TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI
VIỆN ĐIỆN TỬ VIỄN THÔNG
====o0o====
BÁO CÁO
ĐỒ ÁN THIẾT KẾ I
ĐỀ TÀI:
MATLAB TRONG MÃ HÓA BĂNG CON
GVHD: TS. PHẠM VĂN BÌNH
Hà Nội, 6/2013
2
Báo cáo Đồ án thiết kế I
2013
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI
VIỆN ĐIỆN TỬ VIỄN THÔNG
====o0o====
BÁO CÁO
ĐỒ ÁN THIẾT KẾ I
ĐỀ TÀI:
MATLAB TRONG MÃ HÓA BĂNG CON
GVHD: TS. PHẠM VĂN BÌNH
Hà Nội, 6/2013
MỤC LỤC
3
Báo cáo Đồ án thiết kế I
2013
LỜI MỞ ĐẦU
CHƯƠNG I : GIỚI THIỆU CHUNG
1.1 Tìm hiểu chung về mã hóa băng con
1.2 Bản chất của mã hóa băng con
1.3 Mục đích, ý nghĩa
CHƯƠNG II: CƠ SỞ LÝ THUYẾT MÃ HÓA BĂNG CON

dữ liệu. Có rất nhiều phương pháp nén dữ liệu (có tổn hao) như: Điều
xung mã vi sai DPCM, điều xung mã PCM, lượng tử hóa vecto VQ, mã
hóa biến đổi…. Nhưng mã hóa băng con có ưu điểm mạnh là có thể nén dữ
liệu hệ số rất lớn mà vẫn đảm bảo chất lượng tín hiệu cho phép. Mã hóa
băng con là thuật toán để nén tín hiệu âm thanh , thuật toán dùng mô hình
tâm lí thính giác để lượng tử hóa thích nghi chỉ những âm thanh mà tai
người nghe được. Những thành phần tín hiệu dưới ngưỡng nghe tuyệt đối
hoặc bị che bởi tín hiệu lớn hơn thì không được mã hóa.
Tín hiệu âm thanh trong miền thời gian được lấy trong những
khoảng ngắn liên tiếp đưa vào băng lọc số. Băng lọc số phân chia giải tần
thành một số dải con nhất định. Độ rộng và phân bố của các dải con càng
gần với các dải tới hạn của tai người càng tốt. Đồng thời các tín hiệu dải
con lần lượt được đưa vào mô hình tâm lí thính giác. Mô hình tâm lí thính
giác đánh giá phổ của từng dải con, sau đó so sánh với ngưỡng nghe để
loại bỏ thành phần mà tai người không nghe thấy.
1.2 Bản chất của mã hóa băng con
Bản chất của mã hóa băng con là chia băng tần của tín hiệu thành
nhiều băng con. Để mã hóa cho mỗi băng con chúng ta sử dụng 1 bộ mã
hóa và 1 tốc độ bit tương ứng với tính chất thống kê của băng con.
Trong miền biến đổi, các hệ số biến đổi không tương quan với nhau, nó
tương đương như hình thức chuyển ma trận vuông thành ma trận đường chéo
trong tín hiệu đồng biên. Thuộc tính chuyển đổi ma trận này cũng tương tự
như thuộc tính tích chập của biến đổi Fourier. Nhiều biến đổi đạt được độ
chính xác của phép chuyển đổi ma trận và do đó được dùng phổ biến như biến
đổi cosin rời rạc, thiết kế băng con thíchhợp hoặc biến đổi sóng. Lợi ích thứ
6
Báo cáo Đồ án thiết kế I
2013
hai của biến đổi là các miền mới thường thích hợp hơn để lượng tử hóa. Do
đó miền biến đổi có thể được phân bố lỗi trên đường truyền để ít gây lỗi

Để đánh giá chất lượng của bức ảnh (hay khung ảnh video) ở đầu ra của bộ
mã hoá, người ta thường sử dụng hai tham số: Sai số bình phương trung bình
– MSE (mean square error) và tỉ số tín hiệu trên nhiễu đỉnh – PSNR (peak
to signal to noise ratio). MSE thường được gọi là phương sai lượng tử - σ
2
q
(quantization error variance). MSE giữa ảnh gốc và ảnh khôi phục được tính
như sau:
Trong đó tổng lấy theo j, k tính cho tổng tất cả các điểm ảnh trong ảnh và N là
số điểm ảnh trong ảnh. Còn PSNR giữa hai ảnh (b bít cho mỗi điểm ảnh,
RMSE là căn bậc 2 của MSE) được tính theo công thức dB như sau:
Thông thường, nếu PSNR ≥ 40dB thì hệ thống mắt người gần như không
phân biệt được giữa ảnh gốc và ảnh khôi phục. Phương pháp trực quan trong
việc mã hóa là so sánh phổ của tín hiệu đầu phát (vào) và thu (ra).
Một tham số khác hay sử dụng trong các hệ thông viễn thông đó là tỉ số
tín hiệu trên nhiễu - SNR , tuy vậy SNR sử dụng cho một hệ thống nén ảnh
cũng có công thức dB như sau:
8
Báo cáo Đồ án thiết kế I
2013
Vậy tỉ số SNR cũng ảnh hưởng nhiều nhất là đối với tín hiệu có nhiễu. Nó
ảnh hưởng đến chất lượng tín hiệu đầu thu. Tùy vào yêu cầu thực tế mà SNR
có thể chấp nhận được sau mã hóa.
2.2.3 Nhiễu và xử lí nhiễu trong việc mã hóa
Nhiễu là vấn đề rất quan trọng trong thông tin ảnh hưởng đến chất lượng
tín hiệu, khi xử lí tín hiệu và khi truyền tín hiệu nhiễu làm gây méo tín hiệu
hoặc xuất hiện tạp âm trong các thiết bị tái tạo lại thiết bị.
Có 5 loại nhiễu :
_ Nhiễu trắng ( White Gaussian Noise).
_ Nhiễu xuyên âm ( Intersymbol Interference ).

thu được như ban đầu ( có lọc nhiễu) . Ưu điểm lớn của mã hóa băng con
là nén tín hiệu với hệ số lớn, chất lượng thu được đạt yêu cầu, ổn định, thực
hiện chủ yếu dùng bộ lọc và lấy mẫu.
Nhược điểm của kỹ thuật mã hoá băng con:
Một trong những vấn để chủ yếu của kỹ thuật mã hoá băng con đó là giải
quyết bài toán cấp phát bít (là số bít cấp cho mỗi băng con) để đạt được hiệu
suất cao nhất. Một trong những cách thực hiện là sử dụng ý tưởng cấp phát bít
tối ưu cho mỗi đầu ra băng con đã được lượng tử hoá. Tuy nhiên cách này chủ
yếu thích hợp cho trường hợp tốc độ cao (≥1bít/mẫu).
Chúng ta sẽ tổng kết một số nhược điểm của kỹ thuật mã hoá băng con
như sau:
- Kỹ thuật mã hoá băng con không xác định được hệ thống mã hoá tối ưu
cho các ứng dụng tốc độ bít thấp.
- Việc cấp phát bít tối ưu sẽ thay đổi khi tốc độ bít tổng thay đổi, điều này
làm quá trình mã hoá phải lặp lại hoàn toàn cho mỗi tốc độ bít xác định.111
- Không hoàn toàn giải tương quan cho tất cả các băng tần, đấy là do các
bộ lọc không phải là lý tưởng và có sự chồng chéo nhỏ giữa các băng tần liền
kề. Do vậy luôn luôn tồn tại một sự tương quan nhỏ giữa các băng tần kề
nhau và dữ liệu sẽ không được nén hoàn toàn.
- Kỹ thuật mã hoá băng con không hiệu quả khi thực hiện bù chuyển
động trong video vì rất khó để thực hiện đánh giá chuyển động ở các băng
con (sai số dự đoán là rất lớn).11ghhghjhj
12
Báo cáo Đồ án thiết kế I
2013
TÀI LIỆU THAM KHẢO :
Google.com
Xử lí tín hiệu và lọc số tập 2 _ Nguyễn Quốc Trung
Subband coding _2005
Wavelet and subband coding _ Martin Vetterli & Jelena Kovacevic