Luận văn Nén ảnh động dùng Wavelet

LUẬN VĂN Nén ảnh động dùng Wavelet 0 Bé gi¸o dôc vµ ®µo t¹o TR−êNG §¹I Häc B¸CH KHOA Hµ Néi ------------------------------------------------ LuËn v¨n th¹c sÜ khoa häc nÐn ¶nh ®éng dïng wavelet Ngµnh: §iÖn tö viÔn th«ng NguyÔn H÷u ph¸t Ng−êi h−íng dÉn khoa häc: PGS TS. Hå Anh Tuý Hµ néi 2005 1 Môc lôc Trang Lêi nãi ®Çu .................................................................................................. 4 Ch−¬ng 1 TæNG QUAN VÒ NÐN ¶NH Video THEO CHUÈN MPEG ......................................................................................................................... 6 1.1. Kh¸i niÖm vÒ Video vµ ph−¬ng ph¸p nÐn Video ........................................ 5 1.1.1. Kh¸i niÖm Video ..................................................................................... 5 1.1.1.1. Kh«ng gian mÇu (Color Space)............................................................ 5 1.1.1.2. C¸c c¬ cÊu sè ho¸ tÝn hiÖu Video ........................................................ 6 1.1.2. C¸c ph−¬ng ph¸p nÐn Video ................................................................... 8 1.1.2.1. Gi¶m tèc ®é dßng bit............................................................................ 9 1.1.2.2. NÐn dßng tÝn hiÖu Video sè theo kh«ng gian ..................................... 10 1.1.2.3. NÐn dßng tÝn hiÖu theo thêi gian........................................................ 11 1.1.2.4. NÐn hçn hîp sö dông tæ hîp c¸c ph−¬ng ph¸p trªn .......................... 11 1.1.3. Tham sè nÐn Video. .............................................................................. 11 1.2. Giíi thiÖu chung vÒ chuÈn MPEG ........................................................... 12 1.3. C¸c kh¸i niÖm c¬ b¶n trong nÐn Video theo chuÈn MPEG...................... 14 1.3.1. CÊu tróc ph©n cÊp Video theo chuÈn MPEG. ...................................... 14 1.3.2. Ph©n lo¹i frame Video. ......................................................................... 17 1.3.3. Nhãm ¶nh (GOP: Group Of Picture).................................................... 19 1.4. Ph−¬ng ph¸p nÐn ¶nh Video theo chuÈn MPEG. ..................................... 21 1.4.1. M« h×nh tæng qu¸t bé m· ho¸ Video theo chuÈn MPEG...................... 21 1.4.2. LÊy mÉu th«ng tin vÒ mµu. .................................................................... 22 1.4.3. L−îng tö ho¸. ........................................................................................ 23 1.4.4. Néi suy ¶nh. .......................................................................................... 23 1.4.5. Dù ®o¸n bï chuyÓn ®éng. ..................................................................... 24 1.4.5.1. §¸nh gi¸ chuyÓn ®éng (motion estimation)....................................... 24 1.4.5.2. Bï chuyÓn ®éng (Motion Compensation). ......................................... 24 1.4.6. BiÕn ®æi Cosine rêi r¹c. ........................................................................ 26 1.4.7. M· VLC................................................................................................. 27 1.5. Qu¸ tr×nh nÐn Video theo chuÈn MPEG-1. .............................................. 27 1.5.1. Tham sè ®Æc tr−ng. ............................................................................... 27 1.5.2. Qu¸ tr×nh m· ho¸. ................................................................................ 28 1.5.3.Qu¸ tr×nh gi¶i m·.................................................................................. 32 1.6. Qu¸ tr×nh nÐn Video theo chuÈn MPEG-2. .............................................. 33 2 1.6.1. Tham sè ®Æc tr−ng. .............................................................................. 36 1.6.2. M« h×nh m· ho¸ Non-scalable theo MPEG-2. .................................... 37 1.6.3. M« h×nh m· ho¸ scalable theo MPEG-2. ............................................ 38 Ch−¬ng 2 M∙ ho¸ SCALABLE VIDEO .............................................. 42 2.1. B¨ng läc 1/2 pixel biÕn ®æi ng−îc theo thêi gian - tÝnh to¸n bï chuyÓn ®éng................................................................................................................ 42 2.1.1. Giíi thiÖu............................................................................................... 44 2.1.2. ThuËt to¸n ............................................................................................. 46 2.1.2.1 M« h×nh Video phæ biÕn...................................................................... 46 2.1.2.2. QuÐt luü tiÕn Video víi vÐct¬ chuyÓn ®éng chÝnh x¸c 1/2 ®iÓm ¶nh . 49 2.1.2.3. Di chuyÓn côc bé më réng ................................................................. 51 2.1.3. Ba tham sè m· ho¸ b¨ng con sö dông IMCTF ..................................... 54 2.1.4. KÕt qu¶ thùc nghiÖm ............................................................................. 55 2.1.5. Tãm t¾t vµ kÕt luËn................................................................................ 59 2.2. M· ho¸ scalable video.............................................................................. 61 2.2.1. Kh¸i qu¸t............................................................................................... 62 2.2.1.1. M· ho¸ lai truyÒn thèng..................................................................... 63 2.2.1.1.1.M· ho¸ Scalable SNR ..................................................................... 63 2.2.1.1.2 Ph©n gi¶i m· Scalable ..................................................................... 66 2.2.1.2. Embedded Coding and Fine Granularity Scalability ........................ 66 2.2.1.3. M· ho¸ sö dông b¨ng con 3 chiÒu vµ m· ho¸ Wavelet ........................... 69 2.2.2. HÖ thèng tæng quan.................................................................................. 70 2.2.3. B¨ng con m· ho¸ 3 chiÒu ...................................................................... 71 2.2.4. Tû lÖ dßng bÝt m· ho¸............................................................................... 74 2.2.4.1.HÖ thèng dßng bÝt................................................................................ 74 2.2.4.2. Lùa chän dßng bÝt m· ho¸ vµ truyÒn dÉn ......................................... 78 2.2.5. KÕt qu¶ thùc nghiÖm ............................................................................. 81 2.2.5.1. So s¸nh víi m· ho¸ Nonscalable....................................................... 81 2.2.5.2. So s¸nh m· ho¸ LZC vµ 3D-SPIHT........................................................ 83 2.2.5.3. M· ho¸ tèc ®é ®a ph©n gi¶i ................................................................... 86 2.2.6. Tãm t¾t vµ kÕt luËn................................................................................ 91 Ch−¬ng 3 §èi t−îng-c¬ së m∙ ho¸ SCALABLE ............... 95 3.1. §èi t−îng c¬ b¶n - C¬ së m· ho¸............................................................. 97 3.1.1 MÆt ph¼ng ®èi t−îng Video.................................................................... 97 3.1.2. C«ng cô m· ho¸ cho ®èi t−îng Video ................................................... 98 3.1.2.1. §Þnh d¹ng m· ho¸.............................................................................. 98 3.1.2.2. CÊu tróc m· ho¸ ................................................................................ 99 3.2. §èi t−îng-C¬ së m· ho¸ sö dông EZBC................................................ 100 3 3.2.1. Tæng quan ........................................................................................... 101 3.2.2. MiÒn – C¬ së biÕn ®æi Wavelet rêi r¹c .............................................. 102 3.2.3. §èi t−îng-C¬ së m· ho¸ mÆt ph¼ng bÝt EZBC .................................. 103 3.3. KÕt qu¶ thùc nghiÖm .............................................................................. 104 3.4. Tãm t¾t vµ kÕt luËn................................................................................. 106 Ch−¬ng 4: Ch−¬ng tr×nh thö nghiÖm vµ ®¸nh gi¸ kÕt qu¶ .............................................................................................................. 111 4.1. X©y dùng ch−¬ng tr×nh .......................................................................... 111 4.1.1. Kh¸i qu¸t chung .................................................................................... 111 4.1.2. CÊu tróc ch−¬ng tr×nh ............................................................................ 111 4.2. §¸nh gi¸ kÕt qu¶ thö nghiÖm ................................................................. 112 4.2.1 D÷ liÖu thö nghiÖm.................................................................................. 112 4.2.2. KÕt qu¶ thö nghiÖm ................................................................................ 112 4.2.3. NhËn xÐt vÒ tû sè nÐn,chÊt l−îng nÐn....................................................... 115 KÕt luËn .................................................................................................. 118 1. øng dông luËn v¨n .................................................................................... 118 2. H−íng ph¸t triÓn cho t−¬ng lai ................................................................. 119 TµI LIÖU THAM KH¶O ............................................................................. 120 PHô LôC...................................................................................................... 122 THUËT NG÷ tiÕng anh ......................................................................... 122 4 Lêi nãi ®Çu Trong nh÷ng n¨m gÇn ®©y do sù ph¸t triÓn m¹nh mÏ cña Internet nªn vÊn ®Ò truyÒn d÷ liÖu trªn m¹ng ®Æc biÖt lµ truyÒn ¶nh vµ ©m thanh ®−îc quan t©m. Do ®ã viÖc nÐn d÷ liÖu ®Æc biÖt d÷ liÖu phim ¶nh lµ cÇn thiÕt h¬n bao giê hÕt. Trong ph¹m vi luËn v¨n nµy t«i tËp trung vµo viÖc nÐn d÷ liÖu video. §èi víi nÐn ¶nh ®éng, chuÈn MPEG(Moving Photographic Experts Group) ®· ®−îc x¸c lËp bëi ISO vµ IEC. §©y lµ mét kü thuËt nÐn ¶nh ®éng ®· mang l¹i nhiÒu thµnh c«ng. Nã cã thÓ ®¹t tû lÖ nÐn kh¸ cao 10:1 mµ m¾t th−êng khã ph©n biÖt ®−îc. Tuy nhiªn ®©y vÉn ch−a ph¶i lµ tû lÖ cao tèi −u. Sù ra ®êi cña Wavelet ®· më ra mét c«ng nghÖ míi. §ã lµ chuÈn MJPEG2000. Sù ra ®êi cña MJPEG2000 më ra mét t−¬ng lai míi cho kü thuËt nÐn ¶nh víi nh÷ng tÝnh n¨ng cao. Kü thuËt Wavelet còng ®−îc nghiªn cøu trong nhiÒu phÇn mÒm nh− Matlap... Môc ®Ých cña luËn v¨n nµy nh»m nghiªn cøu mét sè ph−¬ng ph¸p nÐn ¶nh ®éng ®ang ®−îc quan t©m. LuËn v¨n nµy ®−îc tr×nh bµy thµnh bèn ch−¬ng vµ mét phô lôc. Ch−¬ng Mét lµ tæng quan vÒ nÐn ¶nh ®éng. Ch−¬ng nµy giíi thiÖu mét sè chuÈn nÐn ¶nh ®éng lµ MPEG1,MPEG2,MPEG4 vµ MPEG7. §ång thêi còng tr×nh bµy cÊu tróc cña video. Ch−¬ng Hai tr×nh bµy ph−¬ng ph¸p nÐn Scalable video. Ch−¬ng nµy ®Ò cËp ®Õn thuËt to¸n LZC vµ 3D-SPIHT. Ch−¬ng Ba ®i s©u vµo nghiªn cøu ®èi t−îng m· ho¸ cña video dùa trªn biÕn ®æi Wavelet. Ch−¬ng Bèn nªu kh¸i qu¸t c¸ch thiÕt kÕ vµ cµi ®Æt ch−¬ng tr×nh. Ch−¬ng nµy mang tÝnh chÊt minh ho¹ cho nh÷ng g× ®· ®−îc tr×nh bµy ë c¸c ch−¬ng tr−íc. PhÇn phô lôc nªu mét sè ch−¬ng tr×nh nguån th«ng dông viÕt trªn Visual C + + 6. 0. Do thêi gian cã h¹n nªn t«i chØ míi nghiªn cøu ®−îc phÇn nµo trong kü thuËt nÐn ¶nh ®éng do vËy ch¾c ch¾n kh«ng tr¸nh khái thiÕu sãt. Cuèi cïng t«i xin ch©n thµnh c¶m ¬n sù gióp ®ì nhiÖt t×nh vµ hiÖu qu¶ cña PGS TS Hå Anh Tuý ®· gióp ®ì t«i hoµn thµnh luËn v¨n nµy. Hµ néi ngµy 20/10/2005 §å ¸n cao häc §TVT 2003 NguyÔn H÷u Ph¸t 5 Ch−¬ng 1 TæNG QUAN VÒ NÐN ¶NH Video THEO CHUÈN MPEG 1.1. Kh¸i niÖm vÒ Video vµ ph−¬ng ph¸p nÐn Video 1.1.1. Kh¸i niÖm Video Video lµ sù biÓu diÔn ®iÖn tö cña mét chuçi c¸c ¶nh liªn tiÕp. Nh÷ng ¶nh nµy lµ nh÷ng ¶nh tÜnh vµ ®−îc gäi lµ c¸c frame. Chuçi c¸c frame xuÊt hiÖn víi tèc ®é rÊt nhanh sÏ cho ta c¶m gi¸c chuyÓn ®éng liªn tôc (tèi thiÓu lµ 25frame/gi©y). MÆc dï mçi frame cã sù kh¸c nhau, cÇn thiÕt ph¶i cã tèc ®é frame cao ®Ó ®¹t ®−îc c¶m gi¸c chuyÓn ®éng thùc sù. Tèc ®é frame vµ ®é ph©n gi¶i cña mçi frame lµ c¸c nh©n tè quan träng ¶nh h−ëng trùc tiÕp ®Õn chÊt l−îng Video. Trong truyÒn h×nh, ®é ph©n gi¶i cña truyÒn h×nh lµ 720x576 vµ tèc ®é frame lµ 25 hoÆc 30 Hz. 1.1.1.1. Kh«ng gian mÇu (Color Space) Dùa theo lý thuyÕt vÒ ¶nh mµu, c¶m thô vÒ mµu cña m¾t trªn c¬ së 3 mµu c¬ b¶n: mµu ®á (Red), mµu lôc (Green) vµ mµu lam (Blue). Trong hÖ mµu RGB, c¸c mµu cã thÓ ®−îc m« t¶ lµ c¸c ®iÓm bªn trong h×nh lËp ph−¬ng ®¬n vÞ, víi gèc to¹ ®é (0, 0, 0) lµ mµu ®en; 3 thµnh phÇn R (®á), G (lôc), B (lam) biÓu diÔn cho 3 trôc. Mét hÖ thèng biÓu diÔn mµu kh¸c ®−îc sö dông chÝnh trong lÜnh vùc truyÒn h×nh nh»m gióp viÖc sè hãa ®−îc thuËn lîi h¬n lµ hÖ mµu YUV, miªu t¶ mçi ¶nh trong Video gåm c¸c thµnh phÇn ®é chãi (Y) vµ s¾c mµu (UV). HÖ mµu nµy nh»m ®¹t ®−îc hiÖu suÊt truyÒn cao h¬n, vµ gi÷ nguyªn tÝnh t−¬ng thÝch víi hÖ sè truyÒn h×nh mµu ®en tr¾ng. Thµnh phÇn chãi (luminance) cung cÊp gi¸ trÞ møc x¸m cña ¶nh, hai thµnh phÇn cßn l¹i mang th«ng tin vÒ mµu s¾c (chrominance) ®Ó chuyÓn ®æi tõ ¶nh x¸m sang ¶nh mµu. §å ¸n cao häc §TVT 2003 NguyÔn H÷u Ph¸t 6 ChuyÓn ®æi RGB sang YUV ®−îc thùc hiÖn theo chuÈn CCIR 601 nh− sau: Y = 0.299R + 0.587G + 0.114B U = 0.493 (B - Y) V = 0.877 (R - Y) trong ®ã: Y lµ thµnh phÇn chãi vµ U, V lµ hai thµnh phÇn mµu. §Æc biÖt: khi R = G = B th× Y = R = G = B vµ U = V = 0. Mét ®Þnh d¹ng mµu kh¸c lµ, t−¬ng tù YUV lµ Y, CB, CR víi Y t−¬ng tù nh− trªn vµ hai thµnh phÇn nh− sau: CB = U/2 + 0.5 CR = V/1.6 + 0.5 Do ®ã, mµu CB, CR lu«n n»m trong kho¶ng [0, 1]. Víi −u ®iÓm trªn hÖ YCBCR ®−îc ¸p dông réng r·i trong viÖc sè ho¸ Video. 1.1.1.2. C¸c c¬ cÊu sè ho¸ tÝn hiÖu Video H×nh 1.1. CÊu tróc lÊy mÉu §å ¸n cao häc §TVT 2003 NguyÔn H÷u Ph¸t 7 Trong truyÒn h×nh, c¸c frame trong chuçi Video cã ®é ph©n gi¶i lµ 720 x 576 ®iÓm vµ cã tèc ®é frame lµ 25 hoÆc 30Hz. Mçi ¶nh trong chuçi Video ®−îc lÊy sè ho¸ nh− h×nh 1.1. ƒ CÊu tróc 4: 2: 2 Gi¶ sö mét dßng ngang cña TV gåm 720 ®iÓm ¶nh. H×nh 1.2. CÊu tróc lÊy mÉu 4: 2: 2 ViÖc lÊy mÉu sÏ tuÇn tù diÔn ra nh− sau: - §iÓm ®Çu lÊy mÉu tÝn hiÖu chãi (Y) vµ lÊy mÉu 2 mµu (CB, CR). - §iÓm tiÕp theo chØ lÊy mÉu tÝn hiÖu chãi (Y) vµ kh«ng lÊy mÉu 2 tÝn hiÖu. Khi gi¶i m·, mµu suy ra tõ ®iÓm ¶nh tr−íc. TuÇn tù nh− vËy, cø 4 lÇn lÊy mÉu Y, cã 2 lÇn lÊy mÉu CR, 2 lÇn lÊy mÉu CB. ƒ CÊu tróc 4: 1: 1 H×nh 1.3. CÊu tróc lÊy mÉu 4: 1: 1 §iÓm ¶nh ®Çu tiªn lÊy mÉu ®ñ Y, CR, CB, 3 ®iÓm kÕ tiÕp chØ lÊy mÉu Y, kh«ng lÊy mÉu tÝn hiÖu mµu. Khi gi¶i m·, mÇu cña 3 ®iÓm ¶nh ph¶i suy ra tõ ®iÓm ¶nh ®Çu. TuÇn tù nh− vËy, cø 4 lÇn lÊy mÉu Y, cã 1 lÇn lÊy mÉu CR, 1 lÇn lÊy mÉu CB. ƒ CÊu tróc lÊy mÉu 4: 2: 0 §å ¸n cao häc §TVT 2003 NguyÔn H÷u Ph¸t 8 LÊy mÉu tÝn hiÖu Y t¹i tÊt c¶ c¸c ®iÓm ¶nh cña dßng, cßn tÝn hiÖu mµu th× cø 4 Y, cã 2 mµu CR vµ CB c¸ch nhau theo tõng hµng. H×nh 1.4. CÊu tróc lÊy mÉu 4: 2: 0 ƒ CÊu tróc lÊy mÉu 4: 4: 4 LÊy mÉu tÝn hiÖu Y, CR, CB t¹i tÊt c¶ c¸c ®iÓm ¶nh cña dßng. H×nh 1.5. CÊu tróc lÊy mÉu 4: 4: 4 1.1.2. C¸c ph−¬ng ph¸p nÐn Video Môc tiªu chÝnh cña viÖc nÐn tÝn hiÖu Video lµ biÓu diÔn mét nguån tÝn hiÖu Video b»ng mét sè bit Ýt nhÊt cã thÓ ®−îc mµ vÉn ®¶m b¶o yªu cÇu chÊt l−îng c¶m thô. Víi tÝn hiÖu Video, giíi h¹n d¶i th«ng cña tÝn hiÖu t−¬ng tù kho¶ng 6MHz, trong khi tÝn hiÖu Video sè ho¸ theo tiÓu chuÈn CCIR 601 víi tèc ®é bit lµ 270Mbit/s chiÕm d¶i th«ng kh«ng d−íi 189MHz, tøc lµ lín h¬n 31,5 lÇn so víi d¶i th«ng cña tÝn hiÖu t−¬ng tù. ChÝnh v× vËy, gi¶m d¶i th«ng lµ vÊn ®Ò quan träng víi c«ng nghÖ Video sè. VÒ c¬ b¶n gi¶m d¶i th«ng ®−îc thùc hiÖn b»ng 4 c¸ch: - Gi¶m tèc ®é dßng bit (bit Rate Reduction - BRR). §å ¸n cao häc §TVT 2003 NguyÔn H÷u Ph¸t 9 - NÐn dßng tÝn hiÖu Video sè theo kh«ng gian, tøc gi¶m ®é d− thõa trong mét sè frame (spatial redundancy). - NÐn dßng tÝn hiÖu theo thêi gian, tøc gi¶m ®é d− thõa theo thêi gian (temporal redundancy). - NÐn hçn hîp sö dông tæ hîp c¸c ph−¬ng ph¸p trªn. 1.1.2.1. Gi¶m tèc ®é dßng bit. Cã hai ph−¬ng ph¸p gi¶m tèc ®é dßng bit. C¸ch thø nhÊt dùa trªn ®Æc ®iÓm sinh lý cña m¾t ng−êi. M¾t ng−êi kh«ng nh¹y c¶m víi c¸c tÝn hiÖu mµu nªn trong ph−¬ng ph¸p nµy, ng−êi ta gi¶m bít ®é ph©n gi¶i c¸c tÝn hiÖu mµu. C¸ch thø hai dùa trªn ý nghÜa cña c¸c bit l−îng tö ho¸ c¸c ®iÓm ¶nh. Víi 8 bit l−îng tö ho¸, c¸c bit cña byte nµy ®−îc chia lµm hai nhãm: nhãm cã ý nghÜa h¬n (MMB-More Meaning Bit) vµ nhãm Ýt ý nghÜa h¬n (LMB-Less Meaning Bit). ViÖc ta c¾t gi¶m c¸c bit cña nhãm LMB sÏ kh«ng ¶nh h−ëng nhiÒu tíi chÊt l−îng cña ¶nh. Tuy nhiªn, ph−¬ng ph¸p nµy kh«ng ®−îc chÊp nhËn trong c¸c gi¶i ph¸p gi¶m d¶i th«ng hiÖn t¹i, nªn còng sÏ kh«ng ®−îc ®Ò cËp ®Õn. PhÇn lín c¸c ®Þnh d¹ng sè thµnh phÇn hiÖn nay ®Òu sö dông tÇn sè lÊy mÉu 13.5MHz ®èi víi tÝn hiÖu chãi. Theo chuÈn CCIR 601, nÕu 2 tÝn hiÖu mµu ®−îc lÊy mµu ®−îc lÊy mÉu víi tÇn sè nh− tÝn hiÖu chãi, chóng ta sÏ cã ®Þnh d¹ng 4: 4: 4.§Þnh d¹ng nµy ®−îc sö dông trong c¸c thiÕt bÞ dùng phim phi tuyÕn vµ trong ®å ho¹ vi tÝnh liªn quan ®Õn phim nhùa. Tèc ®é bit cña ®Þnh d¹ng nµy cho hÖ PAL lµ: Víi l−îng tö ho¸ 8 bit: (720 + 720 +720) x 576 x 8 x 25 = 249 Mbit/s Víi l−îng tö hãa 10 bit: (720 + 720 +720) x 576 x 10 x 25 = 311 Mbit/s. Trong ®ã: 720 x 576 lµ ®é ph©n gi¶i mµn h×nh (576 lµ sè dßng /frame). 25 lµ tèc ®é chuyÓn ¶nh (25 frames/s). §å ¸n cao häc §TVT 2003 NguyÔn H÷u Ph¸t 10 HiÖn nay, c¸c thiÕt bÞ sö dông kü thuËt sè ë thÞ tr−êng thiÕt bÞ Video chuyªn dông th−êng sö dông chuÈn CCIR 601 4: 2: 2. Theo ®Þnh d¹ng sè ho¸ nµy, tÝn hiÖu Video thµnh phÇn ®−îc lÊy mÉu víi tÇn sè 13.5 MHz ®èi víi tÝn hiÖu chãi, vµ 6,75 MHz ®èi víi hai tÝn hiÖu mµu. Tèc ®é dßng d÷ liÖu cña ®Þnh d¹ng nµy ®−îc tÝnh nh− sau: Khi lÊy mÉu 8 bit: (720 +360 +360) x 576 x 8 x 25 = 166 Mbit/s. 10 bit: (720 +360 +360) x 576 x 10 x 25 = 207 Mbit/s. Nh− vËy, so víi ph−¬ng ph¸p lÉy mÉu kh«ng c¾t gi¶m (4: 4: 4), ph−¬ng ph¸p nµy cho phÐp c¾t gi¶m ®−îc 33% tèc ®é dßng bit. Víi ®Þnh d¹ng 4: 1: 1 vµ 4: 2: 0, tèc ®é dßng bit cßn ®−îc c¾t gi¶m nhiÒu h¬n. Víi 8 bit lÊy mÉu, tèc ®é dßng bit tÝnh cho PAL lµ: (720 +180 +180) x 576 x 8 x 25 = 124.4 Mbit/s. tøc lµ gi¶m ®−îc 50% so víi nguyªn mÉu 4: 4: 4. 1.1.2.2. NÐn dßng tÝn hiÖu Video sè theo kh«ng gian GÇn nh− tÊt c¶ c¸c ¶nh ®Òu chøa mét sè l−îng lín c¸c gi¸ trÞ d÷ liÖu th«ng tin gièng nhau. Trong c¸c hÖ thèng kh«ng gi¶m d÷ liÖu, c¸c d÷ liÖu gièng nhau nµy ®−îc lÆp l¹i ®Ó t¹o l¹i c¸c vïng ®Òu nhau trong mét ¶nh (vÝ dô, bÇu trêi xanh), vµ do ®ã cã th«ng tin d− thõa trong dßng d÷ liÖu. §Ó gi¶m ®é d− thõa trong mét frame, ta sö dông c¸c ph−¬ng ph¸p nÐn ¶nh. C¸c ph−¬ng ph¸p nÐn ¶nh cã thÓ chia lµm 2 lo¹i: • NÐn kh«ng tæn hao (lossless compression): lµ ph−¬ng ph¸p nÐn mµ tÝn hiÖu gèc ®èi chiÕu víi tÝn hiÖu ®−îc nÐn (m· ho¸), sau ®ã gi¶i nÐn (gi¶i m·) th× kh«ng cã sù ph©n biÖt. • NÐn cã tæn hao (lossy compression): lµ ph−¬ng ph¸p nÐn mµ tÝn hiÖu gèc cã sù kh¸c biÖt víi tÝn hiÖu ®−îc kh«i phôc sau khi nÐn vµ gi¶i nÐn. • ChÊt l−îng h×nh ¶nh cña c¸c thiÕt bÞ dïng ph−¬ng ph¸p nÐn kh«ng tæn hao lµ rÊt tèt, cã thÓ so s¸nh ®−îc víi chÊt l−îng ¶nh kh«ng nÐn. Tuy nhiªn, tØ sè nÐn cña ph−¬ng ph¸p nµy rÊt thÊp. ChÝnh v× vËy, c¸c −u ®iÓm cña viÖc §å ¸n cao häc §TVT 2003 NguyÔn H÷u Ph¸t 11 nÐn tÝn hiÖu kh«ng ®−îc ph¸t huy mét c¸ch tèi ®a, gi¸ thµnh thiÕt bÞ vÉn cßn rÊt cao. §Ó n©ng tØ sè nÐn, ph¸t huy tèi ®a −u ®iÓm cña viÖc nÐn tÝn hiÖu, ph−¬ng ph¸p nÐn cã tæn hao ®−îc sö dông trong hÇu hÕt c¸c thiÕt bÞ hiÖn nay. Cã hai ®Þnh d¹ng nÐn ®−îc ¸p dông réng r·i trong c¸c thiÕt bÞ truyÒn h×nh, nÐn Video lµ JPEG vµ MPEG, cïng c¸c phiªn b¶n cña nã. 1.1.2.3. NÐn dßng tÝn hiÖu theo thêi gian. C¸c frame trong Video cã quan hÖ mËt thiÕt víi nhau, thËm chÝ c¸c