Bài giảng thiết bị đầu cuối viễn thông

Th.S Trần Viết Thắng, chủ biên; Ths. Võ Đình Tùng
91

Chương VI
DVD PLAYER ( Digital Video Disc Player )
I. PHƯƠNG PHÁP NÉN DỮ LIỆU TRONG DVD
1. Nén MPEG – 2
MPEG ( Moving picture experts group ) là nhóm chuyên gia ảnh động làm việc
trong tổ chức ISO/ IEC từ năm 1988, mục đích của nhóm là đưa ra được một chuẩn về
kỹ thuật nén audio. Năm 1993, nhóm này đã đưa ra được tiêu chuẩn đầu tiên là
MPEG-1, đây là tiêu chuẩn dùng cho nén audio và video chất lượng tương đương
VHS, tốc độ dữ liệu trong MPEG-1 ứng với tín hiệu Video là 1,5 Mb/s và audio là 192
Kb/s.
Năm 1995, nhóm MPEG đưa ra tiêu chuẩn nén MPEG 2 chủ yếu dùng cho nén
tín hiệu số video, tốc độ dữ liệu trong MPEG 2 có thể lên đến 30Mb/s
Trong kỹ thuật ảnh số, có 2 tiêu chuẩn lấy mẫu được sử dụng phổ biến là: 4:2:2
và 4:2:0
• 4:2:2: tiến hành lấy mẫu tất cả các điểm ảnh của tín hiệu chói Y trên tất cả các
dòng của một ảnh và lấy mẫu xen kẽ các điểm ảnh của hai thành phần tín hiệu
màu ( I, Q: NTSC / U, V : PAL ). Xem hình trang sau:


Tiêu chuẩn này lấy mẫu Y trên tất cả các pixel của tất cả các dòng và lấy mẫu
tín hiệu mà trên các pixel xen kẽ của dòng và trên các dòng xen kẽ nhau.
Theo tiêu chuẩn truyền hình CCIR; ta có N = 720 pixels và M = 576 dòng
⇒

số bit dữ liệu trong 2 chuần lấy mẫu là: ( 25 ảnh / s)( lượng tử hóa video 8 bit )
4 : 2 : 2 : 720 x 576 x 25 x 8 + 360 x 576 x 25 x (8+8) = 166 Mbit/s
4 : 2 : 0 : 720 x 576 x 25 x 8 + 360 x 288 x 25 x (8+8) = 124 Mbit/s
Phương pháp nén MPEG 2 chọn tiêu chuẩn lấy mẫu 4:2:0 với tốc độ bit 124
MS/s và dựa trên 2 kỹ thuật chính là DCT ( Discrete cosine transform: biến đổi cosin
rời rạc ) và MCP ( Motion – compensated inter- frame prediction )
a. DCT

Biến đổi DCT được thực hiện trên một khối gồm 8 pixel và 8 dòng của ảnh thật
đã lấy mẫu để cho ra một ma trận 8 x 8 với các điểm là các hệ số DCT. Các hệ số
DCT nói lên sự biến đổi tần số giữa các mẫu theo chiều ngang và dọc. Phép toàn DCT
được mô tả như sau:
() () () ( )
( ) ( )
() ()
11
00
21. 21.


Phép DCT ngược hay còn gọi là IDCT :
() () () ( )
( ) ( )
11
00
21 21
2
, . . , cos .cos
22
NN
uv
x uyv
fxy CuCvFuv
NNN
π π
−−
==
++
=
∑∑

Pixel 1 2 3 n
Dòng 1 Dòng 2

⇒
không có lợi về mặt tốc độ bit khi truyền,
chính vì vậy mà ma trận DCT sẽ được ước lượng giá trị như sau:
Ví dụ: cho 1 DCT
Khi truyền các hệ số DCT, MPEG thực hiện theo các đường zig-zag:
12, 6, 6, 0, 4, 3, 0, 0………, 0
Việc lượng tử hóa được thực hiện theo 2 bước:
Ngang
Dọc
11bit
8bit
DCT
IDCT
8x8 mẫu ảnh gốc
Start
12 6 3
6 4
Bài giảng thiết bị đầu cuối viễn thôngTh.S Trần Viết Thắng, chủ biên; Ths. Võ Đình Tùng

0010 0001 0
0000 0011 000
0010 10
10
00
Suy ra được chuỗi bit truyền.
Length of
run of zeros

Value of non-zero
coefficient
Variable-length
codeword
0 12 0000 0000 1101 00
0 6 0010 0001 0
1 4 0000 0011 000
0 3 0010 10
EOB - 10

b. Motion – Compensated Inter – Frame Prediction

Bộ dự báo có nhiệm vụ dự báo một ảnh nguồn trên cơ sở một ảnh đã mã hóa.
Ảnh sau khi dự báo sẽ lưu lại làm cơ sở để dự báo cho ảnh kế tiếp.
Việc dự báo sẽ rất khó khăn nếu ảnh chuyển động với tốc độ cao ( ảnh sau khác
với ảnh trước nhiều ), do đó phương pháp MCP sẽ bù thêm giá trị để tạo ảnh nguồn
đúng trên cơ sở của ảnh tham chiếu.
• Cấu trúc của hệ thống mã hóa và giải mã MPEG 2 tín hiệu Video

Bài giảng thiết bị đầu cuối viễn thông

Bit stream
DCT
Q
(quantization)
VLC
IQ
IDCT
MCP
Video In
Hình 6.1
Mã hóa & giải mã MPEG2 tín hiệu video
VLC IQ IDCT
IQ
Bit stream
Video Out
Quantized DCT 1 block 8x8
(DCT VLC)
Macro block
ADD
mode Q valve
Motion
vection
Coded block
pattern
Y block C block

2. Mã hóa Dolby AC-3

II. DVD SGH blue được đọc bằng blue laser và được phát triển bởi poineer đây là đĩa
được phát triển từ digital LD ( laser digital )
Sau 1 thời gian, pioneer hợp tác với Toshiba
⇒

gital LD
DVD-Audio book
DVD-R (4,7G)
DVD-RAM (4,7G)
DVD RW (4,7GB