương trình PC ra bus

 Nhận lệnh

 CPU phát tín hiệu điều khiển đọc bộ nhớ



địa chỉ.

 CPU tăng nội dung PC để trỏ sang lệnh kế tiếp

114

Lệnh từ bộ nhớ được đặt lên bus dữ liệu và được CPU copy vào thanh ghi lệnh IR

3.4 Các kỹ thuật xử lý

 CPU – Hoạt động  Giải mã lệnh



 Đơn vị điều khiển tiến hành giải mã lệnh để xác định các thao tác phải

Lệnh từ thanh ghi lệnh IR được đưa đến đơn vị điều khiển

 Giải mã lệnh xảy ra bên trong CPU

thực hiện

 CPU đưa địa chỉ của toán hạng ra bus địa chỉ  CPU phát tín hiệu điều khiển đọc  Toán hạng được đọc vào CPU  Tương tự như nhận lệnh

 Nhận toán hạng

 Có nhiều dạng tùy thuộc vào lệnh có thể là: Đọc/Ghi bộ nhớ, Vào/Ra, Chuyển giữa các thanh ghi, Thao tác số học/logic. Chuyển điều khiển (rẽ nhánh).

115

 Thực hiện lệnh

3.4 Các kỹ thuật xử lý

 CPU – Hoạt động  Ghi toán hạng

 CPU đưa địa chỉ ra bus địa chỉ  CPU đưa dữ liệu cần ghi ra bus dữ liệu  CPU phát tín hiệu điều khiển ghi  Dữ liệu trên bus dữ liệu được copy đến vị trí xác định

116

3.4 Các kỹ thuật xử lý

 CPU – Hoạt động

 Nội dung của bộ đếm chương trình PC được đưa ra bus dữ liệu  CPU đưa địa chỉ ra bus địa chỉ  CPU phát tín hiệu điều khiển thanh ghi bộ nhớ  Địa chỉ trở về trên bus dữ liệu được ghi vào vị trí xác định ở ngăn xếp SP  Địa chỉ lệnh đầu tiên của chương trình con điều khiển ngắt được náp vào

 Ngắt

117

PC.

3.4 Các kỹ thuật xử lý

 Sound Card

 Trong máy tính Sound Card là một bo mạch mở rộng các chức năng về âm thanh, thông qua các phần mềm nó cho phép ghi lại âm thanh (đầu vào) hoặc trích xuất âm thanh (đầu ra) thông qua các thiết bị chuyên dụng khác.

 Trích xuất các tín hiệu âm thanh dạng tín hiệu tương tự hoặc tín hiệu số

 Chức năng chính

 Ghi lại âm thanh để lưu trữ như tiếng nói, âm thanh tự nhiên, âm nhạc,

tới các loa

 Xử lý và phát lại âm thanh từ các thiết bị khác: Phát âm thanh trực tiếp

phim… thông qua các ngõ đầu vào.

 Kết nối các bọ điểu khiển game như joystick.

từ các ổ đĩa quang, thiết bị phát MIDI.

 Sử dụng bus ISA  Sử dụng bus PCI  Sử dụng bus USB

118

 Phân loại

3.4 Các kỹ thuật xử lý

 Sound Card  Các đặc điểm

 Nhiễu (Noise): nhiễu cho phép trong khoảng -90 dB.  Distortion: nguyên nhân là do sự xuất hiện của những tần số âm thanh khác trên tần số âm thanh phát ra và gây nhiễu, được tính ra đơn vị %. THD (Total Harmonic Distortion): 0.005%.

 Nhiễu xuyên kênh: xuất hiện do có nhiều kênh âm thanh phát ra cùng

 Dynamic range và SNR (Signal-to Noise Ratio): được tính bằng tỉ số của

một lúc. Nhiễu cho phép là khoảng -90 dB.

119

âm thanh to nhất không bị méo và nhiễu, giá trị cho phép là 90 dB.

3.5 Các kỹ thuật hiển thị

 Màn hình CRT

hạt điện tử.

 Quét mặt màn hình thủy tinh bằng chùm tia điện tử, bản thân mặt người không nhìn thấy chùm tia quét do sự lưu ảnh trên võng mạc.  Các hạt huỳnh quang trên màn hình phát sáng do va chạm với các

120

 Điểm sáng được hợp thành từ ba điểm đơn sắc: Red, Green và Blue.

3.5 Các kỹ thuật hiển thị

 Màn hình CRT  Các đặc điểm

 Độ phân giải: là số điểm có thể hiển thị.  Kích thước màn hình:  CRT 15” với độ phân giải 800x600  CRT 17” với độ phân giải 1024x768  CRT 19”-21” với độ phân giải 1280x1024 - 1600x1200  Dot pitch: là khoảng cách giữa hai pixel, giá trị thông thường của nó

 Tần số quét: tương đương số lượng hình ảnh hiển thị trong một đơn vị thời gian, với tần số > 75 Hz thì mắt người sẽ không cảm nhận thấy màn hình nháy.

 Hai dạng quét: là progressive và interlace.



Interlace quét và hiển thị các dòng chắn sau đó đến các dòng lẻ, do đó hình ảnh bị nhấp nháy dễ làm mỏi mắt. Màn hình TV làm theo kỹ thuật Interlace.

121

trong khoảng từ 0.22 – 0.3 mm.

3.5 Các kỹ thuật hiển thị

 Màn hình CRT  Một số vấn đề



 Độ chính xác của hệ thống điều khiển hướng.

3 súng bắn tia điện tử cùng hoạt động đồng thời và phải cùng tìm thấy một điểm duy nhất trên màn hình.

 Sử dụng các hạt huỳnh quang cho chất lượng ảnh tốt.  Góc nhìn 180o  Giá thành thấp

 Ưu điểm

 Tiêu tốn năng lượng: 150 watt với màn hình 17”.  Vấn đề hội tụ  Tạo ra các tia có hại cho sức khỏe  Cồng kềnh và nặng

122

 Nhược điểm

3.5 Các kỹ thuật hiển thị

 Màn hình TFT

 Một bộ lọc có hướng phân cực cố định  Một bộ lọc khác được làm từ tinh thể lỏng.  Sự thay đổi của điện trường sẽ dẫn đến sự thay đổi của cấu trúc lớp tinh thể lỏng và làm thay đổi hướng phân cực. Sự thay đổi điện trường là do một lưới các bóng bán dẫn (transistor) tạo ra.

123

 Màn hình TFT thông thường gồm có hai bộ lọc phân cực:

3.5 Các kỹ thuật hiển thị

 Màn hình TFT  TN+Film

 Giữa hai tầng phân cực cố định có một lớp tinh thể lỏng. Các tinh thể lỏng khi tạo thành các đường xoắn có thể cho phép ánh sáng đi qua và tạo thành một điểm sáng trên màn hình. Tuy nhiên dưới sự tác động của điện trường, các tinh thể này bị xáo trộn và ngăn ánh sáng lại và tạo thành các điểm tối.

124

3.5 Các kỹ thuật hiển thị

 Màn hình TFT  TN+Film

 Ưu điểm:

 Là loại màn hình tốc độ làm mới nhanh nhất khoảng 4 ms.  Giá thành thấp  Tiêu thụ điện năng thấp nhất nên có thể được sử dụng cho các màn hình

laptop.

 Nhược điểm:

 Sự xáo trộn của các tinh thể không phải là hoàn hảo nên nó không tạo thành

màu đen tuyệt đối, do đó độ tương phản của màn hình này thấp.

 Không thể điều chỉnh các tinh thể lỏng tối ưu, nên số lượng màu có thể biểu diễn giảm đi đáng kể. Mỗi một kênh màu chỉ biểu diễn được bằng 6 bit, như vậy màn hình hiển thị được 264.000 màu sắc khác nhau.

 Màn hình thường xuất hiện hiện tượng một bên sáng hơn và một bên tối hơn.

 Màn hình LG 1915S – 19” có góc nhìn 140o, độ tương phải 1:500, thời

125

gian trả lời 12 ms với độ sáng tương đương 250 cd/m2.

3.5 Các kỹ thuật hiển thị

 Màn hình TFT  ISP/S-ISP

 Màn hình này ở trạng thái bình thường các tinh thể lỏng có hướng vuông góc với hướng của các tầng phân cực. Chính vì thế khi không có tác động của điện trường, nó sẽ không cho ánh sáng đi qua tạo thanh màu đen.

126

3.5 Các kỹ thuật hiển thị

 Màn hình TFT  MVA/PVA

 Ưu điểm:

 Có thời gian trả lời lớn.  Góc nhìn thấp hơn so với màn hình IPS và có độ tương phản khoảng 1:300.  Màn hình LG 1910P có góc nhìn 176o, độ tương phải 1:400, cường độ

127

sáng 250 cd/m2 và thời gian trả lời là 25 ms.

3.5 Các kỹ thuật hiển thị

 So sánh TFT và CRT

hơn, nhưng trên thực tế TFT cho ảnh tự nhiên hơn rất nhiều.

 CRT theo quan điểm của nhiều người cho chất lượng hình ảnh tổt

 Màn hình Plasma

 TFT có góc nhìn kém như trường hợp của TN+film, góc nhìn là 140o.  TFT có thời gian trả lời lâu hơn.

 Màn hình này gồm khí trong đó có các hạt ion và electron. Khi hai hạt này va chạm với nhau nó sẽ tạo ra tia sáng, thường là các tia cực tím.

60.000 giờ.

 Màn hình này có độ tương phản tốt, có thời gian sử dụng là khoảng

128

 Màn hình Panasonic TH-65PHD7E, 65” có độ phân giải 1366x768, sử dụng 30 bit cho một kênh. Độ tương phải là 1:3000 và góc nhìn khoảng 160o.

3.6 Các kỹ thuật truyền dẫn

 Modem không đồng bộ:

 Khi gửi thông tin từ máy tính: phải chuyển đổi thông tin từ dạng số sang

 Modulation and Demodulation.  Nhận và gửi thông tin thông qua mạng điện thoại công cộng.

 Khi nhận thông tin từ mạng điện thoại: phải chuyển đổi thông tin từ dạng

dạng tương tự.

tương tự sang dạng số.

129

 Tốc độ truyền dữ liệu: 56 Kbps

3.6 Các kỹ thuật truyền dẫn

 Mạng ISDN



 Mạng ISDN – Intergrated Services Digital Network

 Mạng điện thoại tương tự:

 Dịch vụ điện thoại tương tự chỉ cho phép sử dụng từng đường điện thoại độc

lập cho thiết bị

 Khối lượng thông tin được truyền hạn chế: hiện nay với kỹ thuật tương tự, tốc

độ truyền thông tin chỉ đạt 56Kbps.

ISDN là mạng truyền thông số. Là công nghê truyền thông hoàn toàn dạng số được xây dựng trên cơ sở hạ tầng của mạng điện thoại công cộng.

 Cho phép sử dụng đường điện thoại tiêu chuẩn và chuyển thành đường truyền số cho phép truyền tải đồng thời dữ liệu âm thanh, hình ảnh và các dạng dữ liệu khác.

 Cung cấp nhiều kênh dữ liệu trên cùng một dây điện thoại tiêu chuẩn.

 ISDN:

 Đường truyền số cho phép giảm nhiễu và sự giao thoa của sóng điện từ

Mỗi kênh có tốc độ truyền 64Kbps.

130

trên các kênh mang

3.6 Các kỹ thuật truyền dẫn

 Các kênh ISDN

 Giao diện ISDN

131

3.6 Các kỹ thuật truyền dẫn

 Các nhóm chức năng

TE1

NT1

NT2

Đường kết nối

Tổng đài số

USER SIDE

 ASDL (Asymmetric Digital Subriber Line)

 Công nghệ bất đối xứng  tốc độ tải xuống > tốc độ tải lên  Mạch ADSL được kết nối với một modem ADSL bằng đường dây cáp xoắn



Kênh tải xuống tốc độ cao (1.5 – 9 Mbps) Kênh song công tốc độ trung bình (16-640 kbps) Kênh cơ bản đề truyền dịch vụ thoại.

 ADSL modem truyền tốc độ tương thích với chuẩn Bắc Mỹ T1 – 1.544 Mbps và Châu Âu E1 – 2.048 Mbps (cho tốc độ tải xuống 6.1 Mbps và 64 kbps kênh song công).

132

thao tạo ra 3 kênh khác nhau:

3.6 Các kỹ thuật truyền dẫn

 Mạch Ethernet

133

3.7. Nén dữ liệu

 Khái niệm nén dữ liệu.  Các phương pháp nén không mất thông tin.  Các phương pháp nén mất thông tin.

134

Khái niệm về nén dữ liệu

 Nhu cầu về nén dữ liệu

 Sự phát triển mạnh mẽ của công nghệ truyền thông, kỹ thuật tính toán

và Internet.

 Sự mất cân bằng về:

 Các khối dữ liệu lớn có thể được xử lý.  Các khối dữ liệu lớn có thể được lưu trữ.  Các khối dữ liệu lớn có thể được truyền.

 Vấn đề đặt ra:

Do không đáp ứng được các yêu cầu về xử lý, lưu trữ và truyền thông, vấn đề đặt ra là: giảm kích thước khối dữ liệu mà không làm giảm lượng thông tin chứa trong đó.

 Ví dụ:Một dòng video: 25 hình /s, mỗi hình chứa 16 triệu màu, độ phân

giải 640x480.



Tốc độ tạo thông tin: 25 x 8 x 3 x640 x 480 =184320000bit/s = 23Mo/s Với 2h video, lượng dữ liệu sinh ra bằng 162GB

 ứng dụng:



Lưu trữ thông tin: trong các ngân hàng ảnh, đĩa DVD. Truyền thông:truyền ảnh trên mạng Internet, mạng không dây.

135

Khái niệm về nén dữ liệu

 Các tiêu chuẩn lựa chọn các phương pháp nén dữ liệu:3 tiêu chuẩn  Tỷ lệ nén: tỷ lệ giữa kích thước khối thông tin sau khi nén với kích thước

trước khi nén.  Chất lượng nén:

 Nén mất thông tin.  Nén không mất thông tin.  Chất lượng cảm nhận thông tin

 Tốc độ của các thuật toán:



Tốc độ nén. Tốc độ giải nén.

136

Nén không mất thông tin

 Phương pháp nén không mất thông tin cho phép khôi phục lại hoàn toàn khối dữ liệu ban đầu qua các chu trình nén – giải nén.

 Đòi hỏi phải có thiết bị lưu trữ và đường truyền lớn  Các thuật toán của nén không mất dữ liệu dựa vào việc thay thế một nhóm các ký tự trùng lặp bởi một nhóm các ký tự đặc biệt khác ngắn hơn không quan tâm tới ý nghĩa của dữ liệu

 Run-Length Encoding (RLE), Huffman Coding,

Arithmetic coding, Shannon-Fano Coding, LZ78, LZH, LZW ...

137

Nén không mất thông tin

 Ba dạng thuật toán nén không mất thông tin:

 Các thuật toán này hoạt động dựa trên tần suất xuất hiện của các ký tự mã trong khối thông tin. Giảm số lượng bit dùng để biểu diễn các ký tự mã xuất hiện thường xuyên.

 Tăng số lượng bit dùng để biểu diễn những ký tự mã ít xuất hiện.  Các thuật toán dựa trên sự thay thế các chuỗi: các thuật toán này

nén các chuỗi chứa các ký tự đồng nhất.

 Các thuật toán mã hoá thống kê:

 Giảm số lượng các bit dùng để chứa các từ xuất hiện thường xuyên.  Tăng số lượng các bit để chứa các từ xuất hiện thưa thớt.

 Các đặc tính:

 Thuật toán đơn giản.  Tỷ lệ nén thấp.  Thích hợp với nén ảnh và văn bản.

138

 Các thuật toán dựa trên từ điển:

Các phương pháp nén không mất thông tin

 Phương pháp nén Shannon-Fano.

 Nguyên lý:

 Các từ mã có độ dài biến thiên.  Độ dài mã tỷ lệ nghịch với xác suất xuất hiện của ký tự.



Từ mã được giải mã một cách duy nhất.

 Thuật toán:



Xác định các xác suất xuất hiện của các ký tự trong bản tin. Sắp xếp các ký tự theo trình tự xác suất xuất hiện giảm dần. Phân chia các ký tự thành hai nhóm có tổng xác suất xấp xỉ(nếu dùng mã nhị phân thì phân chia làm hai nhóm, nếu mã cơ số m thì chia làm m nhóm).

 Gán cho mỗi nhóm ký hiệu mã 0 hoặc 1.



Tiếp tục phân chia cho tới khi trong các nhóm chỉ chứa một ký hiệu. Từ mã cho ký hiệu là tổ hợp của các ký hiệu của các nhóm chứa ký hiệu tính theo thứ tự từ lần tạo nhóm đầu tiên.

139

Các phương pháp nén không mất thông tin

 Ví dụ:

 Cho thông điệp “BBCAACADBDCADAEEEABAC

140

DBACADCBADABEABEAAA” Tần suất xuất hiện của các ký tự trong thông điệp lần lượt bằng: A: 15; B: 8; C: 6; D: 6; E: 5. A: 00; B: 01; C: 10; D: 110; E: 111. Số lượng bit dùng để chứa chuỗi mã: 2x15+2x8+2x6+3x6+3x5=91bit. Nếu dùng mã ASCII: 40x8=320bit. Tỷ lệ nén: 91/320 = 28% Mã Fano là mã có tính prefix.

Các phương pháp nén không mất thông tin

 Phương pháp Huffman.

 Nguyên lý: tương tự mã Shannon-Fano.  Thuật toán:



Xây dựng danh sách các ký tự với xác suất xuất hiện giảm dần.

 Các ký tự sẽ là các nút của cây Huffman.  Mã hoá bắt đầu với hai ký hiệu có xác suất nhỏ nhất. Hai ký hiệu được hợp lại, hai

nhánh được gán ký hiệu 0 hoặc 1.

 Nút của hai nhánh được coi là một ký hiệu mới có xác suất xuất hiện bằng tổng hai



xác suất xuất hiện của hai ký hiệu tạo ra nút. Tiếp tục quá trình trên với hai nút có xác suất xuất hiện nhỏ nhất. Từ mã ứng với mỗi ký hiệu nguồn là tổ hợp của các ký hiệu mã ở các nhánh tính từ gốc.

 Các ưu điểm:

 Cho phép thực hiện tốt với hình ảnh cũng như text.



Tỷ lệ nén trung bình: 50%. Tốc độ nén nhanh.

141

Các phương pháp nén không mất thông tin

 Ví dụ: với cùng thông điệp trước: “BCAACADBDCADAEEEABACDBACADCBADABEABEAAA” A: 17; B: 7; C: 6; D: 6; E: 5. A: 0; B:100; C: 101; D: 110; E: 111 Mã Huffman có tính prefix. Số lượng bit dùng để chứa chuỗi mã:

1x17+3x7+3x6+3x6+3x5=87 Tỷ lệ nén: 87/320=27%

142

Các phương pháp nén không mất thông tin

 Phương pháp thay thế RLE(Run Length Encoding).

 Nguyên lý:



Tối ưu hoá mã bằng cách thay thế các chuỗi ký tự giống nhau liên tiếp.  ứng dụng trong các loại ảnh BMP, TIFF. Các điểm ảnh liên tiếp có giá trị như nhau sẽ được thay thế bằng một điểm ảnh và chỉ rõ số lượng điểm.

 Các bước thuật toán:



Tìm trong thông điệp những ký tự liên tiếp lặp lại. Thay thế chuỗi ký tự đó bằng:

 Một ký tự đặc biệt chỉ việc nén.  Số lần lặp lại của ký tự.  Ký tự lặp lại được nén.



Ví dụ:  Cho chuỗi “ABCCCCCCDDEEEE”  Chọn ký tự nén: #  Chuỗi sau khi nén: AB#6CDD#4E



Tỷ lệ nén: 57%

143

Các phương pháp nén không mất thông tin

 Phương pháp LWZ

 Nguyên lý:



Phân tích thông điệp. Lần lượt lập bảng chứa vị trí xuất hiện của các từ tìm thấy trong thông điệp.

 Giảm số lượng bit để mã hoá những từ xuất hiện thường xuyên.



Tăng số lượng bit để mã hoá những từ ít gặp hơn.

 đặc tính:



ít hiệu quả đối với ảnh.

 Có hiệu quả cao với text hoặc dữ liệu số. Lỷ lệ nén có thể đạt tới 50%.

 Các bước thuật toán:



Thông điệp được phân chia thành những khối có độ dài thay đổi. Các khối này gọi là các câu.

 Một câu mới là một khối của ký tự nguồn và thêm một ký tự cuối.  Các câu được liệt kê trong từ điển kèm theo vị trí xuất hiện.  Để mã hoá một câu mới ta chỉ vị trí của câu trong từ điển và chèn thêm ký hiệu mới

vào cuối.

144

Các phương pháp nén không mất thông tin

 Ví dụ:

Chuỗi ký tự: PQPQPQRPQRPQRPQRPQR Từ điển: 256 PQ 257 QR 258 PQP 259 PQR 260 PQRPQR Kết quả mã hoá: 256 256 260 260 259 Tỷ lệ nén: 2 x 5 / 1 x 19 = 53%

 Để giải mã ta cũng phải lập có từ điển và tra cứu ngược lại trong từ điển

145

Các phương pháp nén mất thông tin

 Nhận xét về các phương pháp nén không mất thông tin:

 Tỷ lệ nén trung bình của các phương pháp nén không mất thông tin

khoảng 40%.

 Các phương pháp này không thích hợp với thông tin Multimedia.

 Nguyên lý nén mất thông tin.

 Dựa vào khả năng cảm nhận của thị giác và thính giác.  Giữ những thông tin quan trọng trong cảm nhận bằng thị giác và thính

giác.

 Loại bỏ những thông tin dư thừa đối với cảm nhận.

 Nén âm thanh.

 Dựa vào khả năng cảm nhận âm thanh của thính giác:



Từ 20Hz đến 20KHz.

 Cảm nhận cực đại trong khoảng: từ 2 KHz – 5KHz  Các phương pháp DPCM, ADPCM, LPC.

146

Nén âm thanh

 Một số phương pháp nén âm thanh

147

 PCM (Pulse-Code Modulation)  DPCM (differential pulse-code modulation)  ADPCM (Adaptive Differential PCM)  PASC (Perceptual Audio Sub-band Coding)  LPC (Linear predictive coding)

Các phương pháp nén mất thông tin

 Phương pháp PCM

các xung.

 PCM(Pulse Code Modulation). Biểu diễn các tín hiệu số bằng chuỗi

148

 Dùng để mã hóa tương tự - số  Tuân theo định lý Nyquist-Shannon

Nén âm thanh

 Phương pháp DPCM

trị các mẫu.

 Giảm tỷ lệ dữ liệu của PCM bằng cách mã hoá sự khác biệt giữa giá

mẫu tín hiệu trước đó.

1 

)(~ ns



isa )( i





 Mã hoá dự đoán: dự đoán mẫu thứ n+1 theo tổ hợp tuyến tính của n

149

 ai là n hệ số dự đoán

Nén âm thanh

150

Nén âm thanh

 Phương pháp DM (Delta Modulation) :  Là trường hợp riêng của phương pháp DPCM  Mã hóa sai khác chỉ dùng 1 bit  Mã hóa 0 hoặc 1 tùy thuộc vào cường độ tín hiệu xung hiện tại so

với xung trước đó  Ưu nhược điểm

 Phương pháp tăng cường hiệu năng

 Đơn giản  Mã hóa ít bit  Độ chính xác không cao, sai số lớn  Tỉ lệ SNR thấp

151

 Tăng tần số mã hóa

 Phương pháp DM (tiếp)

152

Nén âm thanh

 ADPCM(Adaptive Differential PCM):

cố định  hiệu năng thay đổi tùy vào dữ liệu đầu vào

 Phương pháp DPCM có hạn chế là : bộ dự đoán và lượng tử hóa là



vào các dữ liệu đã nhận được trước đó  tối thiểu hóa sự sai khác giữa mẫu dự đoán và mẫu thực tế  Bộ dự đoán thích nghi : thay đổi tham số tùy thuộc đầu vào trước đó Lượng tử thích nghi : thay đổi các bước lượng tử hóa khác nhau

 ADPCM sử dụng các bộ dự đoán và lượng tử hóa thích nghi dựa

153

 ADPCM sử dụng trong các thiết bị CD-i và DVI.  Chuẩn ADPCM: CCITT G.721.  Tỷ lệ nén: 4:1 đến 2:1

Nén âm thanh

154

Nén âm thanh

 Phương pháp PASC (Perceptual Audio Sub-band

Coding)  Là phương pháp dựa trên SBD (Sub-band Coding) : chia một tín hiệu

thành nhiều dải tần con  mã hóa mỗi dải tần riêng biệt

 Cảm nhận từ 20Hz – 20kHz  Nhưng cảm nhận âm thanh không đồng đều ở các tần số khác nhau  Hiệu ứng che tần số : âm thanh tần số mạnh che âm thanh tần số yếu

 Mã hóa dự vào cảm nhận âm thanh của con người

 MP3 : MPEG-1 or MPEG-2 Audio Layer III  Mã hóa dùng 32 băng tần con, mã hóa cảm nhận và Entropy

155

 Được sử dụng trong mã hóa âm thanh chuẩn MPEG 1,2,4

Nén âm thanh

156

Nén âm thanh

 Phương pháp LPC (Linear Predictive Coding)

 Dây thanh quản  Vòng họng  Miệng+mũi

 Mã hóa tiếng nói dựa vào các tham số  tổng hợp giọng nói  Dựa vào cấu tạo hình thành âm thanh con người

 Phân tích và tái tạo tiếng nói  Sử dụng trong việc truyền âm thanh số, mã hóa trong điều kiện tốc độ

 Phân tích và tổng hợp lại các âm con người phát ra  Ứng dụng :

 Sử dụng kết hợp với các kỹ thuật khác

157

thấp

158

Nén mất Thông tin: nén ảnh và video

 Ảnh được khôi phục không giống hoàn toàn với ảnh

gốc

 Thích hợp cho việc lưu trữ và truyền ảnh tĩnh, video

qua một mạng có băng thông hạn chế  Differential Encoding, Discrete Cosine

Transform(DCT), Vector Quantization, JPEG (Joint Photographic Experts Group) và MPEG (Motion Picture Experts Group)

159

Nén ảnh

 Các phương pháp nén ảnh có mất tín hiệu gồm có 4

bước như hình .

Sơ đồ cơ bản của bộ mã hoá  Các bộ mã hoá khối có thể dựa trên hai nguyên tắc

biến đổi cơ bản: Discrete Cosine Transform (DCT) và Vector Quantization (VQ)

160

Nén ảnh

161

Nén ảnh

 Phương pháp nén ảnh JPG:  Nguyên lý: 4 bước thực hiện  Biến đổi hệ toạ độ màu.  Thay đổi các bước lấy mẫu: các điểm được nhóm theo các thông tin về

 Thực hiện phép biến đổi từ miền không gian về miền tần số không gian.



màu thành các nhóm 2 điểm hoặc 4 điểm.

162

Lượng tử hóa không đều các hệ số biến đổi  Sử dụng các thuật toán nén RLE và Huffman.

 Biến đổi hệ màu RGB  YCbCr

 Do mắt người nhạy với thành phần Y hơn so với Cb,

Cr nên giảm số bit lưu trữ Cb, Cr

163

Nén ảnh

164

Nén ảnh

 Ta có thể xác định 64 giá trị chỉ bằng 5 số ngyên nếu ta ap

dụng công thức discrete cosine transform(DCT)

 Bộ giải mã có thể tái tạo lại giá trị của các pixel thông qua công

thức inverse discrete cosine transform(IDCT)

165

Nén ảnh

166

Nén ảnh – ví dụ

Tru 128

DCT

167

Nén ảnh – ví dụ

168

169

170

Nén ảnh

 Chuẩn JPEG 2000

 JPEG đã đưa ra một chuẩn nén ảnh mới là JPEG2000. JPEG2000 sử dụng biến đổi Wavelet và các phương pháp mã hoá đặc biệt để có được ảnh nén ưu việt hơn hẳn JPEG.

 Cho chất lượng ảnh tốt nhất khi áp dụng nén ảnh tĩnh có tổn thất.  Sử dụng được với truyền dẫn và hiển thị luỹ tiến về chất lượng, độ phân

 JPEG2000 có nhiều chức năng đặc biệt hơn các chuẩn nén ảnh tĩnh khác như JPEG hay GIF. Dưới đây là các chức năng ưu việt của JPEG2000 so với các chuẩn nén ảnh tĩnh khác

 Sử dụng cùng một cơ chế nén ảnh cho cả hai dạng thức nén.  Truy nhập và giải nén tại mọi thời điểm trong khi nhận dữ liệu.  Giải nén từng vùng trong ảnh mà không cần giải nén toàn bộ ảnh  Có khả năng mã hoá ảnh với tỷ lệ nén theo từng vùng khác nhau  Nén một lần nhưng có thể giải nén với nhiều cấp chất lượng tuỳ theo yêu

giải, các thành phần màu và có tính định vị không gian.

171

cầu của người sử dụng

Nén ảnh

172

Nén ảnh

173

Nén ảnh

174

Nén ảnh

So sánh chuẩn JPEG và JPEG2000 với tỉ lệ 0.25 bpp, CR = 32

175

Nén video

 Đối với tín hiệu video số, số lượng bit được sử dụng để truyền

tải thông tin đối với mỗi miền tần số khác nhau, có nghĩa là: miền tần số thấp, nơi chứa đựng nhiều thông tin, được sử dụng số lượng bít lớn hơn và miền tần số cao, nơi chứa đựng ít thông tin, được sử dụng số lượng bít ít hơn.

 Thực chất của kỹ thuật “nén video số” là loại bỏ đi các thông tin dư thừa. Các thông tin dư thừa trong nén video số thường là:  Độ dư thừa không gian giữa các pixel;  Độ dư thừa thời gian do các ảnh liên tiếp nhau;  Độ dư thừa do các thành phần màu biểu diễn từng pixel có độ tương quan

 Độ dư thừa thống kê do các kí hiệu xuất hiện trong dòng bít với xác suất xuất

cao;

 Độ dư thừa tâm lý thị giác (các thông tin nằm ngoài khả năng cảm nhận của

hiện không đều nhau;

176

mắt).vv…

Nén video

 MJPEG (Motion JPEG) – là việc sử dụng chuẩn mã hóa video sử dụng các frame được mã hóa bằng chuẩn nén ảnh JPEG  Đơn giản – các frame độc lập với nhau  Giới hạn mã hóa 1:20

 MJPEG được phát triển cho các máy tính cá nhân, hiện nay dùng các thiết bị khác. Hiện nay MJPEG được ứng dụng cho  Máy quay số  Thu nhận và chỉnh sửa video  IP Camera  Sử dụng cho các thiết bị hiển thị video

177

Nén video

 MPEG (Moving Picture Expert Group) là nhóm chuyên gia về

hình ảnh, được thành lập từ tháng 2 năm 1988 với nhiệm vụ xây dựng tiêu chuẩn cho tín hiệu Audio và Video số. Ngày nay, MPEG đã trở thành một kỹ thuật nén Audio và Video phổ biến nhất  MPEG-1, mã hoá tín hiệu Audio-Video với tốc độ khoảng 1.5Mb/s và lưu trữ

 MPEG-2 (1990) : MPEG-2 với “công cụ ” mã hoá khác nhau đã được phát

trong đĩa CD.

 MPEG-4 (10/1998), Là chuẩn cho nén ảnh kỹ thuật truyền hình số, các ứng dụng về đồ hoạ và video tương tác hai chiều (games, videoconferencing) và các ứng dụng multimedia tương tác hai chiều (World Wide Web, Internet video...)

 MPEG-7: là một chuẩn dùng để mô tả các nội dung Multimedia, chứ không

triển. (3-15Mbps)

178

phải là một chuẩn cho nén và mã hoá audio/ảnh động như MPEG-1, MPEG-2 hay MPEG-4. MPEG-7 sử dụng ngôn ngữ đánh dấu mở rộng XML(Extansible Markup Language) để lưu trữ các siêu dữ liệu Metadata, đính kèm timecode để gắn thẻ cho các sự kiện, hay đồng bộ các dữ liệu.

179

Nén video

 Các cấu trúc lấymẫu vỡ số hoá tín hiệu video  Đối với truyền hình số NTSC vỡ PAL, chuỗi video

gồm các khung hình (frame ảnh) có độ phân giải 576 x 720, các dòng video chứa 720 điểm ảnh đ−ợc lấy mẫu vỡ số hoá theo các cấu trúc sau :

180

Nén video

181

Nén video

182

Nén video

 Các chuẩn nén video hầu hết đều sử dụng 2 kỹ thuật

chính là :  Nén video không dùng kỹ thuật phát hiện và bù chuyển động -

MJPEG

 Nén ảnh tĩnh để giảm độ dư thừa không gian  Đánh giá, ước lượng chuyển động để giảm độ dư thừa về mặt thời gian

183

 Nén video dùng kỹ thuật phát hiện và bù chuyển động

Nén video

 Phân loại các frame video

dự đoán nội suy 2 chiều

184

 Frame I : là frame đầu tiên trong chuỗi video  Frame P : (predicted frame) – frame được dự đoán tiếp theo  Frame B (Bi-directional interpolated prediction frame) - frame được