TRUYỀN HÌNH SỐ VÀ MULTIMEDIA (Digital Compressed Television and Multimedia) - Phần 3

Chia sẻ: Nguyen Nhi | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:59

Thêm vào BST

Báo xấu

285
lượt xem 95
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Truyền hình kỹ thuật số mặt đất (tiếng Anh: Digital Terrestrial Television - DTT) là công nghệ chuyển đổi từ analog (tương tự) sang digital (kỹ thuật số). Ưu điểm của phương thức này là hình ảnh sắc nét, có chiều sâu, loại bỏ hoàn toàn hiện tượng nhiễu và bóng ma (ghost free) vốn là nhược điểm của truyền hình analog thông thường, loại bỏ tác hại của các tia sóng phản xạ, không bị ảnh hưởng nhiễu phát ra do máy vi tính, mô tơ điện, sấm sét... Truyền hình kỹ thuật số mặt đất có khả năng...

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: TRUYỀN HÌNH SỐ VÀ MULTIMEDIA (Digital Compressed Television and Multimedia) - Phần 3

III. NÉN TÍN HIỆU VIDEO / AUDIO: III ° KT tương tự: Nén thông tín video bằng cách giảm độ rộng băng tần màu < 1,2 MHz ° Trong R601: Trong Y: 5,75 MHz Y: Cr/Cb: 1,2  1,35MHz (giảm băng tần-nén) 1,2 3.1. Độ dư thừa và entropy trong Video 3.1. a. Dư thừa theo thống kê a. Dư Các giá trị dữ liệu thông tin giống nhau: rất nhiều, u, ví dụ các vùng có mức giống nhau (dư thừa, lặp lại):
+ Vùng ảnh rộng: dư thừa không gian ng: dư ng không (nền ảnh đều) (n + Vùng giữa 1 chuỗi ảnh: dư thừa thời nh: dư gian (chỉ cần mã hoá 1 dữ liệu giống gian ng nhau và lặp lại toàn bộ ở phần giải mã) nhau Quá trình nhận dạng các pixels giống nhau gọi là giải tương quan dữ liệu (decorrelation), ví dụ dùng ng DCT (tập trung hầu hết năng lượng của khối pixels DCT pixels vào 1 số ít hệ số). b. Dư thừa tâm sinh lý b. Dư Mắt tiếp nhận các sample không đều nhau (chói, i, màu): Nếu không nhìn thấy 1 sai số
thì sai số này không có tác động lên chất lượng thu th ng nhận ảnh khôi phục; Do đó có thể loại bỏ một số giá c; Do nh trị c. Entropy (đo trung bình nội dung thông tin/ mẫu nhị phân)  Sự kiện có xác suất nhỏ hơn (giá trị nhị phân của (gi sample) sẽ cho thông tin nhiều hơn. sample)  Nếu nén video giảm tốc độ bit dưới giá trị entropy, entropy, thì một số thông tin ảnh bị mất th thông Đặc trưng của mắt (HVS): (3.1) Imax Imin  Contrast  ;I  cöôøng ñoä saùng Imax  Imin
Độ nhạy về contrast của Độ nhạy về contrast của HVS HVS Tần số kg cao chrominance 1 100 50 0,1 Tần số kg thấp luminance 10 0,01 Tsố k/g f/ Hz [chu kỳ/độ] 0,001 1 50 50 100 10 1 1 5 10 Hình 3.1 Hình 3.2
soá chu kyø [ckyø / 0 ] Ñoä phaân giaûi aûnh   w  w 0 Goùc nhìn   2 arctan   57,3 [ ]  2d   d soá doøng hình Ñoä phaân giaûi  (3.2) ñoä roäng aûnh Imax  Imin Ñoä töông phaûn  Imax  Imin
g ộn ộr =đ W d= k ho ảng các h  Imax (sóng) Imin chu kỳ Hình 3.3
3.2. Kỹ thuật giảm (nén) dữ liệu video: (có 2 nhóm): m): Nén có tổn thất và Nén không tổn thất Nén video Không tổn thất Tổn thất Lượng tử Tách fsamp thấp DCT VLC RLC DPCM hoá, VLC vùng xoá (băng con) Cho các hệ số DCT JPEG, MPEG-1/2,DV  Huffman Dùng Chỉ các giá trị của sample 0 là  mã hoá được mã hoá theo số chạy (RUN); cho tín entropy Còn các giá trị =0 dọc theo dòng hiệu quét (tạo lại bằng tách tương quan màu C Hình 3.4 DCT)
+ Mã hoá DPCM e Lấy mẫu e' Mã hoá Video V+  Ra entropy - + p v'  Dự báo Hình 3.5 + e=v-p - sai số dự báo e’ - sai số lượng tử hoá v’ = e’+p - tín hiệu khôi phục + Giải mã DPCM + Giải mã e' + v'  Ra entropy + p Dự báo Hình 3.6
+ Mã hoá dùng DCT Mã  Các bước mã hoá DCT (1 chiều): 8 pixel chói liên tiếp trong 1 dòng 98 92 95 80 75 82 68 50 1. Biểu diễn biên độ chói của chuỗi các pixel theo pixel thời gian: th Biên độ pixel chói t 0 2. Lấy mức DC trung bình của chuỗi pixel pixel Mức DC pixel chói t 0
3. Tìm phương sai từ mức trung bình các 3. pixel chói. Phương sai pixel chói 0 t 4. Biểu diễn phổ của các pixel chói từ 0Hz1/2fsample (6,75 MHz) sample Năng lượng f 0 6,75 MHz
5. Tách thành các băng tần với các hệ số DCT 5. tương ứng của tín hiệu chói. Năng lượng f 0 fsample/2 6. Biểu diễn các giá trị hệ số đặc trưng cho mỗi băng băng con. con. Năng lượng Nếu độ dư thừa không gian cao thì, AC  0 f 0 DC AC
a. Khối DCT 2 chiều 99 92 95 80 75 82 68 50 Hàng 1 Biên độ pixel 99 97 91 94 79 74 81 67 49 50 Khối 8X8 các pixel 95 89 92 77 72 79 65 47 t 0 (Chiều ngang) 93 87 90 75 70 77 63 45 Biên độ pixel 91 85 88 73 68 75 61 43 85 89 83 86 71 66 73 59 41 37 87 81 84 69 64 71 57 39 Hàng cuối t 0 85 79 82 67 62 69 55 37 (Chiều ngang) Cột 1 cột cuối Biên độ pixel Biên độ pixel 99 Hình 3.7 50 85 37 t(chiều đứng) 0 t (chiều đứng) 0
Giá trị hệ số khối 8 X 8 DCT 591 106 -18 28 -34 14 18 50 35 0 0 0 0 0 0 0 -1 0 0 0 0 0 0 0 3 0 0 0 0 0 0 0 -1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 -1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0  Tách phổ năng lượng theo (hàng, cột)  Biểu diễn các hệ số DCT , hàng cột
FDCT: C(u)C( v) 7 7 (2j  1)u (2k  1)v F(u, v)    f(j, k). cos 16 cos 16 4 16 j 0k  0 (3.3) F(u, v) - caùc heä soá cuûa khoái DCt 8x8 f( j, k )  sample goác trong khoái 8x8 pixel choùi u : 0...7 - taàn soá khoâng gian ngang v : 0...7 - taàn soá khoâng gian ñöùng 1  , neáu u, v  0  C(u), C(v)   2 1 , neáu u, v  1,2,3,...,7  IDCT: 7 7 (2j  1)u (2k  1)v f(j, k)    C(u)C(v).F(u, v) cos cos 16 16 j0k 0 (3.4)
a. Khối DCT 3 chiều Hệ số DC 500 400 0 200 2 4 0 v Hình 3.8 6 -200 0 1 2 3 4 5 6 7 u
+ Quá trình giảm dữ liệu nhờ DCT Điều khiển phản hồi Dữ Làm tròn Ra VLC DCT buffer liệu vào trọng số (nén) Phân tích Điều khiển tiến Hình 3.9
+ Quá trình giảm dữ liệu cụ thể Khối DCT Bảng Khối ID (Nhận chọn tốc độ trọng số lượng tử hóa dạng) bit ra Huffman Y giá trị DCT CR Tạo Lượng Quét buffer Ra DCT RLC VLC macro- CB tử hóa Zig-zag block Hệ số Hệ số DC, Khối 8X8 thang độ giải mã pixel (DPCM) Một số hệ số 0 (sau hệ Quét Zig-zag số DC) được mã hoá Đặt các từ ngắn cho các =1; số lượng 0 chạy mức đều nhau, đặt các từ trước 1 hệ số 0 dài cho các mức xảy ra không đều Hình 3.10
+ Giải mã DCT Bảng Bảng trọng số Huffman Y Tách khối CR Lượng đảo VLC RLC IDCT tử hóa macro-block C Zig-zag B Giải mã hệ số DC Hình 3.11 dùng DPCM
+ Kỹ thuật giảm dữ liệu không gian - thời gian: không  Dư thừa giữa các frames (chênh lệch = phần động); phần cố định là dư thừa. Giảm bằng cách: ch: dùng quá trình IDCT (khôi phục các giá trị chênh chênh lệch của khối 8x8 pixel) và độ trễ frame, tổng hợp các giá trị chênh lệch với các giá trị của frame trước.c. Khối pixel dự báo trừ đi khối pixel gốc  khối sai Kh sai số dự báo. Nếu không có chuyển động thì khối dự báo không thoả mãn. mãn.
Mã hoá DCT/DPCM: Mã Khối pixel Lượng 2-D  Ra VLC gốc frame tử hóa DCT (n+1) + Khối sai số dự báo  IDCT + Khối dự báo frame n Trễ Hình 3.12 frame Giải mã DCT/DPCM: Khối sai số dự báo Giải Đảo + Khôi phục Giải mã  lượng 2-D video VLC tử hóa IDCT Trễ frame Hình 3.13