Luận Văn Truyền hình số qua vệ tinh

Trong những năm gần đây nền kinh tế nước ta đã bước sang một giai đoạn mới phát triển mạnh mẽ trong mọi lĩnh vực của cuộc sống. Điều đó đòi hỏi ngành vô tuyến truyền hình cần đáp ứng được những thông tin xã hội một cách đây đủ và hoàn thiện hơn. Để đáp ứng được những nhu cầu trên góp phần vào đẩy mạnh sự phát triển của ngành truyền thông trên con đường hiện đại hoá. Trong những năm gần đây đã đưa vào sử dụng nhiều thiết bị hiện đại phù hợp với tình hình thông tin ở Việt nam trong đó có truyền hình số. Nhờ sự phát triển vượt bậc của khoa học kỹ thuật, đặc biệt là sự phát triển của công nghệ số với sự ưu việt của nó hơn hẳn với công nghệ tương tự. Do đó truyền hình số cũng đang thay đổi truyền hình tương tự.
Tốc độ phát triển của ngành vô tuyến truyền hình ở nước ta diễn ra nhanh chóng từ các đài phát quốc gia đến hầu hết các tỉnh, thành phố và đều có máy phát hình công suất từ lớn tới nhỏ, vùng sâu vùng xa đều có các trạm phát lại truyền hình nhờ sự phát triển của thông tin vệ tinh. Truyền hình là nơi hội tụ những thành tựu khoa học tiên tiến các sản phẩm và ứng dụng công nghệ mới trong lĩnh vực viễn thông - điện tử - tin học. Góp phần quan trọng vào sự phát triển của truyền thông ở nước ta.

Đồ án, này mang đến cái nhìn tổng quan về hệ thống truyền hình nói chung và hệ thống truyền hình số nói riêng. Tuy nhiên đây là một đề tài rất mới và rộng, hơn nữa do thời gian và tài liệu tham khảo cộng với trình độ còn hạn chế nên không thể tránh khỏi những thiếu sót, em rất mong sự góp ý của thầy cô giáo và các bạn.


mục lục


Lời nói đầu 1
phần I. truyền hình tương tự 3
I. Cơ sở lý thuyết truyền hình 3
I.1 Hệ thống truyền hình: 3
I.2 Nguyên lý hệ thống truyền hình: 4
I.3 Quá trình quét: 5
I.4 Số ảnh Truyền trong một giây và tín hiệu video 7
I.5.Hình dạng tín hiệu Video: 8
I.5.1.Tín hiệu Video. 8
I.5.2 Tín hiệu đồng bộ 8
I.5.3 Phổ tín hiệu video: 9
II. Truyền hình mầu 9
II.1 Khái niệm tổng quát về nguyên lý truyền hình mầu 9
II.2 Tính tương hợp giữa truyền hình mầu và truyền hình đen trắng. 10
II.3 Lý thuyết 3 mầu: 11
II.3.1 ánh sáng và mầu sắc: 11
II.3.2 Chọn ba mầu cơ bản: 11
II. 3.3 Ba yếu tố để xác định một sắc mầu. 12
II.3.4 tách mầu: 12
II.3.5 Trộn mầu: 12
II.3.6 Các định luật cơ bản về trộn mầu: 13
II. 4 Các thông số cơ bản của tín hiệu vô tuyến truyền hình: 13
II.4.1 Tín hiệu truyền hình mầu toàn phần PAL D/K 13
II.4.2 Các thông số của tín hiệu mầu: 14
II.4.2.1 Tín hiệu chói EY (Lumirace Signal) 14
II.4.2.2 Các tín hiệu hiệu mầu (Color dibberence Signal) 15
II.4.2.3 Sóng mang phụ truyền tín hiệu hiệu mầu: 17
II.4.2.4 Tín hiệu xung đồng bộ mầu: 18
II.5 Một số hệ truyền hình mầu chính được sử dụng trên thế giới hiện nay 18
II.5.1 Hệ truyền hình mầu NTSC (National television Sýtem Committee – Tổ chức hệ thống truyền hình quốc gia) 18
II.5.1.1 Hệ này có các đặc điểm chính sau: 18
II.5.1.2 Dùng đồ thị véc tơ mầu để giải thích tín hiệu mầu EI và EQ 19
II. 5.1.3 Sơ đồ khối mạch tạo mã mầu phía phát 20
II.5.1.4 Sơ đồ khối mạch giải mã mầu ở phía thu 21
II.5.2 Hệ truyền hình mầu PAL (Pluse Alterntion line: pha thay đổi theo dòng) 23
II.5.2.1 Dùng đồ thị véc tơ mầu để giải thích nguyên lý sửa méo pha trong hệ PAL 23
II.5.2.2 Sơ đồ khối mạch tạo mã mầu hệ PAL phía phát 25
II.5.2.3 Sơ đồ khối mạch phải giải mã mầu hệ PAL phía thu 26
II.5.2.4 Hệ PAL có các đặc điểm chính sau: 27
II.5.3 Hệ truyền hình mầu SECAM 28
II.5.3.1 Tín hiệu mầu và phương pháp điều chế: 28
II.5.3.2 Tiền nhấn tần cao ở phía phát và giải nhấn tân cao ở phía thu 29
II.5.3.5 Một vài đặc điểm chính hệ SECAM 33
Phần II. Truyền hình số 34
I.Giới thiệu chung. 34
I.1.Đặc điểm của truyền hình số: 37
1.1.Yêu cầu về băng tần. 37
1.2.Tỷ lệ tín hiệu trên tạp âm (Signall/Noise). 37
1.3.Méo phi tuyến. 38
1.4.Chồng phổ (Aliasing). 38
1.5.Xử lý tín hiệu 38
1.6.Khoảng cách giữa các trạm truyền hình đồng kênh. 38
1.7.Hiện tượng Ghosts (bóng ma) 39
I.2.Sơ đồ khối hệ thống thu phát hình số. 39
I.3.Nguyên lý hoạt động. 39
II.Số hoá tín hiệu truyền hình. 40
II.1. Mở đầu. 40
II.2.Biến đổi tương tự sang số. 40
III.Cơ sở biến đổi tín hiệu truyền hình. 41
III.1.Biến đổi tín hiệu Video. 41
III.2.Tần số lấy mẫu tín hiệu Video. 42
III.2.1.Tín hiệu Video tổng hợp. 42
III.2.2.Tín hiệu Video thành phần. 43
III.2.3.Cấu trúc mẫu (sample) 45
III.2.3.1.Cấu trúc trực giao. 46
III.2.3.2.Cấu trúc “quincunx” mành. 46
III.2.3.3.Cấu trúc “quinncunx” dòng. 47
II.2.4. Các chuẩn lấy mẫu tín hiệu Video. 48
III.2.4.2.Chuẩn 4:2:2. 49
III.2.4.3.Chuẩn 4:2:0. 50
I.Mục đích nén. 52
II.Thực chất của nén Video. 52
II.1.Mô hình nén ảnh. 53
II.2. Độ dư thừa dữ liệu. 54
II.2.1.Dư thừa mã (Coding Redundancy). 55
II.22.Dư thừa trong pixel (Interpixel Redundancy). 55
II.2.3.Dư thừa tâm sinh lý. 55
III.Các phương pháp nén. 56
III.1.Nén không tổn hao. 56
III.1.1.Mã hóa với độ dài từ mã thay đổi (VLC) 56
III.1.2.Mã hoá với độ dài của từ mã động (RLC) 57
III.1.3.Sử dụng khoảng xoá dòng và mành. 57
II.1.4.Biến đổi cosin rời rạc (DCT) 57
III.2.Nén có tổn hao. 57
IV.Các loại mã dùng trong nén. 58
I.1.Mã RLC (Run – length Coding). 58
II.2.Mã Shannon-Fano. 59
II.3.Mã Huffman. 59
III.4.Mã dự đoán (DPCM) 59
II.4.1.DPCM trong mành (intraframe DPCM). 60
III.4.2. DPCM giữa các mành. 61
III.5.Mã chuyển vị (Transform Coding). 62
V.Nén trong ảnh. 65
1.Nguyên lý nén trong ảnh. 65
2.Tiền xử lý. 66
3.Biến đổi cosin rời rạc (DCT). 67
4.Lượng tử hoá. 68
5.Mã hoá entropy. 70
VI.Nén liên ảnh. 70
1.Mô hình. 70
2 Xấp xỉ và bù chuyển động. 71
3.Tốc độ truyền sau khi nén. 74
VII. Các chuẩn MPEG 74
1. Giới thiệu chung về chuẩn MPEG. 74
1.1. ảnh loại I ( Intra-picture). 75
1.2. ảnh loại P (Predicted - Picture). 75
1.3. ảnh loại B (Bidiretional Predcited-picture). 75
1.4 Nhóm ảnh (GOP). 75
1.5 Cấu trúc dòng bít MPEG video. 77
1.6. Nguyên lý nén dòng bít. 79
2. Tiêu chuẩn MPEG-1. 80
3. Tiêu chuẩn MPEG-2 80
I. Khái niệm âm thanh. 81
II. Phát tín hiệu âm thanh. 82
II.1.1. Sơ đồ khối máy phát tín hiệu âm thanh. 82
II.1.2. Chức năng từng khối. 82
II.2. Sáu chỉ tiêu chất lượng cho máy phát tín hiệu âm thanh. 83
II.2.1. Độ ổn định tần số. 83
II.2.2. Méo tần số: 83
II.2.3. Méo phi tuyến: 84
II.2.4. Độ sâu điều chế: 84
II.2.5. Mức bức xạ sóng hài: 84
II.2.6. Mức tạp âm và tiếng ù: 84
II.3.Nguyên lý ghi âm 85
II.3.1. Các phương pháp ghi âm . 85
II.3.2 Các chi tiêu chất lượng của máy ghi âm . 85
II.3.3. Nhược điểm của các phương pháp ghi tín hiệu âm thanh tương tự 87
III. Khái niệm cơ bản của audio số. 88
III.1. Mã hoá kênh truyền. 88
III.2. Đặc điểm của tín hiệu số liệu AES/EBU 89
III.3. Các đặc điểm giao diện kênh chuẩn AES/EBU. 90
III.4. Giải mã và ghép kênh tín hiệu AES/EBU. 90
III.5. Đồng bộ audio số 92
III.5.1.Đồng bộ giữa các tín hiệu audio số 92
III.5.2. Đồng bộ giữa tín hiệu audio số và tín hiệu video. 93
III.5.3 Ghi audio số 93
III.6. Cơ sở về nén audio. 94
III.6.1. Khái niệm kỹ thuật nén số liệu audio. 94
III.6.2. Kỹ thuật nén số liệu audio 95
III.7. Nén tín hiệu audio theo chuẩn MPEG 97
III.7.1. Tiêu chuẩn nén MPEG – 1 ( ISO/LEC 11172) 97
III.7.2. Thuật toán nén tín hiệu audio MPEG bao gồm các bước sau: 98
III.7.3. ứng dụng và đặc điểm của 3 mức tiêu chuẩn MPEG 100
III .7.4. Ưu điểm của hai tiêu chuẩn MPEG 103
Kết luận 104