Tín hiệu video, số hóa tín hiệu video

Nhóm 1:Tín hiệu video
Tín hiệu video,dữ liệu ảnh số ,video số
-Tín hiệu video ,số hóa tín hiệu video màu RGB,số hóa tín hiệu video màu PAL
-Cấu trúc dữ liệu ảnh số ,video số
-Phân biệt định dạng video số và định dạng file video
-TÌm hiểu thuật toán xử lí chuyển đổi giữa 2 hệ màu RGB-YCbCr và xây dựng ứng dụng thử nghiệm thuật toán


Phân công công việc
1..An Mạnh Công:
-Tín hiệu video ,số hóa tín hiệu video màu RGB,số hóa tín hiệu video màu PAL
-Cấu trúc dữ liệu ảnh số ,video số

2..Đoàn khắc Hùng:
-Phân biệt định dạng video số và định dạng file video
-TÌm hiểu thuật toán xử lí chuyển đổi giữa 2 hệ màu RGB-YCbCr và xây
dựng ứng dụng thử nghiệm thuật toán


I.Tín hiệu Video
1.Khái niệm,đặc điểm :
-Video:chuỗi các frame ảnh(khung hình) theo quan hệ thời gian giưa các frame,ảnh động
-Tín hiệu video:
• Tính chất xung
• đơn cực,có thành phần 1 chiều.
• Tuần hoàn
• Tín hiệu video tương tự cũng như tín hiệu ảnh tính phải được số hóa trước khi đưa vào
hệ thống xử lý số. Cũng như trong các hệ thống xử lý tín hiệu một chiều, quá trình số
hóa tín hiệu hình ảnh cũng được chia làm 3 giai đoạn:
1.Rời rạc tín hiệu trong miền không gian hai chiều, đây là quá trình lấy mẫu
2.Số lượng vô hạn các mức xám trong tín hiệu hình ảnh tương tự được thay bằng số lượng hữu hạn

các mức lượng tử đây là quá trình lượng tử hóa tín hiệu.
3.Mỗi mức lượng tử được biểu diễn bằng một số nhị phân – Mã Hóa tín hiệu


Tín hiệu Video
• Các Tham Số:
• +Tốc độ khung hình (Frame rate): 25-75 Hz
• + Số Dòng quét mặt ( Nb of scan line) : 525,625 dòng.
• + Tỷ số kích thước mặt ( Aspect Ratio): 4:3
• +Quét cách dòng: Chuẩn 2:1
• +Chất lượng: Thương mại, quảng bá, chuyên nghiệp


Tín hiệu Video
• Đặc điểm
• Mang tính chất xung
• Là tín hiệu đơn cực , có thành phần 1 chiều
• Được coi là tín hiện tuần hoàn


Số hóa tín hiệu video
• 1 .Số hóa tín hiệu video
+Biến đổi tương tự sang số
+Biến đổi tín hiệu video
• 2.Lấy mẫu tín hiệu video
• 3.Lượng tử hóa tín hiệu video
• 4.Mã hóa tín hiệu video


Số hóa tín hiệu video

• - Tham số của Video Số:
+ Tần số lấy mẫu (Sampling video).
+ Lượng tử hóa và kích thước mẫu (số bit/giá trị)
+ Tốc độ truyền số liệu (Data rate) (bits/s).
+ Tốc độ khung hình ( Frame rate)
+Chuẩn nén :DVI,JPEG,MPEG..
+Hỗ trợ tương tác....


II.Cấu trúc dữ liệu ảnh số, video số
• Ảnh số được tạo nên từ hang trăm ngàn cho đến hang triệu ô vuông
nhỏ gọi là pixels
• Máy tính hay máy in chia màn hình , trang giấy thành 1 mạng lưới
chứa các ô vuôn, sau đó sử dụng các giá trị chứa trong file ảnh để
định ra mầu sắc , độ sang tối của từng pixel trong mạng lưới đó -> ảnh
số được hình thành.
• Ảnh số giống như 1 bức tranh đc tạo nên từ vô số các hạt đậu được
nhuộm màu. Mỗi h.ạt được coi như 1 pixel


II.Cấu trúc dữ liệu ảnh số ,video số

• Pixels
-Ảnh số được tạo ra từ 1 ma trận điểm ảnh có kích cỡ bằng

nhau,gọi là pixels.

↓

II.Cấu trúc dữ liệu ảnh số ,video số

• Colour
+ 3 màu cơ bản: đỏ lục lam
+ 1 số ví dụ về màu sắc , tỉ lệ cho mỗi giá trị từ 0-> 255


II.Cấu trúc dữ liệu ảnh số ,video số
2.Cấu trúc Video số
• Các tham số định dạng :
• -Tần số lấy mẫu đối với tín hiệu video
• -Lượng hóa và kích thước mẫu(số bits/giá trị)
• -Tốc độ dữ liệu(data/s)
• -Tốc độ khung hình:25-30fps
• -Các chuẩn định dạng file dữ liệu nén
• AVI,M-JPEG,H26X, mpeg1,….


Phân biệt định dạng
Video format

-Resolution

-Aspect ratio:
-interlaced
format:

Digital Video Format

-NTCS (tiêu chuẩn TV USA)

+Định dạng video tương tự
+refresh rate: 30Hz

-HDTV:
+nghiên cứu trên HDTV ở
Nhật năm 1968
+là chuẩn TV hiện nay

833x 635

-High 1440 Level with
1440x1152
High level with 1920x1152

-4:3

-16:9

Hệ thống qui ước sử dụng
- Mỗi frame được tạo ra bởi 2 định dạng hỗn hợp.
trường liên tiếp ,mỗi trường
gồm 1 nửa số dòng của ảnh
được quét


IV.Thuật toán chuyển đổi 2 hệ màu RGBYCbCr
1.RGB-> YcbCr
Y = 0.299R+ 0.587G + 0.144B
Cb =-0.169R - 0.331G + 0.5B
Cr = 0.5R - 0.419G - 0.081B

Thành phần G có sự đụng chạm cao nhất trên Y-channel,vì mắt chúng ta nhạy cảm nhất với màu xanh,và được theo bởi màu đỏ và lam.Khi Rtrong khoảng 0…255, Y cung nằm trong khoảng đo và Cb,Cr sẽ thuộc khoảng -128…127..Đôi khi giá trị 128 được thêm vào kênh Cb,Cr để làm chúng
vừa với kiểu dữ liệu unsigned byte.

2.YcbCr->RGB

R=Y +1.402Cr
G=Y- 0.344Cb - 0.714Cr
B= Y+1.772Cb