- Nguyên lý chuyển đổi ảnh quang thành tín hiệu điện..Error! Bookmark not defined. - ĐẶC ĐIỂM CỦA TÍN HIỆU HÌNH Error! Bookmark not defined. - Hình dạng của tín hiệu hình. - Phổ của tín hiệu hình Error! Bookmark not defined. - Méo tín hiệu chói Error! Bookmark not defined. - IV.1.2 Mục đích của nén tín hiệu số Error! Bookmark not defined. - NÉN TÍN HIỆU VIDEO THEO TIÊU CHUẨN MPEG Error! Bookmark not defined. - VI.4.1 Hệ thống truyền tín hiệu MPEG Error! Bookmark not defined. - 86 Bảng VI.1.6: Các giá trị của số PID 91 DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ Trang Hình I.1.1: Sơ đồ khối tổng quát hệ thống truyền hình 2 Hình I.1.2: Sơ đồ khối hệ thống truyền hình màu 3 Hình I.1.3: Sơ đồ khối của máy thu hình màu 5 Hình I.1.4: Phương pháp quét liên tục 6 Hình I.1.5: Phương pháp quét xen kẽ 8 Hình I.1.6: Hình dạng của tín hiệu hình 10 Hình I.1.7: Phổ tín hiệu hình 12 Hình II.1.1: Các dạng méo hình học 13 Hình II.1.2: Méo aperture. - Trong quá trình sản xuất các chương trình truyền hình số, thì nén tín hiệu là một khâu rất quan trọng và không thể thiếu. - Chất lượng tín hiệu sau khi khôi phục cũng chịu ảnh hưởng nhiều ở khâu này. - Tín hiệu điện mang tin tức về hình ảnh được gọi là tín hiệu hình hay còn gọi là tín hiệu video. - Quá trình chuyển đổi ảnh quang thành tín hiệu điện là quá trình phân tích ảnh. - Quá trình chuyển đổi tín hiệu - ảnh phải hoàn toàn đồng bộ và đồng pha với quá trình chuyển đổi ảnh – tín hiệu thì mới khôi phục được ảnh quang đó truyền đi. - Xung đồng bộ được đưa tới bộ chuyển đổi ảnh – tín hiệu để khống chế quá trình phân tích ảnh đồng thời cũng đưa đến bộ khuếch đại và gia công tín hiệu hình để cộng với tín hiệu hình rồi truyền sang phía thu. - Vấn đề đặt ra cho kỹ thuật truyền hình màu là làm thế nào không tăng số kênh thông tin mà vẫn truyền được hình ảnh màu hay nói cách khác biến hình ảnh màu thành một tín hiệu điện biến đổi theo thời gian, để có thể truyền đi bằng một kênh thông tin. - Hình ảnh cần truyền qua camera màu được biến đổi thành 3 tín hiệu màu cơ bản UR, UG, UB như hình trên. - Trong bộ cộng các tín hiệu UY và UC được trộn với nhau để trở thành tín hiệu truyền hình màu tổng hợp UM = UY’+UC. - Tín hiệu UM này được truyền đến bên thu bằng cáp, hệ thống vi ba hoặc máy thu phát vụ tuyến điện. - Quá trình biến đổi các tín hiệu màu cơ bản UR, UG, UB thành tín hiệu truyền hình màu tổng hợp UM gọi là quá trình mã hóa tín hiệu màu. - Phía bên thu tín hiệu UM nhận được (sau tách sóng video) biến đổi thành các tín hiệu màu cơ bản UR’, UG’, UB’. - Quá trình biến đổi ngược đó gọi là quá trình giải mã tín hiệu màu. - Quá trình giải mã thực hiện trong phần tần số video của máy thu hình màu tín hiệu truyền hình màu tổng hợp UM nhận được sau tách sóng được lọc ra từ tín hiệu chói UY’ và tín hiệu mang màu cao tần UC. - Sau bộ tách sóng màu, ta thu được tín hiệu mang màu S1 và S2 đó là các tín hiệu hiệu số màu. - Phần tử cuối cùng của hệ thống là ống thu, ở đây biến đổi các tín hiệu màu thành hình ảnh phức tạp. - Tín hiệu cao tần của băng sóng VHF và UHF được đưa tới khối chọn kênh tương ứng. - Đèn hình màu là phần tử chính của máy thu hình màu, nó biến đổi các tín hiệu màu cơ bản thành hình ảnh màu. - Trong truyền hình muốn biến đổi hình ảnh thành tín hiệu điện, cũng chia ảnh thành nhiều phần tử nhỏ, rồi biến đổi độ chói và màu của các phần tử đó thành tín hiệu điện. - Các bộ quét làm việc theo một quy luật đó định trước và được khống chế bởi các tín hiệu đồng bộ. - Nguyên lý chuyển đổi ảnh quang thành tín hiệu điện. - Nguyên lý chuyển đổi ảnh quang thành tín hiệu điện dựa trên cơ sở lần lượt chuyển đổi độ chói của từng phần tử ảnh thành tín hiệu điện. - Mức độ sáng của các phần tử trên màn tỉ lệ với công suất tia điện tử bắn vào, tức là tỉ lệ với mức tín hiệu hình điều chế tia. - ĐẶC ĐIỂM CỦA TÍN HIỆU HÌNH I.5.1. - Tín hiệu hình là tín hiệu đơn cực tính, bởi vì độ chói của ảnh có trị số dương, biến đổi từ không đến trị số dương cực đại. - Hình dạng của tín hiệu hình được mô tả như hình I.1.6. - 10 Hình I.1.6: Hình dạng của tín hiệu hình Trong qua trình chuyển đổi, tín hiệu hình bị ngắt quảng qua mỗi dòng. - Do đó mỗi chu kỳ quét được chia thành hai phần: phần quét thuận tia điện tử có tác dụng chuyển đổi ảnh thành tín hiệu điện, chiếm khoảng 82. - Trong khoảng thời gian quét ngược, tín hiệu không mang tin tức của ảnh nên được dùng để truyền xung tắt dòng. - Trong khoảng thời gian này, tín hiệu không mang tin tức của ảnh nên được dùng để truyền xung tắt mành. - Mức đen là mức tín hiệu ứng với điểm đen của ảnh. - Mức trắng là mức tín hiệu ứng với điểm trắng của ảnh. - Tín hiệu đồng bộ được tạo ra và truyền đi trên kênh thông tin cùng với tín hiệu hình. - Tổng hợp của tớn hiệu hình và tín hiệu đồng bộ cho ta tín hiệu truyền hình. - Phổ của tín hiệu hình. - Xác định phổ: Xác định tần phổ của tín hiệu hình là xỏc định thành phần xoay chiều của tín hiệu. - Ứng với các chi tiết lớn của ảnh là thành phần tần số thấp và ứng với các chi tiết nhỏ của ảnh là các thành phần tần số cao của tần phổ tín hiệu hình. - Hình dạng phổ tín hiệu hình: Nói chung tín hiệu hình là tín hiệu không chu kỳ (đối với ảnh động). - Nhưng nếu truyền ảnh bất động tín hiệu hình có tính chu kỳ, tính chu kỳ là do nguyên lý quét quyết định. - Lúc quét liên tục, tần số lặp lại của tín hiệu hình bằng tần số ảnh. - Lúc quét xen kẽ có thể tính gần đúng bằng tần số lặp lại của tín hiệu hình bằng tần số mành. - Phổ của tín hiệu màu thường được sắp đặt vào các khoảng trống của phổ tín hiệu chói. - Trong các hệ thống truyền hình đo lường cũng lợi dụng các khoảng trống này để truyền các tín hiệu kiểm tra. - 12 Hình I.1.7: Phổ tín hiệu hình A fV 2fV nfV fH fH+fVfH-fV fH+nfV2fH2fH+fV3fH f 13CHƯƠNG II: CÁC DẠNG MÉO VÀ NHIỄU TRONG TRUYỀN HÌNH Trong hệ thống truyền hình, ảnh quang được chuyển đổi thành tín hiệu hình, hay các thông tin về ảnh được mã hóa thành các mức khác nhau của tín hiệu hình. - Bất kỳ một dạng méo nào đối với tín hiệu hình cũng đều gây ra méo ảnh ở lối ra hệ thống. - Vì vậy để đảm bảo tính trung thực của hệ thống truyền hình các thiết bị truyền tín hiệu phải không gây ra méo hoặc méo không đáng kể. - Do ảnh hưởng của kích thước tia quét, biên độ của các thành phần tần số cao của tín hiệu hình bị giảm nhỏ, có nghĩa là tín hiệu hình bị méo. - Méo tần số Một trong những yêu cầu đối với đường truyền ( thiết bị đường hình, kênh thông tin ) là giải thông phải đủ rộng để cho toàn bộ tần phổ của tín hiệu hình đi qua. - Tuy nhiên, do hệ thống 15truyền tín hiệu không hoàn thiện nên tín hiệu chói bị méo khi có tác dụng của tín hiệu mang màu. - 17 - Vấn đề thứ tư Lựa chọn tín hiệu số hoá, kết hợp hay thành phần. - Và đối với bộ khuếch đại Klystron điều khiển theo xung thì phải bỏ đi các bộ tạo tín hiệu xung khi thực hiện việc chuyển đổi. - Nếu một trong các bộ khuếch đại song song này có khả năng khuếch đại số thì máy phát sử dụng chúng cũng có thể làm việc được với tín hiệu số. - Thật ra tầng sửa lỗi này đều quan trọng đối với cả tín hiệu số và tín hiệu tương tự. - Trong mọi trường hợp bộ điều chế phải được thay thế bằng một bộ có khả năng tạo tín hiệu đầu ra số. - Công suất đầu ra số hiệu dụng sẽ phải thấp hơn 7 - 10 dB so với công suất đỉnh tín hiệu sync ban đầu. - Hai nửa tín hiệu sau đó lại được cộng lại nhờ một bộ coupler 3 dB thứ hai trước khi gửi tới anten. - Tương tự như vậy tín hiệu Analog được nối vào đầu vào giải rộng và cũng được tách ra hai đường nhờ một bộ coupler 3 dB. - Các bộ lọc được yêu cầu phải lọc các tín hiệu số, khoá các kênh giải rộng và đặc biệt là các kênh liền kề thì quan trọng. - Tín hiệu số ít nhạy với các dạng méo xảy ra trên đường truyền. - Tính linh hoạt, đa dạng trong quá trình xử lý tín hiệu ( có hệ số nén rất lớn so với tín hiệu tương tự. - 25- Dễ dàng thích nghi với các bước chuyển tiếp sang tín hiệu độ phân giải cao hoặc phát thanh với chất lượng CD. - Nguyên tắc làm việc: Hệ thống phát: Các tín hiệu tương tự sau khi được chuyển đến A/D và đưa qua các phân hệ tương ứng để thực hiện mã hóa và nén tín hiệu. - Dòng tín hiệu số sau đó được ghép kênh với tín hiệu điều khiển phụ tại bộ ghép kênh thành một dòng truyền. - Dòng tín hiệu này được ghép mã truyền dẫn, mã kênh và điều chế trước khi đưa ra Anten phát. - Tín hiệu cao tần thu qua bộ tunenr được giải điều chế cao tần. - Tín hiệu tần số thấp được giải mã hóa kênh, giải mã truyền dẫn rồi đưa đến bộ giải mã ghép kênh. - Tín hiệu được đưa đến bộ giải mã ghép kênh được đến bộ chuyển đổi D/A của Audio và Video và đưa đến máy thu phát tương tự. - Truyền hình số yêu cầu băng tần rộng hơn Tỷ lệ công suất/ Công suất tạp âm Một trong những ưu điểm lớn nhất của tín hiệu số là khả năng chống nhiễm trong quá trình xử lý tại các khâu truyền dẫn và ghi. - Xử lý tín hiệu: Truyền hình số có thể xử lý và chuyển đổi tốt các chức năng mà hệ thống tương tự không làm được hoặc gặp nhiều khó khăn. - Hiện tượng này xảy ra trong hệ thống tương tự do tín hiệu truyền đến máy thu theo nhiều đường. - Ở tầng đầu tiên của bộ mã hóa video, tín hiệu video được trình bày dưới dạng thuận tiện để nén có hiệu quả nhất. - Tín hiệu sau khi được mã hóa sẽ truyền tới phía thu thông qua các kênh thông tin. - Thông tin chứa trong một tín hiệu có thể được chia làm 2 thành phần chính. - IV.1.5.2 Nén không tổn hao: Tín hiệu Nén Entropy IV.1.5.3. - Biến đổi Unita là biến đổi tín hiệu số trong miền thời gian (tín hiệu Audio số) hoặc trong miền không gian 2D (ảnh tĩnh) thành các hệ số trong miền tần số. - Biến đổi đa phân giải là chia tín hiệu thành tập các tín hiện con có độ phân giải khác nhau. - Loại bỏ đi tính “có nhớ” của nguồn tín hiệu bằng một bộ lọc đặc biệt có đáp ứng đầu ra là hiệu giữa tín hiệu vào s (n) và giá trị dự báo cho nó. - Trong phương pháp mã hóa chuyển đổi, tính có nhớ của nguồn tín hiệu được loại bỏ đi bằng một phép biến đổi. - e(k) i’(k)Lượng tử hóa Bộ dự đoán 38này có tính thuận nghịch, các hệ số này hoàn toàn có thể hồi phục thành giá trị tín hiệu ban đầu bằng phép chuyển đổi ngược. - Đây là phương pháp nén ảnh hiệu quả, nguyên lý cơ bản của phương pháp này là: Chỉ chuyển tải tín hiệu vi sai giữa mẫu và cho trị dự báo (được tạo ra từ các mẫu trước đó). - Công nghệ DPCM thực hiện loại bỏ tính có nhớ và các thông tin dư thừa của nguồn tín hiệu bằng một bộ lọc đặc biệt có đầu ra là hiệu số giữa mẫu đầu vào và giá trị dự báo của chính nó. - Do vậy, trong các công nghệ nén cần loại bỏ đi tính có nhớ của nguồn tín hiệu tức là thực hiện “giải tương hỗ” (decorelation) giữa các điểm lân cận nhau. - Chất lượng tạo dự báo bằng màn hiển thị tín hiệu sai số dự báo, ảnh tạo được càng đen tức giá trị tín hiệu này càng nhỏ và việc tạo dự báo càng chính xác. - Luật tạo dự báo này thích nghi theo tín hiệu nên chất lượng dự báo rất cao, sai số báo nhỏ. - Nếu quan sát ảnh tạo bởi tín hiệu sai số dự báo thích nghi ta sẽ thấy mức ảnh đen của ảnh rất cao hơn khi sử dụng các phương pháp tạo dự báo riêng rẽ. - Ảnh quan sát được từ nguồn tín hiệu sai số dự báo càng đen tức tín hiệu sai số dự báo càng nhỏ và quá trình dự báo càng chính xác. - C1 Với δ 2PCM là năng lượng một chiếu tín hiệu ảnh. - {δ2DPCM là năng lượng một chiều tín hiệu sai số dự báo. - Độ dốc tín hiệu giải mã không theo kịp độ dốc tín hiệu thực tế tại các rìa. - Trong dòng tín hiệu video thông thường, các khung liền nhau thường giống nhau. - Ảnh tạo bởi tín hiệu sai số biến đổi có bù chuyển động đen hơn rất nhiều với trường hợp dự báo không bù chuyển động
Xem thử không khả dụng, vui lòng xem tại trang nguồn hoặc xem
Tóm tắt