BÀI TẬP LỚN

MÔN : Kĩ thuật truyền hình

ĐỀ TÀI : Truyền hình độ phân giải cao HDTV

Giáo viên hướng dẫn : ThS. Nguyễn Xuân Quyền

Sinh viên thực hiện : Dương Tấn Nghĩa

Tạ Duy Thái

Nguyễn Bá Mậu

Trương Ngọc Sơn

1

MỤC LỤC

LỜI NÓI ĐẦU………………………………………………………………….4

I.Giới thiệu về HDTV………………………………………………………….5

I.1. Chuẩn HD và truyền hình độ phân giải cao HDTV……………..5

I.2.Ưu điểm của HDTV so với SDTV......................................................5

II. Các đặc điểm cơ bản của HDTV………………………….……………….6

II.1. Tỷ lệ khuôn hình………………………………………..………….6

II.2. Độ phân giải của màn hình……………………………….……….7

II.2.1. Khái niệm về mảng pixel…………………………………..………7

II.2.2. So sánh tỉ số màn ảnh giữa HDTV với SDTV…………….……….8

II.2.3. Các định dạng ảnh của HDTV…………………………….………9

II.3. Các phương thức hiển thị hình ảnh……………………………..10

II.3.1. Interlaced Scan…………...……………………………………...12

II.3.2. Progressvie Scan…………………………………………………12

II.3.3 So sánh 2 kỹ thuật: .........................................................................13

II.4. Biến đổi định dạng video................................................................13

II.4.1. Biến đổi khuôn hình 4:3 thành 16:9……………………………..14

II.4.2. Biến đổi khuôn hình 16:9 thành 4:3……………………………..15

III. Các thiết bị lưu trữ và phát hình………………………………………..17

III.1. Các công nghệ và thiết bị lưu trữ ………………………….…..17

III.2. Máy phát hình ( TV )……………………………….…………...18

IV. Truyền dẫn tín hiệu HDTV……………………………………………...21

IV.1. Tiêu chuẩn HDTV ở Studio…………………………………….21

IV.1.1 Hệ thống HDTV lý tưởng……………………………………..….22

2

IV.1.2. Tần số mành và tần số ảnh………………………………...……23

IV.1.3 Quét xen kẽ hay liên tục?...............................................................23

IV.1.4 Tương hợp với hệ truyền hình số 4:2:2……………………….…24

IV.2. Truyền và phát sóng các tín hiệu HDTV………………………24

IV.2.1. Các phương thức truyên dẫn HDTV hiện nay…………………..25

IV.2.2. Truyền và phát sóng tín hiệu HDTV qua vệ tinh………….....….26

IV.2.3. Kỹ thuật ‘siêu lấy mẫu’ SNS……………...………………….….27

IV.2.4. Các hệ thống số hoàn thiện DATV ( hệ MUSE )………………..28

IV.2.5. Hệ HD- MAC………...…………………………….………..…..29

IV.2.6. Truyền dẫn tín hiệu HDTV bằng cáp quang………………….....29

IV.3. Các thông số cơ bản của HDTV………………….………..……30

IV.3.1 Phương pháp hiển thị và xen hình:…………….…………..…….30

IV.3.1.1 Khoảng cách giữa người xem và màn hình:……………….…..30

IV.3.1.2 Kích thước màn hình:………………………………………….31

IV.3.1.3 Độ sáng cực đại của ảnh:…………………………………...…31

IV.3.2 Các thông số cơ bản của HDTV ở STUDIO…………………..…31

IV.3.2.1 Số dòng quét:……………………………………….………….31

IV.3.2.2 Số mành trong một giây:………………………….……………31

IV.3.2.3 Quét xen kẽ:……………………………………………………32

IV.3.2.4 Biến đổi quang điện có độ phân giải cao:……………………..32

V. Tình hình phát triển của HDTV ở Việt Nam hiện nay………………….33

V.1. Tại Thành phố Hồ Chí Minh…………………………………….33

V.2. Tại Hà Nội và trên cả nước………………………………………34

KẾT LUẬN……………………………………………………………………37

3

LỜI NÓI ĐẦU

Truyền hình là một trong những công cụ truyền thông lâu đời và quen thuộc nhất đối với đại đa số mọi người. Hơn thế nữa, cùng với sự phát triển như vũ bão của khoa học ,kĩ thuật và công nghệ, truyền hình ngày càng củng cố vững chắc vai trò một hình thức và phương tiện giải trí phổ thông và gần gũi với quần chúng nhất.

Trải qua lịch sử phát triển của mình,truyền hình liên tục thay đổi và áp dụng những kĩ thuật tiên tiến nhất nhằm mục đích phục vụ cho toàn bộ dân số trên khắp các quốc gia và vùng lãnh thổ.Truyền hình tương tự sang truyền hình số, truyền hình đen trắng sang truyền hình màu và giờ đây đã xuất hiện thêm một thể loại truyền hình mới có khả năng đáp ứng nhu cầu giải trí ngày càng cao của con người – HDTV. Sự ra đời của HDTV thể hiện sự tiến bộ không ngừng của ngành truyền hình nói riêng và thông tin – truyền thông nói chung với mục đích hoàn thiện chính mình để phục vụ rộng hơn, tốt hơn cho cuộc sống ngày nay của mỗi chúng ta.

Trong phạm vi tiểu luận này, chúng em xin phép trình bày những khái niệm, thông tin cơ bản nhất về kĩ thuật truyền hình HDTV, những ưu điểm của HDTV và thực trạng hiện nay của thể loại truyền hình đầy mới mẻ nhưng rất tiềm năng này ở Việt Nam của chúng ta.

Chúng em xin cảm ơn thầy giáo Nguyễn Xuân Quyền đã giúp đỡ chúng em thực hiện tiểu luận này. Do thời gian có hạn, tài liệu còn ít và hiểu biết của các cá nhân trong nhóm còn hạn chế, bài tiểu luận không tránh khỏi những thiếu sót và sơ sài.Chúng em rất mong thầy giáo sẽ đọc và góp ý phê bình để chúng em hoàn thiện hơn kiến thức về thể loại truyền hình mới mẻ này.

Chúng em xin chân thành cảm ơn thầy!

4

I . Giới thiệu về HDTV

I.1. Chuẩn HD và truyền hình độ phân giải cao HDTV

HDTV – “High Definition Television” - nghĩa là truyền hình độ phân giải cao , là một thuật ngữ chi các chương trình ti vi ky thuât số, các tập tin đa phương tiện ( movies, audio, game...) đươc trình chiếu với độ phân giải cao cao nhất hiện nay. Độ phân giải cao giúp hình ảnh trung thực, chi tiết hơn rất nhiều , đáp ứng nhu cầu về giải trí ngày càng cao của người sử dụng dịch vụ.

Lịch sử HD theo Wiki bắt đầu từ một dự án trong quân đội Liên Xô năm 1958 đã tạo ra một hê thống có khả năng trình chiếu khung hình 1125 dòng cho mục đích quân sự. Tuy nhiên chương trình phát sóng thương mại đầu tiên thuộc về người Nhật năm 1969 nhưng vì "lý do ky thuật" nên ko thể trở thành một xu hướng mới trong phát sóng. Thuật ngữ HDTV như hiện nay đươc giới thiệu lần đầu ở My năm 1996 và chương trình phát sóng đầu tiên ở My vào năm 1998 , cho đến nay các chương trình HDTV đã chiếm 30% ở My. Đây là chuẩn hình ảnh cao nhất hiện nay, hình ảnh đươc thể hiện chi tiết tiết hơn rất nhiều và dĩ nhiên âm thanh của nó là âm thanh chuẩn surround 5.1 với định dạng là DTS và AC3

Để sử dụng đươc dịch vụ HDTV do các đài truyền hình cung cấp ,người sử dụng cần phải có các thiết bị đầu cuối là một Tivi hỗ trơ HD ( HDReady và FullHD ) có cổng HDMI và kèm theo một bộ giải mã tín hiệu ( Settop box ).

I.2.Ưu điểm của HDTV so với SDTV

HDTV có 3 khác biệt cơ bản so với truyền hình tiêu chuẩn thông thường SDTV ( Standard Definition Television ).

Khác biệt lớn đầu tiên giữa HDTV và một chiếc TV thường chính là độ phân giải. Truyền hình SDTV ở Việt Nam hiện nay có độ phân giải cao nhất là 720 điểm chiều ngang và 576 điểm chiểu dọc (720 x 576 ) trong khi đó, truyền hình HDTV có số lương điểm ảnh lên đến 1920 x1080. Như vậy, lương điểm ảnh hiển thị đươc trên màn hình HDTV nhiều hơn gấp 5 lần so với TV thường. Điều đó đồng nghĩa HDTV có thể hiển thị nhiều chi tiết hơn.

Khác biệt lớn thứ hai giữa HDTV và TV thường nằm ở số cổng vào tín hiệu ở mặt sau TV. Do phải hiển thị nhiều điểm ảnh hơn, nên một chiếc HDTV cần tới 3 dây cáp hình: một dây để truyền tải các hình ảnh màu đỏ (R), một dây cho màu xanh lá (G) và một dây cho màu xanh lam (B).

5

Khác biệt lớn cuối cùng là một số loại HDTV cần có một đầu thu và giải mã tín hiệu độ phân giải cao (HDTV receiver) thì mới có thể bắt sóng truyền hình HD trực tiếp từ đài phát.

Chính nhờ những khác biệt đó mà truyền hình HD có những ưu điểm xuất sắc vươt trội so với truyền hình SD tiêu chuẩn :

o Sự rõ nét và chi tiết hơn của hình ảnh đươc nâng cao giúp cho các

màn hình cỡ lớn dễ nhìn và sắc nét hơn.o Tất cả các chương trình truyền hình và phim đều đươc hiển thị ở

chế độ màn hình 16:9,hiển thị đúng kích thước của hình ảnh.o Màu sắc chân thực nhờ có đường truyền băng thông rộng.

o Hệ thống âm thanh Dolby Digital 5.1 đươc phát sóng đồng thời với

HDTV hỗ trơ chức năng âm thanh vòm ( giống như các hệ thống âm thanh tại các rạp hát tại gia hay trong các rạp chiếu bóng ).

II. Các đặc điểm cơ bản của HDTV

II.1. Tỷ lệ khuôn hình

II.1.h1.Tỷ lệ hình ảnh trong truyền hình. Tỷ lệ viết theo quy ước rộng:cao.

Tỷ lệ khuôn hình là tỷ lệ giữa chiều ngang và chiều cao của màn hình.Truyền hình tiêu chuẩn SDTV hiện nay sử dụng tỷ lệ khuôn hình 4:3, trong khi truyền hình độ phân giải cao sử dụng tỷ lệ khuôn hình 16:9. Tỷ lệ khuôn hình 16: 9 đươc lựa chọn dựa trên các phân tích, tính toán về giác quan của con người và đây là tỷ lệ khuôn hình thích hơp nhất trong truyền hình. So với tỷ lệ khuôn hình truyền thống, tỷ lệ khuôn hình của HDTV cho phép mở rộng thêm 33% kích thước hình ảnh.

Phim ở định dạng 16:9 có thể chuyển sang 4:3 khi cắt các cạnh của khung ( mất một chút nội dung của ảnh). Tuy nhiên,cách làm này không làm vừa lòng

6

khách hàng cũng như các đạo diễn và nhà làm phim.Do đó,định dạng letter box đươc sử dụng để hiển thị toàn bộ các hình ảnh ở định dạng 16:9 trên màn hình theo chuẩn 4:3 bằng cách chèn thêm các khoảng đen hoặc xám ở phia trên và dưới của màn hình. Với xu thế tivi màn hình rộng ngày càng trở nên phổ biến, không có gì lạ khi chuẩn 4:3 hiển thị bên trong màn hình rộng với định dạng pillarbox, trên hình II.1.h2.c. Chiều cao thì hiển thị đầy đủ còn bên trái và bên phải bị để trống

II.1.h2.Cách thể hiện hình ảnh trên các màn hình khác nhau

II.2. Độ phân giải của màn hình

II.2.1. Khái niệm về mảng pixel

Một bức ảnh số đươc biểu diễn bởi một mảng hình chữ nhật ( ma trận ) của phần tử ảnh (pels, hoặc pixels). Trong hệ thống ảnh đen trắng, mỗi mooth pixels gồm đơn bộ phận mà giá trị của nó đươc liên kết rời rạc gọi là độ sáng. Trong hệ thống ảnh màu, mỗi pixels gồm nhiều giá trị, thường là 3 những giá trị này liên kết gần nhau trong nhận thức màu sắc của con người.

7

a. Pan-and-scan chuẩn 4:3 nằm trên chuẩn 16:9

b. Định dạng letterbox chuẩn 16:9 nằm trên chuẩn 4:3

c. Định dạng Pillarbox chuẩn 4:3 nằm trong chuản 16:9

II.2.h1. Điểm ảnh của một số tiêu chuẩn. quy ước quét thứ tự trái sang phải, sau đó đầu trang tới cuối cùng, đánh số và các hang cột từ (0,0) ở phía trên bên

trái.

II.2.2. So sánh tỉ số màn ảnh giữa HDTV với SDTV

Khi HDTV đươc giới thiệu tới người tiêu dùng trong nghành công nghiệp điện tử ở Bắc My, SDTV và HDTV đươc so sánh bằng giá trị đo khác nhau, bảng tóm tắt hình II.2.h2 dưới căn cứ về sự khác biệt trong ti số màn ảnh giữa 4:3 và 16:9 ; so sánh đươc làm dựa theo chiều ngang bằng nhau, chiều rộng bằng nhau, đường chéo bằng nhau và diện tích bằng nhau.

Tất cả các phép đo trên không cho thấy đươc những cải tiến cơ bản trong HDTV: đó là độ nét cao, độ phân giải cao, không tăng thêm 6 lần số điểm ảnh ở cùng một góc nhìn.Thay vào đó, góc nhìn của một điểm ảnh đươc giữ nguyên và toàn bộ ảnh bây giờ có thể chiếm vùng lớn hơn tầm nhìn của người xem. HDTV cho phép góc hình ảnh tăng đáng kể. So sánh chính xác giữa HDTV và truyền hình thông thường không đươc dựa vào khía cạnh tỷ lệ, nó đươc dựa vào chi tiết bức ảnh.

8

II.2.h2. So sánh tỉ số màn ảnh giữa tivi thường và HDTV: bằng nhau về chiều cao, rộng, đường chéo, diện tích. Tất cả các phép đo trên không thấy được cải tiến cơ bản trong HDTV:làm tăng số pixels ( điểm anh). Tức là căn cứ về chi

tiết bức ảnh

II.2.3. Các định dạng ảnh của HDTV

Có 2 định dạng ảnh cho truyền hình độ phân giải cao là 1280x720 ( HD Ready ) và 1920x1080 ( Full HD ).Bên cạnh độ phân giải hình ảnh,ta còn 1 thông số quan trọng khác là chế độ quét hình ảnh của hệ thống,với 2 chế độ quét cơ bản là liên tục ( Progressive ) và xen kẽ ( Interlaced ). Các thông số này xuất hiện ngay sau con số thể hiện độ phân giải màn hình như 720p,1080p,1080i.

--- 720p

Đây là độ phân giải thấp nhất trong số các độ phân giải đươc coi là HD, với kích thước hình ảnh đươc quy định là 1280x720.Số 720 là số dòng quét theo chiều cao trong độ phân giải (ngang x cao) của khung hình, "p" viết tắt của Progressive (tuần tự, tịnh tiến ). Với Progressive các dòng quét sẽ thực hiện liên tục từ trên xuống và từ trái qua (1,2,3,4,5...).

9

Hiện nay, độ phân giải phù hơp với chuẩn màn ảnh rộng (16:9) đang dần trở thành tiêu chuẩn, thay thế cho chuẩn hình ảnh ti lệ 4:3. So với độ phân giải của chuẩn hình ảnh dưới HD (lớn nhất là 720x480) thì sự gia tăng đột biến của số lương điểm ảnh có thể hiện thị trên màn hình mang lại hình ảnh chi tiết hơn nhiều lần so với trước.

--- 1080i

Ra đời cùng một lúc so với 720p, tuy mang độ phân giải hiển thị là 1920x1080 nhưng do độ phân giải này phải hiển thị với phương thức đan xen ("i" viết tắt từ Interlaced - đan xen, xen kẽ) là ky thuật vẽ một frame trong hai lần (mỗi lần đều từ trên xuống và từ trái qua) .Lần thứ nhất vẽ các dòng quét lẻ (1,3,5...) và lần thứ hai vẽ các dòng quét chẵn (2,4,6...) để hoàn thành 1 frame), nên trong một số trường hơp hình ảnh mang lại hơi kém chi tiết hơn so với 720p. Số đông các hãng sản xuất đươc coi là trend-setter của ngành công nghiệp giải trí đánh giá độ phân giải 720p cao hơn độ phân giải này.

--- 1080p

Với độ phân giải quy định lên tới 1920x1080, đây là độ phân giải lớn nhất trong thời điểm hiện tại thuộc chuẩn hình ảnh HD. Tất nhiên với độ phân giải này, cùng việc ứng dụng phương thức hiển thị Progressive Scan (với ký hiệu p sau số dòng quét ngang) thì mức độ trung thực của hình ảnh đươc mang lại là lớn nhất, tuy nhiên việc ứng dụng tại thời điểm hiện tại không nhiều (nhưng đang dần trở nên phổ biến hơn ), do một số trở ngại về nhiều khía cạnh khác.

II.3. Các phương thức hiển thị hình ảnh

Thời kì đầu tiên xuất hiện HDTV đã nảy ra một cuộc tranh luận gay gắt về công nghệ quét và hiển thị hình ảnh – HDTV cần sử dụng công nghệ quét xen kẽ ( Interlaced Scan ) hay quét liên tục ( Progressive Scan ) ?Và trong cuộc tranh luận này, giới làm phim cũng như cộng động công nghệ tin học đã chống lại phương thức quét xen kẽ. Tuy vậy,cả quét xen kẽ và quét liên tục đều đã đươc chuẩn hóa trong các sản phẩm thương mại.Và các thiết bị thu đều có thể thu đươc hình ảnh ở cả hai phương thức quét trên,phù hơp với điều kiện băng thông và kinh tế của nhà cung cấp và người sử dụng.

10

II.3.h1. HDTV quét 30 và 60 khung hình trên giây được chuẩn hóa với 2 định dạng: 1280x720 (1Mpx, luôn là quét liên tục ‘progressive’ ), và 1920x1080 ( 2

Mpx, quét xen kẽ ‘interlaced’ hoặc quét liên tục ‘progressive’).

Hệ thống Kiểu quét Chuẩn SMPTE STL LT SAL LA

720p60 750/60/1:1 SMPTE 296M 1650 750 1280 720

1035i30‡ 1125/60/2:1 SMPTE 260M 2200 1125 1920 1035

1080i30 1125/60/2:1 SMPTE 274M 2200 1125 1920 1080

1080p60¶ 1125/60/1:1 SMPTE 274M 2200 1125 1920 1080

1080p30 1125/30/1:1 SMPTE 274M 2200 1125 1920 1080

1080i25 1125/25/2:1 SMPTE 274M 2640 1125 1920 1080

1080p25 1125/25/1:1 SMPTE 274M 2640 1125 1920 1080

1080p24 1125/24/1:1 SMPTE 274M 2750 1125 1920 1080

II.3.h2. Tổng hợp số quét HDTV cho hệ thống 720p, 1080i và 1080p

11

Trong bảng trên, hệ thống 1035i30‡ có ký tự ‡ không đươc đề cập sử dụng, và dùng 1080i30 thay thế. 1080p60¶ với hệ thống quét 1125/60/1:1, có ký hiệu ¶ là hệ thống bị giới hạn bởi công nghệ STL - samples per total line – mẫu trên tổng số dòng; LT - total lines – tổng số dòng; ; SAL - samples per active line – mẫu trên một dòng tích cực ; LA -active lines – dòng tích cực.

II.3.1. Interlaced Scan:

Phương thức này hiển thị một khung hình với độ phân giải có số dòng quét bằng một nửa độ phân giải chuẩn ở các dòng quét số lẻ, sau đó hiển thị khung hình tiếp theo ở các dòng quét số chẵn trong khi vẫn hiển thị khung hình trước, và sau đó tiếp tục luân phiên như vậy để tạo ra hình ảnh mang độ phân giải chuẩn.

Ưu điểm của phương thức này là đòi hỏi về khả năng xử lý của thiết bị phát hình và dung lương cần thiết để lưu trữ hình ảnh thấp hơn, trong khi vẫn mang lại hình ảnh chi tiết như độ phân giải chuẩn.

Khuyết điểm của phương pháp này là dễ gây hiện tương rung của hình ảnh đối với màn hình CRT, tuy vậy trên màn hình LCD thì hiện tương này không còn là mối lo. Tuy nhiên, khuyết điểm lớn nhất của phương pháp này là khi hiển thị hình ảnh với chuyển động nhanh và có nhiều chi tiết (thường đươc các nhà sản xuất phim hành động khai thác tối đa) thì sẽ gây hiện tương bóng mờ rất khó chịu đối với người xem.

Thường đươc ký hiệu bằng chữ i sau số dòng quét của độ phân giải, vd: 480i, 1080i...

II.3.2. Progressive Scan

Phương thức chuẩn xác nhất để hiển thị hình ảnh, mỗi một khung hình đươc lưu với độ phân giải đầy đủ, thiết bị phát hình sẽ hiển thị toàn bộ khung hình đó, sau đó hiển thị khung hình kế tiếp đè lên khung hình này.

Ưu điểm của phương pháp này là đã khắc phục đươc toàn bộ khuyết điểm của phương pháp Interlaced, mang lại hình ảnh chi tiết hơn, không bị rung khi hiển thị và đặc biệt phù hơp với các hình ảnh chuyển động nhanh.

Khuyết điểm đối với phương pháp này là khả năng của thiết bị phát hình cũng như phương tiện lưu trữ đươc đòi hỏi rất cao. Những thiết bị có khả năng lưu trữ và phát tín hiệu hình ảnh 1080p vì vậy cũng có giá khá đắt.

12

Thường đươc ký hiệu bằng chữ p sau số dòng quét của độ phân giải, vd: 1080p...

II.3.3 So sánh 2 kỹ thuật:

Interlaced ra đời nhằm mục đích giảm tải băng thông với một độ phân giải cao nhất định do đó phù hơp với khả năng băng thông còn thấp. Progressive cho hình ảnh trung thực hơn, hình ảnh không nhòe, giật với những khung hình hành động tốc độ cao, hỗ trơ độ phân giải cao hơn, tuy nhiên cũng chiếm băng thông gấp đôi Interlace. Trên các thiết bị Monitor, LCD Progressive là chuẩn phát hình chuẩn, do đó để có thể phát các tín hiệu Interlace đòi hỏi một thao tác gọi là Deinterlacing. Progressive sẽ là chuẩn trong tương lai.

II.4. Biến đổi định dạng video

Có thể biến đổi các mành quét xen kẽ thành các frames quét liên tục bằng cách tính các dòng bị mất trong một mành quét xem kẽ. Nếu không có chuyển động giữa hai mành thì có thể thực hiện frame quét liên tục bằng cách kết hơp các dòng của 2 mành một cách dễ dàng. Nếu có chuyển động, thì việc kết hơp sẽ làm rung (judder) ảnh ( các chi tiết ảnh theo chiều đúng chuyển động) vì sự xếp chồng bị lệch của 2 mành. Do đó tốt hơn hết là tính toán các dòng bị mất từ mành quét xen kẽ đang xét. Nhiều ky thuật xử lý trong mành (intrafield) đã đươc sử dụng và có thể tối ưu hóa cho ảnh tĩnh và động ( đòi hỏi có bộ nhớ mành hoặc bộ nhớ dòng video). Việc lựa chọn ky thuật quét xen kẽ phụ thuộc vào giá thành, độ phức tạp và yêu cầu chất lương lương ảnh.

Phương pháp biến đổi quét liên tục (30p) thành quét xem kẽ (30i) đơn giản là tách các dòng lẻ và chẵn của frame quét liên tục. Các dòng lẻ gán cho mành 1, các dòng chẵn gán cho mành 2.

Hai định dạng HDTV (1920 x 1080 và 1280 x 720) quan hệ với ti lệ 3:2- là một hệ số nội suy đươc dùng để biến đổi định dạng này sang định dạng khác. Quan hệ giữa đặc trưng pixels và dòng của 2 định dạng quét 1280x720 và 640 x 480 của VGA là 2:l; định dạng thứ nhất có ti số khuôn hình là 16:9 còn định dạng thứ 2 có ti số khuôn hình là 4:3 (1280/640 = (720/480) x ( 16:9)/(4:3) = 2).

Định dạng quét 1920x1080 gấp đôi độ phân giải không gian của CCIR-Rec. 601 và xác định ti lệ khuôn hình là 16:9 (720 x 2 x (16/9)(4/3) =

13

1920 mẫu /dòng) .Vì định dạng CCIR-Rec. 601 không có pixel vuông (4/3x480/720 = 0,888), cho nên số lương tính là 480 x 2/0,888 = 1080 dòng.

Định dạng video khác đươc sử dụng trong máy tính là định dạng 1440x1080 (4:3). Định dạng này là tập con của định dạng 1920 x 1080 ( 16:9). Cả 2 định dạng đều có pixels vuông, nhưng khác về ti số khuôn hình. Định dạng 1440 x 1080 là một phần của tiêu chuẩn MPEG-2 và có thể biến đổi lên 1920 x 1080. Có thể biến đổi định dạng xuống 720x480 bằng cách chia số pixels dòng cho 2 và tính số dòng theo chiều đứng như sau : (l080/2) x 4/3 x 480/720 = 480.

II.4.1. Biến đổi khuôn hình 4:3 thành 16:9

Có thể biến đổi ti lệ khuôn hình 4:3 thành 16: 9 bằng 2 phương pháp với 2 kết quả khác nhau:

Phương pháp 1 (vertical crop):

Crop theo chiều đứng ảnh gốc như biểu diễn theo hình II.2.h5 : kết quả, độ phân giải ảnh theo chiều đứng mất khoảng 25%.

II.4.h1. Phương pháp 1 cắt theo chiều đứng: ảnh gốc 4:3 cấy vào định dạng 16:9

Nội suy theo chiều đứng thực hiện bằng cách xử lý từng mành của tín hiệu quét xen kẽ (làm suy giảm chất lương tín hiệu quét xen kẽ theo các chiều đường biên (contours) chéo). Có thể thực hiện nội suy theo chiều đứng bằng

14

16:94:3

nhiều bước (chính xác, nhưng phức tạp hơn) như: biến đổi từ quét xen kẽ thành quét liên tục nội suy theo chiều đứng bằng intraframe trên từng frame, lấy mẫu tần số thấp theo chiều đứng tín hiệu nội suy để lưu cấu trúc quét xen kẽ.

Phương pháp 2 (bảng biên)

II.4.h2. Phương pháp 2 bảng biên: ảnh 4:3 cấy vào định dạng 16:9

Cấy ảnh gốc 4: 3 vào khuôn hình 16: 9: Kết quả có 2 sọc đen ở 2 bên mép ảnh. Phương pháp này không yêu cầu có bộ nhớ frame, và dễ thực hiện. Tuy nhiên, phương pháp này ít đươc ưa chuộng.

II.4.2. Biến đổi khuôn hình 16:9 thành 4:3

Hai giải pháp biến đổi khuôn hình 16: 9 thành 4: 3:

Giải pháp 1 ( central window )

Cắt 2 dải ở bên trái và phải của khuôn hình 16: 9 để tách cửa sổ trung tâm

(central window) và đặt vào khuôn hình 4: 3 và dùng phương pháp nội suy pixel

dòng . Hai bộ nhớ dòng đươc dùng để biến đổi. Có thể nâng cao bằng thông tin

“dãn và quét” (pan và scan) để định vị cửa sổ bên trong ảnh. Thông tin này

đươc cung cấp trên cơ sở mành-trên-mành trong dữ liệu video mã hóa (cho máy

thu hình).

15

4:3 16:9

II.4.h3. Giải pháp 1 cửa sổ trung tâm: cắt ảnh 16:9 ở biên thành ảnh 4:3

Giải pháp 2 ( letterbox )

II.4.h4. Giải pháp 2 letterbox: ảnh gốc 16:9 cấy vào định dạng 4:3

Ảnh gốc 16: 9 đươc nén theo chiều đứng , cho kết quả 2 vạch ngang đen

(phía trên và phía dưới) của ảnh 4: 3. Giải pháp biến đổi này sử dụng quá trình

chia theo chiều đứng và bộ nhớ frame.

16

III. Các thiết bị lưu trữ và phát hình

III.1. Các công nghệ và thiết bị lưu trữ

Với lương dữ liệu hình ảnh của độ phân giải HD gấp nhiều lần so với

hình ảnh độ phân giải thường, định dạng nén MPEG-2 không còn phù hơp cho

nội dung HD nữa. Tại thời điểm hiện tại định dạng nén phổ biến nhất đươc sử

dụng cho hình ảnh HD là VC-1 và AVC (h264). Ưu thế của các định dạng nén

mới này là mang lại chất lương hình ảnh cao hơn nhiều lần so với các định dạng

nén cũ, trong khi hiệu quả về dung lương lưu trữ lại cao hơn.

Hiện tại, AVC đươc đánh giá là mang lại chất lương cao nhất, tuy nhiên

do còn mới nên việc ứng dụng chưa đươc phổ biến. Nhưng cũng không cần phải

lo về điều đó, chi khi ta xem hình ảnh HD với màn hình cực lớn và với những

hình ảnh gốc gồm rất nhiều chi tiết phức tạp thì mới có thể nhận thấy những sự

khác biệt về chất lương này.

Hai phương tiện lưu trữ mới đang cạnh tranh rất dữ dội trên thị trường là

HD-DVD và Blu-ray, tuy công nghệ sử dụng hơi giống nhau nhưng mỗi chuẩn

đều có những ưu khuyết riêng nên chưa có chuẩn nào giành phần “thắng” trên

thị trường.

Bài viết này xin phép không đề cập tới tính chất ky thuật của từng chuẩn,

tuy nhiên, hiện tại Blu-ray đang có ưu thế hơn HD-DVD do số lương phim đươc

phát hành trên phương tiện lưu trữ này khá lớn hơn so với đối thủ, và cũng vì

một số hãng phim lớn xuất bản phim của họ hoặc là chi với Blu-ray, hoặc là cả

Blu-ray lẫn HD-DVD.

Hiện tại, một số đầu đọc đĩa mới đươc giới thiệu có khả năng đọc đươc cả

hai định dạng này, do vậy, nếu có thể, mua một đầu đọc có khả năng này, sẽ

không phải lo lắng về tính tương thích nữa.

17

III.2. Máy phát hình ( TV )

Điều chúng ta nên quan tâm nhất ở đây là khả năng chấp nhận tín hiệu

vào và khả năng xuất tín hiệu ra của TV.

Hiện tại, TV dạng LCD hay Plasma đều có độ phân giải gốc nhất định,

phổ biến nhất là 1366x768, kém phổ biến hơn một chút là 1280x720, và cao cấp

nhất là 1960x1080.

Do đặc điểm hoạt động của TV LCD hoặc Plasma, tín hiệu đầu vào cần

phải đươc co hay kéo thành độ phân giải gốc của màn hình mới có thể hiển thị

đươc. Do vậy, ta cần chú ý là mặc dù TV của bạn hỗ trơ tín hiệu đầu vào là

1080p nhưng nếu độ phân giải gốc của TV chi là 1366x768 thì hình ảnh xuất ra

cũng chi ở độ phân giải 1366x768 mà thôi.

Xét về lý thuyết, TV mang độ phân giải 1280x720 sẽ hiển thị hình ảnh

chuẩn 720p tốt nhất bởi TV lúc đó không cần phải can thiệp vào hình ảnh để

phù hơp với độ phân giải gốc đó nữa. Nhưng TV với độ phân giải này khá khó

tìm, hơn nữa, mạch xử lý hình ảnh của TV hiện tại có chất lương rất cao nên

điều này không còn là mối lo nữa.

Cuối cùng, để có thể hiện thị hình ảnh với độ phân giải 1080p một cách

tốt nhất, TV cần phải hỗ trơ độ phân giải gốc là 1960x1080, thường đươc các

nhà sản xuất quảng cáo là Full HD. Cũng là tivi LCD độ phân giải cao (HDTV)

nhưng tivi gắn mác Full-HD có giá cao hơn rất nhiều so với tivi HD-ready,

nhiều người cho rằng HDTV phải là Full-HD, thế nhưng quan niệm này chưa

chính xác. Cho dù tivi gắn mác Full-HD hay HD-ready cũng đều là dòng tivi có

độ phân giải cao, đươc áp dụng công nghệ khác nhau nhưng vẫn hiển thị sắc nét

hơn tivi bóng đèn thường. Hai công nghệ này đươc phân biệt như sau.

HD Ready :

18

Cho phép trình chiếu các nội dung độ nét cao ở độ phân giải HD thông qua cac giao tiếp component (Y/Pb/Pr), HDMI và DVI. Các tivi này phải có độ phân giải chuẩn ( Native Resolution) thấp nhất là 720p để đươc gọi là tivi HD-ready.Chuẩn giao tiếp component(Y/Pb/Pr) dùng tín hiệu analog đươc hỗ trơ bởi các loại tivi HD nhằm tương thích với các nguồn nội dung HD hiện đang có trên thị trường, còn HDMI và DVI đêu là chuẩn tín hiệu digital.

Full HD :

Full-HD cho phép xử lý và hiển thị tín hiệu tivi cũng như các nội dung HD khác ở độ phân giải 1080p, độ phân giải mặc định là 1920x1080. Ngoài ra có một số dòng tivi gắn mác Full-HD 1080i va 1080p cùng độ phân giải 1920x1080 nhưng thực chất khác nhau hoàn toàn. Công nghệ HD 1080i có 1080 dòng quét xem kẽ ( interlaced scan) nên để quét hết màn hình công nghệ này cần quét 2 lươt, lươt đầu các dòng lẻ, lươt sau các dòng chẵn. Nói tóm lại, 1080i chi thể hiện đươc 540 dòng quét cùng một lúc nên hình ảnh không đẹp bằng Full-HD khi chuyển từ khung này sang khung khác.

Trong khi đó, chuẩn 1080p ( chính là Full-HD) có 1080 dòng quét đồng bộ (progressive scan), cho phép thực hiện 1080 dòng quét một lúc trên hình ảnh mươt mà và rõ nét ngay cả khi chuyển tiếp giữa các khung hình. Có thể nói Full-HD là chuẩn cao nhất hiện nay đối với HDTV.

19

*Ngoài việc sở hữu một chiếc tivi có khả năng trình chiếu HD,ta cần phải

có một bộ giải mã HD ( settop box ) để thu tín hiệu truyền hình độ phân giải

cao của nhà đài và hiển thị lên màn hình TV hoặc một đầu phát HD ( HD box )

để trình chiếu các video có định dạng HD như Bluray hay HD-HDTV.

III.h1. Một số loại settop box trên thị trường

20

III.h2. Một số đầu phát HD box hiện nay

IV. Truyền dẫn tín hiệu HDTV

IV.1. Tiêu chuẩn HDTV ở Studio

Tiêu chuẩn truyền hình có độ phân giải cao HDTV cần phải đươc giải

quyết dựa trên 2 quan điểm:

- Thứ nhất là HDTV là một hệ thống truyền hình mới, tốt hơn, cho phép

người xem cảm nhận đươc hình ảnh tốt hơn;

- Thứ hai là HDTV như là hệ thống thiết bị sản xuất chương trình truyền

hình, băng cassette, đĩa, phim (truyền hình và điện ảnh).

21

Ta xét những yêu cầu cơ bản cho tiêu chuẩn HDTV ở studio theo các vấn

đề sau đây.

IV.1.1 Hệ thống HDTV lý tưởng

Hệ thống HDTV lý tưởng đươc xác định (trên cơ sở tâm sinh lý) tại giới

hạn của việc cảm nhận hình ảnh và âm thanh (16Hz-16Khz). Vấn đề cốt lõi là

màn hình (máy thu hình cá nhân) có diện tích lớn (gần 1m2); khoảng cách giữa

người xem và màn hình phải ngắn hơn so với việc xem truyền hình thông

thường; ngưỡng của góc nhìn các chi tiết ảnh là 1 phút; ti lệ khuôn hình là 16: 9;

khoảng cách quan sát hình ảnh là 3H, trong đó H là chiều cao màn hình .

Số dòng hình tích cực của hệ thống HDTV lý tưởng là 2270, số mẫu/dòng

tích cực là 3960. Với các điều kiện kể trên, các chi tiết ảnh nhỏ nhất sẽ nằm ở

giới hạn cảm nhận hình ảnh của mắt. Ngoài độ phân giải theo diện tích ảnh, độ

phân giải theo thời gian (tần số lặp lại theo mành và ảnh) có ảnh hưởng đến:

- Việc khôi phục lại ảnh (tổng hơp ảnh) một cách trung thực

- Độ nhấp nháy các vùng ảnh rộng khi quét xen kẽ (2: 1). Khi tần số

mành bằng 80Hz, sẽ mất hiện tương nhấp nháy ở vùng ảnh rộng. Hiệu

ứng nhấp nháy ( khi quét xen kẽ) sẽ mất, nếu tần số mành có giá trị

khoảng 100Hz.

Từ các kết quả trên, có thể kết luận rằng hệ thống tối ưu phải là hệ thống

quét liên tục, có tần số ảnh ít nhất là 80Hz với số dòng quét là 2270. Vậy hệ

truyền hình có độ phân giải cao lý tưởng là HDTV 2270/80/1: 1.

HDTV 2270/80/1: 1 có băng tần tín hiệu video rộng khoảng 350MHz.

Kết quả nghiên cứu về tiêu chuẩn truyền hình số cho biết: ti số băng tần tín hiệu

chói Y trên băng tần tín hiệu số màu C là 2: 1; đó là ti lệ kết hơp tốt giữa các

yêu cầu về mẫu tín hiệu và tiết kiệm băng tần. Tín hiệu HDTV lý tưởng ứng với

tốc độ bit khoảng 13 Gbit/s.

22

IV.1.2. Tần số mành và tần số ảnh

Tần số mành 60Hz tốt hơn là 50Hz. Tuy nhiên hoạt động của các thiết bị

dùng 60Hz gần với 50Hz, do đó có thể gây nhiễu (ví dụ đèn chiếu sáng) và

thiếu tương hơp với hệ truyền hình 625/50. Ở phía máy thu hình, tần số 50Hz và

60Hz có thể quá nhỏ để loại bỏ nhấp nháy. Do đó người ta sử dụng bộ nhớ ảnh

để xử lý hình ảnh. Nhiễu của thiết bị truyền hình làm việc ở 60 Hz (ở các nước

sử dụng mạng điện 50Hz) có thể làm nhấp nháy hình ảnh do khác nhau về tần

số mành và tần số lưới điện. Khi chiếu sáng phim trường (bằng đèn dùng nửa

chu kì dương hoặc âm) và sử dụng camera quét 60Hz, có thể xuất hiện hiệu ứng

lấy mẫu tín hiệu 100Hz với tần số 60Hz, tạo ra tín hiệu nhiễu (aliasing) 20Hz

hoặc 40Hz. Để khắc phục, trong studio nên sử dụng điện 3 pha.

IV.1.3 Quét xen kẽ hay liên tục?

Hệ thống HDTV quét liên tục cho chất lương ảnh rất cao và thuận lơi cho

việc xử lý tín hiệu HDTV trong studio. Tuy nhiên, vấn đề không đơn giản ở chỗ

hệ HDTV/1125/60/1:1 cần băng tần rộng gần gấp 2 lần so với hệ

HDTV/1125/2:1. Công suất nhiễu ở camera sẽ tăng khoảng 9dB với các ống

phát hình hiện nay. Hiện tương này có thể giải quyết bằng cách sử dụng CCD

trong camera. Vấn đề này cũng xảy ra tương tự trong VTR. Hệ thống

HDTV/50/1: 1 sẽ ít vấn đề hơn hệ thống HDTV/60/1:1, vì băng tần có phần hẹp

hơn. Nếu giảm số dòng quét xuống còn 800-900 dòng và sử dụng quét liên tục,

thì độ phân giải theo mành tốt hơn là quét xen kẽ.

Có thể sử dụng tiêu chuẩn quét liên tục ở studio và biến đổi tín hiệu sang

quét xen kẽ cho mục đích truyền-phát sóng, và ở phía thu lại chuyển ngươc lại

thành quét liên tục (nhờ nội suy các dòng thiếu).

23

IV.1.4 Tương hợp với hệ truyền hình số 4:2:2

Tiêu chuẩn HDTV hiện nay là tiêu chuẩn tương tự ( một số chi tiết sử

dụng kĩ thuật số ), cho nên cần xác định các thông số cơ bản của tín hiệu số và

độ tương hơp tín hiệu số với tín hiệu truyền hình số thông thường. Theo

RCC.601/CCIR thì số mẫu trên 1 dòng tích cực là 720, còn theo NHK (Nhật) là

1920. Ti lệ này là 8:3, nhưng ở đoạn dòng hình tích cực (ti lệ khuôn hình 4: 3)

có 1440 mẫu (bằng 2 lần số mẫu trên 1 dòng tích cực của truyền hình thông

thường). Giá trị này là thích hơp cho mã chuyển đổi tín hiệu HDTV sang tín

hiệu truyền hình thông thường. Số lương dòng hình tích cực của hệ 525/60 và

625/50 là khác nhau; cho nên ti lệ 2: 1 đồng thời cho 2 hệ là không thể đươc. Số

1035 dòng hình tích cực/ ảnh là 1 số trung gian.

Vấn đề tương hơp giữa hệ HDTV với các hệ truyền hình thông thường

cần phải giải quyết trên cơ sở 2 quan điểm sau đây:

- Khả năng chuyển đổi chương trình truyền hình HDTV sang chương

trình truyền hình thông thường 625 hoặc 525 dòng cần đươc thực hiện

trong studio

- Có thể thu các chương trình phát sóng của HDTV bằng máy thu hình

525 hoặc 525 dòng.

IV.2. Truyền và phát sóng các tín hiệu HDTV

Các tiêu chuẩn HDTV đã đề cập ở trên là các tiêu chuẩn tạo tín hiệu

HDTV (hay tiêu chuẩn sản xuất) còn gọi là tiêu chuẩn studio. Để máy thu hình

HDTV có thể thu đươc chương trình truyền HDTV, tín hiệu HDTV phải đươc

biến đổi thích hơp cho tiêu chuẩn phát sóng, bởi chưa thể truyền và phát sóng

tín hiệu HDTV có băng tần rộng (30-70 MHz). Do đó xuất hiện khái niệm tiêu

chuẩn phát sóng cho HDTV.

24

IV.2.1. Các phương thức truyên dẫn HDTV hiện nay

Truyền hình số qua vệ tinh DVB-S (QPSK)

Kênh vệ tinh ( khác với kênh cáp và kênh phát sóng trên mặt đất ) đặc

trưng bởi băng tần rộng và sự hạn chế công suất phát. Khuyếch đại công suất

của Transponder làm việc gần như bão hòa trong các điều kiện phi tuyến.

Truyền hình số truyền qua cáp DVB-C (QAM)

Điều kiện truyền các tín hiệu số trong mạng cáp tương đối dễ hơn, vì các

kênh là tuyến tính với tỷ số công suất sóng mang trên tạp (C/N) tương đối lớn.

Tuy nhiên độ rộng băng tần kênh bị hạn chế ( 8 MHz) đòi hỏi phải dùng các

phương pháp điều chế số có hiệu quả cao hơn so với truyền hình theo qua vệ

tinh.

Truyền hình số truyền qua sóng mặt đất DVB-T( COFDM)

Diện phủ sóng hẹp hơn so với truyền qua vệ tinh song dễ thực hiện hơn

so với mạng cáp. Cũng bị hạn chế bởi băng thông nên sử dụng phương pháp

điều chế COFDM nhằm tăng dung lương dẫn qua 1 kênh sóng và khắc phục các

hiện tương nhiễu ở truyền hình mặt đất tương tự.

*Tóm lại:

Truyền hình số trong cả ba môi trường có sự bổ sung , hỗ trơ cho nhau.

Nếu truyền hình qua vệ tinh có thể phủ sóng một khu vực rất lớn với số lương

chương trình lên đến hàng trăm thì truyền hình số trên mặt đất dùng để chuyển

các chương trình khu vực, nhằm vào một số lương không lớn người thu.

Đồng thời, ngoài việc thu bằng Anten nhỏ của máy tính xách tay, thu trên

di động (trên ô tô, máy bay …), truyền hình số truyền qua mạng cáp phục vụ

thuận lơi cho đối tương là cư dân ở các khu đông đúc, không có điều kiện lắp

Anten thu vệ tinh hay Anten mặt đất.

25

IV.h1. Sơ đồ truyền hình số và phân phôi cho truyền hình số.

IV.2.2. Truyền và phát sóng tín hiệu HDTV qua vệ tinh

Hội nghị quốc tế WARC’77 bàn về việc sử dụng dải tần 120GHz (dải

Ku) cho truyền hình trực tiếp phát qua vệ tinh (DBS) với độ rộng kênh 27MHz

(điều tần –FM) .Nếu tín hiệu HD có băng tần giới hạn <10 MHz thì có thể phát

sóng tín hiệu HDTV qua dải tần Ku.

Châu Âu sử dụng hệ truyền hình D2-MAC với băng tần tín hiệu 8MHz và

hệ C-MAC với 10,5MHz . Để truyền tín hiệu HDTV có thể sử dụng 2 kênh vệ

tinh (2x27MHz) liên tiếp, đồng thời truyền tín hiệu video thông thường qua 1

26

kênh, còn ở kênh thứ 2 là tín hiệu hoàn thiện cho HDTV. Tuy nhiên vấn đề

truyền đồng thời tín hiệu trên 2 kênh là rất phức tạp.

Trong tương lai sẽ đưa vào sử dụng dải tần vệ tinh cao hơn (23-42-

85MHz) để truyền tín hiệu HDTV trên một kênh. Tuy nhiên ở dài tần cao tín

hiệu bị suy giảm nhiều do mưa và sương mù.

Để có thể truyền tín hiệu HDTV qua vệ tinh ( DBS ) một cách thuận lơi

cần phải hạn chế băng tần tín hiệu HDTV. Hãng NHK(Nhật) đã thực hiện việc

hạn chế phổ tần tín hiệu HDTV 1125 còn 8,1MHZ. Đó là hệ MUSE. Trong hệ

MUSE, tín hiệu HDTV đươc ‘siêu lấy mẫu’( chi truyền mẫu thứ 4). Dịch pha

lấy mẫu theo từng mành sẽ cho phép truyền liên tục 4 mành với tất cả các mẫu

( trường hơp ảnh tĩnh ) . Trong trường hơp ảnh động, việc nội suy sẽ khá phức

tạp và độ phân giải kém đi. Hệ thống tính toán và truyền ‘vector chuyển động’

cho phép tối ưu hóa phương pháp này. Kết quả : ở máy thu hình sẽ khôi phục lại

tín hiệu chói với băng tần 20MHz ( ảnh tĩnh ) và 12.5MHz ( ảnh động ) .Còn tín

hiệu số màu với băng tần 7MHz và 3MHz của hệ MUSE không tương hơp với

hệ MAC phát sóng qua vệ tinh, vì nó sử dụng phương pháp ghép kênh theo thời

gian các tín hiệu chói và màu có nén băng tần.

Chương trình nghiên cứu truyền hình độ phân giải cao ở Châu Âu

EUREKA’95 tập trung vào 2 vấn đề chính sau đây:

- Ky thuật siêu lấy mẫu nhằm giảm số tín hiệu đươc truyền.

- Các hệ thống số hoàn thiện DATV (Digitally Assisted Television)

IV.2.3. Kỹ thuật ‘siêu lấy mẫu’ SNS

Ky thuật siêu lấy mẫu phát triển từ nhưng năm 70 và đươc tiếp tục sử

dụng bằng các thuật toán giảm độ dư thừa ( redundace ), mục đích chính là

truyền đươc tín hiệu qua kênh có giới hạn băng tần. Số lương các mẫu truyền

đươc giảm thấp hơn giá trị thu đươc do sử dụng tần số Nyquist ( Sub Nyquist

27

Sampling - SNS) 2 lần. Ky thuật SNS dùng cho tín hiệu HDTV sẽ cho kết quả

tốt: giảm mạnh tần số lấy mẫu theo dòng so với lý thuyết, tín hiệu HDTV có thể

truyền phát sóng đươc do hạn chế băng tần tín hiệu bằng ky thuật SNS.

Phương pháp lấy mẫu mới SNS đươc thực hiện theo dòng, mành và thời

gian. Khi lấy mẫu SNS theo dòng thì 2 dòng liên tục có thể đươc truyền như 1

dòng, nhờ ghép kênh các mẫu của 2 dòng trên vào 1 dòng. Ở phía máy thu, các

mẫu lại có thể tách ra đươc. Đó là phương pháp xáo trộn dòng. Bằng cách này ta

có thể truyền các thong tin hệ HDTV 1250 băng kênh 625 dòng

IV.2.4. Các hệ thống số hoàn thiện DATV ( hệ MUSE )

Các tivi loại mới sử dụng nhiều mạch xử lý số tín hiệu và bộ nhớ ảnh số.

Đây là cuộc cách mạng đi đến dần với HDTV số.

Hãng BBC nghiên cứu và thực hiện phương án DATV. Tư tưởng chính là

truyền đến máy thu 2 loại tín hiệu trong cùng một kênh : tín hiệu tương tự

(video , như là tải ) và thông tin số ( âm thanh số, số liệu,… thông tin phụ);dung

lương kênh cho DATV có giá trị vài trăm KB/s đến vài MB/s. DATV là hệ

thống giảm băng tần ( nhờ tối ưu hóa ky thuật truyền hình tương tự) như hệ

MAC và ky thuật số, rất có hiệu quả trong việc giảm độ dư thừa (nhờ xử lý). Nó

cho phép tương hơp giữa truyền hình tương tự có chất lương cao với máy thu

hình có chất lương thấp hơn. Ưu điểm nữa của DATV là thực hiện đươc việc xử

lý ở nguồn tín hiệu và ở phía thu.

Ở phía phát sử dụng phương pháp biểu diễn vector chuyển động hoặc

diện tích vùng ảnh chuyển động mà không làm ảnh hưởng đến phần còn lại của

kênh. Phần xử lý chủ yếu thực hiện ở phía nguồn của tín hiệu 1 cách khôn

ngoan. Bằng phương pháp này, chất lương toàn kênh đươc cải thiện mà không

cần thay đổi thiết bị truyền phát và thu sóng . Hệ MUSE ( Nhật ) là hệ đầu tiên

sử dụng ky thuật này để truyền video có độ phân giải cao.

28

IV.2.5. Hệ HD- MAC

Các chuyên gia Châu Âu tập trung nghiên cứu hệ thống truyền hình tín

hiệu video HD-MAC ( tương hơp với các họ hệ MAC). Đó là hệ vừa sử dụng ky

thuật SNS và vừa sử dụng ky thuật DATV, nhằm phát triển truyền hình có kích

thước rộng 16:9 trong hệ MAC, nhưng số dòng truyền hình không thay đổi -

625 dòng. Đó là hệ E-MAC

IV.2.6. Truyền dẫn tín hiệu HDTV bằng cáp quang

Truyền hình HDTV có khả năng làm tăng độ trung thực và hiện thực về

hình ảnh đồng thời cũng giải quyết đươc vấn đề nâng cao chất lương âm thanh,

ví dụ âm thanh tổng hơp (ambiophon) có độ ổn định cao. Mỗi nguồn phát tín

hiệu âm thanh có một góc nhìn là 6 độ. Nếu xem truyền hình HDTV với góc

nhìn 30 độ thì có thể sử dụng hệ thống âm thanh 5 kênh.

IV.h2. Hệ thống âm thanh 5.1 kết hợp với HDTV

29

IV.3. Các thông số cơ bản của HDTV

Độ phân giải cao và chất lương hình ảnh sắc nét của HDTV đươc hiển thị

trên màn hình rộng sẽ làm cho người xem có ấn tương về hình ảnh. Vấn đề này

có liên quan đến đặc điểm nhìn của mắt, phương pháp phân tích và tổng hơp

hình ảnh. Để nâng cao chất lương hình ảnh truyền hình cần phải tập trung giải

quyết các vấn đề chính sau đây:

- Sự phân biệt cấu trúc dòng quét tại 1 khoảng cách quan sát nhất định

hoặc trong trường hơp các biên chuyển đọng theo chiều ngang.

- Độ phân giải đều của các chi tiết ảnh, so với phim và ảnh chụp.

- Độ nhấp nháy (50Hz hoặc 60 Hz) của ảnh đặc biệt tại các vùng ảnh

rộng, sáng và các biên theo chiều ngang.

- Độ nhấp nháy giữa các dòng (25Hz và 30Hz) tại các biên theo chiều

ngang.

- Các hiệu ứng nhiễu màu ở các chi tiết ảnh (cross colour)

- Ti số khuôn hình ( chiều ngang / chiều đứng)

- Vấn đề thống nhất hệ , tương hơp và chuyển đổi hệ HDTV.

- Hệ thống các phần ( component) của HDTV và HDTV số.

- Khả năng phát sóng và truyền dẫn ( mặt đất, vệ tinh, cáp quang, băng

rộng , viba….)

- Quan hệ giữa các hệ truyền hình cổ điển ( NTSC, PAL, SECAM) và

HDTV.

IV.3.1 Phương pháp hiển thị và xen hình:

IV.3.1.1 Khoảng cách giữa người xem và màn hình:

30

Nếu người xem ngồi gần màn hình thì vùng ảnh nhìn thấy sẽ tăng lên và

ấn tương về ảnh cũng tăng lên, cũng giống như quan sát hình ảnh trong không

gian thực. Thí nghiệm nghiên cứu một ảnh tĩnh trên màn hình cong và nghiên

cứu ấn tương của người xem theo chiều ngang và chiều đứng. Kết quả thí

nghiệm cho thấy ấn tương ấn tương của người xem có thay đổi theo chiều

ngang hoặc chiều đứng thực khi góc nhìn giảm. Giá trị của góc nhìn có quan hệ

chặt chẽ với ấn tương thật

IV.3.1.2 Kích thước màn hình:

Theo kết luận ở phần trên thì chiều cao màn hình H > 67cm ( vì khoảng

cách quan sát > 2m và bằng 3H). Nếu ti số khuôn hình là 5:3 , thì diện tích màn

hình phải > 0,74m2.

IV.3.1.3 Độ sáng cực đại của ảnh:

Ti số tương đối tối thiểu là 30/1, tốt hơn là 70/1, một số thí nghiệm khác

cho biết là ti số độ tương phản ( contrast ) tối ưu cho ảnh là 27/1. Từ các kết quả

trên, ta rút ra kết luận về ti số độ tương phản tối thiểu đối với HDTV là 50/1.

IV.3.2 Các thông số cơ bản của HDTV ở STUDIO

IV.3.2.1 Số dòng quét:

Nếu xem truyền hình ở một khoảng cách 3H và để cho không nhìn thấy

đươc các dòng quét trên màn hình, thì số dòng quét cần thiết phải >1100 dòng.

Thí nghiệm với vệ truyền hình đen trắng cho thấy là nhiễu do cấu trúc dòng loại

này để có thể đươc làm giảm đi trong trường hơp nâng số dòng quét lên 1100

dòng.

IV.3.2.2 Số mành trong một giây:

31

Thí nghiệm về quan hệ giữa tần số nhấp nháy tới hạn CFF ( critical

flicker frequency) và góc nhìn. Tần số CFF = 60 Hz ( 50 Hz) là cần thiết để

không còn nhìn thấy ảnh nhấp nháy đối với hệ HDTV 1125 ( HDTV 1250)

trong trường hơp độ sáng trắng đinh là 150 cd/m2, khoảng cách xem truyền

hình là 3H, ti số khuôn hình là 5:3( 16:9) và góc nhìn theo chiều ngang là 16 độ

Từ các kết quả nghiên cứu có thể rút ra đươc kết luận là hệ HDTV 1125

có tần số mành là 60 Hz và hệ HDTV 1250 có tần số mành là 50 Hz.

Để chuyển đổi hệ từ HDTV 1125/60 thành hệ 625/50 người ta phải sử

dụng ky thuật thích nghi và kết quả khả quan hơn nhiều so với phương pháp

chuyển đổi hệ thông thường

IV.2.2.3 Quét xen kẽ:

Khả năng phân giải của mắt người sẽ giảm rất nhanh nếu tốc độ chuyển

đổi của vật thể trong ảnh truyền hình tăng. Khả năng phân giải của mắt đối với

ảnh tĩnh khá cao. Hệ thống truyền hình quét xen kẽ khá đơn giản về thiết bị, do

đó phương pháp này rất có hiệu quả.

IV.2.2.4 Biến đổi quang điện có độ phân giải cao:

Bộ biến đổi quang điện có độ phân giải cao đòi hỏi mạch quét không có

lỗi, độ phân giải cao, ti số tín hiệu trên nhiễu S/N cao, độ nhạy của màn cảm

quang cao. Màn cảm quang ( target) của bộ biến đổi quang điện đóng vai trò rất

quan trọng. Màn target của ống vidicon ( bộ đổi quang điện loại chân không)

đươc cấu tại từ vật Sb2S3. Do màn target có điện dung lớn nên vidicon có nguy

cơ cháy thành ở màn hình target. Bộ biến đổi quang điện Plumb có cấu tạo

target từ vật liệu Pbo, cho độ nhạy cao hơn và từ tính thấp hơn so với vidicon.

Loại saticon dùng target từ vật liệu Sb2S3 có dòng điện tối thấp, quán tính thấp

và độ phân giải cao hơn.

32

V. Tình hình phát triển của HDTV ở Việt Nam hiện nay

V.1. Tại Thành phố Hồ Chí Minh

Ngày 6/8/2009, Trung tâm truyền hình cáp TP HCM (HTVC) đưa vào

hoạt động dịch vụ truyền hình đang đươc chờ đơi - HDTV. Đây là dịch vụ có độ

phân giải cao nhất hiện nay trên thế giới 1.920 x 1.080 pixel.

Tín hiệu phát ra có khuôn hình 16:9 và độ phân giải tuyệt đối Full HD

1080i cộng với chất lương âm thanh 5.1 thường đươc dùng trong nhà hát.

Hiện tại, HTVC đang bắt đầu thử nghiệm dịch vụ với gói thuê bao

100.000 đồng một tháng. Gói cước này cho phép người dùng xem đươc 8 kênh

ở độ nét cao như HTV7, HTV9, Disney Channel, CCTV, CNN… Ngoài ra, gói

dịch vụ còn cung cấp thêm 32 kênh khác ở chuẩn truyền hình phổ biến hiện nay

(SD).

HTVC cho biết: “Các kênh truyền hình có độ nét cao Full HD sẽ liên tục

đươc bổ sung trong thời gian sắp tới”.

Trước đây, người dùng trong nước chi đươc biết đến công nghệ Full HD

qua các đĩa DVD phim có chất lương cao với sự hỗ trơ thêm của đầu đọc loại

đĩa này. Người xem truyền hình dù có sử dụng TV LCD hoặc Plasma chuẩn

Full HD vẫn không thể nào thu đươc độ nét tối đa 1.920 x 1.080 pixel, thậm chí

còn kém so với những loại tivi thông thường. Vì các đài truyền hình trong nước

thường dùng ky thuật phát sóng analog, truyền hình ky thuật số mặt đất, truyền

hình cáp, truyền hình vệ tinh đều là chuẩn SD với ti lệ khung hình 4:3.

Để xem đươc hình ảnh siêu nét, ngoài TV có hỗ trơ Full HD, khách hàng

cần trang bị bộ giải mã bao gồm sep-top box HD, thẻ giải mã và dây nối HDMI.

Giá bán ban đầu của bộ thiết bị này khoảng 5.140.000 đồng.

33

V.h1. Kênh HTV7 của đài truyền hình TP HCM từ nay có thể xem ở

chuẩn Full HD. Ảnh: HTVC.

HTVC còn cho biết, người xem nên dùng TV có hỗ trơ chuẩn Full HD để

thu đươc hình ảnh có chất lương tối đa. Bởi nếu dùng màn hình thường chuẩn

SD thì chất lương hình ảnh thu đươc từ tín hiệu HDTV cũng chi có độ phân giải

720 x 576 pixel. Hoặc màn hình hỗ trơ HD Ready thì vẫn chi thu đươc hình ảnh

ở mức 1.280 x 720 pixel.

V.2. Tại Hà Nội và trên cả nước

VTC phát HDTV qua vệ tinh VINASAT-1 tại Hà Nội ngày 6-1-2010 mở

ra kỷ nguyên truyền hình vệ tinh thế hệ thứ 2.

HDTV  - sản phẩm mới, có chất lương cao của VTC ra đời sau hơn 1 năm

Tổng Công ty nỗ lực nghiên cứu và triển khai công nghệ mới để nâng cao chất

lương phục vụ, giúp các khán giả của truyền hình ky thuật số VTC đươc tận

hưởng chất lương các chương trình truyền hình một cách tốt nhất.

Sản phẩm này cũng đươc đánh giá là sẽ mở ra kỷ nguyên của công nghệ

truyền hình vệ tinh thế hệ thứ 2 (DVB-S2) của không chi Việt Nam mà còn của

cả khu vực Đông Nam Á.

34

V.h2. VTC triển khai hệ thống truyền hình HDTV qua vệ tinh

Bộ thu giải mã tín hiệu truyền hình vệ tinh thế hệ 2 cùng các kênh truyền

hình theo tiêu chuẩn độ nét cao HDTV của VTC sẽ mang đến một không gian

giải trí hiện đại cho những khán giả của màn ảnh nhỏ, thu hẹp khoảng cách đến

những vùng sâu vùng xa, biên giới hải đảo, phục vụ nhu cầu về văn hóa với 40

kênh truyền hình ky thuật số đặc biệt, trong đó có 8 kênh truyền hình độ nét cao

HDTV và 32 kênh truyền hình độ nét tiêu chuẩn SDTV.  

V.h3. Bộ thu và giải mã tín hiệu HD-02 của VTC

“Thiết bị thu giải mã tín hiệu truyền hình số vệ tinh thế hệ thứ 2, DVB-

S2, sản phẩm đươc kết tinh với trí tuệ của VTC, sẽ đem đến cho khán giả truyền

hình cả một thế giới huyền ảo, sống động với hình ảnh chân thực nhất, âm thanh

35

hoàn hảo nhất mà con người có thể cảm nhận đươc. Thiết bị này sẽ đưa cả thế

giới vào trong nhà của bạn”, VTC phát biểu.

V.h4. Truyền hình vệ tinh đã khiến không ít người ngạc nhiên về độ nét

của hình ảnh và độ trung thực của âm thanh.

Những kênh HD thuần Việt đầu tiên gồm HD1, HD2, HD3, ESPN HD, National

Geographic HD, CCTV- HD, Fashion TV HD , Luxe TV HD.

36

KẾT LUẬN

Có thể thấy rằng, cùng với sự phát triển của công nghệ thông tin hiện đại,

truyền hình số cũng như truyền hình độ phân giải cao đang có bước phát triển

nhanh chóng và trở thành xu hướng phát triển của ngành công nghệ truyền hình

trên toàn thế giới.

Trong báo cáo về xu hướng phát triển và mô hình kinh doanh HDTV trên

thế giới năm 2008, sau khi đưa ra các lý do như màn hình hiển thị HD ngày

càng trở nên phổ biến với giá cả phải chăng, dần thay thế màn hình truyền

thống; nguồn cung cấp nội dung HD và các kênh chương trình HD ngày càng

nhiều; việc phát HD đã trở nên quen thuộc và xuất hiện trên tất cả các hạ tầng

truyền dẫn như vệ tinh, số mặt đất, cáp, hạ tầng viễn thông… Screen Digest dự

đoán xu hướng phát triển tất yếu trong tương lai của HDTV. Các nhân tố này sẽ

đảm bảo cho bước phát triển vững chắc và thành công của HDTV trong dài hạn.

Còn trong thời gian ngắn hạn trước mắt thì HDTV có sự phát triển không đều

trên thế giới và có khoảng cách lớn giữa số hộ sở hữu TV HD và số thuê bao

HDTV – rất nhiều hộ gia đình đã mua TV HD nhưng chủ yếu để xem các

chương trình SD. Tuy còn có một số vấn đề trên con đường phát triển, nhưng

HDTV đã và đang có những bước phát triển đáng kể, dần khẳng định là xu

hướng phát triển chính của truyền hình thế giới.

Còn tại Việt Nam, ngay từ những ngày đầu tiên của năm 2009, tin vui

đến với khán giả Việt Nam yêu thích truyền hình là Đài truyền hình ky thuật số

HVTC ( đến năm 2010 có thêm VTC ) chính thức đưa lên sóng  kênh truyền độ

nét cao ( Full HD ) và một số kênh độ nét tiêu chuẩn, phủ sóng trên toàn lãnh

thổ Việt Nam thông qua vệ tinh VINASAT-1, mở ra cơ hội cho người xem

đươc thưởng ngoạn những hình ảnh sắc nét, âm thanh sống động như trong rạp

chiếu phim ngay trên sóng truyền hình…

37

Như vậy cùng với xu hướng tất yếu của truyền hình độ nét cao HDTV

trên toàn thế giới, Việt Nam chúng ta cũng đang có những bước tiến đáng kể

trong công nghệ truyền hình nói chung và HDTV nói riêng. Tiểu luận với

những phân tích về cơ sở cũng như các thông số cơ bản của HDTV và các hệ

thống HDTV trên thế giới hi vọng sẽ mang lại một cái nhìn cơ bản về hệ thống

truyền hình độ nét cao để từ đó thấy rõ xu thế phát triển HDTV hiện nay của

Việt Nam cũng như trên toàn thế giới.

38