Bài giảng Truyền hình đa phương tiện: Chương 2 - GV. Bùi Thế Khang

NỘI DUNG MÔN HỌC

Chương 1 : Giới thiệu chung

Chương 2 : Kỹ thuật truyền hình

Chương 3 : Kỹ thuật truyền hình đa phương tiện

Chương 4 : Dịch vụ và ứng dụng trong truyền hình

đa phương tiện

Chương 5 : Hệ thống khai thác truyền hình đa phương tiện

NỘI DUNG CHƯƠNG 2

2.1. Những khái niệm cơ bản

2.2. Nguyên lý truyền hình

2.3. Nguyên lý truyền hình màu

2.4. Kỹ thuật truyền hình tương tự

2.5. Kỹ thuật truyền hình số

2.1 Những khái niệm cơ bản

CHƯƠNG 2

2.1.1 Ánh sáng

a. Khái quát - Ánh sáng là một dạng năng lượng điện từ (có bước sóng ngắn), được phát ra từ nguồn sáng và lan truyền trong không gian. b. Đặc điểm - Ta chỉ nhìn thấy được vật phát sáng chứ không nhìn thấy được bản thân ánh sáng. - Ánh sáng được chia thành 2 loại là ánh sáng đơn sắc và ánh sáng đa sắc. - Ánh sáng được mô tả bằng các thông số như quang thông, cường độ sáng, độ chói, sự phản xạ, hấp thụ và cho qua của vật thể. - Quan hệ giữa bước sóng với tần số của cùng một bức xạ như sau:

2.1 Những khái niệm cơ bản

CHƯƠNG 2

2.1.1 Ánh sáng

b. Đặc điểm - Bức xạ điện từ trong phạm vi của các bước sóng được gọi là

ánh sáng được nhìn thấy (hay còn gọi là ánh sáng khả kiến)

chỉ là một phần rất nhỏ của toàn bộ quang phổ bức xạ điện từ.

- Tán sắc ánh sáng chính là sự phân tách từ 1 chùm ánh sáng

trắng thành nhiều tia ánh sáng đơn sắc. Hiện tượng tán sắc ánh

sáng sẽ xảy ra khi chiếu ánh sáng trắng qua lăng kính.

- Nhiễu xạ ánh sáng là hiện tượng truyền sai lệch với sự truyền thẳng của ánh sáng. Điều này xảy ra khi ánh sáng gặp vật cản

hoặc đi qua lỗ nhỏ.

- Hiện tượng giao thoa ánh sáng là hai chùm sáng kết hợp

gặp nhau.

2.1 Những khái niệm cơ bản

CHƯƠNG 2

2.1.1 Ánh sáng c. Các thông số ü Quang thông: Là năng lượng ánh sáng trong một đơn vị thời gian:

- Sự cảm thụ ánh sáng của mắt tốt nhất đối với màu lục G (Green), còn các màu khác sẽ giảm dần.

ü Cường độ sáng: Thông thường một nguồn sáng bức xạ theo các hướng khác nhau là không như nhau.

Mật độ không gian của quang thông ở các hướng đã cho gọi là cường độ sáng.

ü Độ chói: Là cường độ sáng theo hướng đã cho trên một đơn vị diện tích

ü Sự phản xạ, hấp thụ, cho qua ánh sáng của vật thể: Một nguồn sáng khi chiếu tới vật thể sẽ được chia

ra làm 3 phần phản xạ, hấp thụ, cho qua.

2.1 Những khái niệm cơ bản

CHƯƠNG 2

2.1.2 Màu sắc

a. Khái quát - Màu sắc là sự phản chiếu, hấp thụ hoặc truyền qua các vật thể tạo ra các màu sắc khác nhau.

b. Đặc điểm

- Các màu sắc được mô tả bởi các thông số như độ bão hòa, độ sáng và độ chói.

- Ánh sáng và màu sắc có mối liên hệ mật thiết với nhau. Các thuộc tính của ánh sáng như độ sáng, độ

chói bước sóng và tần số cũng có tác động đến màu sắc của vật thể.

- Quang phổ màu sắc được chia thành bảy màu chính, được gọi là màu cầu vồng: đỏ, cam, vàng, xanh lá cây, lam, chàm và tím. Mỗi màu có bước sóng khác nhau và có tác động khác nhau

đến con mắt của chúng ta. Quang phổ màu sắc còn được sử dụng để phân tích

thành phần của các vật chất và các nguồn sáng khác nhau.

- Hấp thụ ánh sáng hấp thụ ánh sáng là hiện tượng khi ánh sáng chiếu qua một

vật chất và bị hấp thụ bởi vật chất đó, dẫn đến một số bước sóng ánh sáng bị

hấp thụ trong quá trình đi qua vật chất và các bước sóng khác vượt qua được

vật chất.

2.1 Những khái niệm cơ bản

CHƯƠNG 2

2.1.2 Màu sắc

b. Đặc điểm - Phản xạ ánh sáng là hiện tượng mà khi ánh sáng chiếu vào một mẫu, một phần ánh sáng sẽ bị phản xạ

trở lại. Các khái niệm liên quan đến góc phản xạ, độ phản xạ.

- Truyền qua mẫu là hiện tượng xảy ra khi ánh sáng chiếu

qua một mẫu và được truyền qua mẫu đó. Hiệu ứng này dẫn

đến sự biến đổi về màu sắc và độ trong suốt của ánh sáng

khi đi qua mẫu. - Các vật liệu dẫn điện tốt có thể truyền ánh sáng tốt hơn so

với vật liệu có độ dẫn điện thấp. Độ trong suốt của mẫu cũng

ảnh hưởng đến hiệu ứng truyền qua mẫu. Một mẫu có độ

trong suốt cao sẽ cho phép ánh sáng đi qua một cách dễ

dàng và không làm thay đổi màu sắc của ánh sáng.

- Các mẫu khác nhau sẽ hấp thụ các bước sóng khác nhau, tạo ra các màu sắc khác nhau khi ánh sáng

truyền qua chúng.

2.1 Những khái niệm cơ bản

CHƯƠNG 2

2.1.2 Màu sắc

c. Ứng dụng của màu sắc - Sử dụng màu sắc để phân biệt các chất: Màu sắc là một trong những cách phổ biến để xác định và

phân loại các chất khác nhau. Ví dụ, bromua thủy ngân có màu đỏ, trong khi clorua thủy ngân có màu trắng.

- Sử dụng màu sắc trong y học: Màu sắc được sử dụng trong y học để chẩn đoán và điều trị bệnh. Ví dụ,

một số phương pháp điều trị bằng ánh sáng được sử dụng để điều trị bệnh da, và các loại thuốc được đánh

dấu bằng màu sắc để phân biệt chúng với nhau.

- Sử dụng màu sắc trong nghệ thuật: Màu sắc là một phần quan trọng trong nghệ thuật. Nó được sử

dụng để tạo ra các tác phẩm nghệ thuật và thiết kế. Ví dụ, các họa sĩ sử dụng màu sắc để tạo ra các bức

tranh đẹp, trong khi các nhà thiết kế sử dụng màu sắc để tạo ra các sản phẩm thương mại hấp dẫn.

- Sử dụng màu sắc trong công nghiệp: Màu sắc được sử dụng trong công nghiệp để đánh dấu và phân

loại các sản phẩm khác nhau. Ví dụ, các sản phẩm thực phẩm được đánh dấu bằng màu sắc để phân biệt

chúng với nhau, trong khi các sản phẩm hóa chất được đánh dấu bằng màu sắc để chỉ ra tính chất của

chúng.

2.1 Những khái niệm cơ bản

CHƯƠNG 2

2.1.3 Mắt người và các đặc tính cơ bản 1. Cấu tạo của mắt - Mắt là cơ quan thị giác thực hiện chức năng nhìn, quan sát, thu nhận lại hình ảnh của sự vật, màu sắc để chuyển vào não xử lý và lưu trữ. Cấu tạo bên ngoài : Nhìn bên ngoài, đôi mắt cơ bản có các bộ phận sau: lông mày, lông mi, mi mắt, tròng trắng tròng đen… Cấu tạo bên trong : Mắt là một cơ quan có cấu tạo bên trong hết sức tinh vi trong đó giác mạc, thủy tinh thể và võng mạc là những bộ phận cơ bản để đảm bảo chức năng nhìn của mắt.

• Giác mạc : Giác mạc (lòng đen), là một màng trong suốt

rất dai, không có mạch máu có hình chỏm cầu chiếm 1/5

phía trước của vỏ nhãn cầu.

2.1 Những khái niệm cơ bản

CHƯƠNG 2

2.1.3 Mắt người và các đặc tính cơ bản a. Cấu tạo của mắt • Mống mắt : Mống mắt là vòng sắc tố bao quanh đồng tử

quyết định màu mắt (đen, nâu, xanh..).

• Đồng tử̉ là lỗ nhỏ màu đen, nằm ở trung tâm của mống mắt.

Đồng tử có thể co lại hoặc giãn ra nhờ các cơ nằm trong mống mắt để điều chỉnh lượng ánh sáng vào mắt.

• Thủy tinh thể : Thủy tinh thể nằm sau mống mắt. Thủy tinh

thể trong suốt làm nhiệm vụ như một thấu kính hội tụ cho ánh sáng đi qua, tập trung các tia sáng đúng vào võng mạc để tạo thành hình ảnh rõ nét, giúp ta có thể nhìn xa gần.

• Dịch kính : Dịch kính là chất dạng gel trong suốt lấp đầy

buồng nhãn cầu ở phía sau thể thuỷ tinh.

• Dây thần kinh mắt- mạch máu võng mạc : Dây thần kinh thị giác là nơi tập hợp các bó sợi thần kinh có

chức năng dẫn truyền các tín hiệu nhận được ở võng mạc giúp ta nhận biết ánh sáng, hình ảnh…

• Hoàng điểm : Trung tâm võng mạc là hoàng điểm (điểm vàng), nơi tế bào thị giác nhạy cảm nhất giúp

nhận diện nội dung, độ sắc nét của hình ảnh.

2.1 Những khái niệm cơ bản

CHƯƠNG 2

2.1.3 Mắt người và các đặc tính cơ bản b. Cơ chế hoạt động của mắt - Để hiểu một cách đơn giản, cơ chế hoạt động của mắt tương tự như cơ chế hoạt động của máy chụp ảnh..

- Mắt có hệ thấu kính thuộc bán phần trước nhãn cầu bao gồm giác mạc, đồng tử, thủy tinh thể. Ánh sáng

vào mắt sau khi được khúc xạ qua giác mạc và thủy tinh thể sẽ hội tụ trên võng mạc của mắt.

- Tại đây tín hiệu ánh sáng sẽ được các tế bào cảm thụ ánh sáng trên võng mạc chuyển thành tín hiệu thần kinh. Sau đó, tín hiệu đó được truyền đến não thông qua hệ thần kinh thị giác và được xác nhận là hình ảnh tại não bộ. Đối với máy ảnh, chúng ta phải điều chỉnh tiêu cự chính xác và mức độ ánh sáng.

- Trong thực tế mắt chúng ta cũng thực hiện những công việc đó một cách hoàn toàn tự động. Ví dụ, để thay đổi tiêu cự thì thủy tinh thể sẽ thay đổi độ cong của mình dưới sự điều khiển của cơ thể mi trong mắt. Việc điều chỉnh độ co giãn của mống mắt sẽ làm thay đổi kích thước của lỗ đồng tử, từ đó điều khiển cường độ chùm sáng đi vào.

- Các tuyến lệ chính và phụ hoạt động giúp cho giác mạc luôn được bôi trơn, nó là một cơ chế vệ sinh và

bảo vệ tự nhiên.

2.1 Những khái niệm cơ bản

CHƯƠNG 2

2.1.3 Mắt người và các đặc tính cơ bản

c. Các đặc tính cơ bản của mắt ü Đặc tính phổ: Dải sóng ánh sáng nhìn thấy của mắt là từ 0,38µm đến 0,78µm. Nhưng trong dải sóng

này mắt cảm nhận độ sáng không như nhau. Đó chính là tính chất phổ của mắt.

Từ đặc tuyến này ta thấy mắt nhạy nhất với đoạn phổ vàng lục (µ = 0,55 mm)

2.1 Những khái niệm cơ bản

CHƯƠNG 2

2.1.3 Mắt người và các đặc tính cơ bản

c. Các đặc tính cơ bản của mắt ü Độ nhạy: Độ nhạy của mắt là khả năng nhận biết ảnh của mục tiêu. Nhìn chung khi ảnh có độ sáng

lớn mắt nhận biết tốt hơn. Khả năng nhận biết ảnh của mắt càng giảm khi ảnh chuyển động với tốc

độ càng cao.

Từ đường hình bên ta có thể thấy rằng độ nhạy của mắt

giảm khi độ chói lớn và sẽ tăng khi độ chói nhỏ. Hiện tượng này gọi là sự thích nghi của mắt đối với vùng

sáng và vùng tối.

Sự thay đổi độ nhạy của mắt trong vùng sáng từ 3 đến

5 phút còn trong vùng tối từ 30 đến 50 phút.

2.1 Những khái niệm cơ bản

CHƯƠNG 2

2.1.3 Mắt người và các đặc tính cơ bản

c. Các đặc tính cơ bản của mắt ü Khả năng phân giải của mắt: Nếu gọi d là góc nhỏ nhất mà mắt có khả năng phân biệt được hai điểm c

hói thì khả năng phân giải được định nghĩa là: V=1/d

- Khả năng phân giải phụ thuộc vào độ chói của mục tiêu quan sát, vào nền sáng, vào điều kiện quan

sát và vào bản thân từng người.

- Bằng thực nghiệm trong những điều kiện bình thường người ta đã xác định được góc d = 1-1,5 phút.

- Nếu quan sát với góc d < 1 phút thì mắt ta không phân biệt được hai điểm chói và ta cảm nhận đ

ược

dường như chỉ có một điểm. Đặc tính này của mắt cho phép ta chọn số dòng tối ưu cho một ảnh trong h

ệ thống truyền hình.

2.1 Những khái niệm cơ bản

CHƯƠNG 2

2.1.3 Mắt người và các đặc tính cơ bản

c. Các đặc tính cơ bản của mắt ü Tính nhất quán của mắt: Mắt không có khả năng tức thời hay kết thúc cảm giác về độ chói khi có xung về độ chói xuất

hiện mà phải có sự trễ nhất định. - Tính chất này phụ thuộc vào cường độ ánh sáng, bước

sóng kích thích, vào bản thân từng người và vào các điều

kiện môi trường khác nhau. - Tính chất quán tính của mắt giúp ta nhận biết được ảnh

của mục tiêu không bị lấp lánh (ảnh liên tục) với tần số lặp lại của xung nhất định.

2.1 Những khái niệm cơ bản

CHƯƠNG 2

2.1.4 Biến đổi quang điện - Các thiết bị biến đổi năng lượng ánh sáng của ảnh thành tín hiệu điện là thành phần cơ bản của hệ thống truyền hình. Quá trình hoạt động của các thiết bị này dựa trên cơ sở hiệu ứng quang điện.

- Năng lượng điện tử được hấp thụ chỉ phụ thuộc vào tần số ánh sáng f. Khi tần số ánh sáng giảm thì năng lượng hấp thụ của điện tử giảm và ngược lại.

- Kết quả là tốc độ của điện tử bật ra khỏi bề mặt kim loại dưới tác dụng của ánh sáng ứng với một tần số ánh sáng xác định ứng với tần số ánh sáng mà vận tốc ban đầu bằng không (không còn hiệu ứng quang điện) ta gọi là tần số tới hạn f.

Do đó muốn có hiệu ứng quang điện thì tần số chiếu sáng cần phải lớn hơn tần số tới hạn.

- Katốt quang được đặc trưng bằng đặc tính phổ , thể hiện bằng sự phụ thuộc của dòng bão hoà vào tần số ánh sáng chiếu tới katốt quang với tần số như nhau. Với katốt quang là kim loại nguyên chất có đặc tính phổ như hình.

2.1 Những khái niệm cơ bản

CHƯƠNG 2

2.1.4 Biến đổi quang điện - Với katốt quang phức tạp, đặc tính phổ không tăng đơn điệu mà có thể tăng hoặc giảm theo tần số. Độ lớn các điểm cực đại, vị trí và số lượng của nó phụ thuộc vào thành phần cấu tạo của katốt quang.

- Hay đặc tính phổ của katốt quang như thế có tính chất chọn lọc theo tần số ánh sáng.

- Trong truyền hình thường sử dụng hai loại katốt quang: katốt quang đặc và katốt quang bán trong suốt.

Ở katốt quang đặc, các điện tử phát ra cùng phía với tia sáng, còn katốt quang bán trong suốt, các điện

tử bắn ra theo phía ngược lại với tia sáng.

2.1 Những khái niệm cơ bản

CHƯƠNG 2

2.1.5 Biến đổi điện quang - Như đã được phân tích ở trên có thể thấy muốn truyền được hình ảnh đi thì phải biến đổi hình ảnh đó thành tín hiệu điện (còn gọi là tín hiệu thị tần) bằng cách thực hiện chia hình ảnh quang đó thành các phần tử ảnh (kích thước của phần tử ảnh tuỳ thuộc vào tiêu chuẩn của từng hệ truyền hình) rồi chuyển đổi độ chói trung bình của từng phần tử ảnh quang đó sang tín hiệu điện.

- Đối với quá trình biến đổi điện-quang (khôi phục ảnh quang) là quá trình ngược lại. Tức là phải khôi phục độ chói của từng phần tử ảnh và sắp xếp các phần tử ảnh đó đúng vị trí của nó và ta sẽ nhận được ảnh quang cần truyền. Có hai phương pháp cơ bản để thực hiện . Phương pháp thứ nhất: Là dựa trên sự điều chế tín hiệu thị tần nguồn ánh sáng bên ngoài. Khi ta có nguồn sáng không đổi chiếu lên màn ảnh, sự thay đổi độ sáng của nguồn được điều khiển bởi tín hiệu thị tần. Vì vậy hệ thống sử dụng phương pháp này gọi là hệ thống van ánh sáng có thể được thực hiện bằng cơ-điện hoặc thay đổi độ trong suốt của vật thể được chiếu sáng dưới tác dụng của trường điện hoặc tia điện tử. Phương pháp thứ hai: Là dựa trên sự biến đổi trực tiếp từ dạng năng lượng này sang dạng năng lượng khác. Phương pháp này được áp dụng rộng rãi để khôi phục ảnh truyền hình trong các hệ thống truyền hình. Sự biến đổi năng lượng có thể dựa trên hiện tượng phát sáng của katốt phát quang khi có tia điện tử được điều chế bởi tín hiệu thị tần chiếu vào.

NỘI DUNG CHƯƠNG 2

2.1. Những khái niệm cơ bản

2.2. Nguyên lý truyền hình

2.3. Nguyên lý truyền hình màu

2.4. Kỹ thuật truyền hình tương tự

2.5. Kỹ thuật truyền hình số

2.2 Nguyên lý truyền hình

CHƯƠNG 2

2.2.1 Nguyên tắc của Truyền Hình a. Khái quát chung

- Truyền hình là hệ thống biến đổi hình ảnh và âm thanh kè m theo thành tín hiệu điện rồi truyền đến

máy thu, nơi thực hiện biến đổi tín hiệu này thành dạng ban đầu và hiển thị trên màn hình dưới dạng hình ảnh, âm thanh. Truyền hình dựa trên đặc điểm cảm nhận ánh sáng của mắt người để truyền thông

tin cần thiết.

- Để truyền một vật vô cùng nhỏ trong không gian (gọi là một phần tử ảnh hoặc một điểm ảnh) thì phải

truyền tất cả các tham số của vật đó và để truyền được thì các tham số trên thì phải được biến đổi

thành tín hiệu điện.

b. Nguyên tắc của truyền hình - Như vậy ta thấy để truyền toàn bộ nội dung của thông tin ta có thể sử dụng truyền đồng thời hoặc lần lượt từng phần tử của thông tin đó.

Ví dụ : Với 1 bức ảnh ta có thể truyền đồng thời toàn bộ nội dung của bức ảnh hoặc truyền lần lượt từng điểm ảnh tới đầu thu.

2.2 Nguyên lý truyền hình

CHƯƠNG 2

2.2.1 Nguyên tắc của Truyền Hình b. Nguyên tắc của truyền hình Ø Nguyên tắc truyền đồng thời các phần tử - Như hình bên ta có ảnh cần truyền là một chữ T qua

thấu kính được đưa đến tấm sêlen , trong tấm sêlen

có chứa các tế bào quang điện (điện trở của tế bào

quang điện thay đổi theo lượng ánh sáng chiếu vào).

Từng tế bào quang điện được cung cấp bởi nguồn điện hoặc ắc quy và tải của nguồn điện là từng bóng đèn lắp

trên một panô.

- Do độ sáng của ảnh thay đổi dẫn đến điện trở của từng tế bào quang điện cũng thay đổi, dẫn đến

dòng điện qua từng cặp dây dẫn thay đổi, dẫn đến độ sáng của từng bóng đèn thay đổi và hình trên

tấm panô phản ánh đúng ảnh của vật cần truyền.

2.2 Nguyên lý truyền hình

CHƯƠNG 2

2.2.1 Nguyên tắc của Truyền Hình b. Nguyên tắc của truyền hình Ø Nguyên tắc truyền lần lượt các phần tử

- Như hình bên ta có việc truyền lần lượt các phần tử được

thực hiện nhờ thiết bị quét ở đầu phát và việc lặp lại của

từng phần tử nhờ thiết bị quét ở đầu thu.

- Quá trình quét ở đầu phát và đầu thu phải hoàn toàn

đồng bộ và đồng pha với nhau. .

- Nguyên tắc này theo thời gian các phần tử ảnh được

truyền một cách lần lượt, nhờ đó thay vì đường truyền

cần rất nhiều kênh thông tin như đối với nguyên tắc truyền hình đồng thời, mà lúc này chỉ cần một

đường truyền và chỉ cần một kênh thông tin là đủ.

- Nguyên tắc truyền hình loại này là thực tế vì cấu trúc của hệ thống đơn giản nên được áp dụng trong

tất cả các hệ thống truyền hình hiện nay.

2.2 Nguyên lý truyền hình

CHƯƠNG 2

2.2.1 Nguyên tắc của Truyền Hình c. Sơ đồ khối tổng quát của hệ thống truyền hình đen trắng

2.2 Nguyên lý truyền hình

CHƯƠNG 2

2.2.2 Tín hiệu thị tần a. Dạng của tín hiệu hình - Tia điện tử quét theo dòng aa’. Với thiết diện tia điện tử đúng bằng kích thước của phần tử ảnh và có giá trị rất nhỏ so với chi tiết ảnh. Điều đó có nghĩa trị tức thời của tín hiệu hình tỷ lệ với mức chói ở từng thời điểm của ảnh theo dòng aa’.

b. Phương pháp quét ảnh

- Việc truyền tin tức của một ảnh được thực hiện bằng phương thức quét từ trái qua phải, từ trên xuống dưới. - Tia quét được lái theo chiều ngang và chiều dọc và được đồng bộ giữa đầu phát và đầu thu. - Dòng điện sau khi quét một ảnh có thể chứa các thành phần tín hiệu từ tần số rất cao (ứng với các chi tiết rất nhỏ) đến tần số rất thấp thậm chí thành phần một chiều (ứng với ảnh có độ sáng đồng đều và không đổi).

2.2 Nguyên lý truyền hình

CHƯƠNG 2

2.2.2 Tín hiệu thị tần c. Số dòng quét - Độ nét của hình ảnh sau khi tái tạo phụ thuộc vào độ phân giải. Trong truyền hình độ phân giải được đặc trưng bằng số dòng quét trên một ảnh. - Số dòng quét càng nhiều độ nét hình ảnh càng cao. - Số dòng quét tối thiểu là số dòng quét có khả năng tái tạo hình ảnh mà không gây khó chịu cho người xem - Để tránh hiện tượng hình bị chớp người ta sử dụng phương pháp quét xen kẽ (Interlace).

2.2 Nguyên lý truyền hình

CHƯƠNG 2

2.2.2 Tín hiệu thị tần

d. Số ảnh truyền trong một giây - Do khả năng lưu ảnh của mắt người là 1/24 giây nếu ta truyền 24 ảnh trong một giây thì khi tái tạo lại hình

ảnh người xem có cảm giác là một hình ảnh liên tục.

- Tuy nhiên khi truyền 24 ảnh trong 1 giây, ánh sáng vẫn bị chớp gây khó chịu cho người xem. Để khắc

phục hiện tượng này, trong ngành điện ảnh khi chiếu một ảnh người ta ngắt ánh sáng làm hai lần, nghĩa

là thay vì chiếu ảnh đó trong khoảng thời gian 1/24 giây, người ta chiếu nó làm hai lần, mỗi lần 1/48 giây

tạo nên cảm giác xem 48 ảnh/1 giây và hình ảnh không bị chớp.

- Đối với truyền hình người ta truyền 25 ảnh/giây ở những nơi sử dụng điện lưới 50Hz và 30 ảnh/giây ở

những nơi sử dụng điện lưới 60Hz để tránh cho hình khỏi bị bị rung, lắc, hoặc có vệt đen trôi trên màn

hình khi bộ lọc nguồn không tốt.

2.2 Nguyên lý truyền hình

CHƯƠNG 2

2.2.2 Tín hiệu thị tần

e. Tần số quét

Tần số quét mành : 50Hz (T/c OIRT) 60Hz (T/c FCC )

Tần số ảnh : 50/2 = 25 ảnh/s (T/c OIRT) 60/2 = 30 ảnh/s (T/c FCC )

Tần số quét dòng : 625.25 =15625 Hz (T/c OIRT) 525.30 = 15750 Hz (T/c FCC )

f. Tiêu chuẩn quét

1- OIRT (Organization International Radio & Television) : Tổ chức phát thanh và truyền hình quốc tế

(Phần lớn ở các nước XHCN)

2- CCIR (Comite Consulta International de Radio communication) : Ủy ban tư vấn vô tuyến điện quốc tế.

( Đức , Áo, Hà Lan, Nam Tư...)

3- FCC (Fedenal Communication Committee): Ủy hội thông tin liên bang. ( Mỹ, Canada, Nhật...)

2.2 Nguyên lý truyền hình

CHƯƠNG 2

2.2.3 Các thông số cơ bản của ảnh truyền hình

a. Kích thước ảnh

- Mắt quan sát tốt nhất khi ảnh có hình chữ nhật với chiều

rộng là b, chiều cao là h và tỷ số:

k = b/h = 4/3 (trong chiếu phim tỷ lệ này là 11/8)

Trong đó k gọi là tỷ lệ khuôn hình. - Khoảng cách quan sát tốt nhất khi d = (5|6)h. Với khoảng cách này

mắt cảm thấy sự liên tục của ảnh khi số dòng quét chỉ khoảng 500 đến 600 dòng.

b. Độ chói

- Độ chói (hoặc độ sáng) của ảnh truyền hình không thể xác định đơn trị như xác định kích thước. Độ

chói tương ứng với việc khôi phục ảnh tốt nhất phụ thuộc vào góc quan sát, tính chất của thị giác và nội

dung của ảnh. Dải độ chói mà mắt có thể cảm nhận được thực tế là rất lớn, khoảng 108. Tuy nhiên trong

trong dải chói này mắt cảm nhận không như nhau mà theo quy luật hàm mũ. Trong thực tế dải độ chói

trung bình từ 30 đến 40 nít hoàn toàn có thể quan sát các chi tiết của ảnh mà mắt không bị mệt mỏi.

2.2 Nguyên lý truyền hình

CHƯƠNG 2

2.2.3 Các tham số của ảnh truyền hình

c. Độ tương phản và số lượng cấp chói - Độ tương phản (dải độ chói) ảnh được xác định bằng tỷ số của độ chói cực đại và độ chói cực tiểu.

K = Bmax/Bmin - Các thiết bị biến đổi quang - điện (ống phát hình) và thiết bị biến đổi điện - quang (ống thu hình) có hàm truyền đạt là phi tuyến. Nên tín hiệu khi thu được có số lượng cấp chói không giống như bên phía phát sẽ làm giảm độ tương phản của ảnh truyền hình (đó chính là méo g). Để khắc phục điều này ở phía phát có sử dụng mạch sửa méo g tại camera. d. Độ nét - Độ nét của ảnh truyền hình được xác định bởi kích thước tương đối của phần tử ảnh. Độ nét đặc trưng cho sự phân biệt các chi tiết ảnh nhỏ. - Độ nét phụ thuộc vào khả năng phân giải của mắt và các khâu của hệ thống truyền hình. e. Méo hình học - Đây là một trong những tham số quan trọng để đánh giá chất lượng của ảnh truyền hình. Để ảnh không bị méo cần phải giữ tỷ lệ xích các điểm bất kì trên ảnh nhận được giống như ảnh truyền.

2.2 Nguyên lý truyền hình

CHƯƠNG 2

2.2.3 Các tham số của ảnh truyền hình

f. Nhiễu trên ảnh truyền hình - Trong kỹ thuật truyền hình các loại nhiễu đặc trưng gồm: tạp âm xáo động; điện áp hình sin từ mạng điện lưới (nhiễu nền); do dao động cao tần và nhiễu xung. - Tạp âm và nhiễu nền phát sinh trực tiếp từ việc hình thành và truyền tín hiệu truyền hình. Còn nhiễu cao tần, nhiễu xung do các nguyên nhân bên ngoài và bằng nhiều con đường khác nhau thâm nhập vào kênh truyền hình. - Tạp âm xáo động (gọi tắt là tạp âm) là một trong những nhân tố quan trọng làm giảm chất lượng ảnh truyền hình. Nó phát sinh trong quá trình biến đổi ảnh thành các xung thị tần, trong quá trình KĐ và truyền tín hiệu đi xa. - Sự có mặt của tạp âm trong tín hiệu truyền hình sẽ làm thay đổi độ chói của điểm ảnh. Điều đó dẫn đến giảm độ tương phản ảnh và giảm số lượng cấp chói khôi phục, độ nét của ảnh sẽ kém, chất lượng ảnh bị sấu. - Ngoài ra tín hiệu còn bị chịu ảnh hưởng của các loại nhiễu khác như: nhiễu dao động tần số cao (nhiễu chu kỳ); nhiễu xung do tác động từ các xung điện từ bên ngoài tác động đến, làm cho ảnh truyền hình có các dải trắng, đen ngang dọc hay nghiêng chuyển động hoặc đứng yên hoặc ảnh sẽ bị nhấp nháy do mất đồng bộ (dòng, mành) trong thời gian ngắn.

2.2 Nguyên lý truyền hình

CHƯƠNG 2

2.2.4 Quét trong truyền hình

a. Nguyên lý quyét trong truyền hình - Về cơ bản thì khi muốn truyền một vật thể V (gọi là ảnh truyền hình) từ nơi phát sang nơi thu thì phải chia ảnh thành các phần tử ảnh rồi truyền lần lượt từng phần tử ảnh đó sang phía thu. Để thực hiện việc truyền lần lượt từng phần tử ảnh ở bên phát cũng như có thể nhận được lần lượt từng phần tử ảnh ở bên thu thì ở đầu phát và đầu thu phải có các thiết bị quét tia điện tử và qúa trình quét giữa bên thu và bên phát phải thoả mãn một số yêu cầu cụ thể như sau: + Tốc độ chuyển động của tia điện tử không thay đổi trong thời gian biến đổi ảnh thành tín hiệu thị tần và ngược lại từ tín hiệu thị tần thành ảnh ở máy thu. + Không có ảnh hưởng lẫn nhau của tia quét sau thời gian truyền một ảnh. + Tốc độ quét tức thời ở ống thu và ống phát ở vị trí tương ứng phải trùng nhau. + Tiết diện tia quét tiếp xúc trên màn ảnh ống thu phải đồng đều ở mọi điểm. Ngược lại sẽ làm cho điểm ảnh có độ nét và độ sáng không đều. + Đảm bảo sự đồng bộ tia quét ở đầu phát và đầu thu. Việc động bộ phải được thực hiện bằng các phương tiện kỹ thuật đơn giản. + Kích thước ảnh (dạng ảnh) của đầu phát và đầu thu có tỷ lệ xích bằng nhau. Yêu cầu này đảm bảo không có méo tỷ lệ xích và có thể tái tạo chính xác các cấp chói ở phía thu.

2.2 Nguyên lý truyền hình

CHƯƠNG 2

2.2.4 Quét trong truyền hình

b. Các dạng quyét trong truyền hình

- Quét tuyến tính:

Quét tuyến tính là tốc độ quét theo dòng và theo mành là không đổi.

Nhờ đó có một số ưu điểm: phổ tín hiệu ở mọi điểm đồng đều và nhỏ nhất, độ nét và độ sáng đồng

đều, sự đồng bộ giữa bên thu và bên phát đơn giản và đây là phương pháp quét chủ yếu được sử dụng trong truyền hình.

Khuyết điểm của ph ơng pháp quét này là cần phải ổn định tần số, ổn định biên độ đường quét và pha

quét mành khi thực hiện quét xen dòng. Nếu không độ nét bị giảm (do các dòng quét không cách đều

hoặc chồng lên nhau). Đối với quét liên tục (quét lần lượt) thì khuyết điểm này không có vì sau một chu

kỳ quét mành thì ảnh đã được khôi phục hoàn toàn.

- Quét hình sin (ít được sử dụng chỉ tham khảo)

- Quét xoắn ốc (ít được sử dụng chỉ tham khảo)

2.2 Nguyên lý truyền hình

CHƯƠNG 2

2.2.5 Đồng bộ trong truyền hình a. Khái quát

Để khôi phục đúng ảnh cần truyền trên màn ảnh của ống thu hình thì vị trí tia điện tử trong ống thu

phải tương đương với vị trí tia điện tử trong ống phát. Khi thực hiện được đồng bộ thì trật tự các phần tử ảnh ở phía thu sẽ giống với phía phát.

Để thực hiện được đồng bộ thì yêu cầu các tham số quét (tần số và góc pha) ở phía thu và phía phát ph

ải bằng nhau. - Nếu tần số quét dòng phía thu không bằng với tần số quét dòng phía phát thì không nhận được ảnh (mất đồng bộ dòng), khi đó ảnh sẽ trôi từ trái qua phải hoặc ngược lại từ phải qua trái màn hình. - Nếu tần số quét dòng phía thu và phía phát bằng nhau nhưng tần số quét mành không bằng nhau (mất đồng bộ mành). - Nếu cả tần số quét dòng và quét mành ở bên thu và phát không bằng nhau (mất đồng bộ) th ì hình ảnh sẽ bị xé chéo.

Để đảm bảo cho thiết bị quét bên thu và bên phát hoạt động đồng bộ (cùng pha, cùng tần số) thì bên phát có gửi sang bên thu các tín hiệu đồng bộ (đồng bộ đòng, đồng bộ mành) gọi là xung

đồng bộ dùng để khống chế bộ tạo dao động trong máy thu hình tạo ra đúng tần số, góc pha của quét dòng và quét mành sao cho giống với phía phát.

2.2 Nguyên lý truyền hình

CHƯƠNG 2

2.2.5 Đồng bộ trong truyền hình b. Yêu cầu đối với hệ thống đồng bộ - Hệ thống đồng bộ phải đảm bảo qúa trình phân tích và tổng hợp ảnh liên tục với độ chính xác cao, nhằm đảm bảo trật tự các phần tử ảnh trên một ảnh. - Các tần số quét hoặc quan hệ giữa chúng phải ổn định. Mức ổn định được xác định bởi đặc tuyến quét. - Dễ dàng tách tín hiệu đồng bộ ra khỏi tín hiệu truyền hình và nhiễu (khi truyền tín hiệu đồng bộ với các tín hiệu khác trên cùng một kênh vô tuyến). - Tách riêng xung đồng bộ dòng, mành bằng các phương pháp đơn giản. - Các thành phần của tín hiệu đồng bộ không ảnh hưởng tương hỗ lẫn nhau.

NỘI DUNG CHƯƠNG 2

2.1. Những khái niệm cơ bản

2.2. Nguyên lý truyền hình

2.3. Nguyên lý truyền hình màu

2.4. Kỹ thuật truyền hình tương tự

2.5. Kỹ thuật truyền hình số

2.3 Nguyên lý truyền hình màu

CHƯƠNG 2

2.3.1. Thị giác màu

- Nhiều thực nghiệm đã xác định rằng, có thể nhận được tất cả các màu sắc tồn tại trong thiên nhiên bằng cách trộn ba chùm ánh sáng màu đỏ (R), màu lục (G) và màu lam (B) theo các tỷ lệ khác nhau. - Trên võng mạc tồn tại ba loại phần tử nhạy cảm với ánh sáng màu là các tế bào hình chóp. Các loại phần tử này có phản ứng khác nhau đối với ánh sáng có bước sóng khác nhau. - Sự cảm thụ màu được quyết định bởi mức độ kích thích của các tế bào dạng hình chóp. Giá trị tổng năng lượng kích thích cho cả ba loại tế bào cho ta cảm giác về độ sáng, còn tỷ lệ giữa chúng cho ta cảm giác về tính màu. - Những chùm tia sáng có tần số khác nhau sẽ gây ra những cảm giác khác nhau trong mắt người. - Số lượng màu sắc mà mắt người phân biệt được khoảng 160 loại. Nghĩa là phân biệt được khoản g 160 sắc độ, chúng tạo thành quang phổ liên tục. Trong đó màu trắng là màu tổng hợp của vô số các màu có trong quang phổ. - Các thực nghiệm đưa lại kết qủa về mối quan hệ giữa độ nhạy của mắt người với bước sóng ánh sáng kích thích đối với từng loại tế bào hình chóp. Giá trị này phù hợp với đặc tuyến phổ của mắt người. - Mắt người nhạy cảm nhất với ánh sáng có bước sóng l = 550nm.

2.3 Nguyên lý truyền hình màu

CHƯƠNG 2

2.3.2. Các màu cơ bản và màu phụ - Bằng thực nghiệm đã chứng minh được rằng không phải chỉ tồn tại một nhóm màu cơ bản mà có thể chọn ba màu bất kỳ trong phổ ánh sáng trắng làm ba mà u cơ bản. - Tuy nhiên để tạo ra tổ hợp ba màu cơ bản phải thoả mãn yêu cầu sau: ba màu đó phải độc lập tuyến tính. Nghĩa là, khi trộn hai màu bất kỳ trong ba màu đó trong điều kiện bất kỳ, theo tỷ lệ bất kỳ đều không tạo ra màu thứ ba. Vấn đề là phải chọn ba màu nào làm ba màu cơ bản? Đã có nhiều tổ hợp ba màu được đề nghị sử dụng. Dựa vào các kết quả thực nghiệm CIE đã quy định ba màu cơ bản và ngày nay được sử dụng rộng rãi trong công tác truyền hình. Ba màu cơ bản đó là: - Màu đỏ, ký hiệu bằng chữ R (Red), có bước sóng lR = 700 nm. - Màu lục, ký hiệu bằng chữ G (Green), có bước sóng lG = 546,8 nm. - Màu lam, ký hiệu bằng chữ B (Blue), có bước sóng lB = 435,8 nm.

- Mỗi màu cơ bản có một màu phụ tương ứng, mà khi trộn với màu cơ bản sẽ tạo ra màu trắng: + Màu phụ của màu đỏ là màu lơ + Màu phụ của màu lục là màu mận chín + Màu phụ của màu lam là màu vàng

2.3 Nguyên lý truyền hình màu

CHƯƠNG 2

2.3.3. Phương pháp trộn màu Ø Phương pháp trộn quang học:

Phương pháp này dựa trên khả năng tổng hợp màu khi có một số bức xạ màu sắc khác nhau tác

dụng đồng thời vào mắt thì tạo ra một màu mới. Sắc độ của màu đó tỷ lệ với công suất của các bức xạ thành phần. Khả năng tổng hợp màu còn biểu hiện ở hiệu ứng cộng các màu lần lượt xuất hiện.

Nếu thời gian xuất hiện các màu tương đối ngắn thì sự xuất hiện lần lượt các màu sắc có thể tạo ra

một màu mới, có sắc độ phụ thuộc vào cường độ và thời gian suất hiện các bức xạ thành phần.

Khi đồng thời hoặc lần lượt rọi hai hoặc một số chùm ánh sáng đỏ, lục, lam có cường độ sáng thay

đổi lên cùng một mặt phẳng phản xạ khuếch tán hoàn toàn, nếu thay đổi cường độ của chùm ánh sáng

thì màu sắc trên mặt phẳng sẽ thay đổi.

2.3 Nguyên lý truyền hình màu

CHƯƠNG 2

2.3.4. Phương pháp trộn màu Ø Phương pháp trộn không gian:

Khi các màu sắc tác động vào mắt mà các tia màu không rơi vào cùng một thời điểm trong mắt, giả

sử các điểm rọi vào nằm gần nhau, thì mắt có thể tổng hợp các kích thích để tạo thành một màu mới.

Đó là hiệu ứng cộng về không gian các màu sắc.

Nhờ có hiệu ứng này mà kỹ thuật truyền hình có thể tạo ra ảnh màu phức tạp bằng cách ghép các

dòng màu khác nhau hoặc ghép các điểm màu khác nhau. Ø Phương pháp trừ:

Để tạo thành ảnh màu, ngoài cách cộng các màu đơn sắc, người ta còn dùng phương pháp lọc bớt

(cắt bỏ) một số màu từ ánh sáng trắng. Bằng cách cho ánh sáng trắng qua một số môi trường hấp thụ

hoặc phản xạ có tính chọn lọc liên tiếp trên đường lan truyền của sóng, ta sẽ thu được màu sắc nhất

định.

Yêu cầu ánh sáng ban đầu phải là ánh sáng trắng có phổ tần liên tục để đảm bảo tạo ra được đúng màu

sắc mới sau quá trình hấp thụ. Đây chính là phương pháp trừ màu, nó thường được dùng trong

điện ảnh và phim màu.

2.3 Nguyên lý truyền hình màu

CHƯƠNG 2

2.3.5. Méo gamma

Một trong những tham số đánh giá chất lượng của ảnh truyền hình là độ tương phản của ảnh. Đó là tỷ

số độ chói của vùng sáng nhất với độ chói của vùng tối nhất của ảnh. Độ tương phản càng cao thì

ảnh truyền hình càng rõ nét. Số bậc chói là giá trị lớn nhất của số mức chói trong giải chói đã cho

(từ vùng tối nhất đến vùng sáng nhất) sao cho mắt người có thể phân biệt được các mức đó.

Từ đó có thể thấy độ tương phản càng cao thì số bậc chói càng lớn. Hệ thống truyền hình phải đảm

bảo được tỷ lệ số bậc chói trên cảnh vật cần truyền đi và số bậc chói trên ảnh thu được phải là hằng số.

Nghĩa là đặc tuyến truyền đạt của hệ thống phải là đường thẳng.

Tuy nhiên do đặc tuyến truyền đạt của các bộ biến đổi quang - điện

điện - quang và các thiết bị truyền thường là phi tuyến.

Méo gây ra do tính không theo đường thẳng của đặc tuyến

truyền đạt gọi là méo gamma.

NỘI DUNG CHƯƠNG 2

2.1. Những khái niệm cơ bản

2.2. Nguyên lý truyền hình

2.3. Nguyên lý truyền hình màu

2.4. Kỹ thuật truyền hình tương tự

2.5. Kỹ thuật truyền hình số

2.4 Kỹ thuật truyền hình tương tự

CHƯƠNG 2

2.4.1. Khái quát a. Tín hiệu Video - Có rất nhiều ứng dụng cho âm thanh, video, truyền hình, và tín hiệu radio. Video là một từ tiếng Latin có nghĩa là "tôi thấy". Tương tự như vậy, âm thanh có nghĩa là "tôi nghe thấy". - Video tương ứng với ánh sáng còn âm thanh tương ứng với tiếng động. Với hệ thống âm thanh cụ thể microphone biến đổi sóng âm thanh tương ứng thành tín hiệu điện. Loa nhận được tín hiệu âm thanh của các thiết bị đầu vào, hoặc kết nối trực tiếp như một phần của một hệ thống truyền thanh không dây. Sau đó loa phát lại âm thanh gốc. - Máy thu video chuyển đổi ánh sáng đầu vào thành các tín hiệu video. Máy quay ghi lại video và Micro thu lại tiếng. - Tại đầu cuối của hệ thống video, máy phát hình chuyển đổi điện tín hiệu video từ đầu vào thành ánh sáng tại đầu ra. - Các thông tin video được tái tạo trên màn hình của máy phát (như cảnh chúng ta thấy khi thu hình).

2.4 Kỹ thuật truyền hình tương tự

CHƯƠNG 2

2.4.1. Khái quát

b. Hệ thống truyền hình quảng bá

- Khái niệm quảng bá (Broadcast) có nghĩa là gửi đi theo tất cả mọi hướng. Các anten truyền bức xạ sóng

điện từ có thể được thu bởi anten thu.

- Máy phát hình có hai chức năng: truyền âm thanh và hình ảnh. Hai tín hiệu hình ảnh và tiếng FM được

phát từ anten phát xạ thường. Khu vực phục vụ khoảng 75 dặm (121 km) theo mọi hướng từ máy phát. - Phạm vi này do đặc tính lan truyền của sóng

vô tuyến VHF và UHF quyết định.

- Trong truyền tải hình ảnh, đèn thu hình

(camera tube) chuyển đổi hình ảnh ánh sáng

thành tín hiệu video. Các đèn thu hình là một

ống tia âm cực (CRT) với một tấm hình quang

điện và súng bắn tia điện tử gắn trong lớp vỏ

thủy tinh chân không.

- Về cơ bản, đèn thu hình có một ảnh quang

của hình ảnh trên tấm quang điện của nó, hình ảnh này được quét theo hàng ngang bởi chùm electron.

2.4 Kỹ thuật truyền hình tương tự

CHƯƠNG 2

2.4.1. Khái quát

b. Hệ thống truyền hình quảng bá

- Tín hiệu video sau giải điều chế được khuếch đại đủ để điều khiển lưới catôt của màn hình. Màn hình

tương tự với CRT được dùng trong máy hiện sóng.

- Các tấm mặt kính ở phía trước có một lớp huỳnh quang phủ bên trong bề mặt của nó. Phần cổ hẹp có

chứa súng điện tử. Khi chùm electron va đập vào màn hình photpho, ánh sáng được phát ra. - Trong trường hợp của màn hình đèn ống màu, có ba súng điện tử để tạo ra ánh sáng đỏ, lục và lam.

- Trong ti vi màu, một camera màu và một đèn hình màu được sử dụng.

- Camera màu cung cấp tín hiệu video cho tín hiệu hình ảnh đỏ,

lục, lam.

- Tương tự, đèn hình màu tái tạo hình ảnh đỏ, lục, lam với tất cả

sự pha trộn màu sắc của nó, bao gồm cả màu trắng.

2.4 Kỹ thuật truyền hình tương tự

CHƯƠNG 2

2.4.1. Khái quát

b. Hệ thống truyền hình quảng bá

- Các kênh truyền hình quảng bá: Truyền hình sử dụng một dải tần số nhất định để thực hiện phát quảng

bá. Mỗi chương trình được truyền trên một kênh, mỗi kênh

xác định một khoảng tần số nhất định trong dải tần quy

định. Các dải tần từng kênh phải phù hợp với tiêu chuẩn quốc tế và sự phân chia của từng quốc gia.

- Ví dụ tiêu chuẩn OIRT:

+ Dải băng I: 48 - 64 MHz

+ Dải băng II: 76 - 100 MHz

+ Dải băng III: 174 - 230 MHz

+ Dải băng IV: 470 - 606 MHz.

+ Dải băng V: 606 - 958 MHz.

+ Dải thông mỗi kênh là 8 MHz, khoảng cách giữa tải tần hình và tải tần tiếng là 6,5 MHz.

2.4 Kỹ thuật truyền hình tương tự

CHƯƠNG 2

2.4.1. Khái quát

c. Hoạt động của hệ thống truyền hình Ø ĐƯỜNG TRUYỀN PHÁT: Thông thường tại nhà đài nơi bắt nguồn các tín hiệu hình ảnh và âm thanh và các máy thu băng được đặt nằm giữa một khu vực thuận tiện cho những người sản xuất chương trình.

- Tín hiệu hình ảnh và âm thanh băng cơ sở được gửi đến máy phát bởi

các đường truyền viba hoặc bằng hệ thống cáp băng rộng được cung cấp bởi điện thoại nội hạt. Đường truyền cáp quang là một phương pháp tốt nhất

cho việc cung cấp các tín hiệu.

- Trong nhiều trường hợp máy phát có liên kết viba riêng (STL). Máy phát sử

dụng anten viba, thiết đặt tại nhà Đài và địa điểm phát.

- Hệ thống STL hoạt động ở các băng tần 2 và 12 GHz, được chỉ định cho

các nhà đài bởi chuẩn của tổ chức FCC.

2.4 Kỹ thuật truyền hình tương tự

CHƯƠNG 2

2.4.1. Khái quát

c. Hoạt động của hệ thống truyền hình Ø CHUYỂN MẠCH VÀ TRỘN

Tất cả máy quay và băng video được khóa bởi một máy phát đồng bộ hóa. Phương pháp này cho phép chuyển mạch điện tử giữa các chương trình VTR (Video Tape Recorders), đường cung cấp dữ liệu, thiết bị cassette lưu trữ chương trình quảng cáo.

Không có sự xáo trộn khi bạn xe hình ảnh bởi vì chuyển mạch thực hiện trong khoảng thời gian trống chuyển dọc. Màn hình có màu đen trong thời gian này, trong khi truy hồi quét chùm tia điện tử từ dưới lên trên cùng của khung. Thời gian trống thẳng đứng tương đối lâu, khoảng 1300 ps. Nếu một VTR lỗi, các thiết bị khác chuyển mạch tự động. Ø BIÊN TẬP ĐIỆN TỬ

Hiệu ứng đồ họa đặc biệt, chẳng hạn như là mờ dần, chuyển đổi giữa các nguồn tín hiệu, có thể được thực hiện bằng những phần riêng biệt của thiết bị được gọi là máy tạo hiệu ứng đặc biệt (SEG – Special Effects Generators) hoặc bằng cách điều khiển dựa trên máy tính.

Một hiệu ứng đặc biệt khác, chroma keying, được xử lý bởi hệ thống máy tính. Máy tính cho phép bạn

chồng một người lên trên một cảnh khác.

2.4 Kỹ thuật truyền hình tương tự

CHƯƠNG 2

2.4.1. Khái quát d. Kênh truyền hình Ø KÊNH UHF

Năm 1952, kênh 14 đến kênh 83 (phát sóng ở 470MHz đến 890 MHz) đã được chia ra để tạo nhiều trạm phát sóng hơn. Sau đó, FCC tái bố trí các kênh tần số cao hơn để tạo ra tần số UHF cho dịch vụ công cộng và hệ thống điện thoại di động.

Hiện nay băng tần UHF tín hiệu truyền hình được phân công từ kênh 14 đến 69 (470 MHz-806 MHz).

Ø TRUYỀN HÌNH TOÀN CẦU

Vào năm 1962, lần đầu tiên truyền hình được đi trên truyền khắp thế giới bằng việc sử dụng vệ tinh truyền sóng theo tầm nhìn thẳng bị giới hạn trong khoảng 100 dặm [161km]). Các vệ tinh đóng vai trò như các trạm chuyển tiếp, liên kết trạm phát và trạm thu đặt trên mặt. đất. Các hệ thống được thiết kế cho phép truy nhập 200 kênh hoặc nhiều hơn, với sự đa dạng về các chương trình. Ø TRUYỀN HÌNH CÁP

Cung cấp dịch vụ truyền hình cáp tương tự như với hệ thống điện thoại cố định. Trong truyền hình cáp không có chuyển mạch, kết nối và ngắt kết nối như trong mạng điện thoại. Tất cả mạch được kết nối tới tất cả người sử dụng, tại mọi thời điểm. Tín hiệu của cáp tốt hơn cung cấp chất lượng ảnh tốt hơn tín hiệu truyền hình vô tuyến.

Mỗi kênh cáp có độ rộng 6MHz đối với tín hiệu hình ảnh AM và tín hiệu âm thanh FM. Những kênh cáp

trung tần này có dải từ 108 đến 174MHz.

2.4 Kỹ thuật truyền hình tương tự

CHƯƠNG 2

2.4.2. Ảnh truyền hình

a. Các phần tử ảnh

Một bức ảnh tĩnh bao gồm nhiều điểm nhỏ sáng và tối. Trong 1 bức ảnh, những hạt bạc mịn trên cuộn

phim mang lại sự khác biệt cho những khoảng sáng tối cần thiết cho việc tái tạo hình ảnh.

Cấu trúc cơ bản này được thấy rõ trong những bức ảnh trên những mặt báo. Nếu 1 trang được kiểm tra c

hặt chẽ, các chấm nhỏ sẽ được nhìn thấy bởi vì các yếu tố cấu tạo hình ảnh là tương đối lớn.

Mỗi vùng nhỏ sáng hoặc tối được gọi là 1 điểm ảnh. Tất cả các phần tử của hình ảnh sẽ cùng nhau chứa

thông tin hình ảnh trong 1 khung hình. Nếu như các phần tử đó được truyền đi và sao chép với cùng mức

sáng tối giống như bản gốc tại 1 vị trí khác, khi đó hình ảnh đã được sao chép.

2.4 Kỹ thuật truyền hình tương tự

CHƯƠNG 2

2.4.2. Ảnh truyền hình

b. Thông tin tín hiệu video

Trong tín hiệu video, giá trị điện áp và biên độ tức thời thay đổi theo thời gian (giống tín hiệu âm thanh)

nhưng việc biến đổi tín hiệu video tương ứng với thông tin thị giác.

Mật độ của tín hiệu video có thể sáng hơn ở cực dương và tối đi ở cực âm, hoặc với cực dương, tùy

thuộc vào ứng dụng. Tác dụng chính đó là trắng và đen được đại diện bởi những phân cực đối ngược trong tín hiệu video xoay chiều.

Tín hiệu video được cung cấp bởi ống camera. Thuật ngữ ống camera dùng để chỉ các thiết bị chuyển

đổi tín hiệu ánh sáng thành tín hiệu điện. Ống camera cũ hơn từng là những thiết bị ống điện tử, ngày nay

chúng được kết hợp lại với nhau để sử dụng.

Với tác dụng ngược lại, ống hình ảnh có thể tái tạo lại hình ảnh trên màn huỳnh quang. Các tín hiệu

video thay đổi cường độ của chum tia, phù hợp với thông tin hình ảnh. Mật độ lớn nhất của chùm tia tương

ứng với màu trắng, màu đen tương ứng với trạng thái 0. Thành phần này đen hơn với thành phần trắng trên

màn hình. Độ võng xung quanh cổ ống cung cấp chức năng quét để điền lên màn hình bức ảnh hoàn chỉnh.

2.4 Kỹ thuật truyền hình tương tự

CHƯƠNG 2

2.4.2. Ảnh truyền hình

c. Các ảnh chuyển động

SỰ ỔN ĐỊNH CỦA TẦM NHÌN

Ấn tượng được tạo bởi bất kì ánh sáng được nhìn thấy bằng mắt bạn vẫn tồn tại 1 phần nhỏ của 1 giây

sau khi nguồn sáng được tắt đi. Do đó, nếu bạn tìm kiếm nhiều tầm nhìn trong suốt khoảng thời gian của

sự ổn định, tầm nhìn của bạn sẽ tích hợp chúng và bạn sẽ có cảm giác của cái nhìn toàn hình ảnh cùng 1 lúc. Nó là sự ảnh hưởng ổn định mà làm cho nó có thể phát sóng một trong những yếu tố cơ bản của một

hình ảnh tại một thời điểm. Khi các yếu tố được quét nhanh chóng, nó xuất hiện trong tầm nhìn của bạn

như là một bức tranh hoàn chỉnh.

FLICKER TRONG CÁC HÌNH ẢNH CHUYỂN ĐỘNG

Tốc độ 24 khung hình mỗi giây, tuy nhiên, không đủ nhanh để cho phép độ sáng của một bức ảnh để

pha trộn thông suốt vào hình ảnh tiếp theo khi màn hình là màu đen giữa các khung hình.

Kết quả là một flicker xác định ánh sáng như là màn hình được thực hiện luân phiên sáng và tối. Flicker

này là tồi tệ hơn ở các cấp độ chiếu sáng cao hơn.

Vấn đề của flicker được giải quyết bằng cách thông qua máy chiếu ở 24 khung hình mỗi giây, nhưng

bằng cách hiển thị mỗi khung hai lần. Như vậy 48 hình ảnh được chiếu lên màn hình trong mỗi giây.

2.4 Kỹ thuật truyền hình tương tự

CHƯƠNG 2

2.4.2. Ảnh truyền hình d. Tần số mành và khung

Tốc độ lặp lại hình ảnh của 25 trên giây là vẫn không đủ nhanh để vượt qua flicker ở mức độ ánh sáng được tạo bởi các màn hình ống hình ảnh. Trong vô tuyến, mỗi khung hình được chia thành hai phần để 50 lượt của các cảnh được trình bày cho mắt trong mỗi giây.

Tỷ lệ khung hình là 25 mỗi giây được lựa chọn trên truyền hình bởi vì các gia đình ở Châu Âu, Việt Nam được cung cấp nguồn điện xoay chiều tần số 50Hz. Ở các quốc gia sử dụng dòng điện xoay chiều tần số là 60 Hz, tỷ lệ khung hình là 30. e. Tần số quét ngang, dọc

Tần số quét dọc là 50 Hz. Đây là tốc độ mà tại đó các chùm tia điện tử hoàn tất chu kỳ chuyển động theo chiều dọc, từ trên xuống dưới và trở lại lên trên một lần nữa. Thời gian của mỗi chu kỳ quét thẳng đứng cho một trong những trường là 1/50 giây.

Bởi vì thời gian cho một mành là 1/50 giây và bởi vì một mành chứa 3121⁄2 dòng, số lượng các dòng

trong một giây là: 3121⁄2 x 50 = 15625.

Tần số 15625 Hz là tỷ lệ mà tại đó các chùm tia điện tử hoàn thành chu kỳ của chuyển động ngang, từ

trái sang phải, và trở lại một lần nữa.Vì vậy, các mạch lệch ngang cho máy ảnh ống hoặc ống hình hoạt động ở 15625 Hz.

2.4 Kỹ thuật truyền hình tương tự

CHƯƠNG 2

2.4.3. Máy phát hình

Một máy phát vô tuyến truyền hình có nhiệm vụ phát đi đồng thời tín hiệu hình ảnh và tín hiệu âm thanh ra

một anten chung. Có thể chia máy phát vô tuyến truyền hình thành hai loại là máy phát hình và máy phá

tiếng. Máy phát hình có kết cấu rất phức tạp do tín hiệu hình có độ rộng dải tần lớn.

Trong sơ đồ khối quan trọng nhất là khối điều chế kích thích. Nó có nhiệm vụ khuếch đại xử lý, tạo sóng

mang, điều chế, lọc biên tần thấp, sửa tuyến tính.

Máy phát hình được chia theo mức điều chế. Máy phát điều chế mức công suất thấp và máy phát điều

chế ở mức công suất cao, tương ứng có điều chế trung tần hay điều chế cao tần.

2.4 Kỹ thuật truyền hình tương tự

CHƯƠNG 2

2.4.4. Máy thu hình

Tín hiệu cao tần đưa tới khối chọn kênh. Khối này

có nhiệm vụ chọn kênh thu, khuếch đại và biến cao

tần thành trung tần.

Để trung tần ổn định trong máy thu hình màu có

mạch tinh chỉnh tần số AFT (Automatic Fine Tuning).

Mạch tự động điều chỉnh độ khuếch đại AGC

(Automatic Gain Control).

ü Đường tiếng qua khuếch đại trung tần tiếng, tách sóng điều tần, khuếch đại đưa ra loa.

ü Đường hình trung tần hình qua tách sóng thị tần khuếch đại và đưa ra hai tín hiệu chói và tín hiệu màu.

ü Tín hiệu chói được khuếch đại làm trễ để cùng đến đèn hình với tín hiệu màu cùng lúc.

2.4 Kỹ thuật truyền hình tương tự

CHƯƠNG 2

2.4.4. Máy thu hình ü Tín hiệu màu qua ma trận để tạo ra các tín hiệu hiệu màu: R-Y, G-Y, B-Y cung cấp cho đèn hình. ü Mạch tách xung đồng bộ từ tín hiệu hình để điều khiển khối quét mành, quét dòng. ü Khối quét dòng tạo điện áp lái tia điện tử theo chiều ngang. Ngoài ra nó còn cung cấp thông tin cho mạch tạo dòng hội tụ và mạch sửa méo gối và cung cấp thông tin cho khối đồng bộ màu. ü Khối quét mành tạo điện áp lái tia điện tử theo chiều đứng. Ngoài ra nó còn cung cấp thông tin cho mạch tạo dòng hội tụ và mạch sửa méo gối. ü Khối chỉnh lưu cao áp tạo điện áp một chiều cao thế cho đèn hình. Ngoài ra còn các khối như: Mạch tạo dòng hội tụ, mạch cân bằng trắng, mạch khử từ, mạch làm sạch màu và mạch nguồn.

2.4 Kỹ thuật truyền hình tương tự

CHƯƠNG 2

2.4.5. Thiết bị hiển thị

Hiện nay thiết bị hiển thị rất đa dạng nhưng về cơ bản nó được chia làm hai công nghệ chính:

+ Màn hình tương tự CRT hay còn gọi là đèn hình. + Màn hình công nghệ số: Màn hình hình tinh thể lỏng LCD, màn hình Plasma, màn hình máy chiếu, màn hình LED. Ø Màn hình CRT: Chất lượng hình ảnh khá cao, khá chân thực, và có độ tương phản tốt và hiển thị màu sắc sắc nét. Tuy nhiên, nhược điểm chính của loại màn hình này là tiêu hao năng lượng lớn, kích thước lớn, cồng kềnh và nặng nề. Ø Màn hình Plasma: Được tạo thành từ nhiều tế bào nhỏ chứa một loại khí đặc biệt. Khi khí được kích thích bởi một tín hiệu điện, khí ion hóa và trở thành dạng plasma phát sáng rực rỡ trong sắc thái của màu đỏ, xanh dương và xanh lá cây. Các tế bào được tổ chức để tạo thành bộ 3 màu cơ bản hoặc các nhóm của ba màu sắc mà sau đó được trộn lẫn và pha trộn bằng mắt để tạo thành hình ảnh. Ø Màn hình tinh thể lỏng LCD: Sử dụng hóa chất đặc biệt kẹp giữa miếng kính. Những hóa chất này được thiết kế để được kích hoạt bằng điện để chúng chặn ánh sáng hoặc cho ánh sáng qua. Một ánh sáng trắng sáng được đặt phía sau màn hình. Sau đó, các phần màu đỏ, xanh dương và xanh lá cây của màn hình

được kích hoạt để đi qua vùng mong muốn của ánh sáng. Màn hình cũng được làm theo hình thức nhóm ba chấm màu hoặc các phân đoạn để tạo ra bất kỳ màu sắc nào mong muốn.

2.4 Kỹ thuật truyền hình tương tự

CHƯƠNG 2

2.4.6. Sơ đồ khối hệ thống truyền hình màu

Hình ảnh cần truyền qua camera truyền hình màu được biến đổi thành 3 tín hiệu màu cơ bản ER, EG, EB .

Các tín hiệu màu cơ bản này được đưa qua các mạch hiệu chỉnh gamma, các mạch này sử dụng để bù méo gamma do ống thu ở phía bên thu gây lên.

Quá trình biến đổi các tín hiệu màu cơ bản ER, EG, EB thành tín hiệu truyền hình màu tổng hợp EM gọi là

quá trình mã hoá tín hiệu màu. EM được lọc ra lấy tín hiệu chói và tín hiệu màu cao tần. Sau tách sóng màu ta thu được hai tín hiệu hiệu số màu. Từ tín hiệu chói và tín hiệu hiệu số màu ma trận sẽ tạo ra tín hiệu màu cơ bản ER, EG, EB, đưa đến ống thu để cho hình ảnh đã truyền.

2.4 Kỹ thuật truyền hình tương tự

CHƯƠNG 2

2.4.7. Tín hiệu truyền hình màu a. Tín hiệu chói

Các tín hiệu truyền hình màu cơ bản đều có mang tin tức về độ chói do khi độ chói của hình cần truyền

tăng hoặc giảm thì biên độ các tín hiệu màu cơ bản cũng tăng hoặc giảm theo, nhưng tỷ lệ giữa chúng không thay đổi. Tín hiệu chói trong các hệ truyền hình màu sau hiệu chỉnh gamma theo biểu thức:

E’Y = 0,299E’R + 0,587E’G + 0,114E’B

b. Tín hiệu hiệu số màu

Tín hiệu mang màu không tăng biên độ khi tăng độ chói của ảnh, nghĩa là tín hiệu mang màu không mang

tin tức về độ chói. Tại bên thu G-Y sẽ được tìm lại thông qua R-Y và B-Y theo công thức sau:

Y’ = 0,299R’ + 0,587G’ + 0,114B’ | G’-Y’ = 0,509(R’-Y’) – 0,194(B’-Y’)

c. Tín hiệu thành phần và tín hiệu tổng hợp

Hệ thống truyền hình cho phép sử dụng hai dạng tín hiệu, được gọi là tín hiệu video thành phần và tín

hiệu video tổng hợp, để xử lý, lưu trữ và truyền phát chương trình.

Tín hiệu video thành phần bao gồm bộ ba tín hiệu được xử lý riêng rẽ. Có hai tập các tín hiệu video thành

phần được sử dụng, bao gồm:

Tín hiệu RGB: Các tín hiệu thành phần RGB là các tín hiệu cơ bản của truyền hình màu, mỗi một tín hiệu

biểu diễn cho một màu cơ bản.

Tín hiệu Y, R-Y và B-Y: Các tín hiệu Y, R-Y và B-Y là tổ hợp các giá trị tín hiệu màu cơ bản RGB.

2.4 Kỹ thuật truyền hình tương tự

CHƯƠNG 2

2.4.8. Bộ lập mã màu và bộ giải mã màu Ma trận tạo ra thành phần tín hiệu chói E’Y và các tín hiệu màu E’R-Y và E’B-Y từ các tín hiệu màu cơ bản E’G, E’B, E’R. Thành phần hiệu màu qua một bộ lọc để giới hạn dải thông. Bộ cộng phối hợp hai tín hiệu hiệu màu đã điều chế và tín hiệu chói được làm trễ (đồng bộ với tín hiệu hiệu màu qua các quá trình xử lý trước đó), tạo ra tín hiệu tổng hợp tại đầu ra.

Tín hiệu truyền hình màu tổng hợp được đưa qua các bộ lọc để lấy được thành phần tín hiệu màu và tín hiệu chói riêng biệt. Thành phần tín hiệu màu được giải điều chế để tạo lại các tín hiệu màu ban đầu. Tín hiệu chói cũng được làm

trể để phối hợp với quá trình xử lý ở kênh màu. Ba tín hiệu này được đưa vào ma trận để biến đổi thành các tín hiệu màu cơ bản.

2.4 Kỹ thuật truyền hình tương tự

CHƯƠNG 2

2.4.9. Hệ truyền hình màu NTSC Tín hiệu chói được tạo ra từ ba tín hiệu màu cơ bản và phát đi trong toàn dải tần dành cho hệ thống truyền hình. Tín hiệu chói được xác định theo biểu thức

Y’ = 0,299R’ + 0,587G’ + 0,114B’

Trong đó Y’, R’, G’, B’ là giá trị điện áp tín hiệu chói và ba màu cơ bản sau hiệu chỉnh gamma. Tần số cao nhất của tín hiệu chói là 4,2 MHz.

Hệ NTSC cho phép dùng một tín hiệu màu có dải tần rộng và một tín hiệu

màu có dải tần hẹp hơn, phối hợp độ rõ màu của ảnh truyền hình và khả năng chống lại các hiện tượng nhiễu giữa các tín hiệu màu sau mạch tách sóng đồng bộ.

Sự điều chế ở đây khá đặc biệt gọi là điều chế vuông góc, cho phép bằng một sóng mang phụ có thể

mang đi hai tin tức độc lập, đó là hai tín hiệu màu.

Kết quả nghiên cứu cho thấy chỉ có các màu nằm theo hướng Q lệch pha 330 so với trục B-Y là mắt người phân tích kém nhất và dải tần tương ứng chỉ cần 0,5 MHz. Còn lại tất cả các hướng khác, dải thông tương ứng đều xấp xỉ 1,5 MHz.

2.4 Kỹ thuật truyền hình tương tự

CHƯƠNG 2

2.4.9. Hệ truyền hình màu NTSC * Điều chế vuông góc Trước khi chèn vào với tín hiệu chói, hai tín hiệu màu sắc được điều biên nén vào sóng mang phụ fSC có tần số được chọn là 3,58 MHz. * Sóng mang phụ Cả hai tín hiệu I và Q được điều chế vuông góc với tần số sóng mang: fSC = (2n+1)(fH/2)

fH là tần số dòng fSC là tần số sóng mang phụ

Với n=286 ta có fH= 4,5.106/286 = 15734,264 Hz. Khi này fSC = (2n+1)(fH/2) = 3,58 MHz.

* Tín hiệu đồng bộ màu Tại máy thu nhận được tín hiệu điều biên nén, phải tách sóng để lấy lại tín hiệu. Một cách đơn giản là “kéo dãn” sóng điều biên nén ra bằng cách cộng thêm vào sóng điều biên nén một sóng mang hình sin thuần tuý. Phép cộng này chỉ lấy đúng ra được tín hiệu khi pha của sóng sin cũng chính là pha của sóng điều biên nén.

2.4 Kỹ thuật truyền hình tương tự

CHƯƠNG 2

2.4.9. Hệ truyền hình màu NTSC * Bộ lập mã màu Mạch ma trận hình thành tín hiệu chói Y’ và hai tín hiệu màu I, Q từ các tín hiệu màu cơ bản R’, G’, B’. Mạch lọc thông thấp (LTT) đối với tín hiệu I có tần số giới hạn trên là 1,3 MHz. Đối với tín hiệu Q là 0,6 MHz. Mạch tạo sóng mang phụ bằng thạch anh tạo ra dao động điều hoà có tần số fSC = 3,58 MHz.

Tín hiệu Y’ qua đường truyền có dải thông tần rộng nhất, còn tín hiệu I,Q qua đường truyền có dải thông tần hẹp nhất. Cho nên tín hiệu I,Q truyền với vận tốc chậm nhất

2.4 Kỹ thuật truyền hình tương tự

CHƯƠNG 2

2.4.9. Hệ truyền hình màu NTSC * Bộ giải mã màu Mạch lọc thông dải chọn lấy tín hiệu màu tín hiệu đồng bộ màu và nén các thành phần tần số thấp của tín hiệu chói nằm ngoài phổ tần của tín hiệu màu. Ở lối ra của các mạch lọc thông thấp nhận được tín hiệu màu I và Q. Mạch ma trận tạo các tín hiệu màu cơ bản R’, G’, B’ từ các tín hiệu Q, I, Y’. Các tín hiệu này sau khi được khuếch đại đến giá trị cần thiết đảm bảo cực tính âm sẽ đặt lên catốt của súng điện tử tương ứng trong đèn hình màu.

2.4 Kỹ thuật truyền hình tương tự

CHƯƠNG 2

2.4.10. Hệ truyền hình màu PAL

Hệ truyền hình NTSC tồn tại một số nhược điểm như sự nhạy cảm của tín hiệu màu với méo pha, và méo

pha vi sai do sự biến đổi pha sóng mang phụ, làm cho màu sắc ảnh khôi phục không được chính xác.

Hệ truyền hình PAL là hệ truyền hình được CHLB Đức nghiên cứu và được xem là hệ tiêu chuẩn từ năm

1966. Đây là truyền hình đồng thời, nó đồng thời truyền tín hiệu chói và hai tín hiệu hiệu màu.

* Tín hiệu PAL và phương pháp điều chế

Tín hiệu chói Y của hệ PAL cũng được xác định theo biểu thức như trong hệ NTSC. Dải tần tín hiệu video hệ PAL rộng 5 MHz, tương thích với tiêu chuẩn quét 625/50. Tín hiệu màu được ghép kênh theo tần số cùng tín hiệu chói để truyền đi. Hai tín hiệu hiệu màu là:

Hai tín hiệu hiệu màu U và V có độ rộng dải tần bằng nhau và bằng 1,3 MHz. Hệ PAL dùng một sóng

mang phụ mang đồng thời hai tín hiệu hiệu màu U và V, dùng phương pháp điều chế vuông góc và có thành phần sóng mang phụ mang tín hiệu V đảo pha theo từng dòng quét.

Việc đảo pha thành phần sóng mạng phụ tín hiệu hiệu màu V của hệ PAL nhằm giảm ảnh hưởng của méo

pha tín hiệu màu đến chất lượng ảnh màu được khôi phục.

2.4 Kỹ thuật truyền hình tương tự

CHƯƠNG 2

2.4.10. Hệ truyền hình màu PAL * Tần số sóng mang phụ Để giảm nhỏ mức độ rõ rệt của nhiễu tần số sóng mang phụ được xác định theo công thức sau:

= 4,43 MHz.

Ví dụ với hệ PAL 625 dòng; chọn=284,fH=15625,fV =50Hz. Tần số sóng mang phụ fSC được chọn:

* Tín hiệu đồng bộ màu

Cũng như đối với hệ NTSC, do phía phát sử dụng điều biên cân

bằng nên cần phải truyền đi tín hiệu đồng bộ màu, để thực hiện đồng bộ và đồng pha tín hiệu sóng mang phụ chuẩn được tạo ở máy thu hình.

Tín hiệu động bộ màu của hệ PAL là chuỗi xung gồm 8 đến 11 chu kỳ, có tần số đúng bằng tần số mang màu fSC được đặt ở sườn phía sau của các xung xoá dòng.

2.4 Kỹ thuật truyền hình tương tự

CHƯƠNG 2

2.4.10. Hệ truyền hình màu PAL * Bộ mã hoá tín hiệu màu Các tín hiệu màu đã sửa méo gamma được đưa vào ma trận điện trở để tạo ra tín hiệu chói và hai tín hiệu màu.

Các tín hiệu hiệu màu được giới hạn dải thông là 1,2 MHz trước khi đưa vào bộ điều chế cân bằng tương ứng. Một sóng mang phụ tần số 4,43 MHz được đưa vào bộ điều chế U và qua một bộ dịch pha ±900 đưa vào bộ điều chế V.

Pha của tín hiệu U và tín hiệu đồng bộ màu sẽ được chuyển tại tần số fd/2 = 7812,5Hz. Tín hiệu Y được làm trễ để bù lại thời gian xử lý tín hiệu tại bộ lọc của tín hiệu hiệu màu.

2.4 Kỹ thuật truyền hình tương tự

CHƯƠNG 2

Sóng mang phụ có pha biến đổi theo dòng giữa các giá trị ±1350 tuỳ theo vector U. Đầu ra bộ lọc thông thấp đưa vào bộ trễ 1TH và các bộ cộng, trừ. Tín hiệu tại đầu ra của bộ cộng chứa các biên của U. Tín hiệu tại đầu ra của bộ trừ lần lượt là các biên của tín hiệu ±V. Hai tín hiệu này được đưa vào hai bộ tách sóng đồng bộ. Pha của sóng mang phụ đưa vào bộ tách sóng U là không đổi. Pha của sóng mang phụ đưa vào bộ tách sóng V biến đổi lần lượt ±900 theo từng dòng. Các tín hiệu hiệu màu sau tách sóng và tín hiệu chói sau bộ trễ được đưa vào ma trận để tạo lại tín hiệu màu cơ bản ban đầu.

2.4.10. Hệ truyền hình màu PAL * Bộ giải mã tín hiệu màu PAL Các dải biên tín hiệu màu được tách ra nhờ bộ lọc thông dải và đưa vào hai bộ giải điều chế và đưa vào bộ tách tín hiệu đồng bộ màu. Tín hiệu đồng bộ màu được điều khiển bằng một khoá màu lấy từ tín hiệu đồng bộ dòng. Đầu ra của tín hiệu này dùng để đồng bộ bộ tạo sóng mang phụ.

2.4 Kỹ thuật truyền hình tương tự

CHƯƠNG 2

2.4.11. Hệ truyền hình màu SECAM

Hệ truyền hình màu SECAM là hệ truyền hình màu đồng thời - lần lượt. Hệ SECAM có tính chống nhiễu

tương đối cao, kém nhạy với méo pha, méo pha - visai, méo biên độ - visai.

* Tín hiệu màu và phương pháp điều chế

Tín hiệu chói Y’ được truyền ở tất cả các dòng, còn hai tín hiệu hiệu màu D’R và D’B truyền lần lượt theo

dòng quét trên hai sóng mang phụ có tần số trung tâm là fOR và fOB theo phương pháp điều tần.

Tín hiệu chói Y’ vẫn được tính theo biểu thức như hệ NTSC, nhưng dải tần rộng 6 MHz:

Y’ = 0,299R’ + 0,587G’ + 0,114B’

Hai tín hiệu hiệu màu là:

- Hai tín hiệu màu này có độ rộng dải tần bằng nhau và bằng 1,3 MHz (ở mức -3 dB). - Dấu trừ trước biểu thức trên biểu thị bởi cực tính tín hiệu (R-Y).

* Tín hiệu đồng bộ màu

Để tín hiệu màu DR và DB được quét lần lượt theo từng dòng trên màn hình của máy thu hình đồng bộ với

tín hiệu màu phát lần lượt theo từng dòng, máy phát phải truyền đi tín hiệu đồng bộ màu.

2.4 Kỹ thuật truyền hình tương tự

CHƯƠNG 2

2.4.11. Hệ truyền hình màu SECAM * Mã hóa tín hiệu SECAM

Các màu cơ bản sau khi được sửa méo gamma đưa vào ma trận để tạo tín hiệu chói và hai tín hiệu hiệu

màu. Hai tín hiệu hiệu màu có dải tần là 1,5MHz, qua bộ làm méo, đưa vào mạch điều tần. Đầu ra các bộ điều tần là bộ chuyển mạch tần số fH/2 = 7,8125kHz để chọn lần lượt từng dòng, qua bộ lọc thuông trước khi đưa vào bộ cộng.

Tín hiệu chói được làm trễ để bù lại hai tín hiệu màu. Sau bộ cộng sẽ cho tín hiệu tổng hợp.

2.4 Kỹ thuật truyền hình tương tự

CHƯƠNG 2

2.4.11. Hệ truyền hình màu SECAM * Giải mã tín hiệu SECAM

Tín hiệu tổng hợp được đưa qua bộ lọc thông thấp có suy giảm tại các tần số 4,25MHz và 4,4MHz để th được tín hiệu chói. Tín hiệu tổng hợp qua bộ lọc thông dải và bộ lọc chuông ngược cho ta tín hiệu màu điều chế. Tín hiệu này được đưa vào chuyển mạch trực tiếp và qua dây trễ 1TH.

Bộ chuyển mạch có tần số 7,8125kHz để sóng mang màu vào bộ tách sóng theo thứ tự. Sóng mang phụ được hạn biên trước khi đưa vào bộ tách sóng.

Tín hiệu màu sau khi được tách sóng qua

bộ sửa méo đưa vào ma trận cùng tín hiệu chói được làm trễ. Ma trận sẽ cho ra ba màu cơ bản ban đầu.

NỘI DUNG CHƯƠNG 2

2.1. Những khái niệm cơ bản

2.2. Nguyên lý truyền hình

2.3. Nguyên lý truyền hình màu

2.4. Kỹ thuật truyền hình tương tự

2.5. Kỹ thuật truyền hình số

2.5 Kỹ thuật truyền hình số

CHƯƠNG 2

2.5.1. Khái quát

Truyền hình số là tên gọi một hệ thống truyền hình mới mà tất cả các thiết bị kỹ thuật từ Studio cho đến máy thu đều làm việc theo nguyên lý kỹ thuật số. Số hóa toàn bộ hệ thống truyền hình nghĩa là chuyển tín hiệu tương tự sang dạng số từ Camera truyền hình, máy phát hình, kênh truyền đến máy thu hình.

a. Các đặc trưng cơ bản - Băng tần: Tín hiệu truyền hình số vốn gắn liền với yêu cầu băng tần rộng hơn. Ví dụ, đối với tín hiệu video tổng hợp, yêu cầu tần số lấy mẫu bằng bốn lần tần số sóng mang phụ - hệ NTSC là 14,4 MHz thực hiện mã hoá với những từ mã dài 8 bít, tốc độ dòng bít sẽ là 115,2 Mbít/s, khi đó độ rộng băng tần khoảng 58MHz. Trong khi đó tín hiệu tương tự chỉ cần một băng tần 4,25MHz là đủ. Tuy nhiên, với kỹ thuật nén, cho phép giảm độ rộng băng tần xuống đáng kể. - Tỷ lệ tín hiệu/tạp âm: Một trong những ưu điểm lớn nhất của tín hiệu số là khả năng chống nhiễu trong quá trình xử lý tại các khâu truyền dẫn và ghi. Tính chất này của hệ thống số đặc biệt có ích cho việc sản xuất chương trình truyền hình với các chức năng biên tập phức tạp - cần nhiều lần đọc và ghi. Việc truyền tín hiệu qua nhiều chặng cũng được thực hiện rất thuận lợi với tín hiệu số mà không làm suy giảm chất lượng tín hiệu hình.

2.5 Kỹ thuật truyền hình số

CHƯƠNG 2

2.5.1. Khái quát

a. Các đặc trưng cơ bản

- Méo phi tuyến: Tín hiệu số không bị ảnh hưởng bởi méo phi tuyến trong quá trình ghi và truyền, tính chất

này rất quan trọng trong việc ghi - đọc chương trình nhiều lần.

- Chồng phổ (Aliasing): Một tín hiệu truyền hình số được lấy mẫu theo cả chiều thẳng đứng và chiều

ngang, nên có khả năng xảy ra chồng phổ theo cả hai hướng. - Xử lý tín hiệu: Tín hiệu số có thể được chuyển đổi và xử lý tốt các chức năng mà hệ thống tương tự

không làm được hoặc gặp nhiều khó khăn như Sửa lỗi thời gian gốc, chuyển đổi tiêu chuẩn, dựng hậu kỳ

giảm độ rộng băng tần v.v...

- Khoảng cách giữa các trạm truyền hình đồng kênh: Tín hiệu số cho phép các trạm truyền hình đồng

kênh thực hiện ở một khoảng cách gần nhau hơn nhiều so với hệ thống tương tự mà không bị nhiễu. Việc

giảm khoảng cách giữa các trạm đồng kênh kết hợp với việc giảm băng tần tín hiệu, tạo cơ hội cho nhiều

trạm phát hình có thể phát các chương trình với độ phân giải cao HDTV như các hệ truyền hình hiện nay.

- Hiệu ứng bóng ma (ghosts): Hiện tượng này xảy ra trong hệ thống tương tự do tín hiệu truyền đến máy

thu theo nhiều đường. Các hệ thống số có thể loại bỏ hoàn toàn hiện tượng này.

2.5 Kỹ thuật truyền hình số

CHƯƠNG 2

2.5.1. Khái quát

b. Ưu điểm truyền hình số:

- Có khả năng phát hiện lỗi và sửa sai

- Tính phân cấp ( HDTV + SDTV)

- Thu di động tốt. Người xem dù đi trên ôtô, tàu hỏa vẫn xem được các chương trình truyền hình.

- Truyền tải được nhiều loại thông tin. - Ít nhạy với nhiễu và các dạng méo xảy ra trên đường truyền. Bảo toàn chất lượng hình ảnh.

- Phát nhiều chương trình trên một kênh truyền hình. Tiết kiệm tài nguyên tần số.

- Tiết kiệm năng lượng, chi phí khai thác thấp. Công suất phát không cần quá lớn vì cường độ điện trường

cho thu số thấp hơn cho thu tương tự (độ nhạy máy thu số thấp hơn -30 đến -20 DB so với máy thu analog).

- Mạng đơn tần (SFN) Cho khả năng thiết lập mạng đơn kênh, nghĩa là nhiều máy phát trên cùng một kênh.

Đây là sự hiệu quả lớn xét về mặt công suất và tần số.

- Tín hiệu số dễ xử lý, môi trường quản lý điều khiển và xử lý rất thân thiện với máy tính ...

2.5 Kỹ thuật truyền hình số

CHƯƠNG 2

2.5.1. Khái quát c. Sơ đồ khối hệ thống truyền hình số: - Nhà khai thác truyền hình thường nhận được nội dung từ nhiều nguồn, bao gồm video địa phương, các kênh truyền hình cáp và vệ tinh. - Bộ biến đổi tín hiệu tương tự thành tín hiệu số (A/D):Biến đổi tín hiệu truyền hình tương tự thành tín hiệu truyền hình số các tham số và đặc trưng của tín hiệu này được xác định từ hệ thống truyền hình được lựa chọn. - Thiết bị truyền hình số dùng trong truyền hình là thiết bị đa kênh. Ngoài tín hiệu truyền hình, còn có các thông tin kèm theo gồm các kênh âm thanh và các thông tin phụ như các tín hiệu điện báo, thời gian chuẩn, tín hiệu kiểm tra.vv - Hiện nay trên thế giới tồn tại 3 tiêu chuẩn truyền hình số

ATSC do Mỹ đề xuất, DVB do châu Âu đề xuất và ISDB-T do Nhật Bản đề xuất.

2.5 Kỹ thuật truyền hình số

CHƯƠNG 2

2.5.2. Số hóa tín hiệu truyền hình a. Lựa chọn tín hiệu số hóa: Để biến đổi tín hiệu Video tương tự thành tín hiệu Video số ta có thể dùng 2 phương pháp sau: ü Phương pháp 1: Biến đổi trực tiếp tín hiệu màu tổng hợp NTSC, PAL, SECAM ra tín hiệu số. Phương pháp biến đổi này cho ta dòng số có tốc độ bít thấp. Song tín hiệu video số tổng hợp còn mang đầy đủ các nhược điểm của tín hiệu video tương tự, nhất là hiện tượng can nhiễu chói-màu.

ü Phương pháp 2: Biến đổi riêng từng tín hiệu thành phần ( tín hiệu chói Y, tín hiệu R- Y và B-Y hoặc các

tín hiệu màu cơ bản R, G, B) ra tín hiệu số và truyền đồng thời theo thời gian hoặc ghép kênh.

b. Chọn tần số lấy mẫu Công đoạn đầu tiên của quá trình biến đổi tín hiệu tương tự sang tín hiệu số là lấy mẫu (có nghĩa là rời rạc tín hiệu tương tự theo thời gian). Do đó tần số lấy mẫu là một trong những thông số cơ bản của hệ thống kỹ thuật số. Có nhiều yếu tố quyết định việc lựa chọn tần số lấy mẫu. Tần số lấy mẫu cần được xác định sao cho hình ảnh nhận được có chất lượng cao nhất, tín hiệu truyền đi với tốc độ bit nhỏ nhất, độ rộng băng tần nhỏ nhất và mạch đơn giản. Nếu lấy mẫu tín hiệu video tổng hợp, nhất thiết tần số lấy mẫu phải là một bội số của tần số sóng mang màu Thông thường có các tỉ lệ 4:1:1; 4:2:2; 4:4:4.

2.5 Kỹ thuật truyền hình số

CHƯƠNG 2

2.5.2. Số hóa tín hiệu truyền hình

c. Lựa chọn cấu trúc mẫu:

Mục đích của vấn đề là giảm tối thiểu các hiện tượng viền, bóng, nâng cao độ phân tích của hình ảnh. Việc

lấy mẫu không những phụ thuộc theo thời gian mà còn phụ thuộc vào tọa độ các điểm lấy mẫu. Tần số lấy

mẫu phù hợp với cấu trúc mẫu sẽ cho phép khôi phục hình ảnh tốt nhất. Do vậy, tần số lấy mẫu và cấu trúc

lấy mẫu phải thích hợp theo cả ba chiều t,x,y. Có ba dạng liên kết vị trí các điểm lấy mẫu được sử dụng cho cấu trúc lấy mẫu tín hiệu video .

- Cấu trúc trực giao: Đối với cấu trúc trực giao, các mẫu trên các dòng kề nhau được sắp xếp thẳng hàng

theo chiều đứng. Cấu trúc này là cố định theo mành và ảnh, tần số lấy mẫu thỏa mãn tiêu chuẩn Nyquish

nên cần sử dụng tốc độ bít rất lớn.

- Cấu trúc mành: Đối với cấu trúc mành, các mẫu trên các dòng kề nhau thuộc một mành xếp thẳng hàng

theo chiều đứng. Các mẫu trên các mành khác nhau lệch nhau một nửa chu kỳ lấy mẫu. Do phổ tần cấu

trúc của mành thứ hai có thể bị chồng phổ của phổ tần cơ bản, đây là nguyên nhân gây méo chi tiết ảnh.

- Cấu trúc dòng: Đối với cấu trúc dòng, các mẫu trên các dòng kề nhau của một mành sẽ lệch nhau nửa

chu kỳ lấy mẫu. Các mẫu trên các dòng tương ứng của hai mành cũng lệch nhau nửa chu kỳ lấy mẫu.

2.5 Kỹ thuật truyền hình số

CHƯƠNG 2

2.5.2. Số hóa tín hiệu truyền hình

d. Lượng tử hóa tín hiệu Video:

Đây là quá trình biến đổi tín hiệu sau lấy mẫu thành các khoảng rời rạc, gọi là khoảng lượng tử (Q): Q = 2n

Có hai cách lấy khoảng lượng tử:

- Tuyến tính: Các khoảng lượng tử cách đều, không phụ thuộc tín hiệu analog vào.

- Không tuyến tính: Các khoảng lượng tử thay đổi theo biến đổi biên độ của tín hiệu. Các vùng ít biến đổi

thì khoảng cách lượng tử thưa, các vùng biến đổi nhiều thì khoảng cách lượng tử ngắn.

e. Mã hóa tín hiệu Video

Mã hóa tín hiệu Video là biến đổi tín hiệu đã lượng tử hóa thành tín hiệu số bằng cách sắp xếp số nhị phân

cho các mức lượng tử hóa và ánh xạ của các mức này thành tín hiệu có 2 mức logic “0” và “1”.

Khi dùng mã PCM 8 bit để mã hóa tín hiệu ứng với

28 =256 mức lượng tử. Nếu số bit tăng độ chính xác

của bộ chuyển đổi tăng nhưng tốc độ bit tăng đòi

hỏi kênh truyền rộng đồng thời đáp ứng của bộ

chuyển đổi thấp.

2.5 Kỹ thuật truyền hình số

CHƯƠNG 2

2.5.2. Số hóa tín hiệu truyền hình

f. Số hóa tín hiệu ở studio

Tín hiệu video số ở Studio - Tiêu chuẩn NTSC: 525/60, fMax = 4,2MHz; fH = 15750Hz; TH= 63,555ms - Tiêu chuẩn PAL: 625/50, fMax= 5,5MHz; fH= 15625Hz; TH= 64ms Tín hiệu Video trong Studio bao gồm: Tín hiệu chói Y: với fS/Y = 13,5MHz

mã PCM tuyến tính, 8bit/1pixel

Tín hiệu hiệu số màu C: fS/C = 6,75 MHz mã PCM tuyến tính, 8bit /1 pixel

2.5 Kỹ thuật truyền hình số

CHƯƠNG 2

2.5.3. Tín hiệu video số tổng hợp (Digital composite video)

a. Tiêu chuẩn PAL 4fsc

2.5 Kỹ thuật truyền hình số

CHƯƠNG 2

2.5.3. Tín hiệu video số tổng hợp (Digital composite video)

b. Tiêu chuẩn NTSC 4fsc

2.5 Kỹ thuật truyền hình số

CHƯƠNG 2

2.5.4. Tín hiệu video số thành phần (Digital component video)

Tiêu chuẩn Component số được dùng ở châu Âu và châu Mỹ theo chuẩn Recommendation 601 CCIR. Tiêu

chuẩn này tương thích với tiêu chuẩn quét 625/50 và 525/60 với độ phân giải 8bit/mẫu và 10bit/mẫu.

a. Tỷ lệ lấy mẫu Tỷ lệ lấy mẫu ở tiêu chuẩn component số là tỉ lệ mà ở đó tín hiệu Luminance (Y) và hai tín hiệu màu CB và CR được lấy mẫu ở các tần số tương ứng với bội số của tần số chuẩn 3.375 MHz. Thông thường có các tỷ lệ lấy mẫu sau : Ø 4:1:1 trong đó tín hiệu Y có tần số lấy mẫu fsy = 4 x 3.375 = 13.5MHz, tín hiệu số màu được lấy mẫu ở

tần số fscb = fscr = 1 x 3.375 = 3.375 MHz.

Ø 4:2:2 trong đó tín hiệu Y có tần số lấy mẫu fsy = 4 x 3.375 = 13.5MHz, tín hiệu số màu được lấy mẫu ở

tần số fscb = fscr = 2 x 3.375 = 6.75 MHz.

Ø 4:4:4 trong đó các tín hiệu Y, CB, CR có tần số là 4 x 3.375 = 13.5MHz.

2.5 Kỹ thuật truyền hình số

CHƯƠNG 2

2.5.4. Tín hiệu video số thành phần (Digital component video)

b. Lượng tử hóa

2.5 Kỹ thuật truyền hình số

CHƯƠNG 2

2.5.5. Nén tín hiệu truyền hình a. Vai trò của nén trong truyền hình Tín hiệu video truyền thống đã được nén từ những năm 1950 cùng với sự ra đời của truyền hình màu. Ba tín hiệu thành phần màu R,G,B với bề rộng mỗi dải thông 5MHz, đã được nén trong một tín hiệu video màu hỗn hợp với bề rộng dải thông là 5MHz.

Số hóa 8 bit (Chuẩn 4:2:2) Tín hiệu chói (Y): 13.5x106x8 = 108 Mbits/s. Tín hiệu hiệu mầu: 6.75 x 106 x 8 x 2 = 108 Mbits/s. Tổng dung Lượng bit: 108 x 2= 216 Mbits/s => đòi hỏi: BW≥108MHz.

Số hóa 10 bit (Chuẩn 4:2:2): Tín hiệu chói (Y):13.5x106x10=135 Mbits/s. Tín hiệu hiệu mầu: 6.75 x 106x10x2 = 135 Mbits/s. Tổng dung lượng bit: 135 x 2= 270 Mbits/s => đòi hỏi: BW ≥ 135 MHz.

2.5 Kỹ thuật truyền hình số

CHƯƠNG 2

2.5.5. Nén tín hiệu truyền hình b. Công nghệ nén Audio chuẩn ISO/ MPEG trong truyền hình số Đây là tiêu chuẩn mã hóa audio với tần số lấy mẫu 32; tốc độ bit khoảng 32->192 Kbit/s cho âm thanh Mono và 64->448 Kbit/s cho âm thanh Stereo. Chia làm 3 lớp nén tùy thuộc vào từng ứng dụng khác nhau. Đối với cả 3 lớp tín hiệu Audio đều được biến đổi từ miền thời gian sang miền tần số bằng 32 băng lọc phụ. Layer I: Tổng cộng 32-448 kb/s; 384=32x12 sample/ kênh; 32 băng con, 12 khối mẫu, frame=8ms. Layer II: Tổng 32-384 kb/s; 1152 sample/ kênh ; 32 băng con; 36 khối mẫu (32x36=1152); frame=24ms. Layer III: Tổng 32-320kb/s, 1152 sample/ kênh, 32 băng con; 36 khối mẫu (32x36=1152); frame=24ms.

2.5 Kỹ thuật truyền hình số

CHƯƠNG 2

2.5.5. Nén tín hiệu truyền hình c. Một số công nghệ nén Video trong truyền hình số ü MPEG2 :

MPEG2 được sử dụng trên các DVD và trong hầu hết hoạt động quảng vá video số và các hệ thống phân

phối cáp. Mã hóa MPEG-2 dựa trên khái niệm rằng dữ liệu video bao gồm nhiều phần dư thừa.

Bằng cách loại bớt dư thừa không gian và thời gian, tổng băng thông yêu cầu sẽ ít đi. Các bộ mã hóa sẽ phải cân bằng mức dư thừa không gian và thời gian trong một tệp tin. Các giá trị này sẽ thay đổi trên nhiều phần của video. Yêu cầu tốc độ bit của một tệp tin video cụ thể sẽ thay đổi, khi các phần khác nhau có thể có các mức nén khác nhau. ü H263 :

Codec này đã được công bố bởi đơn vị viễn thông quốc tế ITU-T dưới chuỗi các khuyến nghị cho các hệ thống nghe nhìn và đa phương tiện. Khuyến nghị này bao trùm sự nén ảnh động tại tốc độ bit thấp và được hỗ trợ bởi các khuyến nghị ITU khác trong đó có H.261.

Đầu ra tốc độ bit thấp cho phép nó được sử dụng cho hội nghị truyền hình và video trên Internet. Codec

này cung cấp một sự cải tiến trong khả năng nén đối với video và được sử dụng rộng rãi trên các trang

Internet cho các video phát ra.

2.5 Kỹ thuật truyền hình số

CHƯƠNG 2

2.5.5. Nén tín hiệu truyền hình c. Một số công nghệ nén Video trong truyền hình số ü MPEG4:

MPEG4 có thể được sử dụng cho video trên Internet, quảng bá IPTV và trên phương tiện lưu trữ, cùng với nhiều chức năng khác. Nó bao gồm các tính năng mã hoá hướng đối tượng, sự gia tăng khả năng nén và các cơ chế an ninh. Các thành phần an ninh trong

MPEG4 có xu hướng hoạt động như một phần bổ sung cho các cơ chế an ninh khác trong toàn thể môi

trường IPTV. Dữ liệu MPEG-4 bao gồm cấu trúc và các trường dữ liệu, làm thuận lợi thêm cho việc nhận dạng IPR trong mỗi file và ngụ ý rằng thông tin này có thể được sử dụng cho quá trình tạo quyết định.

MPEG4 hỗ trợ nhận dạng tài sản số bằng cách gắn thông tin nhận dạng trong các tệp tin dữ liệu. Thông tin

này được sử dụng bởi các thành phần khác của dịch vụ IPTV nhằm bảo đảm sự gắn kết tới IPR đã được định ra cho một tài sản nội dung cụ thể.

Chuẩn nén H.264 (còn gọi là MPEG-4 part 10/AVC cho mã hoá video tiên tiến) là một chuẩn mở, có đăng kí, hỗ trợ các kĩ thuật nén video hiệu quả nhất hiện nay. Bộ mã hoá H.264 có thể làm giảm kích cỡ của tệp tin video số đến 50% so với chuẩn MPEG-4 part 2. Nói cách khác, chất lượng video cao hơn có thể đạt được đối

với tốc độ bit cho trước.

2.5 Kỹ thuật truyền hình số

CHƯƠNG 2

2.5.6. Truyền dẫn tín hiệu truyền hình số a. Các phương thức truyền dẫn ü Truyền qua cáp đồng trục:

Kênh có thể có nhiều làm ảnh hướng đến chất lượng truyền và sai số truyền,ví dụ nhiễu nhiệt. Nhiễu tuyến

tính của kênh sẽ không xẩy ra trong trường hợp truyền số với các thông số tới hạn. Độ rộng kênh phụ thuộc vào phương pháp mã hóa và phương pháp ghép kênh theo thời gian cho các tín hiệu cần truyền và rộng hơn nhiều so với độ rộng kênh truyền tín hiệu truyền hình tương tự. ü Truyền tín hiệu truyền hình số bằng cáp quang:

Cáp quang có nhiều ưu điểm trong việc truyền dẫn tín hiệu số so với cáp đồng trục: + Băng tần rộng cho phép truyền các tín hiệu số có tốc độ cao. + Độ suy hao thấp trên một đơn vị chiều dài. + Suy giảm giữa các sợi quang dẫn cao (80 dB) + Độ trễ thấp Muốn truyền tín hiệu video bằng cáp quang phải sử dụng mã truyền thích hợp. Để phát hiện được lỗi truyền người ta sử dụng thêm các bít chẵn. Mã sửa sai thực chất không sử dụng trong cáp quang vì độ suy

giảm đường truyền < 20dB, lỗi xuất hiện nhỏ và có thể bỏ qua được.

2.5 Kỹ thuật truyền hình số

CHƯƠNG 2

2.5.6. Truyền dẫn tín hiệu truyền hình số a. Các phương thức truyền dẫn ü Truyền tín hiệu truyền hình số qua vệ tinh:

Kênh vệ tinh khác với kênh cáp và kênh phát sóng trên mặt đất là có băng tần rộng và sự hạn chế công

suất phát. Khuếch đại công suất của các Transponder làm việc gần như bão hòa trong các điều kiện phi tuyến. Do đó sử dụng QPSK là tối ưu. Các hệ thống băng, truyền qua vệ tinh thường làm việc ở dải tần số cỡ GHz. băng Ku: Đường lên: 14÷15GHz, Đường xuống: 11,7 ÷12,5 GHz. ü Truyền hình số truyền qua sóng mặt đất:

Diện phủ sóng hẹp hơn so với truyền qua vệ tinh song dễ thực hiện hơn so với mạng cáp. Cũng bị hạn chế bởi băng thông nên sử dụng phương pháp điều chế OFDM nhằm tăng dung lượng truyền dẫn qua 1 kênh sóng và khắc phục các hiện tượng nhiễu ở truyền hình mặt đất tương tự . Hệ thống phát sóng truyền hình số mặt đất còn sử dụng phương pháp điều chế COFDM (ghép kênh theo tần số mã trực giao). COFDM là hệ thống có khả năng chống nhiễu cao và có thể thu được nhiều đường, cho phép bảo vệ phát sóng số trước ảnh hưởng của can nhiễu và các kênh lân cận. Hệ thống COFDM hoạt động theo nguyên tắc điều chê dòng dữ liệu bằng nhiều tải trực giao với nhau.

2.5 Kỹ thuật truyền hình số

CHƯƠNG 2

2.5.6. Truyền dẫn tín hiệu truyền hình số a. Các phương thức truyền dẫn ü Truyền tín hiệu truyền hình số qua vệ tinh:

Kênh vệ tinh khác với kênh cáp và kênh phát sóng trên mặt đất là có băng tần rộng và sự hạn chế công

suất phát. Khuếch đại công suất của các Transponder làm việc gần như bão hòa trong các điều kiện phi tuyến. Do đó sử dụng QPSK là tối ưu. Các hệ thống băng, truyền qua vệ tinh thường làm việc ở dải tần số cỡ GHz. băng Ku: Đường lên: 14÷15GHz, Đường xuống: 11,7 ÷12,5 GHz. ü Truyền hình số truyền qua sóng mặt đất:

Diện phủ sóng hẹp hơn so với truyền qua vệ tinh song dễ thực hiện hơn so với mạng cáp. Cũng bị hạn chế bởi băng thông nên sử dụng phương pháp điều chế OFDM nhằm tăng dung lượng truyền dẫn qua 1 kênh sóng và khắc phục các hiện tượng nhiễu ở truyền hình mặt đất tương tự . Hệ thống phát sóng truyền hình số mặt đất còn sử dụng phương pháp điều chế COFDM (ghép kênh theo tần số mã trực giao). COFDM là hệ thống có khả năng chống nhiễu cao và có thể thu được nhiều đường, cho phép bảo vệ phát sóng số trước ảnh hưởng của can nhiễu và các kênh lân cận. Hệ thống COFDM hoạt động theo nguyên tắc điều chê dòng dữ liệu bằng nhiều tải trực giao với nhau.

2.5 Kỹ thuật truyền hình số

CHƯƠNG 2

2.5.6. Truyền dẫn tín hiệu truyền hình số

b. Ghép kênh ü Dòng ghép kênh:

Chuẩn nén MPEG-2 được thiết kế cho tốc độ bit lớn hơn 4Mb/s. Tín hiệu video và audio được nén, xử lý

đóng gói và ghép kênh tạo thành các dòng dữ liệu với tốc độ mong muốn. Các thông tin cần thiết sử dụng

trong ghép kênh gồm: - Hệ thống các nhãn thời gian (Time - Stamp TS): Sử dụng để đảm bảo các dòng sơ cấp liên kết được phát

lại một cách đồng bộ tại bộ giải mã.

- Các bảng thông tin dịch vụ (Service Information): Mô tả các chi tiết về thông số mạng, về các chương

trình đang được ghép kênh và về bản chất của các dòng sơ cấp khác nhau.

- Các thông tin điều khiển việc xáo trộn (Scrambling) số liệu, các thông tin dùng để truy cập có điều kiện

CA (Conditional Access).

- Các kênh số liệu riêng (private data): Số liệu riêng là dòng số liệu mà nội dung của nó không được quy

định bởi tiêu chuẩn MPEG.

2.5 Kỹ thuật truyền hình số

CHƯƠNG 2

2.5.6. Truyền dẫn tín hiệu truyền hình số

b. Ghép kênh ü Ghép kênh dòng chương trình (Program stream-PS):

Được thiết kế cho môi trường không có nhiễu, một dòng chương trình là kết quả của ghép kênh một vài

dòng cơ sở của một chương trình dùng chung một xung nhịp, bao gồm các gói PES có độ dài thay đổi.

Dòng dữ liệu sau ghép kênh chứa dòng bit điều khiển bởi miêu tả chương trình. Dòng chương trình thường

ứng dụng trên đĩa CD-ROM, DVD, HD-DVD.

2.5 Kỹ thuật truyền hình số

CHƯƠNG 2

2.5.6. Truyền dẫn tín hiệu truyền hình số

b. Ghép kênh ü Ghép kênh dòng truyền tải (Transport stream-TS):

Được thiết kế cho môi trường có tạp nhiễu để truyền trên các kênh có nhiễu, một dòng truyền tải là kết quả

của ghép kênh của các dòng sơ cấp dùng chung xung nhịp hoặc không. Như vậy dòng truyền tải có thể bao hàm các gói của nhiều chương trình.

2.5 Kỹ thuật truyền hình số

CHƯƠNG 2

2.5.6. Truyền dẫn tín hiệu truyền hình số

b. Ghép kênh ü Hệ thống ghép kênh MPEG-2: Tiêu chuẩn MPEG-1 xác định về nén, dãn và đồng bộ tín hiệu video và audio, bao gồm cả các lớp nén, tiêu

chuẩn MPEG-2 nâng cao và mở rộng tiêu chuẩn MPEG-1 với việc thêm các lớp.

2.5 Kỹ thuật truyền hình số

CHƯƠNG 2

2.5.6. Truyền dẫn tín hiệu truyền hình số

b. Ghép kênh ü Hệ thống ghép kênh MPEG-2:

2.5 Kỹ thuật truyền hình số

CHƯƠNG 2

2.5.7. Các tiêu chuẩn truyền dẫn truyền hình số́ a. Chuẩn ATSC Hệ thống ATSC được sử dụng tại Mỹ, có cấu trúc dạng lớp, tương thích với mô hình OSI-7 lớp của các mạng dữ liệu. Mỗi lớp ATSC có thể tương thích với các ứng dụng khác cùng lớp. ATSC sử dụng dạng thức gói MPEG-2 cho cả Video, Audio và dữ liệu phụ. Chuẩn ATSC cung cấp cho cả hai mức truyền hình phân giải cao (HDTV) và truyền hình tiêu chuẩn (SDTV). Đặc tính truyền tải và nén dữ liệu của ATSC theo MPEG-2.

2.5 Kỹ thuật truyền hình số

CHƯƠNG 2

2.5.7. Các tiêu chuẩn truyền dẫn truyền hình số́

b. Chuẩn DVB

Chuẩn DVB được sử dụng ở Châu Âu, truyền tải tín hiệu Video số nén theo tiêu chuẩn MPEG-2 qua cáp, vệ

tinh và phát sóng mặt đất.

Chuẩn DVB có một số đặc điểm như sau:

+ Mã hoá Audio tiêu chuẩn MPEG-2 lớp II, Mã hoá Video chuẩn MP @ ML. + Độ phân giải ảnh tối đa 720 x576 điểm ảnh.

DVB gồm một tập các tiêu chuẩn, trong đó cơ bản là:

+ DVB-S : Hệ thống truyền hình số qua vệ tinh, sử dụng phương pháp điều chế QPSK.

+ DVB-C: Hệ thống cung cấp tín hiệu truyền hình số qua mạng cáp, kiểu điều chế QAM: 64-QAM, 256-QAM.

DVB-C có mức tỷ số S/N cao và điều chế ký sinh thấp.

+ DVB-T: Hệ thống truyền hình mặt đất với các độ rộng kênh 8MHz, 7MHz hoặc 6MHz. Sử dụng phương

pháp mã hoá sửa sai ghép đa tần trực giao. COFDM.

2.5 Kỹ thuật truyền hình số

CHƯƠNG 2

2.5.7. Các tiêu chuẩn truyền dẫn truyền hình số́

c. Chuẩn ISDB

Hệ thống chuyên dụng cho phát thanh truyền hình số mặt đất Nhật Bản đã được hiệp hội ARIB đưa ra.

ISDB- T sử dụng tiêu chuẩn mã hoá MPEG-2 trong quá trình nén và ghép kênh. Hệ thống sử dụng phương

pháp ghép đa tần trực giao OFDM cho phép truyền đa chương trình với các điều kiện thu khác nhau, truyền

dẫn phân cấp, thu di động.

Các sóng mang thành phần được điều chế QPSK, DQPSK, 16- QAM hoặc 64-QAM.

+ Ưu điểm: Tăng hiệu quả chống can nhiễu xung.

+ Nhược điểm: Tăng thời gian trễ và tăng độ phức tạp của máy thu.

ISDB-T sử dụng phân đoạn tần số. Việc phân đoạn tần số này sẽ làm sai nguyên tắc của một kênh truyền hình số là một kênh băng rộng trong đó các dịch vụ được đặt ở các mức khác nhau. Nếu chia kênh thành các

đoạn tần số bị ảnh hưởng thì toàn bộ dịch vụ nằm trong đoạn đó sẽ bị mất. Đó là một trong những lý do tại

sao các nhà thiết kế DVB-T đã không sử dụng kỹ thuật phân chia tần số.

Máy thu số theo hệ ISDB-T yêu cầu lọc khắt khe hơn máy thu DVB-T.

2.5 Kỹ thuật truyền hình số

CHƯƠNG 2

2.5.8. Truyền hình cáp

a. Tổng quan hệ thống truyền hình cáp số

Truyền hình cáp số là truyền hình có chất lượng cao thỏa mãn được nhu cầu của người xem cũng như giúp

cho các trung tâm truyền hình dễ dàng quản lý các thuê bao.

Các khối chức năng:

- Thu tín hiệu số - Mã hóa nén

- Ghép kênh

- Điều chế

Mạng và hoạt động của hệ thống hiện nay đều dựa

trên cơ sở của mạng HFC và được gọi là HFC số.

HFC là công nghệ cáp quang lai ghép, sử dụng cấu

hình mạng dùng cáp quang và cáp đồng trục.

2.5 Kỹ thuật truyền hình số

CHƯƠNG 2

sử dụng mã khối không nhị phân.

2.5.8. Truyền hình cáp b. Chuẩn truyền hình số DVB-C Chuẩn DVB-C được viết tắt bởi cụm từ Digital Video – Cable và phát triển cho truyền hình kỹ thuật số thông qua hệ thống Cáp. - Phân tán năng lượng MUX: MPEG-2 TS được biết đến như các gói dữ liệu sắp xếp trình tự có độ dài 188 byte. - Mã hóa ngoài: Chế độ đầu tiền được đáp ứng là truyền tải dữ liệu

- Đan xen ngoài: Sự xen kẽ sử dụng việc sắp xếp lại dãy dữ liệu

được truyền.

- Chuyển đổi dữ liệu byte/m: Dữ liệu (byte) được mã hóa đưa

vào bộ dữ liệu dưới dạng bit m (m = 4,5,6,7 hoặc 8).

- Ánh xạ QAM: Các chuỗi bit được ánh xạ vào một chuỗi số băng

cơ sở dưới dạng những ký tự phức tạp.

- Định hình băng cơ sở: Tín hiệu QAM với vai trò là bộ lọc định

hình nõ sẽ loại bỏ những giao thoa tín hiệu ở nhánh đến.

- DAC và Front-end: Tín hiệu số được truyền đi dưới dạng tín hiệu

tương tự thông qua bộ chuyển đổi DAC và sau đó biến điệu thành tần số radio bởi RF Front-end.

2.5 Kỹ thuật truyền hình số

CHƯƠNG 2

2.5.9. Truyền hình số mặt đất a. Khái quát

Truyền hình số quảng bá mặt đất là một hệ thống truyền thông sử dụng công nghệ số để cung cấp số

lượng kênh truyền nhiều hơn với chất lượng hình ảnh, âm thanh tốt hơn dưới hình thức phát quảng bá tới

ăngten thu thông thường thay vì phải sử dụng chảo vệ tinh hay cáp nối.

Ưu điểm lớn nhất của hệ thống truyền hình số mặt đất quảng bá là sử dụng băng tần số hiệu quả và công

suất bức xạ nhỏ hơn so với truyền hình tương tự. Ngoài ra truyền dẫn số còn có thể tự phát hiện và sửa lỗi.

Truyền hình số mặt đất có các đặc điểm sau:

- Truyền hình số có độ phân giải cao (HDTV) - Nhiều chương trình truyền hình trên một kênh RF - Dịch vụ truyền hình đa phương tiện, truyền hình

tương tác.

- Thu di động (Tiêu chuẩn DVB-T, DiBEG) - Phân cấp chất lượng (HDTV, SDTV) - Mạng đơn tần. Công suất máy phát nhỏ hơn

(6dB~4 lần).

2.5 Kỹ thuật truyền hình số

CHƯƠNG 2

2.5.9. Truyền hình số mặt đất b. Chuẩn DVB-T

Hệ thống DVB-T cho phép phát các dịch vụ SD (sử dụng mã hoá MPEG-2) và các dịch vụ HD (sử dụng mã

hoá MPEG-4) cùng các dữ liệu khác trong một dòng truyền tải.

DVB-T mô tả kiến trúc đóng gói (Framing Structure), mã hoá kênh và quá trình điều chế chi tiết trong tiêu

chuẩn ETSI EN 300 744. DVB-T hỗ trợ độ rộng kênh truyền có thể là 5 MHz, 6 MHz, 7 MHz, và 8 MHz. Tại Việt Nam sử dụng kênh có độ rộng 8 MHz.

Một số tham số kĩ thuật cơ bản của DVB-T bao gồm: - Mã sửa sai FEC: Có thể sửa tối đa 8byte lỗi trong mỗi gói 188 bytes; và mã trong sử dụng mã vòng xoắn với các tỷ lệ: 1/2, 2/3, 3/4, 5/6, và 7/8; - Giản đồ điều chế: QPSK, 16-QAM, 64-QAM; - Dữ liệu truyền được tổ chức thành các khung và các siêu khung, một siêu khung được tạo thành từ 4 khung

Mỗi khung gồm 68 Blocks, và mỗi Block có thể có 1512, hay 3024, hay 6048 ký hiệu;

- Kỹ thuật điều chế OFDM, với các kiểu: 2k (2048 sóng mang), 4k (4096 sm), hoặc 8k (8192 sm); - Khoảng bảo vệ : 1/4, 1/8, 1/16, và 1/32;

Các tín hiệu báo hiệu (tín hiệu Pilot và các tín hiệu TPS): Mang các thông tin truyền phát. Cung cấp các

thông tin này tới phía thu, cho phép phía thu tự động xác định tín hiệu đã phát.

2.5 Kỹ thuật truyền hình số

CHƯƠNG 2

2.5.10. Truyền hình số vệ tinh a. Khái quát Một vệ tinh có thể chứa nhiều transponder (bộ phát đáp) để tiếp nhận tín hiệu từ trạm mặt đất, xử lý lại và phát trở lại trạm trái đất.

Ưu điểm của thông tin qua vệ tinh:

- Tính quảng bá cho mọi địa hình, vùng phủ sóng rộng, thích hợp cho các dịch vụ quảng bá hiện đại. - Có dải thông khá rộng, khả năng đa truy nhập, dung lượng thông tin lớn. - Chất lượng và độ tin cậy thông tin cao, tính linh hoạt cao, hiệu quả kinh tế lớn. - Đa dạng về loại hình phục vụ.

Nhược điểm của thông tin qua vệ tinh:

- Trễ đường truyền lớn, ảnh hưởng của tạp âm và suy hao. - Giá thành lắp đặt hệ thống rất cao, khó bảo dưỡng, sữa chữa và nâng cấp. - Kỹ thuật lắp đặt đòi hỏi phái có trình độ nhất định.

- Vệ tinh có tuổi thọ giới hạn, khoảng 20 năm. Mỗi lần thay thế đòi hỏi giá thành cao. - Không gian để phát triển hạn chế. Khoảng cách giữa các vệ tinh tối thiểu là 3 độ, quỹ đạo bán kính gần như đã bị phủ kín. Các quốc gia nhỏ rất khó khăn trong việc xây dựng vệ tinh của riêng mình. - Phụ thuộc nhiều v.ào thời tiết, bức xạ mặt trời.

2.5 Kỹ thuật truyền hình số

CHƯƠNG 2

2.5.10. Truyền hình số vệ tinh b. Cấu trúc hệ thống truyền hình số vệ tinh - Trạm phát mặt đất (Uplink station):

Tín hiệu A/V từ studio được chuyển đổi sang tín hiệu số, mã hoá và nén MPEG-2, thường dùng chuẩn MP@ML. Mỗi chương trình A/V sau nén có vận tốc trung bình khoảng 4Mbps. Sau đó các tín hiệu A/V qua các bộ Scrambler (xáo trộn mật mã tín hiệu) của hệ thống truy nhập có điều kiện CA (Conditional Access) theo các yêu cầu về quản lý thuê bao và chương trình cung cấp cho thuê bao.

Tín hiệu sau khoá mã được ghép kênh để tạo thành dòng truyền tải đa chương trình (từ 10 - 20 program).

2.5 Kỹ thuật truyền hình số

CHƯƠNG 2

2.5.10. Truyền hình số vệ tinh b. Cấu trúc hệ thống truyền hình số vệ tinh - Trạm phát mặt đất (Uplink station):

2.5 Kỹ thuật truyền hình số

CHƯƠNG 2

2.5.10. Truyền hình số vệ tinh b. Cấu trúc hệ thống truyền hình số vệ tinh - Vệ tinh (Satellite): Có chứa các trạm phát đáp, chuyển tiếp tín hiệu (transponder): Nhận tín hiệu phát ra từ trạm mặt đất sau đó dịch tần, khuếch đại rồi phát trở lại trái đất.

- Trạm thu tín hiệu vệ tinh (Downlink station) : Có nhiều dạng trạm thu khác nhau tuỳ theo mục đích sử dụng. Trạm thu dùng cho truyền hình cáp, trạm phát lại truyền hình mặt đất trạm thu phát MATV của các khách sạn chung cư cao tầng, hoặc hộ gia đình xem trực tiếp (DTH-Direct to Home). Tất cả các dạng thu này đều có thông số kỹ thuật giống nhau, chỉ khác nhau về chất lượng (đường kính anten, loại đầu thu chuyên dụng hay dân dụng) và số lượng thiết bị thu (số kênh cần thu của các trạm phát lại).

2.5 Kỹ thuật truyền hình số

CHƯƠNG 2

2.5.10. Truyền hình số vệ tinh c. Chuẩn DVB-S Tiêu chuẩn DVB-S (EN 300 421) ra đời vào năm 1994, được sử dụng phổ biến để truyền tín hiệu truyền hình quảng bá qua vệ tinh. Đường truyền vệ tinh ngoài những ưu điểm còn tồn tại một nhược điểm lớn là cự ly thô ng tin lớn, chịu ảnh hưởng mạnh của nhiễu và tạp âm... Tiêu chuẩn DVB-S được thiết kế trên cơ sở gia tăng khả năng chống nhiễu cho dòng truyền tải MPEG-2.

Theo DVB-S, quá trình xử lý tín hiệu truyền hình vệ tinh gồm các bước như sau:

- Thích nghi đầu vào và phân tán nănglượng. - Mã hóa ngoài sử dụng mã Reed-Solomon

RS (204,188).

- Xáo trộn bit nhằm tăng khả năng chống lỗi cụm.

- Mã hóa trong sử dụng mã xoắn với các tỷ lệ

mã khác nhau.

- Lọc băng gốc và điều chế QPSK.

2.5 Kỹ thuật truyền hình số

CHƯƠNG 2

2.5.11. Các yếu tố ảnh hưởng đến chất lượng Video

a. Ảnh hưởng bởi hệ thống mã hoá/ giải mã

Dữ liệu video trong các ứng dụng đa phương tiện hiện nay thường được mã hóa và nén bằng MPEG2

MPEG4 part 10/H.264 và các bộ mb hóa video thường hỗ trợ một khoảng khá rộng tốc độ nén, điều này cho

phép những lựa chọn khác nhau giữa chất lượng và băng thông. Phương pháp mã hóa thường làm việc tốt

với những video có những thay đổi hình ảnh ít, tuy nhiên sẽ là ảnh hưởng đáng kể đến chất lượng hình ảnh và băng thông nếu có sự thay đổi lớn giữa các frame hình ảnh.

b. Giới hạn về băng thông

Sự giới hạn về băng thông thường xảy ra tại lớp truy nhập (thường là các kết nối dsl hay cable). nếu băng

thông dành sẵn không đủ để truyền một stream video thì sẽ xảy ra mất gói tại các bộ đệm của bộ định tuyến

dẫn đến việc suy giảm chất lượng video. Một vấn đề khá tinh tế cũng xảy ra khi mã hóa video với tốc độ bít

thay đổi. Trong trờng hợp này, sự thay đổi hình ảnh hay sự thay đổi các frame là đáng kể sẽ làm tăng yêu cầu

về băng thông trong một khoảng thời gian ngắn, điều này có thể gây lên hiện tượng mất gói và do đó làm suy

giảm chất lượng hình ảnh.

2.5 Kỹ thuật truyền hình số

CHƯƠNG 2

2.5.11. Các yếu tố ảnh hưởng đến chất lượng Video c. Mất gói tin

Sự mất gói tin trên mạng có thể gây ra bởi nhiều nguyên nhân: sự nghẽn mạng, mất liên kết, không đủ băng thông hay lỗi trên đường truyền v.v… Khi giao thức UDP được dùng để truyền tải dữ liệu video, khi xảy ra hiện tượng mất gói thì một vài phần của video stream có thể bị mất. Khi giao thức TCP được dùng để truyền tải dữ liệu video, khi một gói bị mất thì sẽ có yêu cầu truyền lại gói đã bị mất, điều này làm sự thiếu hụt bộ đệm tại set-top-box, gây lên hiện tượng dừng hình. d. Nghẽn tại máy chủ

Không hẳn mọi yếu tố ảnh hưởng đến chất lợng video đều gây ra bởi mạng, nếu máy chủ cung cấp dịch vụ

VOD phải phục vụ tối đa số người dùng theo khả năng của nó, điều này sẽ gây ra sự tắc nghẽn tại máy chủ cung cấp dịch vụ. sự tắc nghẽn này gây ra hiện tượng dừng hình quá lâu tại phía đầu cuối. Để giảm tải cho máy chủ dịch vụ có thể dùng các giao thức phù hợp như UDP Multicast. e. Jitter và Timing drift

Jitter là khái niệm dùng để mô tả sự khác nhau của khoảng thời gian đi từ nguồn đến đích của các gói tin. Jitter càng lớn khi xảy ra nghẽn mạng hay tắc nghẽn tại máy chủ dịch vụ. Jitter có thể gây ra tràn bộ đệm tại

set-top-box, gây lên hiện tượng dừng hình tại đầu cuối. Timing drift xảy ra khi đồng hồ tại đầu gửi và đầu nhận có sự sai khác nhau về tốc độ, gây ra sự tràn vùng đệm tại đầu nhận.

2.5 Kỹ thuật truyền hình số

CHƯƠNG 2

2.5.12. Các mô hình và chỉ tiêu đánh giá lỗi

Việc mô hình hóa các tác động ảnh hưởng tới video là một vấn đề khá phức tạp vì những ảnh hưởng này phụ thuộc nhiều vào kiểu mã hóa, các thuộc tính và cấu hình của hệ thống cụ thể. Hiện tại có khá nhiều thuật toán đánh giá chất lượng video. Một cách tổng quát có thể phân loại thành ba mô hình giải thuật đánh giá chất lượng video chính: a. Mô hình tham chiếu đầy đủ:

Những giải thuật trong mô hình tham chiếu đầy đủ thực hiện so sánh chi tiết giữa hình ảnh đầu vào và đầu ra của hệ thống. Việc so sánh này là một quá trình tính toán phức tạp không chỉ bao gồm quá trình xử lý theo điểm ảnh mà còn theo thời gian và không gian giữa dòng dữ liệu video đầu vào và đầu ra.

Một trong những giải thuật ra đời sớm nhất của mô hình tham chiếu đầy đủ là PSNR (peak signal to noise

ratio). Giải thuật này đánh giá tỷ số giữa giá trị lớn nhất của tín hiệu trên tạp âm, giá trị này tính theo db. Thông thường giá trị PSNR được coi là tốt ở vào khoảng 35db và nhỏ hơn 20db là không chấp nhận được. Giải thuật PSNR hiện nay được sử dụng phổ biến nhất.

Một số giải thuật phù hợp cho các ứng dụng video có tốc độ bit thấp như MPQM (moving pictures quality

metric) của thụy sỹ, VQM (video quality metric) của viện nghiên cứu viễn thông Mỹ và CVQE (continuous

video quality evaluation).

2.5 Kỹ thuật truyền hình số

CHƯƠNG 2

2.5.12. Các mô hình và chỉ tiêu đánh giá lỗi

b. Mô hình không tham chiếu:

Các giải thuật cho mô hình không tham chiếu nói chung phù hợp cho việc giám sát, phân tích trực tuyến

chất lợng video tại đầu cuối (in-service). Kiểu thuật toán này có thể xem xét các yếu tố ảnh hưởng ít hơn

thuật toán trong mô hình tham chiếu toàn phần, chính vì thế mà mô hình này có thể triển khai trong nhiều ngữ

cảnh hơn. Thiết kế các giải thuật cho mô hình không tham chiếu là một công việc khó khăn, chính vì thể mà hiện tại chỉ có một vài phương pháp đợc đề xuất. Một số tham số đánh giá trong mô hình không tham chiếu

đã được định nghĩa như sau:

+ VSTQ (video service transmission quality) tham số không phụ thuộc vào hệ thống mã hóa/giải mã và chỉ

phụ thuộc vào mạng truyền tải video.

+ VSPQ (video service picture quality) tham số phụ thuộc hệ thống mã hóa/giải mã.

+ VSAQ (video service audio quality) tham số đánh giá chất lượng âm thanh.

+ VSMQ (video service multimedia quality) tham số tổng hợp đánh giá chất lượng âm thanh và hình ảnh kết

hợp.

+ VSCQ (video service control quality) tham số đánh giá chất lượng điều khiển video.

2.5 Kỹ thuật truyền hình số

CHƯƠNG 2

2.5.12. Các mô hình và chỉ tiêu đánh giá lỗi

c. Mô hình tham chiếu rút gọn:

Giải thuật trong hình tham chiếu rút gọn không sử dụng toàn bộ tín hiệu video tham chiếu, chỉ một phần

thông tin tham chiếu được truyền đến bộ so sánh thông qua một kênh dữ liệu riêng. Băng thông dành cho

kênh dữ liệu này tùy thuộc vào điều kiện ràng buộc của từng ứng dụng. Hiện tại có những giải thuật cho phép

băng thông dùng cho thông tin tham chiếu chỉ yêu cầu nhỏ hơn 10kbps.