Trường đại học sư phạm kỹ thuật Luận văn tốt nghiệp
MỞ ĐẦU
Trong thời đại bùng nổ thông tin như hiện nay, vô tuyến truyền hình,
truyền hình cáp, truyền hình vệ tinh là bộ phận đóng vai trò quan trọng
trong đời sống mọi cá nhân trên thế giới. Truyền hình nói chung đã và
đang đáp ứng được rất nhiều nhu cầu thiết yếu của con người như: giải trí,
giáo dục, văn hóa, chính trò, nghệ thuật,…
Cùng với sự phát triển khoa học kó thuật, truyền hình đã liên tục được
cải tiến từ những hệ thồng truyền hình sơ khai,truyền hình đen trắng,
truyền hình màu và cùng với sự phát triển kó thuật số truyền hình số ra đời
và phổ biến ở các nước Mó, Nhật,v.v . Tuy truyền hình đã trải qua nhiều
giai đoạn phát triển nhưng kết cấu tín hiệ vẫn tồn tại nhiều nét chung.
Nhất là trong các yêu cầu về truyền dẫn, phát, lưu trữ dữ liệu, tín hiệu
truyền hình từ ảnh đen trắng, ảnh đen trắng lồng tiếng, ảnh màu có lồng
tiếng và việc quảng bá đòi hỏi phải ghép các tín hiệu thành phần thành tín
hiệu của một kênh duy nhất. Sau đó, nhu cầu về truyền tải nhiều kênh đòi
hỏi phải ghép tín hiệu từ nhiều kênh để truyền trên một môi trường truyền.
Ngày nay cùng với sự ra đời của truyền hình số, truyền hình vệ tinh, truyền
hình cáp , thế giới đã xuất hiện dạng ghép kênh tín hiệu số.Các vấn đề
này sẽ được đề cập trong luận văn này.
Trong quá trình thực hiện luận văn, được sự gợi ý của thầy hướng dẫn,
em đã chọn đề tài:”Ghép kênh truyền hình”. Do kiến thức còn hạn chế và
thời gian để hoàn thành luận văn có giới hạn nên chắc rằng luận văn này
còn nhiều thiếu sót, em rất mong được sự góp ý thẳng thắn của q thầy cô
và bạn bè.
NGUYỄN NHƠN PHÚ GHÉP KÊNH TRUYỀN HÌNH
5
Trường đại học sư phạm kỹ thuật Luận văn tốt nghiệp
CHƯƠNG 1
CÁC
NGUYÊN TẮC
VỀ
VÔ TUYẾN
TRUYỀN HÌNH
NGUYỄN NHƠN PHÚ GHÉP KÊNH TRUYỀN HÌNH
6
Trường đại học sư phạm kỹ thuật Luận văn tốt nghiệp
1.1 VÔ TUYẾN TRUYỀN HÌNH LÀ GÌ?
Từ vô tuyến truyền hình tạm dòch từ từ “ television”. Television là từ ghép của “tele”,
tiếng Hy lạp có nghóa là “ xa” ( far) và “vision”, tiếng Latin có nghóa là “thấy” (to see). Vô
tuyến truyền hình có thể được đònh nghóa như là một hệ thống cho phép ta thấy được các vật
tónh hay động ở một nơi xa nào đó nhờ năng lượng điện.
1.2 NGUYÊN TẮC TRUYỀN TẢI:
H1.1 Cấu hình trạm phát vô tuyến truyền hình
Cấu hình cơ bản của một trạm phát vô tuyến truyền hình được mô tả ở hình 1.1.
_ nh sáng từ một vật nào đó, ví dụ như một người hay một vật thể, được tập trung vào một
kính quang. nh sáng từ kính quang này hướng thẳng đến một bộ lọc màu (chẳng hạn như
lăng kính). Tại đây, ánh sáng bò chia ( tách) thành ba màu cơ bản: đỏ (Red: R); xanh lục
(Green: G) và xanh dương (Blue: B) .Ba màu này được chuyển thành tín hiệu điện nhờ các
thiết bò thu hình (plumbicon, CCD, v.v).
_ Các tín hiệu điện từ ba màu cơ bản được xử lí tạo ra tín hiệu chói (luminance Y) và hai tín
hiệu màu ( R-Y và B-Y) ở mạch ma trận và sau đó, các tín hiệu hiệu màu được điều chế và
kết hợp lại với tín hiệu chói ở bộ mixer, tạo thành tín hiệu video tổng hợp.
_ Tín hiệu video tổng hợp này, sau khi điều chế, được kết hợp với tín hiệu audio đã điều chế
(điều tần hay điều biên) thành một dạng sóng điện.
1.3 PHƯƠNG PHÁP TRUYỀN:
Một khi một bức ảnh hoàn chỉnh được đổi sang một tín hiệu điện, nó được thay đổi xuất
hiện trên màn ảnh có độ sáng tương đương với độ sáng trung bình của toàn bộ bức ảnh
(H.1:2). Phương pháp tái tạo này là phương pháp quét lần lượt điểm. Theo phương pháp này,
hình ảnh được chia nhỏ thành các phần tử ảnh và chúng được chuyển thành dòng điện từ trái
sang phải màn ảnh.
NGUYỄN NHƠN PHÚ GHÉP KÊNH TRUYỀN HÌNH
7
Trường đại học sư phạm kỹ thuật Luận văn tốt nghiệp
Chuyển đổi ảnh
sang tín hiệu điện
ảnh gốc ảnh được tái tạo
H1.2 : Sự tái tạo ảnh
* Cấu trúc màn ảnh:
H1.3 Cấu trúc màn ảnh
Như ở hình 1.3, những phần tử ảnh được phân tích với camera thu hình được sắp xếp lại
trên màn ảnh của đèn tia “ca-tot” (cathode-ray tube : CRT) theo đúng trật tự và cùng tốc độ
để tái tạo ra một hình ảnh giống như hình ảnh bên phần phát. Quá trình tạo ra trật tự và tốc
độ của sự phân tích và trùng lặp ảnh được gọi là sự đồng bộ. Quá trình chuyển đổi các phần
tử ảnh từ trái sang phải thành một tín hiệu điện gọi là sự quét ngang; quá trình hình ảnh di
chuyển liên tiếp từ hàng ngang này đến hàng ngang khác từ trên xuống dưới gọi là sự quét
dọc.
Sự chuyển động của hình ảnh được tạo bởi hai lần quét dọc đầu tiên và sự chuyển động
của hình ảnh được tạo bởi lần quét dọc thứ hai có khác nhau chút ít, điều này làm cho bức
ảnh được tái tạo trên màn ảnh như đang chuyển động. Thời gian một hình ảnh lưu ảnh ở mắt
người xem tương đương 1/16 (s) . Do đó, nếu hình ảnh được quét liên tục với tốc độ lớn hơn
1/16 (s) thì các hình ảnh xem như đang chuyển động liên tục. Tuy nhiên, khi số hình ảnh
liên tiếp được quét nhỏ thì sự thay đổi độ sáng sẽ gây hiện tượng nhấp nháy, nên số hình
ảnh cần phải lớn. Thực tế, số dòng quét ngang trên một ảnh là 625 hoặc 525, số ảnh liên
tiếp trong 1 giây là25 hoặc 30.
NGUYỄN NHƠN PHÚ GHÉP KÊNH TRUYỀN HÌNH
8
T
Trường đại học sư phạm kỹ thuật Luận văn tốt nghiệp
• Tần số và độ phân giải của tín hiệu video:
NTSC CCIR
Số dòng ngang / frame 525 625
Thời gian quét dọc hữu dụng thu được bằng cách lấy thời gian quét dọc trừ thời gian
xóa dọc.
Tỉ số quét dọc hữu dụng (262,5 – 20 + 3) / 262,5
94%
(312,5 – 25 + 2,5) / 312,5
93%
Số vòng ngang hữu dụng
trên 1 frame
525 x 0,94 = 493 625 x 0,93 = 581
Tỉ lệ khung ảnh 4 : 3
Số phần tử ảnh theo
dòng
493 x 4 : 3 = 658 581 x 4 : 3 = 774
Số chu kỳ trên 1 dòng
quét ngang
658 : 2 = 329 774 : 2 = 387
Thời gian quét ngang
hữu dụng (µs)
63,5 – 10,9 = 52,6 64 – 12,05 = 51,95
Tần số tín hiệu video lớn
nhất (MHz)
329 : 52,6 µs = 6,25 387 : 51,95 = 7,45
Tỉ lệ phân giải dọc có
thể thấy
≈ 72%
Số lượng phân giải theo
chiều dọc
493 x 0,72 = 355 587 x 0,72 = 423
Khi tính toán độ phân giải, kích cỡ hình ảnh được xem là hình vuông. Do đó, thực tế
độ phân giải ngang có thể thấy chỉ gần 90% của độ phân giải dọc.
Số lượng phân giải có
thể thấy
355 x 0,9 = 320 423 x 0,9 = 380
Tần số tín hiệu video lớn
nhất yêu cầu
6,25 x 0,9 x 0,76 = 4.MHz 7,45 x 0,9 x 0,72 = 4,8 MHz
Băng tần tiêu chuẩn cho
video
4,2 MHz 5,2 MHz
F
H
(Hz) 15625 15750
F
v
(Hz) 60 50
Bảng 1.1
Gia tăng số vòng quét và số hình ảnh trên một giây cho phép thu được hình ảnh chính
xác với sự nhấp nháy nhỏ nhất. Tuy nhiên, nếu số lượng trên quá lớn sẽ làm tăng dãy tần số
của kênh. Hơn nữa nó cũng ảnh hưởng đến sự điều chế tín hiệu audio. Độ phân giải là một
giá trò biểu diễn mức độ chính xác nhận diện các phần tử ảnh trên màn ảnh, và do đó có
liên quan đến tần số tín hiệu video.
NGUYỄN NHƠN PHÚ GHÉP KÊNH TRUYỀN HÌNH
9
Trường đại học sư phạm kỹ thuật Luận văn tốt nghiệp
1.4. TÍN HIỆU VIDEO:
H1.4 Sự biến đổi tín hiệu
nh sáng thu từ camera được chuyển sang dạng tín hiệu điện có biên độ tương ứng với
độ chói. Tín hiệu này sau khi ghép với tín hiệu đồng bộ, tín hiệu xóa tạo nên tín hiệu video.
Như ở hình 1.4, các dòng quét ngang được chuyển đổi thành tín hiệu điện. Biên độ của
tín hiệu lớn ứng với các vùng sáng và nhỏ ứng với các vùng tối của hình ảnh. Khi không có
tín hiệu nào được tạo ra ở giữa các dòng quét ngang, một tín hiệu đồng bộ ngang để chỉ sự
bắt đầu của quét ngang được cộng vào để xác đònh ranh- biên của mỗi dòng quét. Thời gian
không có tín hiệu ở giữa mỗi dòng quét ngang được gọi là thời gian xóa ngang. Trong
khoảng thời gian này, tia electron của CRT quay về cạnh trái của màn ảnh (chùm tia tắt
trong suốt thời gian xóa) .
Thời gian từ lúc hoàn tất sự quét của một ảnh đến lúc bắt đầu sự quét ảnh kế tiếp gọi là
thời gian xóa dọc. Một tín hiệu đồng bộ dọc được cộng vào trong suốt thời gian để chỉ sự bắt
đầu của một ảnh. Các tín hiệu đồng bộ ngang và dọc cho phép việc quét cùng nhau hoàn
toàn ở hai bên phát và thu. Quá trình này gọi là sự đồng bộ, như hình 1.5 và 1.6
NGUYỄN NHƠN PHÚ GHÉP KÊNH TRUYỀN HÌNH
10
Trường đại học sư phạm kỹ thuật Luận văn tốt nghiệp
H 1.5 Tiêu chuẩn về tín hiệu đồng bộ ngang
H.1.6 Tiêu chuẩn về tín hiệu đồng bộ dọc
Đối với vô tuyến truyền hình màu, tín hiệu màu được ghép vào tín hiệu video như ở
chương sau.
1.4 SÓNG VÔ TUYẾN TRUYỀN HÌNH:
Sóng vô tuyến truyền hình là tổng hợp của sóng video và sóng audio. Để tránh sự
can nhiễu giữa hai tín hiệu này, người ta điều chế biên độ đối với tín hiệu video và điều chế
tần số đối với tín hiệu audio .
* Truyền tải tín hiệu video:
NGUYỄN NHƠN PHÚ GHÉP KÊNH TRUYỀN HÌNH
11
Trường đại học sư phạm kỹ thuật Luận văn tốt nghiệp
H 1.7 tín hiệu được truyền
Để truyền tải tín hiệu video dưới dạng sóng điện, tần số của sóng mang cần phải gấp
hơn 10 lần tần số lớn nhất của tín hiệu video. Vì lý do này, người ta dùng các sóng mang có
tần số thuộc dải VHF hay UHF .
Tín hiệu video điều chế biên độ với một sóng mang. Như ở hình 1.7, nếu điều chế sao
cho biên độ của tín hiệu đã điều chế là cực đại ứng với tín hiệu đồng bộ, và cực tiểu ứng với
biên độ lớn của tín hiệu video thì quá trình điều chế này gọi là điều chế âm.
Tín hiệu đã điều chế có biên độ của các tần số tín hiệu ở trên và dưới tần số sóng mang
như ở hình 1.8. Nói cách khác , dãy tần số của tín hiệu đã điều chế lớn gấp hai lần dãy tần
số của tín hiệu video (gọi là các biên tần).
8,4MHz
PC CC SC
Biên dưới Biên trên
Vùng bò xóa 1,25 4,2MHz
6MHz
H1.8 Hệ thống biên tần cụt NTSC
Tuy nhiên, do các thành phần tín hiệu video thì tương tự nhau ở hai biên nên có thể nén
bỏ một biên. Trong thực tế, biên dưới được nén. Tuy nhiên nếu nén bỏ cả biên dưới thì có
thể ảnh hưởng đến các thành phần tín hiệu video có tần số thấp hơn gần với tần số sóng
mang. Do đó, dãy biên tần từ 0-1,25MHz (hoặc 1,75MHz ) ở biên dưới cũng được truyền tải.
Tín hiệu như thế gọi là tín hiệu biên tần cụt (vestigial side-band) và được dùng ở tất cả các
hệ truyền hình.
* Truyền tải tín hiệu audio:
Tín hiệu audio được điều chế để truyền tải với một sóng mang theo cách sao cho các
biên tần sóng audio không chồng lấp lên biên tần trên của tín hiệu video đã điều chế
(H.1.8).
Tín hiệu audio được điều chế tần số với một sóng mang có tần số tuỳ thuộc vào hệ
truyền hình.
NGUYỄN NHƠN PHÚ GHÉP KÊNH TRUYỀN HÌNH
12
PC:sóng mang
hình
CC:sóng mang
màu
SC:sóng mang
tiếng
Trường đại học sư phạm kỹ thuật Luận văn tốt nghiệp
1.6 CÁC ĐẠI LƯNG VỀ MÀU:
1.6.1 nh sáng và màu:
Cực tím
Tím Xanh
dương
Cy
an
Lục Vàng Cam Đỏ
400 450 500 550 600 650 750(nm)
H1.9 nh sáng và màu
nh sáng là tổng hợp của các sóng điện từ có bước sóng cực ngắn. nh sáng nhận biết
được bởi mắt người có bước sóng trong quãng từ 380- 780 nm. Cảm nhận của mắt người về
màu sắc thực sự là do có sự khác biệt của bước sóng của ánh sáng (H.1.9) .
Có hai loại màu trong thực tế: màu của nguồn phát ánh sáng như mặt trời, bóng đèn và
màu của ánh sáng phản xạ từ một vật thể ví dụ như bức tranh hay ly bẩn. Nhưng thông
thường và ở trong luận án này, khi nói đến màu là đề cập đến màu của vật thể.
1.6.2 Màu cơ bản và màu bổ túc:
H1.10 Ba màu cơ bản
Theo hình 1.10, ba vòng tròn đỏ R, xanh dương B và xanh lục G có từng phần chồng lên
nhau. những chỗ chồng lên nhau tạo các màu là hỗn hợp của R, G và B bằng cách cộng
các màu này lại. Người ta gọi R- G- B là ba màu cơ bản; do từ ba màu này người ta có thể
tạo ra hầu hết các màu có trong thực tế. Khi chỉ có R và B cộng lại thì tạo ra màu đỏ hơi
xanh dương là magenta. Màu này gần giống như tím (purple) nhưng đỏ hơn. Khi cộng G và
B tạo thành hỗn hợp có màu cyan. Hay màu vàng là hỗn hợp cộng màu của G và R có tỉ lệ
gần bằng nhau. Đặc biệt, quá trình cộng màu cho phép tạo ra nhiều màu khác nhau bằng
cách thay đổi tỉ lệ hay cường độ (độ sáng) của ba màu cơ bản. Có thể thu được màu trắng
bằng cách trộn cùng tỉ lệ R, G và B lại với nhau. Tuy nhiên, nếu cường độ của ba màu giảm
theo cùng tỉ lệ thì hỗn hợp từ màu trắng chuyển sang xám (gray) , nếu tiếp tục giảm ta có
hỗn hợp cuối cùng là màu đen (black).
Người ta thấy rằng nếu cộng màu vàng (yellow) vào màu lam thì sẽ tạo ra màu trắng,
tương tự magenta nếu đem cộng với màu lục cũng cho hỗn hợp màu trắng, cyan cộng với
màu đỏ cho hỗn hợp màu trắng. Người ta gọi màu vàng là màu bổ túc của lam, magenta là
màu bổ túc của lục và cyan là màu bổ túc của đỏ.
NGUYỄN NHƠN PHÚ GHÉP KÊNH TRUYỀN HÌNH
13
Đỏ
Vàng
Magenta
Xanh
dương
Trắng
cyan
Lục
Trường đại học sư phạm kỹ thuật Luận văn tốt nghiệp
Một màu cơ bản và màu bổ túc của nó có thể xem là hai màu ngược nhau (opposite).
Lý do là màu bổ túc của bất kì màu cơ bản nào cũng chứa hai màu cơ bản còn lại.
1.6.3 Các thuộc tính của ánh sáng:
Như trên đã nói, các màu khác nhau có thể được tạo thành bằng cách thay đổi tỉ lệ của
ba màu cơ bản trong hỗn hợp. Ví dụ như : màu vàng là hỗn hợp của đỏ và lục với tỉ lệ 1:1;
màu lục là hỗn hợp của đỏ, lam, lục với tỉ lệ 0:0:1; điều này gọi là sắc màu (hue).
Mặt khác, nếu thêm một lượng nhỏ màu lam cho màu vàng ở ví dụ trên thì nó có vẻ
sáng hơn. Và nếu số lượng màu lam đủ cao thì màu vàng sẽ trở thành màu trắng. Sự thay
đổi của mức độ màu này được gọi là độ bão hòa màu.
Người ta cũng thấy rằng, các ánh sáng của cùng một màu sẽ có vẻ sáng hơn hay tối hơn
tùy thuộc vào cường độ của ánh sáng.
Tóm lại, người ta gọi sắc màu, độ bão hòa và độ sáng là ba thuộc tính của màu.
Sau đây là bảng các màu và tỉ lệ hỗn hợp của ba màu cơ bản để tạo ra ba màu đó.
Màu của vật Đỏ Lam Lục
Trắng
Xám
1 1 1
0.5 0.5 0.5
0 0 0
0 1 0
0 0.5 0
0.5 1 0.5
Vàng 1 0 1
1 0.25 1
Cam
Cyan
Magenta
1 0 0.5
0 1 1
1 1 0
1.7 CÁC THUẬT NGỮ TRONG TRUYỀN HÌNH MÀU:
Người ta nghiên cứu thấy rằng bất kỳ màu nào cũng có ba thuộc tính đã nêu trên là sắc
màu , độ bão hoà ,độ sáng(độ chói). Các thuộc tính này chỉ đònh thông tin về màu . Độ bão
hoà chỉ mức độ hay cường độ của màu. Độ chói chỉ độ sáng hay mức độ sáng của màu trong
hình ảnh đen – trắng.
Trắng: ánh sáng trắng xem là hỗn hợp của đỏ, lam và lục theo một tỉ lệ xác đònh. Một
ánh sáng trắng chiếu qua lăng kính có thể cho nhiều màu như các màu ở cầu vồng. Màu
trắng chuẩn trong Tivi được chỉ đònh là màu ở nhiệt độ 6500
0
K. Đó là màu trắng hơi lam
(bluish), giống như ánh sáng ban ngày.
Sắc màu: màu tự thân nó là sắc màu, lá cây màu lục có sắc màu lục; tảo đỏ có sắc màu
màu đỏ, v.v. Ta có thể nhận ra được màu của bất kì vật thể nào nhờ sắc màu của nó. Mắt
người cảm nhận sắc màu khác nhau là do các bước sóng của áng sáng khác nhau sẽ tạo ra
cảm giác về sắc màu khác nhau.
Độ bão hòa: Các màu bão hòa thì rất chói, mạnh (intense). Các màu tái hay yếu có độ
bão hòa ít. Độ bão hòa xác đònh mức độ của màu bò làm nhạt đi bởi màu trắng. Ví dụ như
NGUYỄN NHƠN PHÚ GHÉP KÊNH TRUYỀN HÌNH
14
Không có nhận xét nào:
Đăng nhận xét