Tài liệu đánh giá một số kỹ thuật trong truyền hình tương tự và truyền hình số

Mô tả:

MỤC LỤC MỞ ĐẦU 1 CHƯƠNG 1: TRUYỀN HÌNH TƯƠNG TỰ 2 1.1.Giới thiệu về truyền hình tương tự 2 1.2. Truyền hình đen trắng 2 1.2.1. Phân loại 2 1.2.2. Các vấn đề kĩ thuật 2 1.2.3. Phổ của tín hiệu 5 1. 3. Truyền hình màu tương tự 6 1.3.1. Sơ đồ khối hệ thống truyền hình màu 6 1.3.2. Tín hiệu truyền hình màu 6 1.3.3. Ghép phổ của tín hiệu mang màu vào tín hiệu chói 7 1.3.4. Các hệ truyền hình màu 7 1.3.5. Phân loại các hệ màu 8 1.4. Kết luận chương 20 CHƯƠNG 2: TRUYỀN HÌNH SỐ 21 2.1. Hệ thống truyền hình số 21 2.1.1. Sơ đồ cấu trúc tổng quát của hệ thống truyền hình số 21 2.1.2. Quá trình biến đổi tương tự - số (biến đổi AD) 21 2.1.3. Quá trình chuyển đổi số – tương tự 24 2.2. Chuyển đổi số đối với tín hiệu video 25 2.2.1. Quá trình số hoá tín hiệu video tổng hợp 25 2.2.2. Các tiêu chuẩn lấy mẫu 26 2.2.3. Số hoá tín hiệu video thành phần ( Compoment Signal ) 27 2.2.4. Lượng tử hoá tín hiệu video thành phần 29 2.3. Nén tín hiệu truyền hình số 29 2.3.1. Sự cần thiết phải nén tín hiệu 29 2.3.3. Lí thuyết thông tin - Entropy 31 2.4. Mô hình nén ảnh 32 2.4.1. Phân loại các phương pháp nén tín hiệu video 32 2.4.2. Phương pháp nén không tổn hao 34 2.4.3. Phương pháp mã chuyển đổi (TC - Transform Coding) 39 2.4.4. Phương pháp nén liên ảnh 42 2.5. Nén tín hiệu AUDIO 45 2.6. Các tiêu chuẩn truyền hình số 51 2.6.1. Hệ thống quảng bá truyền hình hữu tuyến DVB-C 51 2.6.2. Hệ thống quảng bá truyền hình số vệ tinh DVB - S 52 2.6.3. Hệ thống quảng bá truyền hình số trên mặt đất DVB-T 53 2.7. Kết luận về truyền hình số 54 2.8. Kết luận chương 55 CHƯƠNG 3: ĐÁNH GIÁ MỘT SỐ KỸ THUẬT TRONG TRUYỀN HÌNH TƯƠNG TỰ VÀ TRUYỀN HÌNH SỐ 56 3.1. Phương pháp điều chế trong truyền hình tương tự và truyền hình số 56 3.1.1. Truyền hình tương tự 56 3.1.2. Truyền hình số 58 3.1.3. So sánh đánh giá phương pháp điều chế 59 3.2. Đánh giá về mặt mã hóa tín hiệu giữa truyền hình số và truyền hình tương tự 61 3.2.1. Mã hóa tín hiệu truyền trong truyền hình tương tự: 61 3.2.2.Mã hóa tín hiệu truyền đi trong truyền hình số 61 3.2.3. Đánh giá về mặt mã hóa tín hiệu giữa truyền hình số và truyền hình tương tự 65 3.3.Đánh giá kỹ thuật ghi đọc tín hiệu truyền hình tương tự và truyền hình số. 65 3.3.1.Ghi tín hiệu hình trên băng từ: 65 3.3.2.Ghi và lữu trữ audio 69 3.3.3.Kết luận đánh giá về phương pháp ghi tín hiệu 71 3.4. So sánh đánh giá về cấu tạo, tín hiệu phát và các phép đo máyphát. 71 3.5. Kết luận chương 73 KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN CỦA ĐỒ ÁN 74 TÀI LIỆU THAM KHẢO 75 LỜI NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN 76 DANH MỤC HÌNH Hình 1.1: Tín hiệu hình 3 Hình 1.2: Sơ đồ khối tổng quát hệ thống truyền hình đen trắng 4 Hình 1.3: Sơ đồ khối truyền hình đen trắng 4 Hình 1.4: Phổ của tín hiệu hình 6 Hình 1.5: Sơ đồ khối tổng quát hệ thống truyền hình màu. 6 Hình 1.6: Phổ của tín hiệu chói và tín hiệu màu cao tần 7 Hình 1.7: Sơ đồ khối phía phát NTSC. 8 Hình 1.8 : Quan hệ giữa trục I, Q và (R-y), (G - y) 9 Hình 1.9: Điều chế vuông góc NTSC 10 Hình 1.10: Sơ đồ khối bộ tạo mã màu hệ NTSC 11 Hình 1.11: Sơ đồ chức năng bộ giải mã màu hệ NTSC 12 Hình 1.12: Sơ đồ khối phía phát hệ Pal 13 Hình 1.13: Bộ điều chế vuông góc hệ PAL 14 Hình 1.14 : Đồ thị giải thích nguyên lí sửa méo pha của hệ PAL 15 Hình 1.15: Sơ đồ khối bộ mã hoá tín hiệu PAL 16 Hình 1.16: Sơ đồ khối bộ giải mã tín hiệu PAL 17 Hình 1.17: Sơ đồ khối phía phát hệ SECAM 18 Hình 1.18: Sơđồ khối mã hoá màu hệ SECAM 19 Hình 1.19: Sơđồ khối giải mã màu hệ SECAM 20 Hình 2.1: Sơ đồ cấu trúc khối tổng quát hệ thống truyền hình số 21 Hình 2.2: Sơ đồ khối mạch biến đổi tương tự –số. 22 Hình 2.3: Sơ đồ biến đổi số - tương tự 24 Hình 2.4: Đồ thị thời gian của tín hiệu ra mạch chuyển đổi 25 Hình 2.5: Tiêu chuẩn 4 : 4 : 4 26 Hình 2.6: Tiêu chuẩn 4 : 2 : 2 26 Hình 2.7: Tiêu chuẩn 4 : 2 : 0 27 Hình 2.8: Tiêu chuẩn 4 : 1 : 1 27 Hình 2.9: Mức lượng tử tín hiệu hiện màu trong trường hợp số hoá 8 bit. 30 Hình 2.10: Mô hình hệ thống nén video 33 Hình 2.11: Sơ đồ sự phối hợp các phương pháp nén tín hiệu video 33 Hình2.12: Sơ đồ khối bộ mã hoá DCPM 37 Hình 2.13: Sơ đồ khối giải mã DCPM 38 Hình 2.14: Sơ đồ khối DPCM trong mành 39 Hình 2.15: Lượng tử hoá có trọng số 42 Hình 2.16: Véc tơ chuyển động giữa hai khung hình liền nhau 44 Hình 2.17: Mô hình nén liên ảnh 44 Hình 2.18: Nén liên ảnh (ảnh dự đoán trước) 45 Hình 2.19 : Nén liên ảnh (ảnh dự đoán hai chiều) 45 Hình 2.20: Đặc tuyến che lấp đối với hệ thống thính giác trong miền tần số 48 Hình 2.21: Cấu trúc bộ mã hoá Audio 49 Hình 2.22: Đường cong che lấp 51 Hình 2.23: Sơ đồ của hệ thống truyền hình số hữu tuyến 53 Hình 2.24: Sơ đồ khối hệ thống quảng bá truyền hình số vệ tinh 53 Hình 2.25: Sơ đồ khối của hệ thống thu truyền hình số vệ tinh 54 Hình 2.26: Sơ đồ khối hệ thống DVB-T 55 Hình 3.1. Sơ đồ điều chế tín hiệu video và audio trong truyền hình tương tự 57 Hình 3.2: Phổ của tín hiệu điều chế 58 Hình 3.3: Điều chế tín hiệu tiếng 58 Hình 3.4: Tiêu chuẩn DVB - C 59 Hình 3.5: Tiêu chuẩn DVB – S 60 Hình 3.6: Tiêu chuẩn DVB – T 60 Hình 3.7: Mạch mã hóa tín hiệu truyền hình màu 62 Hình 3.8: Phổ của tín hiệu lấy mẫu 63 Hình 3.9: Quá trình lượng tử hóa và sai số lượng tử 64 Hình 3.10: Ghi vuông góc 68 Hình 3.11: Ghi xiên 69 Hình 3.12: Quá trình lưu trữ và phát tín hiệu audio 70 Hình 3.13: Cấu tạo máy phát hình 73 MỞ ĐẦU Trong xã hội hiện đại thì thông tin, tri thức chính là những nhân tố quan trọng nhất trong đời sống kinh tế xã hội của từng quốc gia nói riêng và toàn thế giới nói chung. Chính vì thế nên mỗi nước đều dành một sự đầu tư thích đáng cho nghiên cứu và phát triển công nghệ để làm đòn bẩy cho sự phát triển của các nghành kinh tế quốc dân khác. Ngay từ khi mới ra đời, truyền hình đã chứng tỏ là một phương tiện thông tin đại chúng rất quan trọng trong đời sống kinh tế xã hội. Nó không chỉ là một công cụ thông tin phổ biến kiến thức, giải trí đơn thuần mà đã trở thành phương tiện không thể thiếu trong mỗi gia đình. Truyền hình cung cấp tin tức về các sự kiện chính trị, văn hóa thể thao, thông tin kinh tế xã hội… từ khắp nơi trên thế giới đến từng cá nhân, từng giờ, từng phút. Truyền hình là cầu nối quan trọng giữa con người với thế giới bên ngoài. Cùng với sự ra đời của kỹ thuật số thì công nghệ truyền hình đã có một sự phát triển nhảy vọt về chất bằng việc số hóa tín hiệu truyền hình. Công nghệ truyền hình số ra đời có nhiều ưu điểm hơn hẳn so với truyền hình tương tự như: tính chỗng nhiễu cao, chất lượng âm thanh, hình ảnh tốt và đồng đều, dàn dựng được nhiều kỹ xảo phức tạp mà truyền hình tương tự không thể thực hiện được, có thể ghi nhiều hay lưu trữ trong thời gian dài mà không làm ảnh hưởng đến chất lượng hình ảnh. Đó là phần khái quát chung, đồ án của em “Đánh giá một số kỹ thuật trong truyền hình số và truyền hình tương tự ” sẽ đi minh chứng điều đó. Đồ án gồm 3 chương như sau: Chương I: Truyền hình tương tự Chương II: Truyền hình số Chương III: Đánh giá một số kỹ thuật trong truyền hình tương tự và truyền hình số. Mặc dù đã rất cố gắng để hoàn thành đồ án nhưng vì còn hạn chế về kinh nghiệm và kiến thức nên đồ án không tránh khỏi những sai sót cần bổ sung. Vì vậy, em mong thầy cô và bạn bè xem và đóng góp ý kiến cho e, để đồ án có thể hoàn thiện hơn. Em xin chân thành cảm ơn! CHƯƠNG 1: TRUYỀNHÌNHTƯƠNGTỰ 1.1. Giới thiệu về truyền hình tương tự Truyền hình đen trắng: Ra đời năm 1920 và được xem như hoàn tất vào năm 1945, với sự ra đời của ông vidicon, dựa trên đặc tính quang trở của chất bán dẫn. Nó bao gồm 3 hệ là: FCC, OIRT, và CCIT. Truyền hình màu: Ra đời khi truyền hình đen trắng đã hoàn thiện và sự phát triển của nó gắn liền với lí thuyết 3 màu. Hệ này bao gồm các hệ là:  Hệ NTSC: Ra đời năm 1950, được hình thành tại Mĩ, có tính tương hợp đầu tiên trên thế giới. Và đến năm 1954, hệ NTSC được phát trên kênh FCC, có độ rộng dải tần tín hiệu chói là: 4,5MHz (thực tế là 4,2MHz).  Hệ PAL: Ra đời năm 1966 ở tây Đức, là hệ được coi như cải tiến từ hệ NTSC và được phát triển trên kênh CCIT có độ rộng dải tần tín hiệu chói là 5,5MHz (thực tế là 5,2MHz).  Hệ SECAM: Ra đời năm 1965 ở Pháp, được phát triển trên kênh OIRT có độ rộng dải tần tín hiệu chói là 6,5MHz. 1.2.Truyền hình đen trắng 1.2.1.Phân loại Như đã nêu ở phần trước, nó gồm 3 loại là: FCC, OIRT, CCIT chúng có sự giống và khác nhau ở các thông số kĩ thuật, đó là độ rộng dải thông, số dòng quét, trung tần hình, tần số hình, tần số của các kênh truyền hình. 1.2.2.Các vấn đề kĩ thuật  Tiêu chuẩn quét: Truyền hình chỉ truyền đi từng điểm sáng một, từ trái qua phải, từ trên xuống dưới. Càng có nhiều dòng quét thì càng có nhiều chi tiết nhưng hệ thống sẽ phức tạp và tăng giá thành. Tuy nhiên, nếu quá ít dòng quét thì ảnh càng kém chất lượng. Từ vấn đề đó, các tiêu chuẩn đã ra đời đểđáp ứng vấn đề chất lượng của hình ảnh. Tham số/hệ FCC OIRT CCIT Số dòng quét 525 625 625 Số hình trong 1 giây 30 25 25 Như vậy tần số quét dòng hay số dòng quét trong 1s của FCC là: Fh = 525*30 = 15750 Hz và của OIRT, CCIT là: Fh= 625*25 = 15625 Hz Tần số quét mành tương ứng của hệ FCC là: Fv = 30*2 = 60 Hz Và của CCIT, OIRT là: Fv = 25*2 = 50 Hz  Vấn đềđồng bộ: Quá trình quét ảnh, xử lí tín hiệu tại phía phát truyền qua kênh thông tin thu nhận, xử lí và hiển thị thông tin tại phía thu cần phải được đồng bộ, đồng bộ tất cả các quá trình trên, nhằm khôi phục lại vị trí các điểm ảnh một cách trung thực. Tín hiệu đồng bộ được tạo ra và truyền đi trên kênh thông tin cùng với tín hiệu video. Tổng hợp tín hiệu video với tín hiệu đồng bộ được gọi là tín hiệu truyền hình . Tín hiệu đồng bộ được dùng để khống chế bộ quét của máy thu hình, điều khiển tia điện tử trong ống thu làm việc đồng bộ và đồng pha với phía phát. Để thực hiện điều này, người ta đặt các xung âm nằm phía dưới tin tức sáng tối. Mỗi khi tia điện tử trong ống hình quét hết một dòng lại xuất hiện một xung âm, gọi là xung đồng bộ dòng. Còn khi đã quét tới đáy màn ảnh, lại xuất hiện một xung âm có bề rộng lớn hơn xung đồng bộ dòng, gọi là xung đồng bộ mành.