Luận văn Truyền hình số có độ phân giải cao HDTV và khả năng ứng dụng tại Việt Nam

HDTV (High-definition television) là hệ thống truyền hình số quảng bá có độ phân giải cao cho hình ảnh đẹp, sắc nét, màu sắc đa dạng phong phú kết hợp với hệ thống âm thanh số trung thực, đa kênh tạo ra một dịch vụ có chất lượng nổi trội so với các hệ thống truyền hình truyền thống (PAL, NTSC, SECAM) Chuẩn truyền hình này đưa đến cho người xem không chỉ cảm nhận về chất lượng hình ảnh tốt với độ phân giải cao mà còn mang lại một cảm giác ấn tượng về vẻ đẹp, độ chân thực, độ sâu và kích thước của toàn bộ hình ảnh. Hơn thế nữa, với việc cung cấp tín hiệu âm thanh vòng (surround sound) 5.1 đã mang lại cho người xem một cảm giác như đang ngồi trong rạp chiếu phim. Việc người dùng chuyển lên HDTV thay thế SDTV được coi là một bước tiến đáng nhớ cho ngành công nghiệp điện tử gia dụng, tương tự như việc nhân loại chuyển từ tivi đen trắng sang tivi màu trước đây. Việc truyền dẫn dịch vụ HDTV trên công các công nghệ khác nhau đặc biệt là sử dụng chuẩn DVB (T,S,C) đang gặp khó khăn về yêu cầu cân bằng giữa băng thông tín hiệu và chất lượng kênh truyền. Sự ra đời của chuẩn nén mới MPEG-4/AV đã cải thiện được hiệu suất nén dòng tín hiệu và hiệu quả sử dụng kênh truyền. Đầu năm 2009 đánh dấu sự công nhận hệ tiêu chuẩn thứ 2 của DVB gồm DVB- T2, DVB-S2, DVB-C2 với việc làm giảm rất nhiều dung lượng của kênh, tăng độ tin cậy và khả năng chống nhiễu do vậy càng thúc đẩy sự phát triển mạnh của dịch vụ HDTV. Hiện nay tại Việt Nam truyền hình độ phân giải cao vẫn là một khái niệm rất mới đối với người sử dụng. Trên thị trường chỉ xuất hiện màn hình Plasma và LCD có thể xem truyền hình với độ phân giải cao, việc sản xuất chương trình cũng như cung cấp loại hình dịch vụ này mới đang trong giai đoạn xây dựng phương án đầu tư, nghiên cứu và phát thử nghiệm. Luận văn “Truyền hình số có độ phân giải cao HDTV và khả năng ứng dụng tại Việt Nam” đi vào nghiên cứu các công nghệ, chuẩn sử dụng trên HDTV và đánh giá so sánh được hiệu quả của việc sử dụng tiêu chuẩn DVB thứ 2 trong truyền dẫn phát sóng HDTV. Đồng thời cũng đánh giá được hiện trạng việc áp dụng công nghệ tiên tiến này vào nước ta để cho người sử dụng có một cách sâu sắc hơn về dịch vụ mới HDTV tại Việt Nam. Nội dung của luận văn được chia thành 5 chương như sau: Chương 1: Tổng quan HDTV Chương 2: Các công nghệ và kỹ thuật sử dụng trong HDTV: Lấy mẫu, lượng tử hoá, nén video số, chuẩn nén MPEG4, MPEG-4/AVC, kỹ thuật âm thanh vòng sử dụng trong HDTV

doc98 trang | Chia sẻ: ngtr9097 | Ngày: 28/05/2013 | Lượt xem: 1957 | Lượt tải: 22download
Bạn đang xem nội dung tài liệu Luận văn Truyền hình số có độ phân giải cao HDTV và khả năng ứng dụng tại Việt Nam, để tải tài liệu về máy bạn click vào nút DOWNLOAD ở trên
MỤC LỤC DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT DANH MỤC CÁC BẢNG DANH MỤC HÌNH VẼ MỞ ĐẦU HDTV (High-definition television) là hệ thống truyền hình số quảng bá có độ phân giải cao cho hình ảnh đẹp, sắc nét, màu sắc đa dạng phong phú kết hợp với hệ thống âm thanh số trung thực, đa kênh tạo ra một dịch vụ có chất lượng nổi trội so với các hệ thống truyền hình truyền thống (PAL, NTSC, SECAM) Chuẩn truyền hình này đưa đến cho người xem không chỉ cảm nhận về chất lượng hình ảnh tốt với độ phân giải cao mà còn mang lại một cảm giác ấn tượng về vẻ đẹp, độ chân thực, độ sâu và kích thước của toàn bộ hình ảnh. Hơn thế nữa, với việc cung cấp tín hiệu âm thanh vòng (surround sound) 5.1 đã mang lại cho người xem một cảm giác như đang ngồi trong rạp chiếu phim. Việc người dùng chuyển lên HDTV thay thế SDTV được coi là một bước tiến đáng nhớ cho ngành công nghiệp điện tử gia dụng, tương tự như việc nhân loại chuyển từ tivi đen trắng sang tivi màu trước đây. Việc truyền dẫn dịch vụ HDTV trên công các công nghệ khác nhau đặc biệt là sử dụng chuẩn DVB (T,S,C) đang gặp khó khăn về yêu cầu cân bằng giữa băng thông tín hiệu và chất lượng kênh truyền. Sự ra đời của chuẩn nén mới MPEG-4/AV đã cải thiện được hiệu suất nén dòng tín hiệu và hiệu quả sử dụng kênh truyền. Đầu năm 2009 đánh dấu sự công nhận hệ tiêu chuẩn thứ 2 của DVB gồm DVB- T2, DVB-S2, DVB-C2 với việc làm giảm rất nhiều dung lượng của kênh, tăng độ tin cậy và khả năng chống nhiễu do vậy càng thúc đẩy sự phát triển mạnh của dịch vụ HDTV. Hiện nay tại Việt Nam truyền hình độ phân giải cao vẫn là một khái niệm rất mới đối với người sử dụng. Trên thị trường chỉ xuất hiện màn hình Plasma và LCD có thể xem truyền hình với độ phân giải cao, việc sản xuất chương trình cũng như cung cấp loại hình dịch vụ này mới đang trong giai đoạn xây dựng phương án đầu tư, nghiên cứu và phát thử nghiệm. Luận văn “Truyền hình số có độ phân giải cao HDTV và khả năng ứng dụng tại Việt Nam” đi vào nghiên cứu các công nghệ, chuẩn sử dụng trên HDTV và đánh giá so sánh được hiệu quả của việc sử dụng tiêu chuẩn DVB thứ 2 trong truyền dẫn phát sóng HDTV. Đồng thời cũng đánh giá được hiện trạng việc áp dụng công nghệ tiên tiến này vào nước ta để cho người sử dụng có một cách sâu sắc hơn về dịch vụ mới HDTV tại Việt Nam. Nội dung của luận văn được chia thành 5 chương như sau: Chương 1: Tổng quan HDTV Chương 2: Các công nghệ và kỹ thuật sử dụng trong HDTV: Lấy mẫu, lượng tử hoá, nén video số, chuẩn nén MPEG4, MPEG-4/AVC, kỹ thuật âm thanh vòng sử dụng trong HDTV Chương 3: Các công nghệ truyền dẫn HDTV, giới thiệu chuẩn DVB thế hệ thứ 2 (DVB-T2,DVB-S2,DVB-C2) và so sánh đánh giá hiệu quả kênh truyền. Chương 4: Một số kết quả mô phỏng sử dụng phần mềm mô phỏng MATLAB 2009a về mô phỏng hệ HDTV, so sánh đánh giá hiệu suất về việc dùng chuẩn DVB đầu tiên và thế hệ thứ 2 qua mã hoá LDPC Chương 5: Ứng dụng triển khai HDTV tại Việt Nam Qua lời nói đầu tác giả xin gửi lời cảm ơn sâu sắc tới TS.Ngô Thái Trị, người đã tận tình hướng dẫn tôi trong quá trình hoàn thiện bản luận văn này; cũng xin được cảm ơn các thầy cô giáo, bạn học cùng lớp, bạn bè đồng nghiệp đã giúp đỡ và động viên tôi trong suốt thời gian thực hiện luận văn. Hà Nội, tháng 12 năm 2009 Học viên Nguyễn Thị Thu Trang CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN HDTV 1.1.Khái niệm HDTV 1.1.1. Khái niệm và ưu điểm của HDTV [5] HDTV sử các kỹ thuật tiên tiến để tăng thêm các chi tiết ảnh và cải tiến chất lượng âm thanh cung cấp tới tivi. Chất luợng hình ảnh tương đương với 35 mm phim camera, chất lượng âm thanh tương đương với một máy nghe nhạc compact. Để đạt được điều đó HDTV đã tạo thêm các dòng điện tử quét ngang màn hình và thêm các electron để tạo thêm chi tiết ảnh. Các hệ thống truyền hình truyền thống cung cấp loại tivi với 525 dòng quét (NTSC) với 300 điểm ảnh trên/dòng. HDTV sử dùng hơn 1000 dòng quét với khoảng 1000 điểm ảnh trong một dòng. Với việc tăng thông tin cho hình ảnh nên HDTV yêu cầu một băng thông cao hơn hẳn so với hệ thống truyền hình truyền thống do đó tăng hiệu xuất sử dụng băng thông. Các ưu điểm của HDTV so với SDTV Khuôn hình rộng hơn, hình ảnh có độ sắc nét rõ ràng. Âm thanh với chất luợng cao. Băng thông sử dụng hẹp. Khả năng chống xuyên nhiễu tốt, một số hiện tượng như bóng hình(ghosting), hoặc muỗi (snow) không tìm thấy với hệ thống HDTV. 1.1.2.Tỷ lệ khuôn hình [3] Tỷ lệ khuôn hình là tỷ lệ giữa chiều ngang và chiều cao của hình ảnh, về bản chất là tỷ lệ giữa số điểm ảnh tích cực của 1 dòng trên số dòng tích cực. Tỷ lệ truyền thống là 4:3, còn tỷ lệ của một khuôn hình rộng là 16:9. Một số ưu điểm của khuôn hình rộng là: + Góc nhìn thấy của con người khoảng xung quanh 120o, nhưng khi nhìn màn hình nhỏ tỷ lệ 4:3 từ khoảng cách vài mét, chúng ta sẽ phải làm hẹp góc nhìn một cách đáng kể thậm chí lên đến 10o. Điều này làm giảm khả năng cảm thụ hình ảnh. + Tỷ lệ khuôn hình 16:9 (1.78:1) gần hơn với tỷ lệ khuôn hình sử dụng trong điện ảnh (thường là 1.85:1 hoặc 2.35:1). + Phần lớn các chuyển động trên màn hình được thực hiện theo chiều ngang (ví dụ bóng đá, đua xe), do đó màn hình rộng sẽ có thể đáp ứng tốt hơn. + Màn hình rộng cũng có nghĩa giảm bớt số lượng các hình cận cảnh và chuyển cảnh. Mặt khác các chuyển động trên màn hình rộng là liền mạch và liên tục với chương trình có tính phim ảnh. Nói một cách đơn giản là có thể giảm bớt được các chuyển cảnh nhanh do ta có thể nhìn được nhiều hơn trên màn hình rộng Hình sau đây sẽ cho ta thấy hiệu quả của tỷ lệ khuôn hình. 16 9 Khoảng cách nhìn: 3H Khoảng cách nhìn: 7H Góc nhìn: 300 Góc nhìn: 100 Hình 1.1: So sánh giữa HDTV và SDTV về tỷ lệ khuôn hình HDTV sử dụng tỷ lệ khuôn hình rộng 16:9. 1.1.3.Đặc tính quét ảnh Với định dạng 720p, tần số mành cũng là tần số khung, mỗi khung hình truyền đi bao gồm 1 mành quét với 750 dòng tín hiệu.. Với định dạng 1080i, một khung hình gồm 1125 dòng tín hiệu, được truyền đi bằng 2 mành. Mành 1 gồm các dòng lẻ, gồm có 563 dòng. Mành 2 gồm các dòng chẵn, gồm có 562 dòng. Tần số khung tương ứng với 2 hệ tần số là 25Hz và 30Hz. Tần số dòng với định dạng 1080/30i: fH = 30 x 1125 = 33750Hz. Tương tự như vậy, tần số dòng với các định dạng 1080/25i là 28125Hz, với định dạng 720/60p là 45000Hz, với định dạng 720/50p là 37500Hz. Bảng sau đây thể hiện các thông số quét ảnh của HDTV tương tự STT Thông số 50Hz 60Hz 720p 1080i 720p 1080i 1 Tần số khung (Hz) 50 25 60 30 2 Tần số mành (Hz) 50 50 60 60 3 Dạng quét 1:1 2:1 1:1 2:1 4 Tổng số dòng 750 1125 750 1125 5 Dòng tích cực 720 (26 đến 745) 1080 (21-560, 564-1123) 720 (26 đến 745) 1080 (21-560, 564-1123) 6 Dòng trống 30 (1-25, 746-750) 45 (1-20, 561-563, 1124-1125) 30 (1-25, 746-750) 45 (1-20, 561-563, 1124-1125) 7 Tần số dòng (fH, Hz) 37500 28125 45000 33750 Bảng 1.1: Thông số quét ảnh của HDTV 1.1.4.Độ phân giải hình và băng thông tín hiệu Độ phân giải đứng tương đương với số lần chuyển đổi giữa dòng tín hiệu mức trắng và mức đen trong toàn ảnh. Từ những năm 1930, đã xác định độ phân giải chiều đứng được tính bằng 70% của số dòng tích cực. Hệ số 0.7 được gọi là hệ số K (Kell Factor). Độ phân giải chiều đứng thường được thể hiện ở dạng số dòng của chiều cao 1 ảnh (LPH – Lines per piture height), giá trị này được dùng để xác định mức phân giải đứng tối đa có thể hiển thị được. Nếu 1 ảnh yêu cầu độ phân giải cao hơn giá trị phân giải đứng của mành thì ảnh sẽ bị mờ. Độ phân giải ngang của mành sẽ quyết định bề rộng băng thông cần thiết để truyền tín hiệu. Ta sẽ tính toán trên ví dụ là hệ 1080/25i như sau: Số dòng tích cực: 1080 Độ phân giải đứng: 1080 x 0.7 = 756 LPH Với tỷ lệ khuôn hình 16:9, chiều ngang của mành phải đảm bảo hiển thị số điểm ảnh là: 756 x 16/9 = 1344 điểm ảnh. Tần số mành của hệ 1080/25i là: 28125Hz, do đó thời gian tích cực 1 dòng là: (1/28125) x (1920/2640) = 25.858ms Do chiều ngang có số điểm ảnh là 1344, nên số lần chuyển đổi điểm ảnh đen trắng trên 1 dòng là 1344/2 = 672 lần. Thời gian 1 lần chuyển đổi là: 25.858/672 = 0.0384ms Tần số cực đại là: 1/0.0384 = 26.04 MHz Đây cũng chính là độ rộng băng thông tối thiểu cần thiết để truyền tín hiệu đảm bảo độ phân giải đứng và ngang nói trên. Nếu giảm độ rộng băng thông truyền tín hiệu, sẽ làm giảm độ phân giải hình. Tính toán trên là với tín hiệu chói, với tín hiệu hiệu mầu, độ rộng băng thông tương ứng sẽ là 13MHz. Độ phân giải của SDTV ở châu Âu là 720 điểm ảnh trên một dòng, 575 dòng tích cực trong một mành được quét xen kẽ, tương đương với 0.41Mpixels. Tại Bắc Mỹ số dòng tích cực thậm chí còn ít hơn, chỉ có 480 dòng quét xen kẽ. Độ phân giải của định dạng HDTV 1080i là hơn 2Mpixels, tức là cao hơn 5 lần so với SDTV. Cũng cần phải nhấn mạnh rằng, một đĩa DVD hay một chương trình truyền hình số (truyền qua cáp, vệ tinh số, hay số mặt đất) cũng chỉ có 575 dòng tích cực mặc dù rất nhiều người nghĩ rằng DVD hay truyền hình số hiện nay là có độ phân giải cao. Để có thể dán nhãn HD ready, thiết bị cần ít nhất 720 dòng vật lý, nhưng hiện nay phần lớn các TV màn hình phẳng có 768 dòng. Các Projector độ phân giải cao thường được gọi là Projector 720p có độ phân giải là 1280x720. Một điều quan trọng cần nhấn mạnh là: Các yêu cầu để đạt HD ready không đề cập đến số điểm ảnh trên 1 dòng, nhưng ta cần hiểu rằng số điểm ảnh là càng nhiều càng tốt. Độ phân giải đặc chưng của hiển thị HD là: 1280x720(0.92Mpix), 1280x768(0.98Mpix), 1024x768(0.78Mpix), 1024x1024(1.05Mpix), 1366x768(1.05Mpix), 1920x1080(2.07Mpix). Thiết bị hiển thị với độ phân giải gốc 1920x1080 được biết đến với tên HD đầy đủ (Full HD) hoặc bộ TV 1080p hoặc Projector. Hình 1.2: Tương quan về độ phân giải 1.2.Lịch sử và xu hướng phát triển [5] 1.2.1. HDTV tại Nhật Bản Năm 1968, hãng NHK của Nhật Bản bắt đầu nghiên cứu và phát triển HDTV, kết quả cho ra đời chuẩn kỹ thuật đầu tiên dành cho studio: Số dòng quét/ảnh : 1125, tỷ lệ khuôn hình : 5/3, thương pháp quét: xen kẽ, tần số mành : 60Hz, độ rộng băng tần : 20MHz. Đến tháng 10/1984, hệ MUSE (Multiple SubNyquist Sampling Encoding) được NHK thiết kế để phát sóng truyền hình tương tự có độ phân giải cao qua vệ tinh. Theo yêu cầu phát sóng, hệ MUSE còn được phát triển với nhiều version khác nhau nữa. Trong đó, băng tần tín hiệu HDTV được nén từ 20MHz xuống 8.1MHz và có thể truyền, phát sóng qua vệ tinh. Nhật Bản cũng được ghi nhận là nước duy nhất phát thương mại HDTV tương tự và cũng đã có những thành công nhất định. Cho đến đầu những năm 2000 thì Nhật Bản đã chính thức chuyển sang phát sóng HDTV số mặt đất theo tiêu chuẩn ISDB-T, và phát sóng số HDTV qua vệ tinh theo tiêu chuẩn ISDB-S. Hiện nay Nhật Bản sử dụng định dạng 1080i/60 với số mẫu trên 1 dòng là 1440 hoặc 1920. Phát sóng trên mạng vệ tinh và sóng mặt đất theo chuẩn ISDB-T và ISDB-S -Mặt đất: + Có 17,9 triệu đầu thu HDTV số mặt đất được bán tính đến 1/2007 + Đã phủ sóng 84 % lãnh thổ, tính đến cuối năm 2006 + Một số kênh HDTV tại khu vực nội đô Tokyo -Vệ tinh: + Có khoảng 20,4 triệu đầu thu HDTV số vệ tinh được bán, tính đến 1/2007. + Một số kênh HDTV qua vệ tinh tại Nhật Bản: -Mạng cáp: Hiện nay không triển khai trên mạng cáp, tuy nhiên các thuê bao của các mạng vệ tinh và mặt đất có thể thu trực tiếp hoặc thông qua mạng cáp với các thiết bị đầu cuối tương thích. -Thị trường thiết bị hiển thị HDTV. Đa dạng với nhiều model và nhà sản xuất. Giá thành ngày càng giảm. - Xu hướng phát triển Theo lộ trình số hoá, đến năm 2011 thì Nhật Bản sẽ dừng phát sóng analog, toàn bộ các thuê bao truyền hình tại gia sẽ là HDTV số. Việc chuyển đổi từ các kênh mặt đất tương tự sang số phát HDTV là kế hoạch quốc gia của Nhật Bản và phải mất 4 năm mới hoàn thành. Thị trường TV phẳng như LCD, PDP phát triển mạnh mẽ và là những sản phẩm chính trong thị trường HDTV số rất đông đúc của Nhật Bản. Giá cả các loại TV trên cũng giảm xuống một cách nhanh chóng, với xu hướng xuống còn khoảng 50$/inche HDTV sẽ trở lên thông dụng tại Nhật Bản, bản thân các nhà cung cấp dịch vụ truyền hình cũng xác định tiêu chí này thông qua câu nói: HDTV là điều cần thiết để sống sót. 1.2.2. HDTV tại Mỹ Chính phủ Mỹ đã quyết định nghiên cứu một định dạng HDTV mới so với NHK để có thể phù hợp với các hệ thống phát sóng hiện tại. Các nhà nghiên cứu và các nhà sản xuất đã tập hợp lại thành 4 nhóm riêng biệt để thực hiện việc này. Bản thân 4 nhóm đã xây dựng nên 4 hệ truyền hình HDTV riêng là: DigiCipher HDTV System, DSC HDTV System, Advance Digital (AD) HDTV, và CCDC HDTV System. Đó là tiền thân của tổ chức The Grand Alliance với hệ GA HDTV, được thành lập vào ngày 24/5/1993 từ việc thống nhất 4 nhóm nói trên. Trong quá trình xây dựng hệ thống HDTV, Grand Alliance đã nhận thấy rằng, công nghệ mới này phải được chuyển sang số hoá để có thể tương thích với các hệ thống truyền hình hiện tại. Chính vì vậy, hệ thống HDTV tại Mỹ được xây dựng từ đầu với truyền hình số và hoàn toàn khác biệt với Nhật Bản. Đến năm 1996 thì FCC chính thức lập tiêu chuẩn cho HDTV, được phát số mặt đất theo tiêu chuẩn ATSC. Tín hiệu số HDTV được nén và phát trên kênh 6MHz của truyền hình NTSC. Đến năm 1998 thì HDTV chính thức được phát sóng thương mại tại Mỹ. Hiện nay các chương trình HDTV được cung cấp tới khách hàng như là một dịch vụ số phát song song với SDTV và các dịch vụ khác trên cả mạng cáp, vệ tinh và sóng mặt đất. Theo lộ trình, đến năm 2006, Mỹ sẽ chấm dứt việc phát sóng tương tự. Toàn bộ hệ thống truyền hình tại Mỹ sẽ là truyền hình số. Khác với Nhật Bản, HDTV tại Mỹ chỉ là một phần trong các dịch vụ số được các thuê bao đăng ký, với tỷ lệ khoảng 10%. Tuy nhiên số lượng kênh lại rất phong phú, diện phủ sóng chiếm 75 % lãnh thổ. Có thể nói hệ thống HDTV tại Mỹ đã được phát triển một cách hoàn chỉnh với khoảng 6 nhà cung cấp dịch vụ chính qua vệ tinh, hơn 30 nhà cung cấp HDTV qua mạng cáp, hệ thống số mặt đất phủ sóng toàn lãnh thổ với hơn 75% số vùng có thể thu HDTV. 1.2.3. HDTV tại châu Âu. Vào năm 1986, 19 nước ở châu Âu đã tổ chức hội nghị bàn thảo về chương trình nghiên cứu HDTV mang tên “Eureka 95”, nhằm phát triển hệ thống HDTV tại châu Âu. Giống như Nhật Bản, châu Âu cũng bắt đầu với hệ truyền hình HDTV tương tự phát sóng qua vệ tinh. Vào tháng 5/1992, EU đưa ra tiêu chuẩn D2-MAC, được phát triển bởi SGS-Thomson của Pháp và Philips của Hà Lan, để phát sóng truyền hình màn rộng và các dịch vụ vệ tinh. Hệ HDTV của châu Âu khi đó có số dòng quét là 1250 với 1152 dòng tích cực, tỷ lệ khuôn hình là 16:9, và tần số mành là 50Hz. Thời điểm đó, EU có kế hoạch chuyển đổi các hệ thống truyền hình tương tự hiện tại sang hệ thống D2-MAC thậm chí sang cả HD-MAC là hệ thống HDTV tương tự đầy đủ. Tuy nhiên việc chuyển đổi này đã gặp một số trở ngại từ một số nước, khi họ lo ngại các hệ truyền hình HDTV này sẽ không thể tồn tại lâu dài do sự phát triển của truyền hình số. Trong khi đó một số nước có nền công nghiệp truyền hình nhỏ như Hy Lạp, Ailen…cũng bày tỏ sự lo ngại về khả năng tài chính của việc đầu tư phát triển HDTV. Chính vì vậy mà HDTV tương tự đã không thể phát triển tại châu Âu, mặc dù một số hãng truyền hình của Pháp đã lập kế hoạch để triển khai D2-MAC, song sự phát triển của nó cũng rất hạn chế, một phần do giá thành bộ thu HDTV theo D2-MAC khi đó là quá cao. Đến năm 1993 thì hệ truyền hình HDTV tương tự HD-MAC chính thức dừng lại, EU và EBU khi đó tập trung vào phát triển truyền hình số với hệ DVB. Cho đến năm 2003, HDTV mới lại được bắt đầu được phát số thử nghiệm tại châu Âu theo tiêu chuẩn DVB trên cả vệ tinh, cáp và sóng mặt đất. - Hiện nay ở châu Âu đang chấp nhận 4 định dạng HDTV sau: 1080i/25, 1080p/50, 1080p/25 và 720p/50. Định dạng được EBU khuyến cáo nên sử dụng là 720p/50 - Các chuẩn truyền dẫn: DVB-T cho sóng mặt đất, DVB-S, S2 cho sóng vệ tinh, DVB-C cho mạng cáp, DVB-IPI cho mạng IP. Hiện trạng HDTV tại một số nước châu Âu: HDTV tại Pháp: Vệ tinh: có 7 kênh HDTV được phát với hơn 40000 đầu thu STB Sóng mặt đất: phát thử nghiệm 2 kênh từ tháng 5/2006 cho các chương trình tennis, bóng đá, phim, sân khấu Trên ADSL: Tất cả các nhà cung cấp mạng đều đưa ra các dịch vụ quảng bá HD. Chưa tiến hành trên mạng cáp. HDTV tại Đức: Hiện chỉ phát trên vệ tinh, với khoảng 10 chương trình. Sẽ triển khai trên mạng cáp và mặt đất. HDTV tại Anh: Phát trên vệ tinh và mặt đất, sớm triển khai trên mạng cáp. Có khoảng 9 chương trình HDTV HDTV tại Bỉ Phát trên vệ tinh và mạng cáp Hiện tại có 3 chương trình HD1,2,3. Sắp có thêm HD4 Một số nước khác: Tây Ban Nha: Có kế hoạch phát HDTV vào năm 2007 trên mạng cáp và vệ tinh. Italy: Đã phát 5 chương trình trên vệ tinh Na Uy: phát trên vệ tinh và sóng mặt đất Hà Lan, Bồ Đào Nha: Phát HDTV trên mạng cáp Thụy Điển, Phần Lan: phát HDTV trên vệ tinh Thụy Sỹ: sẽ phát HDTV trên vệ tinh năm 2007. Các nước Ba Lan, Slovakia, Rumani, Nga đã bắt đầu thử nghiệm. Xu hướng tại châu Âu: Đa phần các nước đều triển khai HDTV qua vệ tinh với những ưu điểm về băng thông và sự hỗ trợ của DVB-S2 Ngoài một số hệ thống đang sử dụng nén MPEG 2, tất cả các nước bắt đầu triển khai HDTV đều sử dụng MPEG 4/H.264 làm chuẩn nén. Các nước đã sử dụng MPEG 2 cho HDTV cũng đã thông báo sẽ sử dụng MPEG 4/H.264 cho các hệ thống tiếp theo. 1.3.Mô hình tổng quan của hệ thống HD Hệ thống truyền hình có độ phân giải cao được cấu thành từ ba thành phần chính như sau: - Hệ thống thiết bị trung tâm. - Hệ thống truyền dẫn tín hiệu. - Các thiết bị đầu cuối thuê bao. Hình 1.3: Mô hình tổng quan của một hệ thống HDTV 1.3.1.Hệ thống thiết bị trung tâm (Master Headend) Hệ thống cung cấp và quản lý các chương trình truyền hình : Hệ thống thu tín hiệu các chương trình truyền hình sau đó qua quá trình xử lý tín hiệu: chèn quảng cáo, key chữ, mã hoá, điều chế tín hiệu... và chuyển sang mạng phân phối tín hiệu. Các chương trình có thể thu trực tiếp từ vệ tinh, truyền hình mặt đất, các chương trình tự sản xuất. Hệ thống kiểm tra, giám sát: Bao gồm hệ thống monitor để kiểm tra chất lượng cũng như nội dung các chương trình truyền, hệ thống chuyển đổi nguồn tín hiệu (matrix), hệ thống điều hành toàn bộ hoạt động của trung tâm thu phát và mạng phân phối tín hiệu... 1.3.2.Hệ thống mạng phân phối tín hiệu Hệ thống mạng phân phối tín hiệu có chức năng truyền dẫn các tín hiệu truyền hình cũng như các dữ liệu từ trung tâm tới các thuê bao và ngược lại. 1.3.3.Thiết bị đầu cuối thuê bao Đây là các thiết bị làm chức năng giải mã tín hiệu cung cấp tới tivi. Toàn bộ quá trình xử lý tín hiệu được tích hợp trong một hộp nhỏ gọi là settop-box, nối tới tivi qua chuẩn HDMI. CHƯƠNG 2: CÁC CÔNG NGHỆ VÀ KỸ THUẬT ĐƯỢC SỬ DỤNG TRONG HDTV 2.1.Tần số lấy mẫu và cấu trúc lấy mẫu Nếu trong SDTV, tần số lấy mẫu là 13.5MHz, là bội số của tần số dòng với cả 2 hệ NTSC và PAL, thì với HDTV, tần số lấy mẫu cũng là bội số của tần số dòng. Việc lấy mẫu tín hiệu có thể thực hiện với tín hiệu chói (Y’) và 2 tín hiệu mầu thành phần (C’B, C’R) hoặc có thể thực hiện với 3 tín hiệu màu cơ bản (R’, B’, G’). Đồng thời tần số lấy mẫu cũng phải đảm bảo lớn hơn 2 lần độ rộng dải phổ tín hiệu. Với HDTV, tần số lấy mẫu tín hiệu chói được lựa chọn là 74.25MHz cho tất cả các định dạng tương tự. Tần số này là bội số của tần số dòng với cả 4 định dạng nói trên. + Với hệ 50Hz: 74.25MHZ = 1980 x fH : với định dạng 720p 74.25MHZ = 2640x fH : với định dạng 1080i + Với hệ 60Hz: 74.25MHZ = 1650 x fH : với định dạng 720p 74.25MHZ = 2200 x fH : với định dạng 1080i Với tín hiệu thành phần, tần số lấy mẫu cũng thường được biểu hiện thông qua tỷ số giữa tần số lấy mẫu tín hiệu chói và tần số lấy mẫu tín hiệu hiệu mầu. Với tín hiệu HDTV thành phần, tần số lấy mẫu 2 tín hiệu hiệu mầu là 37.125MHz. fS (Y): 74.25MHz fS (C’B): 37.125MHz fS (C’R): 37.125MHz Cấu trúc lấy mẫu là trực giao, các mẫu tín hiệu hiệu mầu được lấy cùng với các mẫu tín hiệu chói lẻ trên mỗi dòng. Điểm lấy mầu tín hiệu hiệu mầu sẽ phụ thuộc vào mục đích để sản xuất, lưu trữ hay truyền dẫn. Các cấu trúc lấy mẫu cũng tương tự như SDTV, gồm có các cấu trúc 4:2:0, 4:2:2, 4:4:4. Theo Shanon và Nyquist, dải tần cho tín hiệu chói sẽ không được vượt quá một nửa tần số lấy mẫu là
Luận văn liên quan