Tài liệu tham khảo Đa truyền thông (Phần 3)
10 trang
620
Bạn đang xem tài liệu "Tài liệu tham khảo Đa truyền thông (Phần 3)", để tải tài liệu gốc về máy bạn click vào nút DOWNLOAD ở trên
Tài liệu đính kèm:
- tai_lieu_tham_khao_da_truyen_thong_phan_3.pdf
Nội dung text: Tài liệu tham khảo Đa truyền thông (Phần 3)
- MULTIMEDIAMULTIMEDIAMULTIMEDIA Lecturer: Nguyen Duy Nhat Vien July, 2006. NN I DUNGI DUNG • T NG QUAN • K THU T AUDIO • K THU T VIDEO
- KK thuthu t Audiot Audio NN i dungi dung • GI I THI U • MÃ HỐ AUDIO C M QUAN • PHÂN TÍCH TÂM LÝ ÂM H C • K THU T NÉN AUDIO • MPEG 1 • MPEG 2 • AC 3 (DOLBY DIGITAL) • APT X100 • MÃ HỐ ÂM THANH N I
- GiGi i thii thi uu • Âm thanh: • D ng lan truy n c a sĩng trong khơng gian, • Sĩng âm khi đ n tai ngư i nghe, đ p vào màng nhĩ, làm cho ngư i đĩ c m nh n đư c s rung đ ng này • Con ngư i cĩ kh năng phân bi t v i các âm thanh khác d a vào m t s đ c tính như t n s , nh p đi u, m c áp l c • M c đích c a các h th ng audio: • X lý, t o hi u ng, nén tín hi u audio t tín hi u thu nh n t ngu n. • Audio s : • Chu i các giá tr s đư c bi u di n b ng m c âm thanh theo th i gian. ng dng d ngng • Các h th ng thơng tin khơng dây: – Truy n hình phân gi i cao (HighDensity TV HDTV), Âm thanh qu ng bá s (Digital Broadcast Audio DBA), V tinh qu ng bá tr c ti p (Digital Broadcast Satelite DBS). • Các mơi trư ng m ng: – Âm thanh theo yêu c u (chuy n m ch gĩi, Internet), Truy n hình cáp (CATV) các tuy n studio. • Các ng d ng đa mơi trư ng: – CD R, ðĩa đa năng s (DVD). • Cinema: – Dolby AC 3 (5 kênh, @384kbps), APT x100. • Lưu tr kh i: – MiniDisc, DCC.
- Audio sAudio s • H th ng audio tương t và s • H th ng audio tương t , vi c x lý tín hi u g p ph i m t s v n đ như kh năng c a linh ki n (v m t t n s ), lưu tr , ph c t p t đĩ méo phi tuy n cao, SNR bé. • H th ng audio s , vi c thu nh n, hi u ch nh, x lý và phát l i tr nên d dàng hơn r t nhi u. Các k thu t t ng h p và nh n d ng phát tri n m t cách nhanh chĩng, tương thích máy tính và con ngư i tr nên phong phú hơn. • Ưu đi m c a audio s là: ð méo tín hi u nh (0,01%), D i đ ng âm thanh l n g n m c t nhiên (>90dB), D i t n r ng hơn (20Hz đ n 20kHz), ðáp tuy n t n s b ng ph ng, Cho phép ghi âm nhi u l n mà khơng gi m ch t lư ng, Thu n ti n lưu tr , x lý, Tăng dung lư ng kênh truy n, Kh năng x lý b ng h phi tuy n QuQu áá trtr ìình thu nhnh thu nh n audio sn audio s Tín hi u vào tương t Khu ch đ i L c thơng L y và Mã L tuy n tính th p gi m u hĩa T o Ghép Tín hi u X lý Dither kênh ra s Tín hi u vào tương t Khu ch đ i L c thơng L y và Mã R tuy n tính th p gi m u hĩa Hình 2 1 Quá trình thu nh n âm thanh s
- LL y my m u vu v àà lư lư ng tng t hoho áá • L y m u và gi m c: L y m u là quá trình r i r c hĩa tín hi u v m t th i gian và gi cho biên đ trong kho ng th i gian l y m u khơng đ i. • Lư ng t hĩa: Lư ng t hĩa là quá trình r i r c tín hi u v m t biên đ . T i m i m u, biên đ đư c chia thành các m c g i là các m c lư ng t Tín hi u vào Lư ng t Hình 2 2 L y gi m u và lư ng t DitherDither • Nguyên nhân : Lư ng t hĩa méo. Tín hi u cĩ biên đ càng nh thì méo lư ng t càng cao. • Kh c ph c: C ng âm thanh trư c khi l y m u v i m t t p âm tương t Ng u nhiên hĩa các nh hư ng méo lư ng t đ phân ph i đ u méo lư ng t thành các l i ng u nhiên ch khơng t p trung nhi u vào ph n cĩ biên đ th p. • Khái ni m: Dither là m t nhi u đư c c ng vào tín hi u âm thanh. • M c đích: Lo i b méo lư ng t . • Cơ s : Dither làm cho tín hi u âm thanh b bi n đ i gi a các m c lư ng t g n nhau, đi u này làm gi m đ tương quan c a lư ng t hĩa tín hi u, lo i các nh hư ng c a l i và mã hĩa các biên đ tín hi u th p hơn m t m c lư ng t . • Như c đi m: C ng nhi u vào tín hi u.
- DitherDither Tín hi u g c Tín hi u g c Tín hi u l y m u Tín hi u l y m u Tín hi u sau khi l c Tín hi u sau khi l c Khơng dither Dither Hình 2 3 Dither và khơng dither Mã hMã h ĩĩa va v àà mã hmã h ĩĩa kênha kênh • Mã hố – là quá trình chuy n các m c r i r c thành m t chu i các m u s nh phân (ho c các h đ m khác) theo m t quy lu t nh t đ nh. – Sau mã hĩa nh phân, ta đư c tín hi u đi u xung mã PCM. – Tín hi u PCM khơng thích h p đ lưu tr ho c truy n d n vì v n cịn t n t i thành ph n m t chi u mã hĩa kênh. • Mã hĩa kênh – bi n đ i d li u v i m c đích đ t đư c m t đ bit cao trong gi i h n băng thơng c a kênh truy n. – Gi m s t n hao trong khi truy n ho c lưu tr . – C i thi n d i thơng, d li u truy n d n cĩ đ c tính t i ưu. – Làm cho ph tín hi u âm thanh s ít méo.
- GhGh éép kênhp kênh – Tín hi u âm thanh s thư ng bao g m nhi u kênh, ví d h th ng âm thanh 5.1 g m các kênh trái, ph i, trung tâm, trái vịm, ph i vịm và siêu tr m, ngồi ra cịn cĩ các tín hi u mã ph , mã đ ng b – Nguyên lý ghép kênh cĩ thư ng đư c áp d ng đĩ là ghép kênh phân chia theo th i gian, m i kênh s d ng m t khe th i gian đư c n đ nh trư c. L LR Ghép kênh L+R R Hình 2 4 Ghép kênh tín hi u audio MÃ HOMÃ HO ÁÁ AUDIO CAUDIO C M QUANM QUAN • Gi i thi u M c đích: Bi u di n chu i s ng n g n. T c đ bit th p. Ch t lư ng cao ð ng cơ: Gi m t c đ d li u. Gi m chi phí truy n d n (BW). Gi m các yêu c u lưu tr . M nh. Các yêu c u: C m nh n trong su t. ð c l p ngu n. Cĩ kh năng đa kênh. ð ph c t p b t đ i x ng. ð tr h p lý.
- MÃ HOMÃ HO ÁÁ AUDIO CAUDIO C M QUANM QUAN Mã hố ngu n khơng th c t v i tín hi u audio, do đĩ, trong audio, ngư i ta ti n hành Khai thác các đ c tính thu đư c. Lo i b các thành ph n khơng thích h p v i c m nh n. Gi m các dư th a th ng kê. Tho i Audio Băng thơng 200 3400Hz 20Hz 20kHz T c đ l y m u 8kHz 44.1kHz/48kHz S bits trên m u 8bits 16+bits T c đ bit thơ 64kbps 768kbps S kênh 1 1 6+kênh Mơ hình hi u qu ngu n Cĩ Khơng S c ch u đ ng ngu n Cĩ th yêu c u Yêu c u Ch t lư ng mong đ i Méo do b gi i h n Ch t lư ng “CD” Tính đa d ng c a ph Harmonic, V/UV/TR Khơng th phân lo i MÃ HOMÃ HO ÁÁ AUDIO CAUDIO C M QUANM QUAN • Các tiêu chu n l y m u theo các yêu c u c th khác nhau Ch t lư ng. ð tr . Băng thơng. T c đ Tiêu chu n T c đ l y S bits/m u Mono/stereo T c đ Băng t n m u ði n tho i 8 kHz 8 bits/m u Mono 8 kbytes/s 4Khz AM radio 11.025 kHz 8 bits/m u Mono 11.0 kbytes/s 5kHz FM radio 22.05 kHz 16 bits/m u Stereo 88.2 kbytes/s 10kHz CD 44.1 kHz 16 bits/m u Stereo 176.4 kbytes/s 20kHz DAT 48 kHz 16 bits/m u Stereo 192.0 kbytes/s 20Khz
- MÃ HOMÃ HO ÁÁ AUDIO CAUDIO C M QUANM QUAN Băng l c s : Băng l c s là m t t p h p các b l c s cĩ chung đ u vào nhi u đ u ra ho c chung đ u ra nhi u đ u vào. jω Băng l c s phân tích là t p h p các b l c s cĩ đáp ng t n s Hk(e ) cĩ chung đ u vào và nhi u đ u ra x0(n) jω jω H0(e ) X0(e ) x1(n) x(n) jω jω H1(e ) X1(e ) X(ejω) xM 1(n) jω jω HM 1(e ) XM 1(e ) Ngõ ra g m M tín hi u X k(n) chi m d i t n liên ti p nhau g i là các tín hi u băng con (subband). jω jω jω Các b l c H0(e ): thơng th p, HM 1(e ): thơng cao, Hi(e ): thơng d i, v i i t 1 đ n M 2 MÃ HOMÃ HO ÁÁ AUDIO CAUDIO C M QUANM QUAN Băng l c s t ng h p: jω Là t p h p các b l c s cĩ đáp ng t n s Gk(e ) cĩ chung đ u ra x (n) jω 0 jω G0(e ) X0(e ) x (n) jω 1 jω G1(e ) + X1(e ) x(n) x (n) jω L 1 jω GL 1(e ) + XL 1(e ) X(ejω) jω jω jω Các b l c : G0(e ): thơng th p, GM 1(e ): thơng cao, Gi(e ): thơng d i, v i i t 1 đ n L 2 Băng l c s nhi u nh p hai kênh và băng l c gương c u phương QMF (Quadrature Mirror Filter Bank): Băng l c s nhi u nh p là s k t h p c a băng l c s phân tích, băng l c s t ng h p v i b phân chia và b n i suy. V i s b l c c a băng l c phân tích và t ng h p b ng 2 thì ta cĩ băng l c s nhi u nh p hai kênh.
- MÃ HOMÃ HO ÁÁ AUDIO CAUDIO C M QUANM QUAN y0(n) ’ x(n) x0(n) v0(n) y0 (n) jω jω H0(e ) ↓2 ↑2 G0(e ) xˆ( n ) jω jω H1(e ) ↓2 ↑2 G1(e ) + ’ x1(n) v1(n) y1(n) y1 (n) • H0(e jω), G0(e jω) :L c thơng th p. H1(e jω), G1(e jω) :L c thơng cao. • Lý tư ng: xnˆ()= xn () • N u |H0(e jω)|=|H1(e jω)| và n u ch n t n s c t cho 2 b l c là π/2 thì ta th y |H0(e jω)|là nh c a |H1(e jω)| qua gương đ t v trí π/2. Băng l c nhi u nh p hai kênh v i đ c tính như v y g i là băng l c gương c u phương. • N u gi ng d ng tín hi u ngõ xˆ() n= cx ( n − n 0 ) vào thì ta g i là băng l c gương c u phương khơi ph c hồn h o PRQMF (Perfect Reconstructure QMF) MÃ HOMÃ HO ÁÁ AUDIO CAUDIO C M QUANM QUAN • Mã hố băng con và c u trúc b l c QMF – Mã hố băng con • S d ng b l c s đ mã hố băng con y0(n) ’ x(n) x0(n) v0(n) v0(n) y0 (n) jω jω H0(e ) ↓2 Kênh ↑2 G0(e ) truy n xˆ( n ) jω d n jω H1(e ) ↓2 ↑2 G1(e ) + ’ x1(n) v1(n) v1(n) y1(n) y1 (n) Mã hố Gi i mã • Thu n l i cho vi c nén tín hi u âm thanh vì ph t p trung khơng đ ng đ u. T đĩ, ta cĩ đư c s phân b h p lý, v a hi u qu , v a đ t ch t lư ng cao.
