Nghiên cứu truyền hình số mặt đất theo tiêu chuẩn Châu Âu DVBT2

LỜI CẢM ƠN
Để hoàn thiện đồ án tốt nghiệp này, lần đầu tiên em xin chân thành cảm ơn sâu
sắc nhất tới thầy Phạm Việt Hưng- Người thầy đã tận tình giúp đỡ em trong suốt
quá trình em làm đề tài đồ án này. Em cảm ơn thầy đã chỉ bảo em, giúp đỡ em
hướng dẫn cho em để em có thể làm đồ án này một cách tốt nhất. Thầy luôn đồng
hành bên em để chỉ cho em những phần em thiếu sót, những phần em chưa làm
được để kết quả bây giờ em đã hoàn thiện được đồ án này.
Em cũng gửi lời cảm ơn sâu sắc nhất tới các thầy, cô trong khoa Điện-Điện tử
tàu biển nói chung và các thầy, cô trong ngành điện tử viễn thông nói riêng, trường
Đại Học Hàng Hải Việt Nam. Các thầy cô đã truyền những kiến thức rất quan trọng
cho em trong suốt 4 năm học qua- Đó là nền tảng, là cơ sở để em có thể hoàn thiện
được đồ án này.
Em cùng xin gửi lời cảm ơn tời gia đình, người thân, bạn bè của em đã hết
sức tạo điều kiện cho em hoàn thành đồ án này.
Trong quá trình làm đồ án này của em, em cũng đã cố gắng rất nhiều song do
kiến thức vẫn còn hạn chế không thể tránh khỏi những nhầm lẫn, thiếu sót. Vậy em
rất mong nhận được sự thông cảm của thầy.
Em cảm ơn thầy nhiều ạ!
Hải phòng, tháng 12 năm 2015
Sinh viên thực hiện

Lê Quang Linh

i


LỜI CAM ĐOAN
Em xin cam đoan rằng đồ án này em làm là hoàn toàn khoa học, chính xác và
trung thực. Đồ án này chính là do công sức của em làm ra không có nhờ người
khác làm hộ.
Những nội dung làm đều đã được em nghiên cứu kĩ càng và có thật.

Hải phòng, tháng 12 năm 2015
Sinh viên thực hiện

Lê Quang Linh

ii


MỤC LỤC
LỜI CẢM ƠN..................................................................................................................................................i
LỜI CAM ĐOAN.............................................................................................................................................ii
MỤC LỤC......................................................................................................................................................iii
DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT SỬ DỤNG TRONG ĐỒ ÁN.............................................................................v
BCH Bose-Chaudhuri-Hocquenghem Code: Mã sửa lỗi vòng...............................................................vi
DANH MỤC CÁC BẢNG................................................................................................................................vii
DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ............................................................................................................................vii
MỞ ĐẦU.......................................................................................................................................................1
CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN VỀ TRUYỀN HÌNH SỐ............................................................................................2
1.1. Giới thiệu về truyền hình số...............................................................................................................2
1.1.1- Khái quát chung..........................................................................................................................2
1.1.2- Đặc điểm của thiết bị truyền hình số.........................................................................................4
1.2. Số hóa tín hiệu truyền hình...............................................................................................................5
1.2.1- Biến đổi tín hiệu tương tự sang tín hiệu số(A/D).......................................................................6
1.2.2- Biến đổi tín hiệu số sang tín hiệu tương tự (D/A)......................................................................7
1.2.3- Nén tín hiệu video.....................................................................................................................7
1.2.4- Tín hiệu audio số......................................................................................................................10
1.3.Phương thức truyền dẫn tín hiệu truyền hình số.............................................................................17
1.3.1- Truyền hình số vệ tinh(DVB-S).................................................................................................17
1.3.2- Truyền hình số cáp(DVB-C)......................................................................................................17
1.3.3-Truyền hình số mặt đất (DVB-T).................................................................................................17

1.4. Các tiêu chuẩn của truyền hình số...................................................................................................18
1.5. Kết luận chương I.............................................................................................................................19
iii


CHƯƠNG 2. TRUYỀN HÌNH SỐ MẶT ĐẤT DVB-T2........................................................................................19
2.1.Giới thiệu truyền hình số mặt đất DVB-T2........................................................................................19
2.2.Yêu cầu đặt ra cho truyền hình số mặt đất DVB-T2...........................................................................20
2.3.Mô hình cấu trúc hệ thống DVB-T2...................................................................................................20
2.4.Các đặc tính kĩ thuật của DVB-T2......................................................................................................22
2.4.1- Lớp vật lí...................................................................................................................................22
2.4.2- Cấu hình mạng.........................................................................................................................23
2.4.3- Hiệu quả của việc sử dụng kĩ thuật chòm sao quay, chèn thời gian và tần số...........................27
2.4.4- Mã sửa sai trong DVB-T2..........................................................................................................28
2.4.5- Symbol khởi đầu.......................................................................................................................28
2.5. Sự khác biệt giữa DVB-T và DVB-T2.................................................................................................28
2.6. Khả năng chuyển đổi từ DVB-T sang DVB-T2...................................................................................28
2.6.1-Số hóa truyền hình số mặt đất..................................................................................................28
2.6.2-Khả năng chuyển đổi từ DVB-T sang DVB-T2............................................................................29
2.6 Kết luận chương................................................................................................................................29
CHƯƠNG 3. ỨNG DỤNG TRUYỀN HÌNH SỐ MẶT ĐẤT DVB-T2 TẠI VIỆT NAM..............................................30
3.1. Những ưu thế khi sử dụng truyền hình số mặt đất DVB-T2.............................................................30
3.2. Lựa chọn giải pháp cho truyền hình số mặt đất...............................................................................30
3.3.3-Đài truyền hình Việt Nam VTV...................................................................................................37
3.4.Kết luận chương IV...........................................................................................................................42
TÀI LIỆU THAM KHẢO..................................................................................................................................43

iv

DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT SỬ DỤNG TRONG ĐỒ ÁN
DVB

Digital video Broadcasting:Truyền hình kĩ thuật số.

DVB-T

Digital video Broadcasting–Terrestrial: Truyền hình số mặt đất.

DVB-S

Digital video Broadcasting– Satellite: Truyền hình số vệ tinh

DVB-C

Digital video Broadcasting–Cable: Truyền hình số cáp

JPEG

Joint Photographic Experts Group: Chuẩn nén

MPEG

Moving Picture Expert Group: Chuẩn nén

A/D

Analog/Digital: Tương tự/số

D/A

Digital/Analog: Số/ Tương tự

HDTV

High-Definition Television: Truyền hình độ nét cao

3DTV

3D television: Truyền hình 3D

SFN

Single Frequency Network: Mạng đơn tần.

NTSC

National Television System Committee

PAM

Phase Alternative Line:

SECAM

Sequential colour a Memory

ISDB

Intergrated Service Digital Broacasing

PCM

Pulse-Code Modulation: Điều chế xung mã
v


DPCM

Differential Pulse-Code Modulation: Mã hóa vi sai

LDPC

Low Density Parity Check: Mã Kiểm tra mật độ thấp

BCH

Bose-Chaudhuri-Hocquenghem Code: Mã sửa lỗi vòng

vi


DANH MỤC CÁC BẢNG
Số bảng

Tên bảng

Trang

Bảng 2.1

Sự khác nhau giữa DVB-T và DVB-T2

28

Bảng 3.1

Các tham số phát sóng truyền hình An

34

Viên
Bảng 3.2

Các tham số phát sóng truyền hình VTV

39

DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ
Số hình

Tên hình
vii

Số trang


Hình 1.1

Sơ đồ tổng quát của hệ thống truyền hình số

3

Hình 1.2

Sơ đồ biến đổi tín hiệu tương tự sang tín hiệu số

6

Hình 1.3

Sơ đồ biến đổi tín hiệu số sang tín hiệu tương tự

7

Hình 1.4

Mô hình nén video

8

Hình 1.5

Cấu trúc cơ sở của bộ mã hóa MPEG tín hiệu audio

9

Hình 1.6

Cấu trúc của bộ giải mã MPEG của tín hiệu audio

10

Hình 1.7

Hệ thống audio số đơn giản

11

Hình 1.8

Biểu diễn tín hiệu điều biên xung trong miền thời gian

12

Hình 1.9

Biễu diễn tín hiệu điều biên xung trong miền tần số

13

Hình 1.10

Biểu diễn tín hiệu với 4 bit lượng tử hóa

13

Hình 1.11

Sơ đồ mã hóa PCM trong audio số

14

Hình 1.12

Sơ đồ mã hóa PCM trong audio số

14

Hình 1.13

Dạng xung tín hiệu mã hóa NRZ và BPM

15

Hình 1.14

Mật độ phổ tín hiệu NRZ và BPM

15

Hình 2.1

Mô hình cấu trúc hệ thống DVB-T2

20

Hình 2.2

Sơ đồ lớp vật lí

21

Hình 2.3

Đường đi của tín hiệu trong mạng đơn tần công nghệ

25

Hình 2.4

DVB-T2
Kiến trúc của hệ thống mạng đơn tần SFN của DVB-T2

25

Hình 2.5

Mẫu hình pilot phân tán của DVB-T và DVB-T2

26

Hình 3.1

Bộ thiết bị DVB-T2 của truyền hình An Viên

33

Hình 3.2

Cấu hình hệ thống mạng SFN của DVB-T2 tại AVG

viii

35


ix


x


MỞ ĐẦU
Ngày nay với sự phát triển của xã hội thì đời sống của mỗi người dân càng
ngày càng tiến bộ với nhu cầu ngày càng cao đặc biệt trong lĩnh vực giải trí trong
đó có truyền hình. Ngày xưa chúng ta chỉ được đáp ứng xem bằng truyền hình
tương tự. Với truyền hình tương tự này cũng có ưu điểm nhưng phần lớn là nhược
điểm nhiều hơn: Chất lượng hình ảnh không được rõ nét, hay mất tín hiệu hay tín
hiệu bị nhiễu khi gặp những yếu tố bên ngoài tác động vào như thời tiết, địa hình…
Điều đó khiến người xem không thật sự hài lòng. Nhưng điều đó có thể khắc phục
được khi ngày nay với sự phát triển của công nghiệp hóa hiện đại hóa thì đã ra đời
truyền hình kĩ thuật số đặc biệt là truyền hình số mặt đất. Truyền hình số mặt đất ra
đời mang lại những lợi ích không ngờ cho người xem với chất lượng hình ảnh vô
cùng rõ nét, đẹp mắt, nhiều kênh chương trình, it bị ảnh hưởng của nhiễu và dễ sử
dụng. Nhưng thành công nối tiếp thành công khi ngày nay đã cho ra đời truyền
hình số mặt đất DVB-T2, với truyền hình này đã phát huy những tính năng tốt của
truyền hình số mặt đất đồng thời khắc phục những nhược điểm, những phần thiếu
sót của truyền hình trước. Truyền hình số mặt đất DVB-T2 ngày nay đang là 1 sự
lựa chọn phần lớn của những người dân Việt Nam nói riêng và toàn thế giới nói

chung. Nó có những đặc điểm và lợi ích như thế nào mà có nhiều người sử dụng và
ủng hộ vậy? Vì vậy em đã thưc hiện đề tài: “Nghiên cứu truyền hình số mặt đất
theo tiêu chuẩn Châu Âu DVB-T2” . Với đề tài này em gồm có 3 chương:
CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ TRUYỀN HÌNH SỐ
CHƯƠNG 2: TRUYỀN HÌNH SỐ MẶT ĐẤT DVB-T2
CHƯƠNG 3: ỨNG DỤNG CỦA TRUYỀN HÌNH SỐ MẶT ĐẤT
DVB-T2 TẠI VIỆT NAM
Em xin cảm ơn thầy Phạm Việt Hưng đã hướng dẫn em thực hiện đề tài này.
1


CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN VỀ TRUYỀN HÌNH SỐ
1.1. Giới thiệu về truyền hình số
1.1.1- Khái quát chung
Truyền hình số là một hệ thống truyền hình số có chất lượng cao và dễ dàng
phân phối trên kênh thông tin. Tín hiệu số cho phép tạo,lưu trữ, ghi đọc nhiều lần
mà không làm ảnh hưởng đến chất lượng hình ảnh.
Ưu điểm của truyền hình số:
• Ít bị tác động của nhiễu so với truyền hình tương tự.
• Các tín hiệu âm thanh và hình ảnh thì có khả năng nén lớn.
• Có khả năng phát hiện và sửa lỗi.
• Tiết kiệm được phổ tần do sử dụng các kĩ thuật nén băng tần.
• Có khả năng khóa mã dễ dàng.
• Truyền dẫn phát sóng nhiều chương trình trên một kênh.
• Đòi hỏi công suất truyền thấp.
• Có khả năng thu tốt trong truyền sóng đa đường.
• Có khả năng truyền trên cự li lớn: Tính chống nhiễu cao ( do việc cài mã
sửa lỗi, chống lỗi, bảo vệ…).
Nhưng truyền hình số có một số nhược điểm sau: Dải thông của tín hiệu tăng do
đó độ rộng băng tần của thiết bị và hệ thống lớn. Việc kiểm tra chất lượng tín hiệu

số phức tạp do phải sử dụng mạch chuyển đổi số-tương tự.

- Sơ đồ tổng quát và nguyên lí cấu tạo của hệ thống truyền hình số:
2


Sơ đồ:
Thiết bị phát

T/h video tương tự

Biến
đổi
A/D

Mã
hóa
nguồn

Mã
hóa
kênh

Điều
chế
số

Kênh thông
tin

Thiết bị thu

T/h video tương tự

Biến
đổi
D/A

Giải
mã
hóa

Giải
mã
kênh

Giải
điều
chế

Hình 1.1.Sơ đồ tổng quát của hệ thống truyền hình số

Nguyên lí cấu tạo: Tín hiệu video, audio tương tự được biến đổi thành tín hiệu
số khi đi qua bộ biến đổi A/D .Tín hiệu số của tại đầu ra của bộ biến đổi A/D có tốc
độ bít rất lớn nên cần đưa qua bộ nén (mã hóa nguồn) để giảm tốc độ bít xuống.
Sau đó tín hiệu ra của bộ mã hóa nguồn được đưa tới thiết bị phát là mã hóa kênh
thông tin (đảm bảo chống các sai sót cho tín hiệu trong kênh thông tin ) và điều chế
số (giúp cho tín hiệu số có thể truyền đi xa được ).Tiếp đó tín hiệu được truyền đến
bên thu qua kênh thông tin.Tại bên thu, tín hiệu truyền hình số được biến đổi
ngược lại với quá trình xử lí tại phía phát.Tín hiệu sẽ sẽ được giải điều chế và được

đưa tới giải mã kênh.Tín hiệu sau bộ giải mã kênh được giải nén sau đó đưa tới bộ
biến đổi tín hiệu số-tương tự D/A.
3


1.1.2- Đặc điểm của thiết bị truyền hình số
Để kiểm tra tình trạng của thiết bị số, chúng ta sử dụng các hệ thống đo kiểm tra
thông qua đo kiểm tra tín hiệu chuẩn. Sau đây là đặc điểm của thiết bị truyền hình
số:
a) Yêu cầu về băng tần
Yêu cầu băng tần là sự khác nhau rõ rệt nhất giữa tín hiệu truyền hình số và tín
hiệu truyền hình tương tự. Băng tần của tín hiệu truyền hình số yêu cầu phải rộng.
b) Tỷ lệ tín hiệu/tạp âm(Singnal/Noise)
Trong quá trình truyền dẫn và ghi thì tín hiệu số có khả năng chống nhiễu tốt.
Nhiễu trong tín hiệu số là do các bit lỗi.Nhiễu trong tín hiệu số được khắc phục bởi
các mạch sửa lỗi. Khi có quá nhiều bit lỗi ta sử dụng cách che lỗi để giảm sự ảnh
hưởng của nhiễu.Tính chất đặc biệt này có ích cho việc ghi-đọc chương trình nhiều
lần.
c) Méo phi tuyến
Trong quá trình ghi và truyền thì tín hiệu số không bị ảnh hưởng của méo phi
tuyến. Méo phi tuyến là tính chất quan trọng trong việ ghi-đọc nhiều chương trình
nhiều lần
d) Chồng phổ( Aliasing)
Tín hiệu số được lấy mẫu theo cả chiều ngang và chiều dọc, nên có khả năng
chồng phổ theo cả 2 hướng. Độ lớn của méo chồng phổ theo chiều ngang phụ thuộc
vào các thành phần tần số mà tần số này phải vượt quá tần số lấy mẫu giới hạn
Nyquist.
e) Giá thành và độ phức tạp
Giá thành của các thiết bị số có giá thành cao hơn nhiều so với các thiết bị tương
tự. Mạch số có cấu trúc khá phức tạp hơn các mạch tương tự. Ngoài ra còn vấn đề

4


về thành lập duy trì thì chúng vẫn còn lạ lẫm với nhiều người, tuy nhiên nhờ công
nghệ phát triển như hiện nay thì vấn đề đó không còn trở ngại, điều đó đã dẫn đến
giá thành của thiết bị số lại vô cùng hợ lí với khác hàng.
f) Xử lí tín hiệu
Tín hiệu số có thể thực hiện và biến đổi tốt các chức năng mà tín hiệu tương tự
không làm được hay còn gặp khó khăn. Sau khi chuyển từ tín hiệu tương tự sang
tín hiệu số (A/D) thì tín hiệu sóng còn lại là 1 chuỗi các bit số ‘0’ và ‘1’ thực hiện
nhiệm vụ mà không làm ảnh hưởng đến chất lượng hình ảnh. Khả năng này được
tăng lên và có thể đọc với tốc độ nhanh nhờ viêc lưu trữ trong bộ nhớ.
g) Khoảng cách giữa các trạm truyền hình cồng kềnh
Tín hiệu số cho phép các trạm truyền hình đồng kênh có khoảng các gần nhau mà
không bị nhiễu. Tín hiệu số ít chịu ảnh hưởng của nhiễu đồng kênh là do khả năng
thay thế xung hóa và xung đồng bộ bằng các từ mã-nơi gây ra nhiễu trong hệ thống
tương tự. Việc giảm khoảng cách giữa các trạm đồng kênh này cùng sẽ làm cho
nhiều trạm phát có thể phát các chương trình truyền hình với độ phân giải cao
HDTV.
h) Hiệu ứng bóng ma(ghots)
Hiệu ứng này xảy ra nhiều trong hệ thống tương tự do tín hiệu truyền đến máy thu
theo nhiều đường. Với hệ thống số thì hiệu ứng bóng ma cũng giảm đi. Với các ưu
điểm của mình truyền hình kĩ thuật số đã và đang được sử dụng rộng rã trên khắp
mọi miền của thế giới.
1.2. Số hóa tín hiệu truyền hình
Tín hiệu truyền hình số không bị méo tuyến tính, méo phi tuyến và không bị
nhiễu gây ra trong quá trình biến đổi tương tự sang số (A/D) và quá trình số sang
5

tương tự (D/A).Tín hiệu truyền hình số hoạt động hiệu quả hơn tín hiệu truyền hình
tương tự.Tín hiệu truyền hình số có thể tiết kiệm bộ lưu trữ thông tin.
1.2.1- Biến đổi tín hiệu tương tự sang tín hiệu số(A/D)
Sơ đồ:
Tín hiệu vào

Lọc
thông
thấp

Lấy
mẫu

Lượng
tử hóa

Mã
hóa

tín hiệu ra

Xung lấy mẫu và xung đồng hồ

Hình 1.2-Sơ đồ biến đổi tín hiệu tương tự sang tín hiệu số
Chức năng các khối:
• Lọc thông thấp: Có chức năng không làm xuất hiện méo tín hiệu tương
tự, dùng để loại bỏ các thành phần gây chồng phổ tín hiệu.
• Lấy mẫu: Lấy mẫu là biến đổi một tín hiệu liên tục (tín hiệu tương tự)
thành một tín hiệu rời rạc (một chuỗi các mẫu).
• Lượng tử hóa: Ở khối này thì biên độ tín hiệu được chia thành các mức.

Khoảng cách của các mức là 1 bước lượng tử. Quá trình lượng tử hóa xác
định các giá trị số rời rạc cho mỗi mẫu.Quá trình này gây ra sai số được
gọi là sai số lượng tử - là một nguồn nhiễu không thể tránh khỏi trong hệ
thống số.
• Mã hóa: Bộ biến đổi A/D có khâu cuối cùng là mã hóa. Mã hóa chính là
biến đổi cấu trúc nguồn, quá trình biến đổi này mà không làm thay đổi tin

6


tức với mục đích là cải thiện các chỉ tiêu kĩ thuật cho hệ thống truyền tin.
Tín hiệu sau mã hóa có tính chống nhiễu cao.
• Xung lấy mẫu và xung đồng hồ: Có nhiệm vụ tạo ra các xung lấy mẫu và
đồng bộ các quá trình còn lại trong quá trình biến đổi A/D.
1.2.2- Biến đổi tín hiệu số sang tín hiệu tương tự (D/A)
Sơ đồ:
Mạch
Video số logic

D/A

Lấy
mẫu

Lọc
thông
thấp

Khuếch
video tương tự

đại

Xung lấy
mẫu
Hình 1.3- Sơ đồ biến đổi tín hiệu số sang tín hiệu tương tự.
- Quá trình biến đổi tín hiệu số sang tín hiệu tương tự (D/A) thực chất là quá trình
tìm lại tín hiệu tương tự đã được lấy mẫu.
1.2.3- Nén tín hiệu video
Ngày này video số, audio số cho chất lượng hình ảnh âm thanh tốt. Tuy nhiên
trong khi truyền dẫn phải sử dụng một lượng lớn các file dữ liệu.Vì vậy để khắc
phục những nhược điểm trên ta cần nén tín hiệu video.
a) Mô hình nén video
Mã hóa video
Biểu
diễn
lượng
tử

Lượng
tử hóa

Giải mã video
Gán
Gán
từ
từ mã
mã

Xử lí
kênh

7

Giải
từ
mã

Giải
lương
tử hóa

Biểu
diễn
thuận
lợi


Hình 1.4.Mô hình nén video
Giải thích: Ở tầng đầu tiên thì tìn hiêu video được trình bày dưới dạng thuận
lợi nhất để nén tín hiệu.Ở tầng thứ 2 của bộ mã hóa là lượng tử hóa, giúp rời rạc
hóa thông tin được biểu diễn.Ở tầng thứ 3 là gán các từ mã- các từ mã này là một
chuỗi bit dùng để biểu diễn các mức lượng tử.Các quá trình trong giải mã video sẽ
ngược lại với quá trình mã hóa video.
b) Phương pháp nén
-Kĩ thuật nén dữ liệu video là sự kết hợp của rất nhiều kĩ thuật xử lí nhằm giảm
tốc độ bit của tín hiệu số mà vẫn đảm bảo được hình ảnh và âm thanh chất
lượng.Bao gồm những phương pháp nén sau:
• Nén không tổn hao: Cho phép phục hồi lại đúng tín hiệu ban đầu sau khi giải
nén.Trong truyền hình phương pháp nén không tổn hao được kết hợp với
phương pháp nén có tổn hao sẽ cho được tỉ lệ nén tốt mà không làm mất mát

về độ phân giải
• Nén có tổn thất: Phương pháp này chấp nhận mất một lượng nhỏ thông tin để
gia tăng hiệu quả nén (rất thích hợp cho âm thanh và hình ảnh).Do đó
phương pháp nén có tổn hao rất có ý nghĩa với truyền hình.
c) Các chuẩn nén hình ảnh và âm thanh số
-Chuẩn JPEG: Tiêu chuẩn nén JPEG với mục đích cho ra ảnh nén là ảnh tĩnh đơn
sắc và ảnh màu.
- Chuẩn MPEG:
• Cấu trúc cơ sở của bộ mã hóa MPEG tín hiệu audio

Các mẫu audio

Chuyển
đổi từ
miền t
sang
miền f

Mã
hóa
nối

Bít chỉ
định

8

Bộ bít mhóa
đệm
khung

số liệu


số liệu phụ
Mô hình
tâm sinh lí
nghe

Hình1.5- Cấu trúc cơ sở của bộ mã hóa MPEG tín hiệu audio

• Cấu trúc của bộ giải mã MPEG của tín hiệu audio:

dòng bit mã hóa
Khung
không
đóng
gói

Chuyển
đổi từ
miền thời
gian sang
miền tần
số

Tái
tạo

các mẫu audio PCM

số liệu phụ

Hình1.6- Cấu trúc của bộ giải mã MPEG của tín hiệu audio

Chuẩn MPEG (Moving Picture Expert Group) : Là các chuẩn nén video nhằm để
mã hóa tín hiệu hình ảnh và âm thanh . Chúng ta có các chuẩn nén sau: MPEG-1;
9


MPEG-2; MPEG-3; MPEG-4; MPEG-7. Các chuẩn nén MPEG sử dụng cho các
ứng dụng video động :
 MPEG-1: Đây là chuẩn nén dùng cho ghi hình trên băng đĩa hoặc truyền dẫn
trong mạng máy tính.Tốc độ bít từ 1Mb/s đến 1.5 Mb/s.
 MPEG-2: Chuẩn nén này dung trong truyền hình số thông thường với tốc độ bit
≤ 10Mb/s. Ngoài ra nó còn được ứng dụng trong mạng ISDN sử dụng trong
ATM.
 MPEG-3: Chuẩn này được sử dụng trong truyền hình có độ phân giải cao với
tốc độ bit ≤ 50 Mb/s.
 MPEG-4: Chuẩn này sử dụng cho nén tín hiệu video với tốc đọ bit là 9-10 Kb/s.
Truyền số mặt đất DVB-T2 sử dụng chuẩn này để nén tín hiệu hình ảnh và âm
thanh.
 MPEG-7: Đây là chuẩn mô tả thông tin của rất nhiều loại đa phương tiện.
1.2.4- Tín hiệu audio số
a)Khái quát về audio số
Khi ta muốn thực hiện truyền tín hiệu, ghi tín hiệu, xử lí tín hiệu thì ta cần phải
sử dụng các thiết bị số cùng với các bộ biến đổi A/D và D/A để giải quyết những
vấn đề mà ta cần thực hiên. Khi chúng ta muốn xử lí tín hiệu audio số cho chất
lượng cao, hiệu quả cao thì bộ biến đổi tương tự sang số phải không làm giảm chất
lượng của tín hiệu, thiết bị đơn giản thì tín hiệu sẽ truyền đi với mọi hình thức. Nói
đến thiết bị audio số thì ta hiểu ngay luôn là các thiết bị loa, micro, thiết bị biến đổi

hay thiết bị tương tự. Khi truyền qua một số thiết bị như máy ghi băng từ tính, máy
quay đĩa thì tín hiệu audio có thể bị ảnh hưởng.
Hệ thống audio số đơn giản:
n(t1)
10


t/h tương tự

Chuyển
đổi song
song–
nối tiếp

ADC

a(t)

s(t)

Chuyển
đổi nối
tiếpsong
song

Đồng
hồ

t/h tương tự
DAC

Vòng
khóa
pha

hình1.7-Hệ thống audio số đơn giản
Trong đó: s(t) là dữ liệu
n(t1) là tạp âm trong dữ liệu bị loại bỏ
n(t2) là tạp âm
a(t) là đồng hồ không có jiter
b)Nguyên tắc chuyển đổi A/D
Lấy mẫu ( rời rạc hóa theo thời gian), lượng tử ( rời rạc hóa theo biên độ) và mã
hóa đó cũng là các giai đoạn khi biến đổi A/D của tín hiệu audio.
 Lấy mẫu: Có thể nói rằng quá trình lấy mẫu chính là các quá trình điều chế, điều
biên tín hiệu, đồng thời là các xung có tần số xuất hiện bằng tần số lấy mẫu.
Trong quá trình biến đổi A/D thì điều biên xung (PAM) là phương pháp được
sử dụng trong tín hiệu audio số. Phương pháp này được biểu diễn như sau:

11


Hình 1.8-Biểu diễn tín hiệu điều biên xung trong miền thời gian

12


Hinh1.9-Biễu diễn tín hiệu điều biên xung trong miền tần số
 Lượng tử hóa: Lượng tử hóa chính là các mẫu tín hiệu thu được sẽ được ấn định
bằng 1 mã nhị phân bởi 1 thiết bị. Hình dưới đây là hình của một sóng dạng
hình sin đã được xác định bằng các mẫu tại vị trí lấy mẫu. Sai số lượng tử hóa là

sai số giữa tín hiệu ban đầu và các mẫu sau khi lượng tử hóa.

13


Hinh1.10- Biểu diễn tín hiệu với 4 bit lượng tử hóa
Từ hình vẽ trên ta có một số nhận xét như sau: Chuyển dịch âm và dương của tín
hiệu gốc không đối xứng với vùng giá trị nhị phân. Đồng thời đã có lỗi lượng tử
của các tín hiệu audio số vì vậy ta cần tăng số mức rời rạc để khắc phục những lỗi
trên
 Mã hóa: Phần lớn các hệ thống đều sử dụng phương pháp điều chế xung mã
(PCM), mã hóa vi sai (DPCM), điều chế xung rộng (PWM).

14


• Ta có sơ đồ bộ mã hóa PCM như sau:

t/h audio ttự

Lọc
thông
thấp

Lấy
mẫu

Lượng
tử

Mã
hóa

t/h PCM

Hình 1.11- Sơ đồ mã hóa PCM trong audio số
•

Sơ đồ giải mã PCM như sau:

t/h PCM

Giải
mã

Khôi
phục
màu

Lọc,
sửa,
méo

t/h audio tương tự

hình 1.12-Sơ đồ mã hóa PCM trong audio số
Nhận xét: Trong tín hiệu audio số thì hiện nay tần số lấy mẫu được lấy theo 3
giá trị: Tần số 32Khz ( tần số này dung cho các ứng dụng truyền dẫn ). Tần số 44,1
Khz ( tần số này áp dụng cho việc ghi băng PAL và NTSC). Tần số 48Khz đó
chính là tín hiệu chuẩn của truyền thanh audio.

c) Đặc điểm của bộ biến đổi A/D và D/A
Trong tín hiệu audio bộ biến đổi tương tự sang số và số sang tương tự đều tạo ra sai
số. Sai số này có thể chia thành 2 loại: Sai số do lọc thông thấp và sai số biến đổi.
d) Mã hóa kênh truyền
Với những đường đặc tuyến bằng phẳng để tránh những sai số có thể xảy ra ta có
thể sử dụng các bộ lọc có tính năng cao và sử dụng lấy mẫu với tần số cao. Ngoài
15