Giáo trình truyền hình số - Chương 1 potx

TỔNG QUAN TÍN HIỆU DIGITAL


I/ Giới thiệu về truyền hình số:
Truyền hình số (Digital Television) là một phương pháp truyền hình hoàn
toàn mới,
Trên thế giới, các nhà điều hành cáp, vệ tinh, trên mặt đất đều đang chuyển
động đến môi trường số, Ở Châu Âu, truyền hình số đã được sử dụng ở Anh
(phát sóng truyền hình số 1999, Đức, Pháp, Ireland, Tây Ban Nha, Hà Lan, Thụy
Điển, Hầu hết các nhà phân tích công nhgiệp đều dự báo việc chuyển dịch lên
truyền hình số là một sự tiến hóa (evolution) hơn là một cuộc cách mạng
(revolution), nó làm thay đổi cách sống của hàng trăm triệu gia đình trên thế
giới, Các công ty cho rằng sự hội tụ giữa máy tính cá nhân, máy thu hình (TV
sets) và Internet đã bắt đầu và điều đó sẽ dẫn đến sự chuyển hóa cực đại về máy
tính, Đối với người tiêu dùng, kỷ nguyên mới về số sẽ nâng cao việc xem truyền
hình ngang với chất lượng chiếu phim, âm thanh ngang với chất lượng CD cùng
với hàng trăm kênh truyền hình mới và nhiều dịch vụ mới, Truyền hình số cho
thuê bao xem được nhiều chương trình truyền hình với chất lượng cao nhất,
Đối với các nhà phát sóng truyền hình, việc chuyển dịch lên môi trường số
sẽ làm giảm việc sử dụng băng tần/kênh, làm tăng khả năng cung cấp các ứng
dụng Internet cho thuê bao và mở ra một lĩnh vực mới, các cơ hội mới về thương
mại, Nhiều dịch vụ mới trên cơ sở truyền hình số sẽ được hình thành:
 Truy cập Internet tại các tốc độ
 Chơi Game trên mạng với nhiều người

 Video theo yêu cầu VOD (video – on - demand)
 Cung cấp các dòng video và audio
 Dịch vụ thanh toán tiền từ nhà (home banking)
 Các dịch vụ thương mại điện tử
 Cập nhật phần mềm máy tính
 Truyền thanh, truyền hình đa phương tiện (Multimedia)
 Đọc báo điện tử
Trên năm mươi năm qua, truyền hình sử dụng tín hiệu tương tự như là một
phương tiện truyền dẫn phát sóng, Việc chấm dứt truyền hình tương tự và phát
triển truyền hình số đòi hỏi phải đầu tư mới máy thu hình số, máy phát hình số,
các thiết bị sản xuất và hậu kỳ số cho chương trình truyền hình, Điều đó dẫn đến
phải sử dụng một mặt bằng số chung, mở ra các cơ hội cho thị trường dân dụng,
Truyền hình số có tốc độ truyền dữ liệu cao, cho phép cung cấp nội dung đa
phương tiện phong phú và người xem truyền hình có thể lướt qua Internet bằng
máy thu hình, Nhờ có kỹ thuật nén, có thể phát sóng nhiều chương trình truyền
hình trên một kênh sóng (truyền hình tương tự phát sóng 1 chương trình /1 kênh
sóng) .
1/tiêu chuẩn truyền hình số:
Các tổ chức về tiêu chuẩn quốc tế là các cơ sở nghiên cứu và đề xuất
cáctiêu chuẩn truyền hình số, ví dụ một vài tổ chức quốc tế như:
 ETSI (the European Telecommunications Standards Institute)
 DVB (Digital Video Broadcasting)
 ATSC (the Advanced Television Systems Committee)
 DAVIC (the Digital Audio Visual Council)
 ECCA (the European Cable Communications Association)
 CableLabs
 W3C (W3 Consortium)
 FCC (the Federal Communications Commission)
ETSI là một tổ chức phi lợi nhuận, xác định và cung cấp các tiêu chuẩn
viễn thông, ETSI bao gồm một hội đồng chung GA (General Assembly) , 1 uỷ

ban (Broard), một tổ chức kỹ thuật TO (Technical Organization) và một ban thư
ký, Tổ chức TO đề xuất và quảng bá các tiêu chuẩn kỹ thuật, Trên 3500 chuyên
gia làm việc cho ETSI trong 200 nhóm .


2/Đặc điểm truyền hình cáp Digital :
Sự tiến bộ của công nghệ truyền hình cáp số trong việc mã hóa hình ảnh
và âm thanh, sản xuất chương trình, lưu trữ và phát sóng đang làm thay đổi một
cách nhanh chóng những quan niệm truyền thống về phát thanh và truyền hình,
Trong kỹ thuật truyền hình cáp số, tín hiệu video và audio được truyền chung
trên một kênh, Thuê bao có thể lựa chọn và xem các chương trình theo ý muốn,
Ngày nay, mạng cáp phân phối thường là mạng đa dịch vụ phức tạp điển hình là
mạng HFC (Hybrid Fiber Coax) . Mạng HFC là sự kết hợp tối ưu giữa cáp đồng
trục và cáp quang, Mạng HFC là mạng băng rộng tuyến tính cho phép truyền
đồng thời nhiều tín hiệu cao tần RF (radio frequency) , mỗi tín hiệu có băng tần
khác nhau được ghép kênh theo tần số FDM (Frequency Division Multiplexing) .
Để đáp ứng nhu cầu ngày càng cao của khách hàng, việc cải tiến khả
năng truyền và cung cấp các dịch vụ trên cáp là quan trọng, Đã có nhiều đề án
cải tiến tập trung quan tâm đến việc truyền các kênh truyền hình số trên cáp: Ở
Châu Á và Nhật Bản có tiêu chuẩn ISDB (Integrated Services Digital
Broadcasting: phát số các dịch vụ tổng hợp) , Tiêu chuẩn này cho phép truyền
nhiều dịch vụ số như truyền hình nhiều kênh, Fax, Teletex, hình ảnh tĩnh và các
dữ liệu khác qua một kênh giống kênh của một chương trình truyền hình tương
tự, Ở Châu Âu nhóm nghiên cứu DVB (Digital Video Broadcasting) đã đưa ra
các tiêu chuẩn mô tả việc cung cấp các dịch vụ truyền hình số trên cáp, Tiêu
chuẩn do nhóm DVB rất được quan tâm và được ứng dụng ở Châu Âu cũng như
nhiều nơi trên thế giới, Thành công có ý nghĩa của dự án DVB là độ phân giải
cao của hệ thống truyền hình trực tiếp đến tận nhà, Dự án DVB là sự kết hợp hài
hòa giữa các chuẩn của ETSI cho truyền dẫn các dịch vụ đa phương tiện và đa
chương trình qua các phương tiện quảng bá như các vệ tinh, mạng truyền hình

cáp CATV, hệ thống phân phối video từ một điểm đến nhiều điểm MVDS
(Multipoint Video Distribution) và các kênh UHF các trạm mặt đất,
Sự ra đời của các chuẩn truyền hình số có các ưu điểm vượt trội so với
các chuẩn truyền dẫn và phát tín hiệu truyền hình tương tự như:
 Khả năng chống nhiễu cao
 Có khả năng phát hiện và sửa lỗi
 Chất lượng chương trình trung thực do tại phía thu tín hiệu truyền hình
số có khả năng phát hiện và tự sửa lỗi nên tín hiệu được khôi phục hoàn tòan
giống khi phát,
 Tiết kiệm phổ tần số và kinh phí đầu tư bằng cách sử dụng công nghệ
nén MPEG – 2 và phương thức điều chế tín hiệu số có mức điều chế cao: QBSK,
QAM, 16QAM, nhờ đó dải tần 8Mhz có thể tải được 4 – 8 kênh chương trình
truyền hình số chất lượng cao,
 Khả năng thực hiện truyền hình tương tác, truyền số liệu và có khả năng
truy cập Internet
II Tín hiệu :
1/ Tín hiệu số :
Tín hiệu số là dạng tín hiệu đặc trưng bởi 2 mức giá “0” hay “1” và các mạch số chỉ
làm việc với hai mức giá trị này .tuy nhiên đối tựơng điều khiển là các mạch số trong
nhiều trường hợp có rất nhiều ,thậm chí có vô số các trạng thái khác nhau và các tín hiệu
mà mạch số nhận được do phản hồi cũng có tính chất như vậy.
Có 2 phương pháp biến đổi là ADC và DAC, để thấy được quá trình có được tín
hiệu số từ tín hiệu tương tự hay ngược lai.
+ Chuyển đổi DAC (digital to ananlog converter).
Đây là quá trình lấy tín hiệu số (ở dạng nhị phân) chuyển thành tín hiệu analog
với mức điện áp hay dòng điện tỉ lệ với giá trị số ở ngõ vào.
+ Chuyển đổi ADC (analog to digital converter).
Là quá trình chuyển đổi tín hiệu từ tương tự sang số gọi tắt là A\D là quá trình
ngược của D\A ,nhưng phức tạp hơn D\A và thời gian chuyển đổi cũng nhiều ,dài hơn.
2/Các phương pháp xử lý tín hiệu :

a/ Nén Video:
Tín hiệu video sau khi được số hóa 8bit có tốc độ 216Mbit/s
Để có thể truyền được trong một kênh truyền hình thông thường tín hiệu video số
cần phải được “nén” trong khi đó vẫn đảm bảo chất lượng hình ảnh .
Mặc dù tín hiệu video đã từng 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 dải thông 15Mhz, đã
được nén trong một tín hiệu video màu hỗn hợp với bề rộng dải thông là 5Mhz .dải thông
được giảm 3 lần hay nói cách khác thì hệ số nén là 3:1








Hình 1.2a. : Nén Video tương tự








Tín hiệu video như chúng ta đã biết có dải phổ từ 0Mhz đến 6Mhz , trong nhiều
trường hợp thì năng lượng phổ chủ yếu tập trung ở miền tần số thấp ,bởi lẽ thành phần
tần số cao chỉ xuất hiện ở tại đường viền của hình ảnh . như vậy đa số thông tin về hình
ảnh tập trung ở miền tần số thấp chỉ có rất ít thông tin dư thừa trong tín hiệu video.
Công đoạn đầu tiên của quá trình nén là xác định thông tin dư thừa trong miền

không gian của một ảnh của tín hiệu video.
Nén không gian được thực hiện bởi phép biến cosin rời rạc DCT (discrete cosin
transform)được biểu thị bằng công thức: F(u,v)
Và phép biến đổi ngược được biễu diển bằng: f(x,y)
Do bản chất của tín hiệu video, phép biến đổi DCT cho ta những hệ số ứng với
các thành phần tần số cao với giá trị rất nhỏ.


Blốc ảnh 8 x8 phần tử ảnh Giá trị các phần tử ảnh








0 12,5

25,0

37,5

50,0

62,5

75,0

87,5

0 12,5

25,0

37,5

50,0

62,5

75,0

87,5

0 12,5

25,0

37,5

50,0

62,5

75,0

87,5

0 12,5

25,0

37,5

50,0

62,5

75,0

87,5

0 12,5

25,0

37,5

50,0

62,5

75,0

87,5

0 12,5

25,0

37,5

50,0

62,5

75,0

87,5

0 12,5

25,0

37,5

50,0

62,5

75,0

87,5

0 12,5

25,0

37,5

50,0

62,5

75,0

87,5


Camera

Matrix
Điều
Chế
+

R(0÷5 MHz)
G(0÷5 MHz)
B(0÷5 MHz)
R(0÷5 MHz)
R-Y(0÷1,5 MHz)
B-Y(0÷1,5 MHz)
Tín hiệu Video
màu tổng hợp
(0÷5 MHz)

R

5MHz f
G



5MHz f
B



5MHz f
Video Y
C



5MHz f



Hệ Số DCT







Hình 1.2b : Biến đổi Cosin rời rạc (DCT}

+ Chuẫn nén MPEG
Công nghệ nén MPEG là sự kết hợp giữa nén trong ảnh và nén liên ảnh
Tiêu chuẩn đầu tiên là MPEG-1 , mục tiêu là mã hóa tín hiệu audio và video với
tốc độ bit là 1,5Mbit/s.
Tiêu chuẫn thứ hai là MPEG-2 với những công cụ mã hóa khác nhau , nhằm lưu
trữ ảnh động vào đĩa với dung lượng bit thấp.
Dòng bit MPEG có dạng như sau :
Seq Seq …. Seq
 Seq(sequence) :Thông tin về chuỗi bit
Trong mỗi chuổi bit Seq gồm :
Seq
SC
Video
Params
Bitstream
Params
QTs,
Misc
GOP …. GOP
 Video Params:chiều cao độ rộng ,tỷ lệ khuôn hình các phần tử ảnh
 Bit Streams Params: tốc độ bit và các thông số khác
 Qts: có 2 loại là
Nén trong ảnh và nén liên ảnh(I-Iframe and P-Pfame)
 GOP: Thông tin về nhóm ảnh
Trong mỗi GOP thông tin về nhóm ảnh lại gồm:
GOP
SC
Time
Code
GOP

Params
PICT …. PICT
- Time Code: Giờ phút giây ảnh
- GOP Params: Miêu tả cấu trúc GOP
- PIC: Thông tin về ảnh
Trong thành phần (PICT) thông tin về ảnh lại bao gồm:
PSC Type
Buffer
Params
Encode
Params
Slice …. Slice
 Ảnh thuộc loại I,P hay B.
 Buffer params: thông tin về buffer
 Encode params : thông tin về các vectơ chuyển động
 Slice: thông tin về slice ảnh
Trong thành phần Slice gồm các thông tin:
43,8

-40

0 -4,1 0 -1,1 0 0
0 0 0 0 0 0 0 0
0 0 0 0 0 0 0 0
0 0 0 0 0 0 0 0
0 0 0 0 0 0 0 0
0 0 0 0 0 0 0 0
0 0 0 0 0 0 0 0
0 0 0 0 0 0 0 0

o Vert pos : slice bắt đầu từ dòng nào
o Qscale: thông tin về bảng lượng tử
o MB: thông tin về macroblock



Trong thành phần MB gồm các thông tin sau:



 A
ddr Incr: số lượng MB được bỏ qua
 Type: loại vectơ chuyển động dùng cho MB
 Qscale : bảng lượng tử dùng cho MB
 CBP:chỉ rõ block nào được mã hóa

Hình 1.2c : Cấu trúc ảnh Mpeg
B/ Nén Audio
Trong phần này được giới thiệu về hệ thống âm thanh Stereo 3\2
SSC
Vert
Pos
Qscale MB …. MB
Addr
Incr
Type
Motion
Vector
Qscale CBP b0 …. b5
I B B P B B I
0 1 2 3 4 5 0 Ảnh Chuẩn
Dự đoán hai chiều
Nhóm ảnh (GOP)
N= khoảng cách giữa hai ảnh I

Hình 1.2d : Mô hình âm thanh Stereo 3/2
+ Với hệ thống âm thanh trên gồm C,L,R 3kênh này cũng đủ tạo nên độ rõ , ổn
định tuy nhiên hai kênh sau L(s), R(s) cũng góp phần tạo ra một âm thanh hoàn hảo
+ Cặp tín hiệu trái và phải lấy mẩu theo tiêu chuẩn AES/EBU với tần số lấy mẫu
là 48Khz,16 đến 20 bit trên một mẫu cho tốc độ 1536 > 1920Kbit/s.dịch vụ âm thanh
vòng với 6 kênh Audio (5.1 kênh) cho tốc độ bit lớn hơn(4,6 Mbit/s)
+ Nén audio theo chuẩn audio ISO/MPEG-1
Đây là tiêu chuẩn mã hóa audio với tần số lấy mẫu 32,441và 48Khz, tốc độ bit
khoảng 32 > 192 Kbit/s cho âm thanh Mono và 64 > 384Kbit/s cho âm thanh Stereo.
















Hình 1.2e: Hệ thống audio trong truyền hình số

Có hai phương pháp để giảm tốc độ bit của tín hiệu Audio:
 Phương pháp 1:
Chủ yếu là loại bỏ tín hiệu dư thừa audio bằng phép tương quan thống kê
 Phương pháp 2:
Sử dụng che mặt nạ thời gian và phổ tần số
C
Hi
ển Thị

Thính Giả
R
Rs
Ls
L
Mã hóa
Audio
Đóng gói
Inner
Interleaver
Gi
ải m
ã
Audio
Mở gói PES
G
i
ải điều
chế RF
Đóng gói

Audio vào

Audio ra

Dòng ES Dòng PES RF
Sử dụng 2 phương pháp trên thì tốc độ bit cần truyền giảm xuống 200Kbit/s và
thậm chí thấp hơn đối với âm thanh Stereo.

Sau đây ta đi vào sơ đồ khối mạch mã hóa audio lớp 1 và 2, sơ đồ khối mạch giải
mã audio lớp 1 và 2 , sơ đồ khối mạch mã hóa và giải mã Audio lớp 3.

















Hình 1.2f : Sơ đồ khối mạch mã hóa audio lớp 1 và 2
theo chuẩn ISO/IEC 11172-3 (ISO/MPEG)

Tùy thuộc vào từng ứng dụng khác nhau, hệ thống mã hóa tín hiệu Audio có ba
lớp với mức độ phức tạp tăng dần. 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.











Hình 1.2g : Sơ đồ khối mạch giải mã Audio lớp 1 và 2
Theo chuẩn ISO/IEC 11172-3 (ISO/MPEG)

Lớp 1,2 biểu thị tín hiệu audio đầu vào bằng 32 băng lọc phụ .những thông số này
được lượng tử hóa và mã hóa dưới sự khống chế của mô hình âm thanh.
Lớp 1 chỉ biến thể giản ước của phương pháp mã hóa MPEG-1 và được sử dụng
chủ yếu trong các ứng dụng dân dụng.
Băng l
ọc

(32 băng phụ)
Lư
ợng tử hóa

Tuyến tính

Định
dạng
dòng bit
và mã
sữa sai
Bi
ểu số FFT

(1024 điểm)
Mô hình

“Tâm lý âm thanh”
Đi
ều khiển
từ xa
Mã hóa các

Thông tin phụ
D
ữ liệu

Audio vào


31



0

Dữ liệu đã
mã hóa
Dữ liệu phụ
D
ữ liệu

Đã mã hóa



Tách kênh
và phát
hiện lỗi,
sửa sai
Gi
ải

lượng tử
Quá trình ngược
của băng lọc
(32 băng phụ)
Gi
ải m
ã

Thông tin phụ
31

0


Tín hiệu
Audio
Stereo
D
ữ liệu phụ



Lớp 2 thực hiện việc nén tín hiệu và thực hiện việc lượng tử hóa tinh hơn,ứng
dụng nhiều kể cả dân dụng lẩn chuyên dụng.















Hình 1.2h : Sơ đồ khối mạch giải mã audio lớp 3

Theo chuẩn ISO/IEC 11172-3 (ISO/MPEG)












Hình 1.2i : Sơ đồ khối mạch giải mã audio lớp 3
Theo chuẩn ISO/IEC 11172-3 (ISO/MPEG)

Lớp 3 là sự mã hóa các môđun hiệu quả nhất của hai loại mã ASPEC và
MUSICAM. Mỗi băng lọc phụ lại được chia nhỏ nhiều đường có độ phân giải cao hơn. Ở
lớp này nếu muốn hiệu quả nén cao phải dùng phương pháp lượng tử hóa phi tuyến.
Trung tâm của mạng phát sóng video số bao gồm hệ thống nén , nó cung cấp chương
trình Video, Audio chất lượng cao cho người xem bằng cách chỉ sử dụng một phần nhỏ
độ rộng băng tần mạng, mục đích của nén dữ liệu là tối thiểu hóa khả năng lưu trữ và
truyền dẫn phát sóng thông tin (ghép nhiều tín hiệu thông tin vào một dòng truyền).
Hệ thống nén tín hiệu bao gồm các bộ mã hóa số và các bộ ghép kênh, các bộ
giãi mã có nhiệm vụ chuyển tín hệu tương tự sang số có nén và xáo trộn thành 1 dòng
Audio và Video và dữ liệu khác dứơi dạng số có nén. Mã hóa số cho phép truyền dẫn
phát sóng nhiều chương trình Video/ Audio chất lượng cao qua cùng độ rộng băng tần
như một kênh sóng Video/Audio tương tự (8Mhz ở việt nam).
Băng l
ọc

(32 băng phụ)

DCT

Định
dạng
dòng bit
và mã
sữa sai
Bi
ểu số FFT

(1024 điểm)
Mô
hình
Đi
ều khiển
từ xa
Mã hóa các

Thông tin phụ
D
ữ liệu

Audio
31

0


Dữ liệu
audio
đã mã
hóa
Dữ liệu phụ
-
Vòng ki
ểm
soát méo
-Lượng tử hóa
phi tuyến tính
-Vòng kiểm
soát tốc độ bit
575



0


Mã hóa
Huffman
575



0

575



0


Tăng
kênh và
phát hiện
lỗi, sữa
sai

DCT
Quá
trình
ngược
của băng
lọc (32
băng
phụ)
Gi
ải m
ã

Thông tin phụ
Tín hi
ệu

Audio
Stereo
31



0


Dữ liệu
audio
đã mã
hóa
Dữ liệu phụ
Gi
ải
lượng tử
575



0



DCT
575

0


31



0


C/ Ghép kênh nhiều chương trình:
Để có thể phát nhiều chương trình trong một dãy tần nhất định người ta sử dụng
phương thức ghép kênh theo tần số.
Phương pháp ghép kênh bằng cách ghép các gói dữ liệu PES thuộc các chương
trình hoặc nội dung thông tin khác để truyền trên một kênh thông tin được gọi là ghép
kênh gói.
Ghép kênh gói được dùng trong truyền hình số mặt đất để truyền vài chương trình
truyền hình trên một kênh cao tần và kết hợp với các phương pháp ghép kênh (TDMA)
theo thời gian và (FDMA) theo tần số để truyền nhiều chương trình qua bộ phát.
Trước tiên ta xét từng dòng dữ liệu sau khi được nén Audio, Video sẽ được truyền
và xử lý tín hiệu Audio/ Video ra sao.
 Dòng cơ sở
Tín hiệu Audio, Video sau khi được nén MPEG có dạng một dòng cơ sở dữ liệu
với chiều dài tùy ý và chỉ chứa những thông tin cần thiết để có thể khôi phục lại âm thanh
và hình ảnh ban đầu.

Hình 1.2j : Dòng cơ sở (ES)

Các bộ mã hóa đòi hỏi tín hiệu đầu vào theo chuẩn REC601 đối với Video, tuy
nhiên thiết bị mã hóa MPEG-2 trên thực tế thường bao gồm cả mạch số hóa tín hiệu
Video tương tự (biến đổi A/D). Tín hiệu Audio đầu vào phải theo chuẩn ES/EBU hoặc
mạch mã hóa phải bao gồm các bộ biến đổi A/D.
Dòng cơ sở về cơ bản là tín hiệu gốc tại đầu racủa một bộ chuyển đổi ,mã hóa và
chứa những thông tin cần thiết để giúp bộ giải mã tái tạo lại hình ảnh và âm thanh ban
đầu
 Dòng cơ sở đóng gói
Có thể truyền với tốc độ tin cậy cao, dòng dữ liệu cơ sở được chia thành các gói
nhỏ có kích thước phù hợp tạo nên dòng dữ liệu cơ sở đóng gói.







Hình 1.2k : Dòng cơ sở (PES)


Mã hóa Video
D
ữ liệu Video

(REC.601)

Dòng cơ sở
Mã hóa Video
D
ữ liệu Audio
(AES/BEU)_
Dòng cơ sở
Mã hóa Video
PES Video
Dòng c
ơ
sở Video
Mã hóa Video
PES

Audio
Dòng c
ơ
sở Audio
Dòng cơ sở đóng gói được mang thông tin audio,video từ mạch nén được chia
thành nhiều gói
 Dòng chương trình
Được thiết kế trong môi trường không có tạp nhiễu và nhầm một dòng chương
trình là kết quả của ghép kênh một vài dòng cơ sở dùng chung một xung nhịp, dòng dữ
liệu sao ghép kênh vẫn chứa dòng bit điều khiển bởi miêu tả chương trình:

Hình 1.2m : Ghép kênh dòng chương trình

+ Ghép kênh hệ thống
Là quá trình ghép nhiều dòng chương trình khác nhau. Dòng bit điều khiển ở mức
điều khiển có PID=0. Dòng dữ liệu còn chứa bản kết hợp chương trình.










Hình 1.2n : Ghép kênh dòng chương trình
Một dòng chương trình được biểu thị bằng 1 số liệu trong bảng kết hợp chương
trình, như vậy nhận diện một chương trình cũng như nội dung chương trình được tiến
hành theo hai bước sau:
a/ Sử dụng bảng kết hợp trong dòng dữ liệu PID=0 để nhận diện PID của một dòng dữ
liệu có chứa bảng chương trình cần tìm.
b/ Xáx định PID của các dòng cơ sở và cấu thành chương trình.
Tại bộ tách kênh, các dòng dữ liệu tương ứng với chương trình cần tìm được tách
khỏi dòng dữ liệu chungf và đưa tới bộ giải mã.
3/ Tín hiệu Video số :

a/ Tín hiệu Video số tổng hợp :
Tín hiệu Video số tổng hợp thực chất là sự chuyển đổi tín hiệu video tương tự
tổng hợp sang video số.
Ghép
kênh
PID 1

PID 2

PID 3
PID (n -1)

PID 2 n

PID 3 (n+1)
Dòng cơ sở Video

Dòng cơ sở Audio 1

Dòng cơ sở Audio 2
Dòng dữ liệu cơ sở

Dòng cơ sở dữ liệu

Bản đồ dòng cơ sở
Dòng chương trình
Ghép
kênh
PID = 0
Dòng chương trình 1

Dòng chương trình 2

Dòng chương trình 3
Dòng chương trình n

Ghép kênh

mức hệ thống
Tín hiệu video tương tự được lấy mẫu (rời rạc hóa) với tần số lấy mẫu bằng 4 lần
tần số sóng mang màu (4f
sc
) vào khoảng 17,72 MHz đối với tín hiệu PAL. Mỗi mẫu tín
hiệu được lượng tử hóa bởi 10 bit, cho ta một chuỗi số liệu 177 Mbit/s (trong trường hợp
8 bit, chuỗi số liệu có tốc độ 142 Mbit/s).








Hình : Biến đổi A/D tín hiệu màu tổng hợp

Tín hiệu video số tổng hợp có ưu điểm về dãi tần. Nhưng tín hiệu video tổng hợp
số có những nhược điểm của tín hiệu tổng hợp tương tự như hiện tượng can nhiễu chói
màu. Tín hiệu tổng hợp cũng gây khó khăn trong việc xử lý, tạo kỹ xảo truyền hình vv
b/ Tín hiệu Video số thành phần :
Tín hiệu video số thành phần là sự chuyển đổi từ tín hiệu video tương tự thành

phần sang số, và được quy định theo tiêu chuẩn quốc tế CCIR 601 (hoặc ITU (R)–601).


Hình dưới đây sẽ minh họa quá trình chuyển đổi tương tự sang số tín hiệu video
thành phần. Đối với tiệu chuẩn này, tín hiệu chói được lấy mẫu với tần số 13,5 MHz, hai
tín hiệu màu được lấy mẫu với tần số 6,75 MHz. Mỗi mẫu được lượng tử hóa bởi 8/10
bit, cho ta tốc độ bit bằng 216/270 Mbps. Lượng tử hóa bởi 8 bit cho ta 256 mức và 10 bit
cho ta 1024 mức với tỉ số tín hiệu tạp âm (S/N) cao hơn.
Biến đổi tín hiệu video thành phần cho ta dòng số có tốc độ bit cao hơn tín hiệu số
tổng hợp. Tuy nhiên, dòng tín hiệu thành phần số cho phép xử lý dễ dàng các chức năng.
Ghi dòng, tạo kỹ xảo v.v…Hơn nữa, chất lượng ảnh không chịu các ảnh hưởng can nhiễu
chói, màu như đối với tín hiệu tổng hợp.
Với sự phát triển của công nghệ điện tử, các chip có tốc độ cao ra đời, cho phép
truyền toàn bộ chuỗi số liệu video số thành phần nối tiếp nhau trên một dây dẫn duy nhất.
Video số nối tiếp có những ưu điểm cơ bản:
 Không bị nhiễu ký sinh, không méo, tỉ số tín hiệu/ tạp âm cao/
 Chuyển đổi tín hiệu đơn giản.
 Có thể cài tín hiệu Audio trong chuỗi số liệu Video số.
Lọc thông
thấp
Lấy mẫu
Đồng bộ
Lượng tử Mã hóa
Tín hiệu
Video tổng
hợp analog
Tín hiệu
Video tổng
hợp digital
Như vậy chỉ cần một sợi cáp có thể truyền cả tín hiệu audio và video. Khâu thiết

kế, lắp đặt và khai thác thiết bị, nhờ đó đơn giản và thuận tiện hơn nhiều.












Hình : Biến đổi A/D tín hiệu màu thành phần







Mặc dù cả hai phương pháp số hóa tín hiệu tổng hợp và thành phần đều được
nghiên cứu và áp dụng trong kỹ thuật truyền hình số. Tuy nhiên, nhờ những tính chất ưu
việt nên phương pháp biến đổi tín hiệu thành phần đuợc khuyến khích sử dụng. Các kỹ
thuật của phương này được sử dụng rộng rãi và hình thành nên các tiêu chuẩn thống nhất
cho truyền hình số.



4/ Tín hiệu audio digital :

Đầu năm 1980 các thiết bị audio số đã dần chiếm lĩnh và thay thế các thiết bị audio
tương tự trong phát sóng và sản xuất. Với những ưu điểm của tín hiệu audio số như :
 Độ méo tín hiệu nhỏ một cách lý tưởng (0,01%)
 Dải động âm thanh lớn gần ở mức tự nhiên (>90 dB)
 Đáp tuyến tần số bằng phẳng (± 0,5 dB)
 Việc tìm kiếm dữ liệu nhanh chóng, dễ dàng.
 Độ bền ổn định lâu dài .v.v…
> Kết quả là cải thiện chất lượng ghi vàxử lý tín hiệu âm thanh, đồng thời nó đáp
ứng được nhu cầu lưu trữ và các hệ thống sản xuất chương trình bằng máy tính.
Một tiêu chuẩn audio số ra đời với sự liên kết giữa hai Hiệp hội kỹ thuật audio AES
(Audio Engineering Society) và Hiệp hội truyền thanh truyền hình châu Âu EBU
(European Broadcasting Union) đã xây dựng nền tảng cho sự phát triển của thiết bị ghi
âm và các thiết tại studio, nơi tín hiệu được xử lý và phân phối hoàn toàn số. Ngoài ra, nó
hạn chế hiện tượng méo tín hiệu âm thanh trong hai quá trình biến đổi tương tự – số và
ngược lại, từ đó chất lượng của tín hiệu âm thanh được nâng cao rõ rệt.
Lọc thông
thấp
Lấy mẫu
Đồng bộ
Lượng tử Mã hóa
Tín hiệu Video
thành phần
analog
Tín hiệu Video
thành phần
digital
Lọc thông
thấp
Lấy mẫu Lượng tử Mã hóa
Lọc thông

thấp
Lấy mẫu Lượng tử Mã hóa
E
B
– E
Y




E
R
– E
Y



E
Y


E
B
– E
Y




E

R
– E
Y



E
Y


Thiết bị Audio số này, có đặc điểm tín hiệu vào và ra là tương tự, dùng thay thế trực
tiếp các thiết bị số và hoạt động trong môi trường tương tự. Tuy nhiên trong kỹ thuật sản
xuất và truyền dẫn có xu hướng sẽ tiến tới số hóa toàn phần, đó là toàn bộ quá trình ghi,
xử lý và truyền dẫn đều làm việc trong môi trường số. Cuối cùng, một giao thức cho toàn
bộ quá trình truyền dẫn, được chỉ rõ trong các tài liệu về tiêu chuẩn AES/EBU, đã phát
triển và được thừa nhận trong các thiết bị audio số từ phía phát đến phía thu.
Hai lý do chính cho thấy xử lý tín hiệu âm thanh theo công nghệ số là thực sự cần thiết:
 Chất lượng tái tạo của hệ thống audio số không phụ thuộc vào phương tiện mà
chỉ phụ thuộc vào chất lượng của quá trình chuyển đổi A/D và ngược lại.
 Việc chuyển đổi audio sang số mở ra rất nhiều cơ hội mà tín hiệu analog không
đáp ứng được.

Các thông số kỹ thuật đặc trưng ảnh hưởng tới chất lượng tín hiệu


 Tỉ số tín hiệu trên tạp âm (S/N) là tỉ số giữa mức điện áp hữu ích trên mức điện
áp tạp âm đo bằng dB
 Dải động của kênh truyền dẫn cho biết tỉ lệ giữa mức điện áp ra cực đại và cực tiểu
mà không bị ảnh hưởng của tạp âm, biểu thi bằng dB. Giá trị cực đại phụ thuộc vào khả
năng điều chế hệ thống, còn giá trị cực tiểu phụ thuộc vào tạp âm của toàn kênh.

 Tín hiệu truyền đi thường bị giới hạn trong một dải tần số, tùy thuộc vào chất lượng
của kênh.
 Trên một kênh truyền lý tưởng, tín hiệu đầu ra phải biến đổi tuyến tính với tín hiệu
đầu vào. Nếu không sẽ méo tín hiệu, thường có hai loại méo : méo tuyến tính và méo
phi tuyến.
 Tín hiệu Audio tương tự khi truyền qua một số thiết bị như máy ghi băng từ tính
hoặc máy quay đĩa có thể phải chịu sự biến đổi tần số do sự chuyển động cơ học không
đồng nhất của băng và đĩa.
Hiện nay, các mạng thông tin phát triển có thể audio số một cách dễ dàng trên nhựng
khoảng cách không xác định mà không gây tổn hao. Phát thanh số (DAB) tận dụng
những kỹ thuật này để loại bỏ can nhiễu, giảm âm, vấn đề thu nhiều đường truyền của
phát audio tương tự. Đồng thời, sẽ tận dụng dải thông một cách có hiệu quả hơn.
Thiết bị số có chương trình tự tìm lỗi được thiết lập sẵn. Khi đó, máy chỉ ra lỗi của
bản thân nó và sẽ không còn cần sử dụng máy tạo dao động để tìm kiếm tín hiệu. Do đó
thiết bị số rẻ hơn thiết bị tương tự rất nhiều.
 Tóm lại, để các thiết bị số có thể hòa nhập vào môi trường tương tự, thì các tín
hiệu tương tự cần phải được chuyển đổi sang số và ngược lại. Tín hiệu Audio số thực sự
trở nên hấp dẫn khi tín hiệu Audio tương tự qua bộ biến đổi (A/D) để tạo thành tín hiệu
số có sai lệch không đáng kể, sự phức tạp trong quá trình số hóa được giải quyết, và định
dạng số phù hợp cho từng ứng dụng như truyền dẫn và ghi Audio.