Truyền hình

Truyền hình
Có sử dụng 1 phần bài giảng của
thầy giáo Vương Hoàng Nam
Truyền hình tương tự
Truyền hình số
TH tương tự
ánh sáng và màu sắc
ánh sáng và các thông số đặc trưng
Màu sắc và các thông số đặc trưng
Các phương pháp trộn màu
Thị giác và thông số ảnh truyền hình

ánh sáng và các thông số đặc trưng
Sóng điện từ: dải tần phổ rất rông: từ hàng chục Hz (bước sóng dài hàng vạn kilômet) đến 1020Hz (bước sóng 10-12mét).
Sóng ánh sáng: một khoảng hẹp, bước sóng 0,380?m-0,780?m.
Quan hệ bước sóng l và tần số f của cùng một bức xạ: l(m) =C(m/s)/f(Hz)
ánh sáng và các thông số đặc trưng
Quang thông:
Nang lượng bức xạ của một vật được xác định bằng công suất bức xạ và được đo bằng Oát.
Cường độ sáng:
Của một nguồn sáng là quang thông của nguồn sáng đó bức xạ theo phương đã định, trong một đơn vị góc khối.
Dộ chói:
Là đại lượng chỉ mức độ sáng của vật bức xạ ánh sáng, phản xạ ánh sáng hoặc cho ánh sáng đi qua.
Dộ rọi:
Dối với nhưng vật thể không bức xạ ánh sáng mà được chiếu sáng, thi đánh giá mức độ sáng bằng độ rọi.
Màu sắc và các thông số đặc trưng
Màu sắc cảm thụ được quyết định bởi hai yếu tố: Vật lý và Sinh lý (khách quan và chủ quan).
Khách quan (tính vật lý):
Dộ chói L, bước sóng trội ld và độ sạch màu S.
Chủ quan (yếu tố sinh lý):
Dộ chói (luminance), sắc màu (chrominance) và độ bão hòa (saturation)
=> Liên quan tới nhau
Các phương pháp trộn màu
Phương pháp cộng:
Phương pháp trộn quang học: dựa trên khả nang tổng hợp màu khi có một số bức xạ màu sắc khác nhau tác dụng đồng thời vào mắt thi tạo ra được một màu mới. Sắc độ của màu mới đó phụ thuộc vào tỷ lệ công suất của các bức xạ thành phần.
Phương pháp trộn không gian: khi các màu sắc tác dụng vào mắt mà các tia màu không rơi cùng vào một điểm trong mắt, nếu các điểm rọi nằm gần nhau thi mắt cũng có thể tổng hợp được các kích thích để tạo thành một màu mới.
Phương pháp trừ:
Dể tạo thành màu mới, ngoài các cộng các màu đơn sắc, người ta còn dùng phương pháp lọc cắt bỏ bớt một số màu từ ánh sáng trắng. Ví dụ: khi cho ánh sáng mặt trời đi qua tấm kính có khả nang hấp thụ màu lam ta có ánh sáng màu vàng, nếu qua thêm bộ lọc cắt bỏ màu đỏ thi ta có màu lục.
Các định luật cơ bản về trộn mầu
Ba định luật về trộn màu :
Dịnh luật thứ nhất: Bất kỳ một màu sắc nào cũng có thể tạo được bằng cách trộn ba màu cơ bản độc lập tuyến tính đối với nhau. Màu cơ bản độc lập tuyến tính nghĩa là nếu đem hai trong ba màu cơ bản trộn với nhau thi không cho ra màu thứ ba.
Dịnh luật thứ hai: Sự biến đổi liên tục của các bức xạ có thể tạo nên màu khác. Khi thay đổi công suất các nguồn bức xạ mà giu nguyên tỷ lệ công suất giua các bức xạ thi màu tạo ra sẽ không thay đổi sắc độ, chỉ có sự thay đổi về công suất màu tổng hợp. Tỷ lệ R: G: B quyết định về chất và độ lớn R, G, B quyết định về lượng màu tổng hợp.
Dịnh luật thứ ba: Màu sắc tổng hợp của một số bức xạ không phải được xác định bởi đặc tính phổ của các bức xạ được trộn mà được xác định bởi màu sắc thành phần của các bức xạ đó.
Thị giác và thông số ảnh TH
Dộ tương phản (Contrast): là một chỉ tiêu chất lượng, được tính bằng tỷ số độ chói chỗ sáng nhất trên độ sáng chỗ tối nhất của ảnh.
Ktp =Lmax/Lmin
Lmax: Dộ chói ở điểm sáng nhất của ảnh
Lmin: Dộ chói ở điểm tối nhất của ảnh
Với ảnh truyền hinh,
Ktp = 100: chất lượng tốt
Ktp = 30-40 chất lượng trung binh
Ktp = 10 có thể xem được.
Khả nang phân biệt của mắt và độ rõ ảnh TH
Khả nang phân biệt của mắt được đặc trưng bằng khoảng cách bé nhất giua hai điểm mà mắt còn nhận thấy hai điểm đó là phân biệt. Tuy nhiên điều đó còn phụ thuộc vào khoảng cách từ mắt tới điểm quan sát, do đó để cho thuận tiện người ta thường dùng góc nhin cho phép j. Thường dùng j = 1phút.
Số dòng quét thường dùng như sau:
Hệ thống OIRT và CCIR : Z = 625
Hệ thống FCC của Mỹ : Z =525
Hệ thống cũ của Pháp : Z = 819
Hệ thống cũ của Anh : Z = 405
Quán tính của thị giác và sự nhấp nháy của ảnh TH
ảnh TH: tần số nhấp nháy tới hạn 48-50Hz.
Hệ OIRT và CCIR: tần số mành là 50Hz.
Hệ truyền hinh dân dụng Mỹ, Nhật: 60Hz.
Có sự khác nhau là do phải chọn tần số mành bằng tần số mạng điện lực.
Thị giác màu
Dối với màu sắc, sự thích ứng của mắt có quán tính.
Dể có thể nhận được gần như tất cả các màu sắc tồn tại trong thiên nhiên ta trộn ba chùm sáng màu đỏ, màu lục và màu lam (R, G, B) theo các tỷ lệ xác định.
ảnh hưởng nhiễu tới chất lượng ảnh TH
Có thể chia nhiễu ra làm 4 loại:
Nhiễu có tính chu kỳ:
Gây ra trên máy thu các hinh ảnh có dạng khác nhau như: dải sọc, dải vằn vèo, nhung ảnh này có thể đứng yên hoặc di động theo các hướng khác nhau với vận tốc khác nhau.
Nhiễu xung:
Gây ra nhung điểm tối, điểm sáng vệt tối, vệt sáng có độ dải khác nhau, không cố định lúc xuất hiện chỗ này, lúc chỗ khác.
Nhiễu chói biến đổi chậm:
Gây ra độ chói biến đổi chậm trên từng bộ phận cho ảnh, có thể do các điện áp tần số thấp được cộng vào tín hiệu.
Nhiễu hạt:
Gây ra trên màn hinh nhung chấm sáng chuyển động hỗn loạn như cơn bão tuyết.
Ba loại nhiễu đầu là từ bên ngoài cảm ứng vào thiết bị TH, còn nhiễu thứ tư phụ thuộc vào linh kiện dùng trong hệ TH.
Nguyên lý TH
TH đen trắng
TH mau
TH màu
TH chỉ thực hiện việc truyền thông tin về độ chói của các điểm ảnh.
TH màu: truyền ba màu cơ bản: đỏ, lục, lam (R, G, B), tái tạo lại các màu sắc ở phía thu
Yêu cầu: TH màu kết hợp TH đen trắng:
Tương hợp thuận: tất cả các Tivi đen trắng đang dùng hiện nay không cần phải thay đổi gi đều có thể thu được CT TH màu của hệ thống tương ứng.
Tính tương hợp ngược: các Tivi màu cũng đều có thể trực tiếp thu được CT TH đen trắng có tiêu chuẩn tương ứng.
Thực tế: phát đi tín hiệu phản ánh độ chói của ảnh với hai tín hiệu mang tin tức về màu sắc.
Truyền hình tương tự
Các chu?n:
NTSC-National Television Standards Committee - Mỹ, Nhật
PAL-Phase Alternating Line - Châu Âu
SECAM-Sequential Color Memory - XHCN
PAL
Line/Field 625/50 , 625/50, 525/60
Horizontal Freq 15.625 /15.625 /15.750 kHz
Vertical Freq 50 /50 /60 Hz
Color Sub Carrier 4.43/3.58 /3.57 MHz
Video Bandwidth 5.0 /4.2 /4.2 MHz
Sound Carrier 5.5/4.5/4.5 MHz
NTSC
Lines/Field 525/60
Horizontal Frequency 15.734 kHz
Vertical Frequency 60 Hz
Color Subcarrier Frequency 3.57 MHz
Video Bandwidth 4.2 MHz
Sound Carrier 4.5 MHz

SECAM
Line/Field 625/50
Horizontal Frequency 15.625 kHz
Vertical Frequency 50 Hz
Video Bandwidth 5.0 MHz
Sound Carrier 5.5 MHz
Quét tiếp dòng, xen dòng trong TH
Dối với hệ TH thông dụng mỗi ảnh có thể phân tích thành 50 vạn phần tử, người ta dùng phương pháp truyền gián đoạn theo thời gian, tức là truyền kế tiếp tin tức của từng phần tử, hết phần tử này sang phần tử khác. Việc truyền gián đoạn đó được thực hiện nhờ các bộ quét.
Quét tiếp dòng, xen dòng trong TH
Phương pháp quét xen kẽ:
Do sự lưu ảnh của mắt, nếu truyền 24 ảnh/giây => cảm giác một hinh ảnh chuyển động liên tục.
Thực tế: 24 ảnh/1giây, ánh sáng vẫn hị chớp gây khó chịu
=> chiếu 1 ảnh làm hai lần, mỗi lần 1/48 giây.
TH:
Mỗi giây 50 mành (25 ảnh x 2) hoặc và 60 mành
Tín hiệu hình
Hinh dạng và đặc điểm tín hiệu hinh
Tín hiệu hinh là tín hiệu cực tính (hoặc là âm hoặc là dương). Nếu ứng với điểm trắng của ảnh tín hiệu có giá trị số điện áp lớn nhất, ứng với điểm đen tín hiệu có trị số điệp áp nhỏ nhất gọi là tín hiệu cực tính dương. Ngược lại gọi là tín hiệu cực tính âm. Hệ thống TH Việt Nam sử dụng tiêu chuẩn OIRT điều chế cực tính âm.
Tín hiệu TH đầy đủ
t1 - t2: thời gian quét thuận của dòng 52ms
t3 - t4: thời gian quét ngược của dòng 12ms (xung đồng bộ dòng)
t5 - t6: xung đồng bộ mành
t7 - t8: xung xóa mành
Mức trắng 10%, mức đen 70%, mức xóa 75%, mức đồng bộ 100%
Thời gian xóa mành 25TH = 25x64 = 1600
Thời gian đồng bộ mành 2,5TH = 2,5 x 64 = 160ms
Phần điện tử biến đổi Quang điện
Các dụng cụ biến đổi quang điện
Máy quét (Scanner).
Dĩa Nipkow sử dụng quét cơ khí để quét ảnh.
Iconoscope, superocticon sử dụng hiệu ứng quang điện ngoài đến
Vidicon, plumbicon, saticon sử dụng hiệu ứng quang điện trong.
Yêu cầu với dụng cụ biến đổi quang điện
Dộ nhạy cao: nghĩa là khi vật được chiếu sáng với độ rọi yếu, tín hiệu lấy ra vẫn tốt.
Làm việc được trong dải sáng rộng.
Truyền đạt các bậc sáng của ảnh một cách trung thực.
Tạo được tín hiệu điện tương ứng với nhung chi tiết nhỏ của ảnh.
Quán tính nhỏ.
Dộ tin cậy, độ bền phải cao, gọn nhẹ.
Phần tử biến đổi điện - quang
phát sóng tín hiệu TH
Diều chế tín hiệu hinh: Bang sóng mét VHF -VHF.L và VHF.H
Phổ tín hiệu
Truyền hình số
Dặc điểm của phát thanh, TH số
ít bị tác động của nhiễu so với TH tương tự.
Có khả nang nén lớn hơn với các tín hiệu truyền âm thanh và hinh ảnh.
Có khả nang áp dụng kỹ thuật sửa lỗi.
Do chỉ truyền đi các giá trị 0 và 1 nên các tín hiệu âm thanh, hinh ảnh, tín hiệu điều khiển, du liệu đều được xử lý giống nhau.
Có thể khoá mã dễ dàng.
Dòi hỏi công suất truyền dẫn thấp hơn.
Các kênh có thể định vị tương đối dễ dàng.
Các hệ thống điều chế được phát triển cho phộp chống được hiện tượng bóng hinh và sai pha.
Chất lượng dịch vụ giảm nhanh khi máy thu không nằm trong vùng phục vụ.
Dòi hỏi tần số mới cho việc phát thanh, TH quảng bá.
Người xem phải mua máy mới hoặc sử dụng bộ chuyển đổi SETTOP.
Nhung sự đầu tư mới được yêu cầu về các phương tiện tại các trạm phát.
Sơ đồ khối
Truyễn dẫn tín hiệu TH số
Truyền qua cáp đồng trục
Truyền tín hiệu TH số bằng cáp quang.
Truyền tín hiệu TH số qua vệ tinh
Phát sóng TH số trên mặt đất
Thu tín hiệu truyền hình số
Sơ đồ khối phần phát của hệ thống DSS

Sơ đồ khối máy thu
Truyền hình số
Các chuẩn:
ATSC: Advanced Television System Committee, được dùng phổ biến tại Bắc Mỹ
ISDB-T: Integrated Serviced Digital Broadcasting Terrestrial, được dùng tại Nhật Bản
DVB-T: Digital Video Broadcasting Terrestrial, được dùng phổ biến tại Châu Âu và Australia.
Tại VN đang sử dụng thử nghiệm DVB-T
Bản đồ phân bố dịch vụ TH số mặt đất
ATSC: Sử dụng bộ Video Codec MPEG2, bộ điều chế trung tần VSB 8 mức
ISDB-T,DVB-T: Giống nhau về cơ bản, đều sử dụng bộ Video Codec MPEG2 và bộ điều chế trung tần COFDM.
Phía thu sử dụng 1 bộ set-top giải mã tín hiệu số để hiển thị trên màn hình TV
DVB-T
Chuẩn truyền hình cáp số DVB-C
Là chuẩn truyền quảng bá truyền hỡnh số qua cable
Bộ mã hoá video/audio theo chuẩn MPEG-2
Sử dụng bộ điều chế QAM
Bản đồ phân bố dịch vụ truyền hình cáp số
Chuẩn truyền hình số vệ tinh DVB-S (satellite)
Là chuẩn truyền quảng bá truyền hỡnh số qua vệ tinh
Bộ mã hoá video/audio theo chuẩn MPEG-2 (hoặc H.264, MPEG-4)
Sử dụng bộ điều chế QPSK
Bản đồ phân bố dịch vụ TH số- vệ tinh
Truyền hình số cho di động DVB-H (handheld)
Là chuẩn kỹ thuật truyền các dịch vụ quảng bá đến máy di động
Ngoài chuẩn DVB-H người ta có thể dùng chuẩn DVB-SH hoặc DMB (Digital Multimedia Broadcasting) cho loại dịch vụ này.