MỤC LỤC DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT DANH MỤC CÁC BẢNG DANH MỤC HÌNH VẼ MỤC LỤC DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT MỞ ĐẦU CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN HDTV 1.1.Khái niệm HDTV 1.1.1 Khái niệm ưu điểm HDTV [5] 1.1.2.Tỷ lệ khuôn hình [3] 1.1.3.Đặc tính quét ảnh .4 1.1.4.Độ phân giải hình băng thông tín hiệu 1.2.Lịch sử xu hướng phát triển [5] 1.2.1 HDTV Nhật Bản 1.2.2 HDTV Mỹ 1.2.3 HDTV châu Âu 1.3.Mô hình tổng quan hệ thống HD 11 1.3.1.Hệ thống thiết bị trung tâm (Master Headend) 11 1.3.2.Hệ thống mạng phân phối tín hiệu 11 1.3.3.Thiết bị đầu cuối thuê bao 12 CHƯƠNG 2: CÁC CÔNG NGHỆ VÀ KỸ THUẬT ĐƯỢC SỬ DỤNG TRONG HDTV 13 2.1.Tần số lấy mẫu cấu trúc lấy mẫu 13 2.2.Lượng tử hoá 14 2.3.Nén video số MPEG [3] .15 2.3.1.Tổng quan nén MPEG 15 2.3.2.Nguyên lý nén Video 16 2.3.3.Nén ảnh 17 2.3.4.Nén liên ảnh 19 2.4.Nén MPEG [3] 21 2.4.1.Tổng quan MPEG 21 2.4.2 MPEG Profile 25 2.4.3 MPEG Visual (Part 2) 29 2.4.4 MPEG AVC (Part 10)/ H264 34 2.5.Nén HDTV 41 2.6.Chuyển đổi âm tiêu chuẩn SD sang âm tiêu chuẩn HD 44 CHƯƠNG 3: TRUYỀN DẪN HDTV 45 3.1.Phát HDTV qua vệ tinh 46 3.1.1 Phát sóng theo chuẩn DVB-S 46 3.1.2 Chuẩn DVB-S2 [4] .47 3.1.3 Phát HDTV qua vệ tinh sử dụng DVB-S2 50 3.2.Phát HDTV qua sóng mặt đất .51 3.2.1 Chuẩn DVB-T .52 3.2.2 Chuẩn DVB-T2 [4] .52 3.3.Phát HDTV qua mạng cáp 64 3.3.1 Phát HDTV qua chuẩn DVB-C .64 3.3.2 Giới thiệu DVB-C2[4] 68 3.3.3 Kiến trúc hệ thống DVB-C2 70 3.4.Phát HDTV qua IP 79 CHƯƠNG 4: MỘT SỐ KẾT QUẢ MÔ PHỎNG 81 4.1.Mô hình mô 81 4.1.1.Mô hình hệ thống DVB-T .81 4.1.2.Mô hình hệ thống DVB-T2 82 4.1.3.Mô hình hệ thống DVB-S2 83 4.2.Đánh giá số kết mô .83 4.2.1.Hệ HDTV sử dụng chuẩn DVB-T 83 4.2.2.Hệ thống DVB-S2 84 4.2.3.Hệ thống DVB-T2 85 CHƯƠNG 5: ỨNG DỤNG TRIỂN KHAI HDTV TẠI VIỆT NAM .86 5.2.1.Kỹ thuật De-interlacing [6] 88 5.2.2.Kỹ thuật upconvesion [6] 91 KẾT LUẬN: 93 MỞ ĐẦU HDTV (High-definition television) hệ thống truyền hình số quảng bá có độ phân giải cao cho hình ảnh đẹp, sắc nét, màu sắc đa dạng phong phú kết hợp với hệ thống âm số trung thực, đa kênh tạo dịch vụ có chất lượng trội so với hệ thống truyền hình truyền thống (PAL, NTSC, SECAM) Chuẩn truyền hình đưa đến cho người xem không cảm nhận chất lượng hình ảnh tốt với độ phân giải cao mà mang lại cảm giác ấn tượng vẻ đẹp, độ chân thực, độ sâu kích thước toàn hình ảnh Hơn nữa, với việc cung cấp tín hiệu âm vòng (surround sound) 5.1 mang lại cho người xem cảm giác ngồi rạp chiếu phim Việc người dùng chuyển lên HDTV thay SDTV coi bước tiến đáng nhớ cho ngành công nghiệp điện tử gia dụng, tương tự việc nhân loại chuyển từ tivi đen trắng sang tivi màu trước Việc truyền dẫn dịch vụ HDTV công công nghệ khác đặc biệt sử dụng chuẩn DVB (T,S,C) gặp khó khăn yêu cầu cân băng thông tín hiệu chất lượng kênh truyền Sự đời chuẩn nén MPEG-4/AV cải thiện hiệu suất nén dòng tín hiệu hiệu sử dụng kênh truyền Đầu năm 2009 đánh dấu công nhận hệ tiêu chuẩn thứ DVB gồm DVB- T2, DVB-S2, DVB-C2 với việc làm giảm nhiều dung lượng kênh, tăng độ tin cậy khả chống nhiễu thúc đẩy phát triển mạnh dịch vụ HDTV Hiện Việt Nam truyền hình độ phân giải cao khái niệm người sử dụng Trên thị trường xuất hình Plasma LCD xem truyền hình với độ phân giải cao, việc sản xuất chương trình cung cấp loại hình dịch vụ giai đoạn xây dựng phương án đầu tư, nghiên cứu phát thử nghiệm Luận văn “Truyền hình số có độ phân giải cao HDTV khả ứng dụng Việt Nam” vào nghiên cứu công nghệ, chuẩn sử dụng HDTV đánh giá so sánh hiệu việc sử dụng tiêu chuẩn DVB thứ truyền dẫn phát sóng HDTV Đồng thời đánh giá trạng việc áp dụng công nghệ tiên tiến vào nước ta người sử dụng có cách sâu sắc dịch vụ HDTV Việt Nam Nội dung luận văn chia thành chương sau: Chương 1: Tổng quan HDTV Chương 2: Các công nghệ kỹ thuật sử dụng HDTV: Lấy mẫu, lượng tử hoá, nén video số, chuẩn nén MPEG4, MPEG-4/AVC, kỹ thuật âm vòng sử dụng HDTV Chương 3: Các công nghệ truyền dẫn HDTV, giới thiệu chuẩn DVB hệ thứ (DVB-T2,DVB-S2,DVB-C2) so sánh đánh giá hiệu kênh truyền Chương 4: Một số kết mô sử dụng phần mềm mô MATLAB 2009a mô hệ HDTV, so sánh đánh giá hiệu suất việc dùng chuẩn DVB hệ thứ qua mã hoá LDPC Chương 5: Ứng dụng triển khai HDTV Việt Nam Qua lời nói đầu tác giả xin gửi lời cảm ơn sâu sắc tới TS.Ngô Thái Trị, người tận tình hướng dẫn trình hoàn thiện luận văn này; xin cảm ơn thầy cô giáo, bạn học lớp, bạn bè đồng nghiệp giúp đỡ động viên suốt thời gian thực luận văn Hà Nội, tháng 12 năm 2009 Học viên Nguyễn Thị Thu Trang CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN HDTV 1.1.Khái niệm HDTV 1.1.1 Khái niệm ưu điểm HDTV [5] HDTV sử kỹ thuật tiên tiến để tăng thêm chi tiết ảnh cải tiến chất lượng âm cung cấp tới tivi Chất luợng hình ảnh tương đương với 35 mm phim camera, chất lượng âm tương đương với máy nghe nhạc compact Để đạt điều HDTV tạo thêm dòng điện tử quét ngang hình thêm electron để tạo thêm chi tiết ảnh Các hệ thống truyền hình truyền thống cung cấp loại tivi với 525 dòng quét (NTSC) với 300 điểm ảnh trên/dòng HDTV sử dùng 1000 dòng quét với khoảng 1000 điểm ảnh dòng Với việc tăng thông tin cho hình ảnh nên HDTV yêu cầu băng thông cao hẳn so với hệ thống truyền hình truyền thống tăng hiệu xuất sử dụng băng thông Các ưu điểm HDTV so với SDTV Khuôn hình rộng hơn, hình ảnh có độ sắc nét rõ ràng Âm với chất luợng cao Băng thông sử dụng hẹp Khả chống xuyên nhiễu tốt, số tượng bóng hình(ghosting), muỗi (snow) không tìm thấy với hệ thống HDTV 1.1.2.Tỷ lệ khuôn hình [3] Tỷ lệ khuôn hình tỷ lệ chiều ngang chiều cao hình ảnh, chất tỷ lệ số điểm ảnh tích cực dòng số dòng tích cực Tỷ lệ truyền thống 4:3, tỷ lệ khuôn hình rộng 16:9 Một số ưu điểm khuôn hình rộng là: + Góc nhìn thấy người khoảng xung quanh 120 o, nhìn hình nhỏ tỷ lệ 4:3 từ khoảng cách vài mét, phải làm hẹp góc nhìn cách đáng kể chí lên đến 10o Điều làm giảm khả cảm thụ hình ảnh + Tỷ lệ khuôn hình 16:9 (1.78:1) gần với tỷ lệ khuôn hình sử dụng điện ảnh (thường 1.85:1 2.35:1) + Phần lớn chuyển động hình thực theo chiều ngang (ví dụ bóng đá, đua xe), hình rộng đáp ứng tốt + Màn hình rộng có nghĩa giảm bớt số lượng hình cận cảnh chuyển cảnh Mặt khác chuyển động hình rộng liền mạch liên tục với chương trình có tính phim ảnh Nói cách đơn giản giảm bớt chuyển cảnh nhanh ta nhìn nhiều hình rộng Hình sau cho ta thấy hiệu tỷ lệ khuôn hình 16 Khoảng cách nhìn: 3H Khoảng cách nhìn: 7H Góc nhìn: 30 Góc nhìn: 100 Hình 1.1: So sánh HDTV SDTV tỷ lệ khuôn hình HDTV sử dụng tỷ lệ khuôn hình rộng 16:9 1.1.3.Đặc tính quét ảnh Với định dạng 720p, tần số mành tần số khung, khung hình truyền bao gồm mành quét với 750 dòng tín hiệu Với định dạng 1080i, khung hình gồm 1125 dòng tín hiệu, truyền mành Mành gồm dòng lẻ, gồm có 563 dòng Mành gồm dòng chẵn, gồm có 562 dòng Tần số khung tương ứng với hệ tần số 25Hz 30Hz Tần số dòng với định dạng 1080/30i: fH = 30 x 1125 = 33750Hz Tương tự vậy, tần số dòng với định dạng 1080/25i 28125Hz, với định dạng 720/60p 45000Hz, với định dạng 720/50p 37500Hz Bảng sau thể thông số quét ảnh HDTV tương tự STT Thông số Tần số khung (Hz) 50Hz 720p 50 1080i 60Hz 720p 1080i 25 60 30 Tần số mành (Hz) Dạng quét Tổng số dòng Dòng tích cực Dòng trống 50 50 60 1:1 750 2:1 1125 1:1 750 60 2:1 1125 1080 (21720 (26 đến 1080 (21-560, 720 (26 đến 560, 564745) 564-1123) 745) 1123) 45 (1-20, 56145 (1-20, 30 (1-25, 30 (1-25, 563, 1124561-563, 746-750) 746-750) 1125) 1124-1125) Tần số dòng (fH, 37500 28125 Hz) Bảng 1.1: Thông số quét ảnh HDTV 45000 33750 1.1.4.Độ phân giải hình băng thông tín hiệu Độ phân giải đứng tương đương với số lần chuyển đổi dòng tín hiệu mức trắng mức đen toàn ảnh Từ năm 1930, xác định độ phân giải chiều đứng tính 70% số dòng tích cực Hệ số 0.7 gọi hệ số K (Kell Factor) Độ phân giải chiều đứng thường thể dạng số dòng chiều cao ảnh (LPH – Lines per piture height), giá trị dùng để xác định mức phân giải đứng tối đa hiển thị Nếu ảnh yêu cầu độ phân giải cao giá trị phân giải đứng mành ảnh bị mờ Độ phân giải ngang mành định bề rộng băng thông cần thiết để truyền tín hiệu Ta tính toán ví dụ hệ 1080/25i sau: Số dòng tích cực: 1080 Độ phân giải đứng: 1080 x 0.7 = 756 LPH Với tỷ lệ khuôn hình 16:9, chiều ngang mành phải đảm bảo hiển thị số điểm ảnh là: 756 x 16/9 = 1344 điểm ảnh Tần số mành hệ 1080/25i là: 28125Hz, thời gian tích cực dòng là: (1/28125) x (1920/2640) = 25.858µs Do chiều ngang có số điểm ảnh 1344, nên số lần chuyển đổi điểm ảnh đen trắng dòng 1344/2 = 672 lần Thời gian lần chuyển đổi là: 25.858/672 = 0.0384µs Tần số cực đại là: 1/0.0384 = 26.04 MHz Đây độ rộng băng thông tối thiểu cần thiết để truyền tín hiệu đảm bảo độ phân giải đứng ngang nói Nếu giảm độ rộng băng thông truyền tín hiệu, làm giảm độ phân giải hình Tính toán với tín hiệu chói, với tín hiệu hiệu mầu, độ rộng băng thông tương ứng 13MHz Độ phân giải SDTV châu Âu 720 điểm ảnh dòng, 575 dòng tích cực mành quét xen kẽ, tương đương với 0.41Mpixels Tại Bắc Mỹ số dòng tích cực chí hơn, có 480 dòng quét xen kẽ Độ phân giải định dạng HDTV 1080i 2Mpixels, tức cao lần so với SDTV Cũng cần phải nhấn mạnh rằng, đĩa DVD hay chương trình truyền hình số (truyền qua cáp, vệ tinh số, hay số mặt đất) có 575 dòng tích cực nhiều người nghĩ DVD hay truyền hình số có độ phân giải cao Để dán nhãn HD ready, thiết bị cần 720 dòng vật lý, phần lớn TV hình phẳng có 768 dòng Các Projector độ phân giải cao thường gọi Projector 720p có độ phân giải 1280x720 Một điều quan trọng cần nhấn mạnh là: Các yêu cầu để đạt HD ready không đề cập đến số điểm ảnh dòng, ta cần hiểu số điểm ảnh nhiều tốt Độ phân giải đặc chưng hiển thị HD là: 1280x720(0.92Mpix), 1280x768(0.98Mpix), 1024x768(0.78Mpix), 1024x1024(1.05Mpix), 1366x768(1.05Mpix), 1920x1080(2.07Mpix) Thiết bị hiển thị với độ phân giải gốc 1920x1080 biết đến với tên HD đầy đủ (Full HD) TV 1080p Projector Hình 1.2: Tương quan độ phân giải 1.2.Lịch sử xu hướng phát triển [5] 1.2.1 HDTV Nhật Bản Năm 1968, hãng NHK Nhật Bản bắt đầu nghiên cứu phát triển HDTV, kết cho đời chuẩn kỹ thuật dành cho studio: Số dòng quét/ảnh : 1125, tỷ lệ khuôn hình : 5/3, thương pháp quét: xen kẽ, tần số mành : 60Hz, độ rộng băng tần : 20MHz Đến tháng 10/1984, hệ MUSE (Multiple SubNyquist Sampling Encoding) NHK thiết kế để phát sóng truyền hình tương tự có độ phân giải cao qua vệ tinh Theo yêu cầu phát sóng, hệ MUSE phát triển với nhiều version khác Trong đó, băng tần tín hiệu HDTV nén từ 20MHz xuống 8.1MHz truyền, phát sóng qua vệ tinh Nhật Bản ghi nhận nước phát thương mại HDTV tương tự có thành công định Cho đến đầu năm 2000 Nhật Bản thức chuyển sang phát sóng HDTV số mặt đất theo tiêu chuẩn ISDB-T, phát sóng số HDTV qua vệ tinh theo tiêu chuẩn ISDB-S Hiện Nhật Bản sử dụng định dạng 1080i/60 với số mẫu dòng 1440 1920 Phát sóng mạng vệ tinh sóng mặt đất theo chuẩn ISDB-T ISDB-S -Mặt đất: + Có 17,9 triệu đầu thu HDTV số mặt đất bán tính đến 1/2007 + Đã phủ sóng 84 % lãnh thổ, tính đến cuối năm 2006 + Một số kênh HDTV khu vực nội đô Tokyo -Vệ tinh: + Có khoảng 20,4 triệu đầu thu HDTV số vệ tinh bán, tính đến 1/2007 + Một số kênh HDTV qua vệ tinh Nhật Bản: -Mạng cáp: Hiện không triển khai mạng cáp, nhiên thuê bao mạng vệ tinh mặt đất thu trực tiếp thông qua mạng cáp với thiết bị đầu cuối tương thích -Thị trường thiết bị hiển thị HDTV Đa dạng với nhiều model nhà sản xuất Giá thành ngày giảm - Xu hướng phát triển Theo lộ trình số hoá, đến năm 2011 Nhật Bản dừng phát sóng analog, toàn thuê bao truyền hình gia HDTV số Việc chuyển đổi từ kênh mặt đất tương tự sang số phát HDTV kế hoạch quốc gia Nhật Bản phải năm hoàn thành Thị trường TV phẳng LCD, PDP phát triển mạnh mẽ sản phẩm thị trường HDTV số đông đúc Nhật Bản Giá loại TV giảm xuống cách nhanh chóng, với xu hướng xuống khoảng 50$/inche HDTV trở lên thông dụng Nhật Bản, thân nhà cung cấp dịch vụ truyền hình xác định tiêu chí thông qua câu nói: HDTV điều cần thiết để sống sót 1.2.2 HDTV Mỹ Chính phủ Mỹ định nghiên cứu định dạng HDTV so với NHK để phù hợp với hệ thống phát sóng Các nhà nghiên cứu nhà sản xuất tập hợp lại thành nhóm riêng biệt để thực việc Bản thân nhóm xây dựng nên hệ truyền hình HDTV riêng là: DigiCipher HDTV System, DSC HDTV System, Advance Digital (AD) HDTV, CCDC HDTV System Đó tiền thân tổ chức The Grand Alliance với hệ GA HDTV, thành lập vào ngày 24/5/1993 từ việc thống nhóm nói Trong trình xây dựng hệ thống HDTV, Grand Alliance nhận thấy rằng, công nghệ phải chuyển sang số hoá để tương thích với hệ thống truyền hình Chính vậy, hệ thống HDTV Mỹ xây dựng từ đầu với truyền hình số hoàn toàn khác biệt với Nhật Bản Đến năm 1996 FCC thức lập tiêu chuẩn cho HDTV, phát số mặt đất theo tiêu chuẩn ATSC Tín hiệu số HDTV nén phát 80 Một gói IP chứa tối đa payload gói TS MPEG Hình 3.37: Cấu trúc gói liệu IP Truyền HDTV qua IP có sử dụng mã sửa sai Reed Solomon RFC 2733 81 CHƯƠNG 4: MỘT SỐ KẾT QUẢ MÔ PHỎNG 4.1.Mô hình mô Để hiểu vấn đề lý thuyết trình bày chương trước Trong chương này, giới thiệu chương trình mô hệ thống HDTV với chế độ điều chế, tỷ lệ mã sửa sai, khoảng bảo vệ khác Việc mô hệ thống sử dụng chương trình mô MATLAB để thực mô việc phát sóng HDTV với chuẩn DVB-T,DVB-T2, DVB-C2 Những mô hình lấy từ Demo-Blocksets- Application Specific Examples, MATLAB & SIMULINK R2009a chỉnh sửa cải tiến để phù hợp với yêu cầu 4.1.1.Mô hình hệ thống DVB-T Mô hình DVB-T, mode 2k mô tả hình 4.1 Hình 4.1: Mô hình DVB-T, mode 2k Mô hình bao gồm khối chức độc lập, khối biểu diễn hàm m-file AWGN Channel Hình 4.2: Khối cộng nhiễu Gauss trắng Tín hiệu lối vào tín hiệu lối số thực số phức Nếu tín hiệu vào thực khối cộng nhiễu Gauss thực tạo tín hiệu thực lối Khi tín hiệu lối vào phức, khối cộng tín hiệu 82 Gauss phức tạo lối tín hiệu phức Khi sử dụng thay đổi mode với lối vào phức, giá trị thay đổi ngang thành phần thực chia cho thành phần ảo tín hiệu lối vào Thông số thay đổi Initial seed, Mode, Eb/No (dB), Number of bits per symbol, Input signal power (watts), Symbol period (s) Có thể xác định khác tạo nhiễu kênh AWGN tỷ số tín hiệu tạp Eb/N0 Eb/N0 với tín hiệu bít symbol, hay tỷ lệ tín tạp SNR DVB-T sử dụng khối mã hoá sửa sai RS(204,188) kết hợp với khối mã hoá Punctured Convolutional Code ( R), giá trị tỉ lệ mã R sử dụng để mô 1/2, 2/3, 3/4 Nrs N= Nrs Convolution Encoder 2Nrs Puncture Function Rcc Hình 4.3: Bộ mã hoá Convolutional Code Khối Mapper DVB-T sử dụng điều chế sở QPSK 2K, 16QAM, 64-QAM Khối OFDM dùng để mô chế độ 2k, kích thước IFFT 2048 1512 sóng mang có liệu có ích 4.1.2.Mô hình hệ thống DVB-T2 Hình 4.4 :Sơ đồ mô hình hệ thống DVB-T2 mode 32k 83 Ngoài khối DVB-T DVB-T2 có thêm khối BBFRAME, BCH Encoder, LDPC Encoder Mã LDPC mã khối, tức khối liệu mã hoá thành từ mã Mã LDPC xác định ma trận kiểm tra chẵn lẻ thưa mật độ thấp LDPC DVB-T2 có loại chiều dài từ mã : 64800 bit 16200 bit 4.1.3.Mô hình hệ thống DVB-S2 Sơ đồ mô hình mô hệ thống DVB-S2 hình vẽ 4.5 Hình 4.5: Mô hình DVB-S2 4.2.Đánh giá số kết mô 4.2.1.Hệ HDTV sử dụng chuẩn DVB-T Hình 4.6: Hệ HDTV sử dụng chuẩn DVB-T 84 4.2.2.Hệ thống DVB-S2 Hình 4.7 : So sánh phụ thuộc BER vào Eb/No kênh Gaussian sau sửa lỗi LDPC sử dụng QPSK 8QPSK 85 4.2.3.Hệ thống DVB-T2 Hình 4.8 : Sự phụ thuộc BER vào Eb/No kênh Gaussian sau sửa lỗi Viterbi sử dụng QAM Hệ mô chạy với tỷ lệ mã hoá R=2/3, ¾ tương ứng với điều chế 16 QAM, 64 QAM Kết thể so sánh hiệu suất sơ đồ điều chế với tỉ lệ mã sửa sai ta thấy QPSK tốt so với 16QAM 86 CHƯƠNG 5: ỨNG DỤNG TRIỂN KHAI HDTV TẠI VIỆT NAM Truyền hình Việt Nam lựa chọn hệ thống tiêu chuẩn DVB cho truyền hình số Việt Nam Hiện có đơn vị phát sóng truyền hình số mặt đất: Công ty VTC: phép phát sóng qua vệ tinh theo chuẩn DVB-T, nén MPEG2, MPEG4 Đài PTTH Bình Dương: phát truyền hình số mặt đất chuẩn DVB-T khu vực Bình Dương lân cận Đài TH TP Hồ Chí Minh: phát thử nghiệm khu vực thành phố với đơn vị phát qua cáp (DVB-C) HTVC, SCTV Tuy phát nhiều kênh HD thực tế đơn vị có vài kênh phát FullHD (kênh thu camera HD, dựng hình, làm hậu kỳ thiết bị HD, lưu trữ phương tiện thu tín hiệu HDTV từ vệ tinh phát sóng theo tiêu chuẩn HDTV) lại đa phần sử dụng kênh SDTV sau dùng phần mềm thiết bị phần cứng có tính convert để nâng cấp chất lượng chuyển đổi sang HDTV Tại phải phát kênh HDTV chuyển đổi chi phí sản xuất chương trình HDTV thật tốn nhiều so với SDTV, phải thay hết thiết bị có camere, dựng hình, hậu kỳ, lưu trữ sang chuẩn HD) phải mua quyền chương trình HDTV giá thật cao nhiều Với việc phát HDTV việc thu phát chuẩn tuân thủ theo chuẩn HDTV giới thiệu phần Với việc chuyển đổi kênh từ SDTV sang HDTV phải sử dụng số kỹ thuật để tăng độ phân giải, nâng cao chất lượng hình ảnh như: kỹ thuật deinterlacing, upconvesion Chuyển đổi khuôn hình 87 Video Transmissi on Format Chế độ hiển thị 16 x Full 16 Phóng to Nén hình dãn hình Chế độ hiển thị x Full Phóng to (b) (c) Nén hình Co hình (a) (d) (j) (e) (f) (g) (i) (h) Hình 5.1a: Mô tả chuyển đổi khuôn hình Việc chuyển đổi dịnh dạng việc cho phép khuôn hình xuất với tỷ lệ Đối với hình LCD thu tín hiệu HD có hỗ trợ giải pháp chuyển đổi khuôn hình từ SD sang tiêu chuẩn HD - Chuyển đổi sang HD giữ nguyên hình ảnh SD hai bên hình có hai dải sọc màu đen Giải sọc tận dụng để chèn dòng quảng cáo Kéo dãn hình ảnh lấp đầy khuôn hình 16:9 Giải pháp làm méo hình ảnh - Phóng to hình ảnh : giải pháp lấp đầy hình ảnh khuôn hình HD nhiên số hình ảnh rìa SD bị cảnh 88 Hình 5.1 b,c,d: Màn hình tivi chuyển đổi khuôn hình SD sang HD 5.2.1.Kỹ thuật De-interlacing [6] Là kĩ thuật quan trọng sử dụng miền không gian để tăng số dòng quét mành quét Hình 5.2: Minh họa trình De-Interlacing Để tăng số điểm ảnh người ta sử dụng thuật toán nội suy điểm ảnh điểm ảnh có 89 Hình 5.3: Nội suy điểm ảnh Điểm ảnh nội suy tổng hợp điểm ảnh lân cận trường ảnh (field) Có thể mô tả băng thuật toán sau: Định nghĩa: Chuỗi tín hiệu video số quét liên tục mảng liệu chiều bao gồm trục ngang, dọc trục thời gian Ta coi hàm Fp [x; y; n] với x : trục ngang, y: trục đứng n số trường Một điểm ảnh biểu diễn công thức sau: Thuật toán cho thấy có dòng chẵn quét mành chẵn dòng lẻ quét dòng lẻ Để tìm gia phần thiếu cảu trường ảnh người ta áp dung công thức : điểm ảnh thiếu trường ảnh ( chẵn, lẻ) mà cần phải tìm Có hai phương pháp áp dụng để tìm phản phù thiếu kĩ thuật interframe Intraframe - Interframe hay Lọc không gian: kỹ thuật khôi phục lai chế độ quét liên ục phương pháp nội suy điểm ảnh từ điểm ảnh khung.Công thức biểu diễn chế kỹ thuật Interframe : 90 Hình ảnh biểu diễn kỹ thuât Interframe Hoặc nội suy điểm ảnh từ điểm ảnh kế cận Hình ảnh biểu diễn - Intraframe kỹ thuật lọc miền thời gian cho phép nội suy điểm ảnh từ nhiều trường liên tiếp 91 Hình ảnh biểu diễn : Như với giải pháp cho phép khôi phục lai số dòng quét trường ảnh hình ảnh quét với chế độ liên tục Đồng thời cho phép tăng số dòng quét khung ảnh 5.2.2.Kỹ thuật upconvesion [6] Đây kỹ thuật cho phép nội suy khung ảnh loại bỏ số hiệu ứng xấu để tăng chất lượng hình ảnh Hinh biểu diễn kỹ thuật upconversion Hình 5.4: Kỹ thuật upconversion 92 Để đảm bảo chất lượng hinh ảnh tăng tốc độ truyền khung, loại bỏ tượng ảnh nhấp nháy nhòe ảnh người ta áp dụng kỹ thuật liên khung bù chuyển động Dưới hình ảnh biểu diễn kỹ thuật liên khung bù chuyển động a, b, c, 93 Hình 5.5: Kỹ thuật liên khung bù chuyển động Kết kỹ thuật cho phép thu hình ảnh sắc nét KẾT LUẬN: Cùng với phát triển khoa học công nghệ, việc phát triển truyền hình số, HDTV trở thành đích đến cho truyền hình nhiều quốc gia giới nhờ vào bước đột phá kỹ thuật nén file Khi phát HD, nén MPEG2 tốn kênh tần số, phát MPE đài nhờ công nghệ mà phát tín hiệu mặt đất, lẫn cáp hay IP vệ tinh thuận lợi Các nước tiên tiến đẩy mạnh việc quảng bá triển khai dịch vụ truyền hình có độ phân giải cao HDTV Hiện giới chưa thống tiêu chuẩn HDTV chung Các tổ chức truyền hình đành cố đạt vài thông số chung cho HDTV theo hai loại tần số mành 30Hz 25Hz Tại Việt Nam dịch vụ HDTV đưa vào nghiên cứu triển khai thử nghiệm phát sóng Trên thực tế, nhiều người dùng Việt Nam chưa thưởng thức trọn vẹn công nghệ HD có đầu HD-DVD hình HD Vì để tạo sản phẩm đạt chuẩn Full HD 1080, tất thiết bị từ máy quay phim, hệ thống biên tập, lưu trữ, truyền, phát, dẫn thu hình, phát hình phải đạt chuẩn Full HD 1080 Hiện đơn vị phát sóng, truyền dẫn theo cách khác nhau: DVB-T, DVB-S, DVB-C Và việc áp dụng phát theo chuẩn DVB-T2, DVB-S2, DVB-C2 sử dụng kỹ thuật nén tiên tiến MPEG4/AVC tất yếu việc phát triển mà DVB-T2 có dung lưọng kênh truyền tăng lên đến 50% độ tin cậy chất lượng dịch vụ cải thiện rõ rệt; DVB-S2 sử dụng số kỹ thuật kết hợp mã sửa sai HCB/LDPC, kỹ thuật quay chòm sao, mở rộng chế độ FFT sơ đồ điều chế QAM; DVB-C2 sử dụng kỹ thuật điều chế mã hoá kênh làm tăng hiệu suất sử dụng phổ lên 30% dung lượng đường truyền mạng HFC tăng 60% Truyền hình số HDTV lĩnh vực đầy hấp dẫn Tuy nhiên tính chất mới, phức tạp, đa dạng tính mở công nghệ đặc biệt lĩnh vực phát truyền hình giới nên chắc cho nhiều khám phá công nghệ mẻ Mặc dù có nhiều cố gắng nghiên cứu công nghệ thời gian trình độ người viết hạn chế nên không tránh khỏi thiếu sót Tác giả mong tham gia đóng góp ý kiến thầy cô bạn để luận văn hoàn thiện Thay lời kết, xin chân thành cảm ơn TS Ngô Thái Trị cán hướng dẫn trực tiếp, người truyền đạt cho kiến thức góp ý 94 nhiệt tình bạn bè, thầy cô đồng nghiệp giúp hoàn thành luận văn TÀI LIỆU THAM KHẢO Tiếng Việt [1] Đỗ Công Hùng, Đinh Thế Cường, Nguyễn Quốc Bình (2006), “Nâng cao chất lượng hệ thống OFDM BICM-ID”, Tạp chí “ Bưu Viễn thông Công nghệ thông tin” [2] Ngô Thái Trị (2001), “Truyền hình số”, Nhà xuất khoa học kỹ thuật Tiếng Anh [3] Charles Poynton (2003),“Digital video and HDTV Algorithms and Interfaces”, Copyright 2003 by Elsevier Science (USA), Printed in United States of America [4] European Broadcasting Union (April 2009),“Digital Video Broadcasting (DVB); Frame structure channel coding and modulation for a second generation digital transmission system”, CH-1218 GRAND SACONNEX (Geneva),Switzerland [5] Jim Krause, MA (2006), "HDTV- High Definition Television", Indiana University Department of Telecommunications 1229 East 7th Street, Bloomington [6] K.F.Ibrahim (2007), “Newnes Guide to Television and Video Technology”, Copyright 2007 Elsevier Ltd, Linacre House, Jordan Hill, Oxford OX2 8DP, UK [...]... với các cấp độ phức tạp khác nhau, tuỳ thuộc vào khả năng của bộ giải mã và nhu cầu phía đầu thu Co giãn độ phân giải không gian: cho phép bộ giải mã có thể giải mã một phần dòng bit để khôi phục lại hình ảnh, hay bề mặt, video với độ phân giải thấp đi Co giãn độ phân giải thời gian: cho phép bộ giải mã có thể giải mã một phần dòng bít để khôi phục lại các bề mặt, hình ảnh, video với độ phân giải thời... sử dụng một bảng các hệ số lượng tử, trong đó các hệ số ứng với thành phần tần thấp có giá trị nhỏ và các hệ số ứng với thành phần tần cao có giá trị lớn Các hệ số tương ứng trong bảng DCT sẽ được chia cho các hệ số trong bảng lượng tử, sau kết quả thu được sẽ được loại bỏ phần thập phân Do vậy sau quá trình lượng tử hoá, bảng ma trận thu được sẽ có các hệ số ứng với thành phần tần cao là rất nhỏ và. .. Profile: cung cấp giải mã cho các kết cấu hình ảnh tuỳ ý và hình ảnh tĩnh bao gồm cả mã hoá co giãn hình ảnh, thích hợp cho các ứng dụng cần sự truy cập ngẫu nhiên nhanh 9 Advance Core Profile: kết hợp khả năng giải mã các đối tượng video có hình ảnh tuỳ ý (như Core Visual Profile) và khả năng giải mã các đối tượng hình ảnh tuỳ ý co giãn (như Advance Scalable Profile) Thích hợp với các ứng dụng đa phương... chữ nhật và hình ảnh tuỳ ý Sự co giãn trong mã hoá sẽ cho phép khả năng giải mã một phần dòng bit và khôi phục lại chuỗi hình ảnh với các cấp độ khác nhau: Co giãn mức độ phức tạp tại mã hoá: cho phép mã hoá với các cấp độ phức tạp khác nhau, tạo ra dòng bit hợp lý với các bề mặt, hình ảnh hay video đã cho Co giãn mức độ phức tạp tại bộ giải mã: cho phép bộ giải mã có thể giải mã các bề mặt, hình ảnh,... hình là 16:9, và tần số mành là 50Hz Thời điểm đó, EU có kế hoạch chuyển đổi các hệ thống truyền hình tương tự hiện tại sang hệ thống D2-MAC thậm chí sang cả HD-MAC là hệ thống HDTV tương tự đầy đủ Tuy nhiên việc chuyển đổi này đã gặp một số trở ngại từ một số nước, khi họ lo ngại các hệ truyền hình HDTV này sẽ không thể tồn tại lâu dài do sự phát triển của truyền hình số Trong khi đó một số nước có. .. trên mạng cáp và mặt đất • HDTV tại Anh: Phát trên vệ tinh và mặt đất, sớm triển khai trên mạng cáp Có khoảng 9 chương trình HDTV • HDTV tại Bỉ Phát trên vệ tinh và mạng cáp Hiện tại có 3 chương trình HD1,2,3 Sắp có thêm HD4 • Một số nước khác: Tây Ban Nha: Có kế hoạch phát HDTV vào năm 2007 trên mạng cáp và vệ tinh Italy: Đã phát 5 chương trình trên vệ tinh Na Uy: phát trên vệ tinh và sóng mặt đất... toán và các công cụ để thực hiện các ứng dụng có tốc độ từ 5 đến 64Kbps, hỗ trợ chuối hình ảnh có độ phân giải không gian thấp (chất lượng CIF) và tốc độ khung thấp (15Hz) Các chức năng của cá ứng dụng cơ bản được hỗ trợ bởi VBVL Core là: Mã hoá chuỗi hình ảnh kích thước chữ nhật với hiệu quả mã hoá cao Các thao tác truy cập ngẫu nhiên, tua đi, tua ngược cho lưu trữ dữ liệu đa phương tiện VLB và cho... thời gian suy giảm Co giãn chất lượng: Giữ độ phân giải không gian và thời gian nhưng giảm chất lượng Chức năng này được thiết kế cho mã hoá các hình ảnh quét xen kẽ và phù hợp với các ứng dụng mà phía thu không có khả năng thể hiện độ phân giải đầy đủ hay chất lượng đầy đủ 31 2.4.3.4 Cấu trúc các công cụ trình diễn video tự nhiên Các thuật toán mã hoá hình ảnh và video của MPEG 4 mang đến sự trình diễn... tế, áp dụng cho các hệ truyền hình tại Mỹ, Nhật Bản, châu Âu MPEG 1 16 Được phát triển vào năm 1988-1992, là tiêu chuẩn đầu tiên của MPEG Chuẩn MPEG1 được sử dụng chủ yếu để nén tín hiệu VCD và các luồng tốc độ thấp khoảng 1.5Mbps MPEG1 hỗ trợ nén các tín hiệu có độ phân giải thấp 352x240(60Hz) và 352x288(50Hz), sử dụng biến đổi cosin (DCT) để loại bỏ dư thừa không gian, có dự đoán và bù chuyển động... khôi phục lại hình nền cho tất cả các khung hình tiếp theo bằng cách lấy hình nền từ bộ nhớ đệm Đối tượng tiền cảnh chuyển động (người chơi) sẽ được truyền đi độc lập như là 1 đối tượng video (VO) hìnhdạng tuỳ ý Hình ảnh khôi phục sẽ bao gồm cả hình nền và các hình tiền cảnh 34 2.4.4 MPEG 4 AVC (Part 10)/ H264 2.4.4.1 Giới thiệu Sự gia tăng của các loại dịch vụ và số lượng TV độ phân giải cao đã thúc