Bài giảng hệ thống viễn thông - Chương 7

HỆ THỐNG TRUYỀN HÌNHChương này đề cập đến các khía cạnh về mã hoá, truyền, lưu trữ và hiển thị một ảnh video trong cả hai kỹ thuật hiện đại (số) và truyền thống (tương tự). Yêu cầu cơ bản của một hệ thống hiển thị video là khả năng truyền một chuỗi thông tin liên quan đến các phần khác nhau của một bức ảnh.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Bài giảng hệ thống viễn thông - Chương 7VIENTHONG05.TK Bài giảng: Hệ thống viễn thông 2 Chương 7. HỆ THỐNG TRUYỀN HÌNH Chương này đề cập đến các khía cạnh về mã hoá, truyền, lưu trữ và hiển thị một ảnh video trong cả hai kỹ thuật hiện đại (số) và truyền thống (tương tự). Yêu cầu cơ bản của một hệ thống hiển thị video là khả năng truyền một chuỗi thông tin liên quan đến các phần khác nhau của một bức ảnh. Thông tin này thường phải chứa hai thành phần cơ bản, cụ thể là một vài mô tả về các phần của bức ảnh được hiển thị ví dụ như độ tương phản và một chỉ dẫn về vị trí (không gian và thời gian) của phần đó. Điều này yêu cầu một sự mã hoá hình ảnh trong hệ thống. Có nhiều phương pháp khác nhau để giải quyết vấn đề mã hoá này. Ta sẽ tìm hiểu một vài giải pháp chung được rút ra từ các giải pháp đang tồn tại. Tiếp theo ta sẽ xét đến các giải pháp dùng trong hệ thống tương tự trong đó việc truyền và hiển thị thông tin video theo thời gian thực và không có cơ chế trực tiếp cho việc thực hiện lưu trữ thời gian ngắn. Sau đó ta xét đến các giải pháp dựa trên công nghệ xử lý số trong đó cho phép việc lưu trữ chuỗi ảnh video. Tuy nhiên, cho đến ngày nay, phần lớn các chuỗi video số được hiển thị bằng kỹ thuật tương tự nhằm tương thích với các máy thu hình hiện thời trong hầu hết các hộ gia đình được trang bị trước đây. Vấn đề biểu diễn một phần nhỏ của bức ảnh (thường gọi là nguyên tố ảnh hay pixel) được giải quyết theo những cơ chế khác nhau ở những quốc gia khác nhau. Về cơ bản các thông tin trong một pixel được chia thành các thành phần trắng (White), đen (Black) và màu (Colour). Pixel, mặc dù thường được đề cập đến trong phần xử lý ảnh số, cũng có liên quan đến các bức ảnh tương tự khi biểu diễn các thành phần độc lập nhỏ nhất của một bức ảnh. Kích thước của pixel giới hạn độ phân giải và chất lượng ảnh. Đối với việc truyền thời gian thực điều này sẽ quyết định đến băng thông của tín hiệu mang chuỗi video này. Vấn đề nhận dạng vị trí của pixel được chỉ định bằng cách cho phép bức ảnh được biểu diễn bằng một chuỗi các dòng có bề rộng một pixel, được quét theo một quy luật xác định trước xuyên suốt qua bức ảnh, Hình 1. Các pixel sau đó được truyền theo từng dòng, các chuỗi xung đặc biệt được sử dụng để chỉ ra điểm bắt đầu của một dòng mới và một bức ảnh mới hoặc một khung hình mới tuỳ theo cơ chế mã hoá (xem hình 4). Chú ý rằng những hệ thống này dựa trên việc máy thu và máy phát vẫn còn đồng bộ được với nhau. Ở UK, cơ chế mã hoá được sử dụng cho phát hình quảng bá là PAL (phase alternate line), ở USA NTSC (National Television Standards Committee) được sử dụng. Trong khi đó, ở Pháp SECAM (sysème en couleur à mémoire) được thông hành. BIỂU DIỄN MÀU SẮC 7.1 Pixel từ một ảnh màu có thể được biểu diễn theo nhiều cách khác nhau. Các cách biểu diễn thông thường được sử dụng là: 1. Tín hiệu chói độc lập (intensity (or luminance) signal) và hai tín hiệu màu (colour (or chrominance) signal) thường được gọi là Hue và Saturation. 2. Ba tín hiệu màu tiêu biểu là những giá trị cường độ các màu đỏ (Red), xanh lục (Green) và xanh xẫm (Blue), trong đó mỗi thành phần đều chứa phần thông tin chói. Trường Đại học Giao Thông Vận Tải Tp.HCM 1Bài giảng: Hệ thống viễn thông 2Trong kỹ thuật thứ 2, một pixel trắng có được bằng cách trộn 3 thành phần màu cơ bảntheo một tỷ lệ thích hợp. Tam giác màu trong hình 2 chỉ ra cách phối hợp để tạo ra cácmàu khác nhau từ 3 màu cơ bản. Hình 2 cũng thể hiện thông tin Hue và Saturation trênphương diện hình học. Hue là một độ đo màu trên tam giác màu trong khi đó tỷ lệ màubảo hoà (saturated (pure) colour) so với màu trắng mô tả qua khoảng cách bán kính. Trongthực tế, ta cũng cần tính đến đáp ứng của mắt người với các màu sắc hoặc bước sóng khácnhau trong hình 3. Do vậy, để có ánh sáng được cảm nhận là trắng ta cần thêm vào 59%ánh sáng Green, 30% ánh sáng Red và 11% ánh sáng Blue.Vì thế thành phần chói Y liênhệ với sự phân bố của các giá trị cường độ Red, Breen và Blue theo công thức xấp xĩ sau: (1) Hình 1. Địng dang TV quét dòng với các trường chẵn và lẽ Hình 2. Tam giác màu mô tả Hue và SaturationTrong thực tế, thông tin màu và chói được liên kết bằng toán học theo các quan hệ có tínhkinh nghiệm. Lợi ích cơ bản trong việc tách thành các tín hiệu chói và màu là thành phầnchói sau đó có thể được sử dụng để tái tạo một phiên bản đơn sắc của bức ảnh. Phươngpháp này thông hành trong việc truyền hình màu nhằm mục đích tương thíc ...