Giáo trình môn học: Kỹ thuật Audio- Video số

CHƯƠNG I: TỔNG QUAN VỀ AUDIO- VIDEO SỐ 1.1. TỔNG QUAN VỀ AUDIO SỐ: 1.1.1 Tín hiệu AUDIO: Từ cuối thế kỷ 19, âm thanh điện tử đã được phát triển dưới dạng hệ thống máy điện thoại. Sang đầu thế kỷ 20, các máy quay đĩa và máy phát thanh đã mở ra những ứng dụng mới cho âm thanh điện tử, đến mức gần như các gia đình trong thế giới văn minh ngày nay đều sở hữu một vài thiết bị phục vụ đời sống tinh thần này. 1. Âm thanh tự nhiên: Âm thanh là những biến đổi áp suất nhanh xảy ra trong không khí do nhiều quá trình tự nhiên gây nên. Tiếng gió thổi trên cành cây, tiếng sóng biển vỗ bờ, tiếng chim hót… tất cả đều là âm thanh tự nhiên. Nhiều hệ thống do con người chế tạo cũng tạo ra những biến đổi áp suất tương tự, đôi khi là có chủ định song đôi khi là khách quan. Tai con người phản ứng lại với những biến đổi áp suất không khí ở phạm vi tần số trong khoảng từ 30 Hz đến 15.000 Hz sau đó đưa đến não và đó chính là âm thanh. Độ lớn hay biên độ dao động của những biến đổi áp suất này tạo nên cảm giác về tiếng ồn. 2. Tái tạo âm thanh tự nhiên: Âm thanh điện tử được gọi chung là Audio. Âm được thu từ nguồn nhờ một hoặc nhiều micro và những tín hiệu audio thu được truyền qua hệ thống cho đến khi tới loa phát. Nguồn âm Máy thu Lưu trữ hoặc truyền dẫn Thu audio Loa Hình 1.1: Hệ thống tái tạo âm thanh điện tử Mục đích tái tạo âm thanh điện tử là để tải các sóng âm thanh đến những khoảng cách xa cả về không gian và thời gian, để người nghe có thể tiếp nhận như thể họ đang nghe âm trực tiếp từ nguồn. Một mục đích khác nữa là để chau chuốt âm thanh tự nhiên, làm cho âm thanh điện tử hay hơn âm gốc, hoặc tạo ra những âm thanh mới không có trong tự nhiên. 1.1.2. Tín hiệu AUDIO số: Vaãn theo truyeàn thoáng, caùc Audio ñöôïc soá hoaù theo 3 coâng ñoaïn sau: 1. Laáy maãu: Quaù trình laáy maãu thöïc hieän vieäc nhaân tín hieäu audio töông töï vôùi chuoãi xung coù thôøi gian laëp laïi vôùi taàn soá laáy maãu. Ñoù laø quaù trình ñieàu bieân xung (PAM) trong mieàn thôøi gian hình 1.2 vaø trong mieàn taàn soá hình 1.3. Xung laáy maãu Ñieàu bieân Tín hieãu laáy maãu PAM Thôøi gian Thôøi gian T/h Audio Bieân ñoä Hình 1.2: Quaù trình ñieàu bieân trong mieàn thôøi gian Khi taàn soá laáy maãu fs 2fmax thì khoâng coù söï xuyeân nhieãu giöõa hai phoå, chæ caàn moät loïc (LPF) laø taùch ñöôïc tín hieäu goác. - Khi fs < fmax tín hieäu qua LPF bò xuyeân nhieãu goïi laø Aliasing noise khoâng chaáp nhaän ñöôïc. Fmax laø taàn soá cao nhaát cuûa tín hieäu nguyeân thuûy, ôû Audio fmax = 20 KHz choïn fs = 44.1 KHz, fs laø taàn soá laáy maãu. - Tröôùc khi thöïc hieän ADC, phaûi giôùi haïn baêng taàn audio ñeán ½ fs, neáu khoâng coù theå gaây ra hieän töôïng choàng phoå vaø meùo tín hieäu khoâi phuïc. - Xung laáy maãu phaûi coù thôøi gian heïp, baèng moät chu kyø laáy maãu . Phoå taàn soá laáy maãu Ñieàu bieân Bieân ñoä Taàn soá Bieân ñoä Taàn soá fs 2fs fs-fmax fs+fmax Taàn soá Hình 1.3: Quaù trình ñieàu bieân trong mieàn taàn soá Trong thöïc teá boä ADC, giaù trò bieân ñoä xung cuûa moãi maãu ñöôïc giöõ ñeán khi naøo ñaït maãu tieáp theo, hình 7.4, 7.5. Taûi Ñieàu bieân Tín hieäu ñaõ laáy maãu Thôøi gian Thôøi gian T/h Audio Bieân ñoä Thôøi gian Hình 1.4 : Quaù trình laáy maãu vaø giöõ trong mieàn thôøi gian Ñieàu bieân Bieân ñoä Taàn soá Bieân ñoä Taàn soá Taàn soá fS 2fS 3fS fS 2fS Tín hieäu audio Hình 1.5 : Quaù trình laáy maãu vaø giöõ trong mieàn taàn soá Hieän nay thöôøng duøng 4 chuaån taàn soá laáy maãu cho tín hieäu Audio: - 32 KHz (tieâu chuaån chuyeân duïng) duøng trong truyeàn daãn vaø phaùt thanh FM stereo. - 44.1 KHz (tieâu chuaån daân duïng ) : Duøng trong VCR, CD, R_DAT player. - 48 KHz (tieâu chuaån phaùt thanh) : Tieâu chuaån phaùt thanh baêng taàn roäng vaø truyeàn hình chaát löôïng cao. - Laáy maãu taàn soá cao (over sampling) 4fs ñeå giaûm meùo löôïng töû SNR[db] = 6.02n + 1.76 + 10log10d Vôùi d : heä soá laáy maãu taàn soá cao (d = 4) N : Soá bit / maãu löôïng töû. 2. Löôïng töû hoaù (Quantizing): Sau quaù trình laáy maãu laø quaù trình löôïng töû hoaù. Caùc möùc bieân ñoä ñöôïc rôøi raïc töøng möùc bieân ñoä vôùi giaù trò nhò phaân töông öùng. Neáu n bit laáy maãu seõ coù 2n khoaûng löôïng töû. 1111 1110 1101 1100 1011 1010 1000 0111 0110 0101 0100 0011 0010 0001 0000 Bieân ñoä Thôøi gian Caét soá Thôøi gian 0 b. giaù trò hold a. Thôøi gian laáy maãu vaø giaù trò löôïng töû hoaù Thôøi gian c. Sai soá löôïng töû hoaù Hình 1.6: Quaù trình löôïng töû hoaù 4 bit Khoaûng löôïng töû laø khoâng ñoái xöùng vôùi caùc chuyeån dòch döông vaø aâm cuûa tín hieäu audio goác. Soá möùc löôïng töû caøng taêng thì méo löôïng töû caøng taêng thì meùo löôïng töû caøng giaûm. Goïi Q laø khoaûng löôïng töû hoaù () ta coù tæ soá tín hieäu / nhieãu löôïng töû SNR laø : SNR = Vôùi tín hieäu Sine V = [volt rms] Nhieãu löôïng töû N = [Vms] SNR [db] = 6,02n + 1,76 Vôùi n laø soá bit löôïng töû hoaù (soá bit/maãu löôïng töû hoaù) 3. Maõ hoaù (coding): Moãi giaù trò löôïng töû hoaù nhò phaân caàn phaûi ñöôïc maõ hoaù ñeå phuø hôïp vôùi loaïi tín hieäu laáy maãu, truyeàn daãn vaø ghi aâm. Heä thoáng thöôøng duøng laø PCM (ñieàu bieán maõ xung), PWM (ñieàu cheá ñoä roäng xung), ADM (ñieàu cheá delta thích nghi), DPCM (ñieàu xung maõ vi sai), floating point (ñieåm di ñoäng ). Loaïi PCM ñöôïc duøng nhieàu vì ñôn giaûn, tuy nhieân ít hieäu quaû. Ñaëc ñieåm cuûa noù laø thöïc hieän tuyeán tính cho taác caû caùc khoaûng löôïng töû hoùa. Caùc möùc löôïng töû hoaù ñöôïc gaùn baèng caùc töø maõ theo moät traät töï logic. Hình 1.7 laø sô ñoà khoái laø quaù trình maõ hoaù vaø giaûi maõ PCM. Bandpass filter Sample and hold Analog to digital converter Digital to analog converter Hold circuit Low-pass filter Transmission medium PAM PAM Analog output Analog input Hình 1.7 : Sô ñoà khoái ñôn giaûn hoaù cuûa heä thoáng PCM 1.1.3. Giao diện số AES/EBU: 1. Câú trúc cơ bản của giao thức AES/EBU Tiêu chuẩn tín hiêụ video số AES/EBU là một giao thức cho phép các thiết bị số có thể phát và thu tín hiệu audio số. Khung dữ liệu được tạo bởi hai khung con (khung con A và B). Mỗi mẫu dữ liệu được phối hợp từ một nguồn audio hoặc một kênh, dữ liệu phụ, dữ liệu mở đầu, các thông tin về giá trị (V), thông tin thêm vào để trợ giúp người sử dụng dữ liệu (U), thông tin về các tham số hệ thống (C) và bít chẵn lẻ (P) để phát hiện sai số truyền để kiểm tra độ tin cậy của kênh. Các khung dữ liệu audio được nhóm lại thành các khối (block) gồm 192 khung. Một tín hiệu cờ được gửi đi trong dòng dữ liệu cho phép nhận biết mỗi block. Khoảng thời gian tồn tại một khung audio là 20,83 µs trong hệ thống lấy mẫu 48 KHz. Do đó thời gian tồn tại một khối AES/EBU là: 20,83 µs x 192=4000 µs. Z Channel A X Y Y X Y Channel B Channel A Channel B Channel A Channel B Frame 0 Frame 1 Frame 191 Frame 0 1 Khối Audio Z flag Dữ liệu mở đầu gồm 4 bit, hay còn gọi là từ đồng bộ, được dùng để nhận biết sự bắt đầu của một mẫu mới và của một block mới. Ba từ còn lại được sử dụng trong: - Từ đồng bộ Z: dãy bít này cho biết sự bắt đầu của khung đầu tiên của một khối (block) audio mới. Từ này tạo ra cờ Z. - Từ đồng bộ X: từ này cho biết sự bắt đầu của tất cả các khung con A. - Từ đồng bộ Y: từ này cho biết sự bắt đầu của mọi khung con B. Mỗi khung audio gồm 2 khung con, trong đó mỗi khung gồm 32 bit. Mỗi mẫu tín hiệu audio, theo lý thuyết có thể gồm 16 đến 20 bít hoặc tới 24 bít khi 4 bít phụ được coi như các bít mẫu tín hiệu audio. Bít phụ cho biết tình trạng các dãy bit trong kênh, nó nằm trong byte 2, các bít 0-2. Mỗi khung con có 4 bit phụ: Bit giá trị (V): bit này cho biết các bit dữ liệu lấy mẫu âm thanh trước đó có đúng hay không. Bit sử dụng (U): bit này cho biết mọi thông tin thêm vào để trợ giúp người sử dụng dữ liệu. Bit kênh (C): cũng giống như bit sử dụng, bit kênh có mặt trong các khung phụ, nó được gửi tới các hàng đợi được tạo bởi 28 hàng. Nội dung của hàng đợi rất quan trọng trong việc xác định nội dung của từ dữ liệu audio. Bit parity (P): bit parity được đặt để chỉ định một parity chẵn. Bit parity cho phép phát hiện số lẻ của lỗi do quá trình truyền dẫn. Một số thiết bị đã bỏ qua những bit này hoặc thi hành không chính xác trong quá trình chỉ định. 2. Các đặc điểm giao diện kênh chuẩn AES/EBU: Đặc điểm của định dạng giao diện sử dụng AES/EBU được chỉ ra trong bảng sau: + Định dạng: truyền dẫn nối tiếp của hai kênh số liệu được lấy mẫu và mã hoá tuyến tính. + Các thông số phát: tín hiệu ra không cân bằng. Các bộ nối: giắc cắm âm thanh RCA. Biên độ tín hiệu ra: 500mVđỉnh-đỉnh ứng với tải 75W (không cân bằng). + Các thông số thu: Tín hiệu vào không cân bằng. Các bộ giắc cắm âm thanh RCA. Trở kháng vào 75W. Định dạng kênh người sử dụng này được dùng trong các thiết bị CDs và RDATs với tín hiệu vào ra số. 1.2 Tổng quan về VIDEO sè: 1.2.1. Tín hiệu VIDEO: 1.2.2. Số hóa tín hiệu VIDEO: 1. Laáy maãu tín hieäu Video soá Tín hieäu vaøo fv coù taàn soá fb seõ ñöôïc bieán ñoåi töø hình bao daïng soùng qua caùc xung heïp vôùi chu kyø laáy maãu TS. Taàn soá laáy maãu laø : Do phoå cuûa tín hieäu sau laáy maãu coù theå choàng leân nhau taïo thaønh nhieãu aliasing neân taàn soá laáy maãu phaûi thoaû ñònh lyù laáy maãu, töùc laø fs 2fb. Vôùi taàn soá naøy seõ baûo ñaûm taùi taïo laïi ñöôïc tín hieäu nguyeân thuyû khi thöïc hieän quaù trình bieán ñoåi soá – töông töï. Taàn soá fS + fb fS fb fS - fb Bieân ñoä Aliasing Taàn soá fS + fb fS fb fS - fb Bieân ñoä Bieân thaáp Baêng taàn cô baûn Bieân cao Hình 7.8: Phoå cuûa tín hieäu sau khi laáy maãu a. Taàn soá laáy maãu tín hieäu Video toång hôïp (Composite Video Signal) Ñoái vôùi tín hieäu video toång hôïp, taàn soá laáy maãu tín hieäu video thoâng thöôøng baèng 2, 3 hoaëc 4 laàn taàn soá soùng mang maøu fsc. Thoâng thöôøng thì ngöôøi ta choïn fs = 3fsc NTSC : fs = 10.7 MHz PAL : fs = 13.3 MHz Theá nhöng ngöôøi ta thöôøng duøng fs = 4fsc NTSC : fs = 14.32 MHz PAL : fs = 17.72 MHz Do tín hieäu video soá mang ñaày ñuû nhöõng khuyeát ñieåm cuûa video töông töï neân ngöôøi ta thöôøng söû duïng phöông phaùp soá hoaù tín hieäu thaønh phaàn. b. Taàn soá laáy maãu tín hieäu Video thaønh phaàn (Component Video Signal) Vôùi tín hieäu video thaønh phaàn, taàn soá laáy maãu thöôøng ñöôïc laáy thoâng qua tæ leä taàn soá giöõa tín hieäu choùi vaø tín hieäu maøu. Thoâng thöôøng coù caùc tæ leä 4:1:1; 4:2:2; 4:4:4…, ta seõ nghieân cöùu kyõ ôû phaàn sau. 2. Löôïng töû hoaù bieân ñoä tín hieäu video (Quantizing). Ñaây laø quaù trình bieán ñoåi tín hieäu sau laáy maãu thaønh caùc khoaûng rôøi raïc, goïi laø khoaûng löôïng töû (Q). Q = 2n Vôùi n laø soá bit/maãu. Neáu n = 8, thì seõ coù 28 = 256 khoaûng löôïng töû. Coù hai caùch laáy khoaûng löôïng töû: - Tuyeán tính: caùc khoaûng löôïng töû caùch ñeàu nhau khoâng phuï thuoäc tín hieäu analog vaøo. - Khoâng tuyeán tính: Caùc khoaûng löôïng töû thay ñoåi theo bieán ñoåi bieân ñoä cuûa tín hieäu. Caùc vuøng ít bieán ñoåi thì khoaûng caùch löôïng töû thöa, caùc vuøng bieán ñoåi nhieàu thì khoaûng caùch löôïng töû ngaén. Quaù trình löôïng töû laø laøm troøn caùc ñænh xung vuoâng (bieân ñoä tín hieäu ñaõ laáy maãu so sánh vôùi moät möùc löôïng töû gaàn nhaát). Nhö vaäy seõ coù sai soá trong quaù trình lượng tử hóa do laøm troøn. Sai soá naøy seõ . Khi löôïng töû hoaù tuyeán tính, neáu löôïng töû vôùi soá bit/maãu thaáp seõ xuaát hieän sai soá löôïng töû > . Sai soá naøy seõ gaây ra nhieãu laøm meùo tín hieäu vaø taïo thaønh ñöôøng vieàn (contouring effects). Giaù trò trung bình (RMS – Root Mean Square) cuûa moïi sai soá löôïng töû coù giaù trò : Giaù trò cuûa tín hieäu ra (boä DAC) laø: (2n – 1)Q Ngöôøi ta thöôøng duøng tyû soá tín hieäu ñænh treân nhieãu löôïng töû ñeå laøm chæ tieâu ñaùnh giaù moät thieát bò soá hoaù. Vôùi n = 8 thì : Thöïc teá coù raát nhieàu yeáu toá aûnh höôûng ñeán tyû soá nhö : - Vieäc haïn cheá fmax. - Khoaûng löôïng töû hoaù tín hieäu video tích cöïc… Do ñoù, thöïc teá tyû soá ñöôïc tính nhö sau: Trong ñoù : laø giaù trò aûnh höôûng cuûa fmax laø aûnh höôûng cuûa khoaûng video tích cöïc. N : laø soá bit/maãu Fs :laø taàn soá laáy maãu Fmax : laø taàn soá video cöïc ñaïi (4.2; 5; 5.5; 6 mhz) Vq : laø ñieän aùp tín hieäu toaøn boä khoaûng löôïng töû [V] Vw : laø ñieän aùp möùc traéng [V] Vb : laø ñieän aùp möùc xoaù 0.7V ñoái vôùi heä PAL 0.714V ñoái vôùi heä NTSC Vw – Vb = 3. Maõ hoaù (Coding) Ñaây laø böôùc saép xeáp caùc giaù trò soá sau khi löôïng töû hoaù theo moät khung thuoäc caáu truùc naøo ñoù. 4. Tieâu chuaån Composite soá a. Tieâu chuaån Digital Composite fs = 4fsc PAL (tieâu chuaån PAL 4fsc) STT Thoâng soá Giaù trò cuûa PAL 625/50 1 Soá maãu/doøng 1135 (tröø doøng 313 vaø 625) 2 Soá maãu/doøng tích cöïc 948 3 Taàn soá laáymaãu fs Fs = 4fsc = 17.734475 mhz 4 Traïng thaùi pha laáy maãu +450;+1350;+2250;+3150 5 Maõ hoaù Löôïng töû hoaù ñeàu 6 Ñoä phaân giaûi löôïng töû hoaù 8 hoaëc 10 bit/maãu 7 Toác ñoä döõ lieäu 177.3Mb/s Baûng 7.1: Caùc thoâng soá cuûa tieâu chuaån PAL 4fsc - Taûi maøu fsc (Burst) ñöôïc thay ñoåi pha laàn löôït theo hai giaù trò +1350 vaø +225 vaø noù taïo ra xung laáy maãu fs. - Taûi maøu PAL coù chöùa moät taàn soá Offset laø 25Hz. Nhö vaäy fsc seõ laø: Fsc = , vôùi n=567 - Soá chu kyø taûi maøu trong moät aûnh (frame): chu kyø/frame - Taàn soá laáy maãu fs coù pha laø 00 vaø truïc U Fs = 4fsc = 17.734475 mhz. + Soá maãu trong moät doøng ñöôïc tính giöõa hai xung ñoàng boä keà nhau: . + Soá maãu toång coäng treân moät aûnh laø : . Neáu choïn soá maãu/doøng laø 1135 thì soá maãu/aûnh laø 709375, trong ñoù coù 948 maãu/doøng tích cöïc vaø 187 maãu/khoaûng xoaù doøng. Ñænh traéng Burst Doøng tích cöïc soá 984 khoaûng maãu töø 0,1 947 Möùc ñoàng boä Möùc ñen Möùc ñoàng boä Xoaù soá 187 maãu 948,949 .……...1134 12 . Bieân ñoàng boä Thöù töï maãu Bieân ñoä 28.2ns 52 4.7 Chuaån ñoàng boä 955 956 957 958 959 960 50% Hình 7.9: Quan heä soá maãu PAL 4fsc vaø moät doøng tín hieäu Analog Caàn chuù yù raèng doøng thöù 313 vaø 625 naèm trong khoaûng xoaù maønh. Treân hình 7.9 cho thaáy caùc maãu ñöôïc tính töø 0 1134, trong ñoù ñaàu tieân laø caùc doøng tích cöïc chieám 948 maãu töø 0947, keá ñeán laø möùc ñoàng boä chieám 187 maàu töø 948 1134. Ñieåm chuaån ñoàng boä naèm ôû giöõa maãu 958. Thôøi gian moät maãu laø: * Löôïng töû hoùa TT Thoâng soá PAL composite Ñoä phaân giaûi 8 bit Ñoä phaân giaûi 10 bit 1 Caùc möùc baûo veä tín hieäu maøu FF 3FC, 3FD, 4FE, 3FF 2 Möùc löôïng töû hoaù cao nhaát FE 3FB 3 Möùc ñænh mau >FE >3FB 4 Möùc traéng D3 34C 5 Möùc xoaù, möùc ñen 3C 100 6 Möùc ñænh ñoàng boä maøu 04 016 7 Möùc löôïng töû hoaù thaáp nhaát 01 004 8 Caùc möùc baûo veä ñoàng boä 00 000, 001, 002, 003 Baûng 7.2: Caùc möùc chuû yeáu cuûa composite soïc maøu töông töï 100/0/100/0 vaø caùc giaù trò PAL 4fsc töông öôùng vôùi ñoä phaân giaûi 8 bit vaø 10 bit. mV 933.5 908.3 700 0 -300 -301.2 -304.8 DEC 1023 1019 844 256 4 3 2 1 0 HEX 3FF 3FB 34C 100 016 004 003 002 001 000 Headroom 100% möùc maøu Möùc löôïng töû hoaù cao nhaát Möùc traéng Möùc traéng Möùc xoaù = möùc ñen Möùc ñoàng boä = Möùc löôïng töû hoaù thaáp nhaát mV 933.5 908.3 700 0 -300 -301.2 -304.8 DEC 1023 1019 844 256 4 3 2 1 0 HEX 3FF 3FB 34C 100 016 004 003 002 001 000 Headroom 100% möùc maøu Möùc löôïng töû hoaù cao nhaát Möùc traéng Möùc traéng Möùc xoaù = möùc ñen Möùc ñoàng boä = Möùc löôïng töû hoaù thaáp nhaát Khoaûng döï phoøng ñoàng boä Hình 7.10: Quan heä giöõa caùc möùc cuûa Analog PAL soïc maøu 100% vaø PAL 4fsc Baûng 7.2 vaø hình 7.10 minh hoaï moät soá thoâng soá cuûa tín hieäu soïc maøu composite töông töï vaø caùc möùc PAL 4fsc töông öùng trong tröôøng hôïp ñoä phaân giaûi 8 bit vaø 10 bit. * Caùc möùc löôïng töû töông öùng vôùi ñoä phaân giaûi 10 bit goàm coù 2n = 1024 möùc töø 0 1023 (heä DEC) vaø töø 000 3FF (heä HEX) vôùi caùc chöùc naêng nhö sau : Töø 000 003 laø möùc baûo veä, chöùa thoâng tin döï phoøng ñoàng boä, khoâng chöùa doøng soá. Töø 004 3FB (hay möùc 4 1019 DEC)duøng bieåu dieãn tính hieäu video soá. Möùc 004 (HEXA) hay möùc 4 (DEC) laø ñænh xung ñoàng boä cuõng laø möùc löôïng töû hoaù thaáp nhaát. Möùc 100 hay 256 (DEC) laø möùc xoaù cuõng laø möùc ñen, töông öùng 0 mV. Möùc 34C (HEXA) hay 844 (DEC) laø möùc traéng, töông öùng 700 mV. Möùc 3FB laø möùc löôïng töû hoaù cao nhaát. Nhö vaäy, coù 1016 möùc soá (004 3FB hay töø 4 1019 DEC) duøng ñeå bieåu dieãn tín hieäu video toång hôïp. Caùc möùc töø 3FC 3FF laø caùc möùc baûo veä. Möùc ñænh tín hieäu maøu vaøng (Yellow) vaø xanh caåm thaïch (Cyan) laø 933.5mV, nhöng khi laáy maãu tín hieäu vaøng laø 886mV nhoû hôn möùc löôïng töû cao nhaát töông öùng 908.3mV, neân ôû ñaây toàn taïi moät headroom aâm taïi ñænh tín hieäu soá. Ôû ñaây, vôùi n = 10 bit/maãu, fs = 17.73 MHz, fmax = 5 MHz, Vq = 1.2131 V, Vw – Vb = 0.7 V, ta coù . b. Tieâu Chuaån Digital Composite fs = 4fsc NTSC (tieâu chuaån NTSC 4fsc) STT Thoâng soá Giaù trò NTSC 525/60 1 Soá maãu/doøng 910 2 Soá maãu/doøng tích cöïc 768 3 Taàn soá laáymaãu fs Fs = 4fsc = 14.32818 MHz 4 Caáu truùc laáy maãu Tröïc giao 5 Traïng thaùi pha laáy maãu +330;+1230;+2130;+3030 6 Maõ hoaù Löôïng töû hoaù ñeàu 7 Ñoä phaân giaûi löôïng töû hoaù 8 hoaëc 10 bit/maãu 8 Toác ñoä döõ lieäu 143Mb/s Baûng 7.3: Caùc thoâng soá cô baûn cuûa NTSC 4fsc * Taàn soá laáy maãu chuaån fs = 14.3118 MHz 14.32 MHz, fh = 15734.25 Hz, soá maãu/doøng laø : . Coù 525 – 38 = 487 doøng tích cöïc, moät doøng tích cöïc chöùa 768 maãu. * Khoaûng xoaù doøng laø : 910 – 768 = 142 maãu. Ñieåm chuaån ñoàng boä laø ñieåm giöõa söôøn xung ñoàng boä naèm giöõa maãu thöù 784 vaø 785. Khoaûng video tích cöïc töø 0 767 Tieáp theo laø khoaûng xoaù töø maãu 768 909 (142 maãu). Chuùng ñöôïc minh hoaï treân hình 7.11. Baét ñaàu xoaù doøng soá Keát thuùc xoaù doøng soá Keát thuùc video soá tích cöïc Doøng chuaån 747 748 782 784 785 787 849 854 857 900 909 000 864 893 Baét ñaàu video soá tích cöïc Hình 7.11: Khoaûng xoaù doøng soá NTSC 4fsc TT Thoâng soá NTSC composite Ñoä phaân giaûi 8 bit Ñoä phaân giaûi 10 bit 1 Caùc möùc baûo veä tín hieäu maøu FF 3FC, 3FD, 4FE, 3FF 2 Möùc löôïng töû hoaù cao nhaát FE 3FB 3 Möùc ñænh maøu F3 3CC 4 Möùc traéng C8 320 5 Möùc ñen 46 11A 6 Möùc xoaù 3C 0F0 7 Möùc ñænh ñoàng boä maøu 04 016 8 Möùc löôïng töû hoaù thaáp nhaát 01 004 9 Caùc möùc baûo veä ñoàng boä 00 000, 001, 002, 003 Baûng 7.4: Caùc möùc chuû yeáu cuûa Composite soïc töông töï 100/7.5/100/7.5 vaø caùc giaù trò NTSC 4fsc töông öùng vôùi ñoä phaân giaûi 8 bit vaø 10 bit * Löôïng töû hoaù. Caùc möùc löôïng töû hoaù theo ñoä phaân giaûi 10 bit goàm 210 = 1024 möùc töø 0 1023 töø döôùi leân coù caùc möùc nhö sau : Töø 000 003 laø khoaûng döï phoøng ñeå cheøn caùc möùc ñoàng boä, khoâng chöùa caùc doøng soá. Töø 004 3FB (hay möùc 1019 DEC) duøng cho tín hieäu soá . Vq(mV) 998.1 994.2 992.9 934.3 714.3 53.57 0 -285.7 -300.7 -302.3 -306.1 DEC 1023 1020 1019 972 800 282 240 16 4 3 0 HEX 3FF 3FC 3FB 3CC 320 11A 0F0 016 010 004 003 000 100% möùc maøu Möùc löôïng töû hoaù cao nhaát Möùc traéng Möùc ñen Möùc ñoàng boä Möùc löôïng töû hoaù thaáp nhaát Möùc xoaù Headroom Hình 7.12: Quan heä giöõa caùc möùc cuûa analog NTSC vaø Caùc giaù trò maãu digital 10 bit caùc soïc maøu 100% Töø 0 04 010 (4 16 DEC) laø möùc headroom ñoàng boä. Headroom ñænh töø 3CC 3FB (927 1019). Töø 3FC 3FF laø möùc baûo veä ñænh. Möùc 3CC laø möùc tín hieäu cao nhaát (Yellow vaø Cyan). Möùc 0F0 laø möùc xoaù . Möùc 11A laø möùc ñen. Tyû soá tín hieäu treân nhieãu löôïng töû ñöôïc tính : Ôû ñaây, vôùi n = 10 bit/maãu, fs = 14.33 MHz, fmax = 4.2