Truyền hình kỹ thuật số và tiêu chuẩn

1.2. Tín hiệu hình là gì? (Basics of video signals)

1.2.1. Truyền hình và phép biến đổi năng lượng quang điện - điện quang:

- Quang cảnh mà chúng ta nhìn thấy là do được chiếu sáng bởi nguồn sáng tự nhiên hay nhân tạo. Ánh sáng phản xạ từ cảnh vật đến Camera. Ống kính máy quay thu nhận hình ảnh và hội tụ lên bề mặt của bộ cảm biến (CCD,CMOS Chips). Bộ cảm biến sẽ chuyển đổi ảnh quang thành tín hiệu điện, gọi là tín hiệu hình (Video signal).

- Sau đây là 3 chức năng chính của một ống kính máy quay Video (LENS):

1. Thu thập càng nhiều ánh sáng phản xạ từ đối tượng càng tốt (Độ nhạy sáng).

2. Kiểm soát được lượng sáng đi qua LENS.

3. Tập trung (Focus) hình ảnh lên bề mặt cảm quang (The photosentive) của CAM.

Ngoài ra, để thay đổi cỡ cảnh (Field of View) người ta sử dụng LENS có tiêu cự cố định - Fixed Focal length (Prime) hoặc sử dụng ống kính có tiêu cự thay đổi (Zoom Lens).

- Các Chips có kích thước từ1/3 đến 3/4 Inch.
Máy quay Digital Cinema (DC) sử dụng Chips có kích thước lớn 1,5 inch, tương đương máy quay phim nhựa 35 mm.

- Để tạo ảnh điện tử, người ta thực hiện mạch quét hình :
Một chùm tia điện tử quét lên bề mặt nhạy sáng của CCD Chips từ trái qua phải, từ trên xuống dưới Những nơi ánh sáng mạnh thì biên độ tín hiệu Video càng lớn và ngược lại.

- Mặc dù ánh sáng là một hệ thống Analog nhưng tín hiệu Video có thể được chuyển thành Analog hoặc Digital.

- Ở máy thu hình, người ta thực hiện biến đổi ngược lại : Biến đổi tín hiệu điện (Video signal) thành hình ảnh quang cho người xem. Hình ảnh mà ta xem được trên màn hình TV là do chùm tia điện tử - electron beam, được phát ra từ ống phóng điện tử - electron gun. Chùm tia này quét lên bề mặt của màn hình theo đường từ trái qua phải (như cách đọc sách). Bề mặt của của màn hình TV là các điểm ảnh (là các phần tử ảnh nhậy sáng) còn gọi là pixels (Picture Elements) sẽ sáng lên khi chùm tia điện tử quét qua. Nếu chùm tia mạnh thì sự phát sáng cao và ngược lại

1.2.2 Hệ thống quét hình – The Scanning System :

- Để đảm bảo truyền đi và tái tạo được hình ảnh động ở máy thu hình, người ta sử dụng kỹ thuật quét hình (Scanning System)

- Có 2 tiêu chuẩn : NTSC (National Television Standard Committee Tiêu chuẩn quốc gia của Uỷ ban Truyền hình Mỹ) và PAL (Phase Alternating Line – Anh, Châu Âu)

Tiêu chuẩn - Hệ	NTSC (Mỹ)	PAL (Anh, Châu Âu)
Số dòng quét trong 1 khung hình	525 lines	625 lines
Số khung hình trong 1giây (fps) Frame Rate	60i hay 30p	50i hay 25p
Số điểm ảnh	720 x 480	720 x576

- Có 2 cách quét hình:

Chuẩn I – Interlaced (Quét xen kẽ) : 2 Fields cho một khung hình (Frame)

Một ảnh (khung hình) được quét làm 2 lần; lần đầu là các dòng lẻ (Odd lines) từ trái sang phải, từ trên xuống dưới. Sau đó chùm tia điện tử trờ lại (Banking) lên đầu và quét các dòng chẵn (Even lines). Như vậy cần 2 fields để tạo nên 1 khung hình gọi là Frame.Chuẩn P – Progresive (Quét liên tục) : 1 Field cho 1 khung hình

1.2.3 Vấn đề đồng bộ khi quét hình (
Analogue television synchronization)

- Để tạo lại hình ảnh trên máy thu hình chính xác như khi CAM tạo ra, tín hiệu hình phải có thành phần giữ các dòng quét và khung gọi là đồng bộ hoá (Synchronization). Các dòng quét ở máy thu hình phải bắt đầu tại cùng thời gian chính xác như hình ảnh đang được quét trong CAM và một khung hình mới cũng phải bắt đầu chính xác như vậy.

- Để đồng bộ hoá người ta thêm vào giữa các khung hình (Fields) và giữa các dòng (Lines) các xung đồng bộ (Sync pulses). Các xung đồng bộ được tạo ra trong CAM hoặc từ một thiết bị tạo đồng bộ (Sync Generator).

- Xung đồng bộ ngang (HSYNC) nhằm định thời gian quét đầu mỗi dòng.

- Xung đồng bộ dọc (VSYNC) để định thời gian quét của khung hình kế tiếp.

Các xung đồng bộ là một phần của tín hiệu hình được ghi trên băng từ (REC) và phát lại (PLAY) khi phát sóng.

Quá trình xử lý tín hiệu trong hệ thống có thể làm sai lệch (mất đồng bộ) cần được hiệu chỉnh lại thời gian gốc (TBC – Timebase correction ).Một TBC có thể sửa một số lỗi đồng bộ và thay đổi chỉ tiêu chất lượng hình ảnh nhưng không thể sửa đúng cho tất cả các sai sót.

1.2.4 Kỹ thuật truyền hình màu (Tham khảo chương 3 : Giáo trình kỹ thuật TV)

1.2.5 Các tiêu chuẩn kỹ thuật (Video signal standards)

- So sánh các hệ thống truyền hình (TV Systems: A Comparison )

- Các tiêu chuẩn về cáp hình (Video Cabling Standards)

- Tiêu chuẩn về độ phân giải - Resolution

Analogue TV Standard Resolution

PAL 720 x 576

PAL VHS 320 x 576 (approx.)

NTSC 640 x 482

NTSC VHS 320 x 482 (approx.)

Digital TV Standard Resolution

NTSC (preferred format) 648 x 486

D-1 NTSC 720 x 486

D-1 NTSC (square pixels) 720 x 540

PAL 720 x 486

D-1 PAL 720 x 576

D-1 PAL (square pixels) 768 x 576

HDTV 1920 x 1080

Digital Film Standard Resolution

Academy standard 2048 x 1536

1.3. Truyền hình kỹ thuật số và tiêu chuẩn
1. Digital Video là gì?

Quá trình biến đổi từ Analog Video sang Digital Video (Số hóa)

Như chúng ta đã biết, lý thuyết đã chứng minh: Bất kỳ một sắc độ nào trong tự nhiên đều được mô phỏng lại theo công thức :
Y = aR + bB + cG

Sự hình thành tín hiệu video được trải qua các giai đoạn sau:

- Sự biến đổi tín hiệu quang - điện: Hình ảnh quang học được biến đổi thành 3 tín hiệu màu cơ bản là R. G, B (Red: Đỏ, Green: Xanh lục, Blue : Xanh dương)

- Từ các tín hiệu cơ bản RGB, người ta biến đổi thành tín hiệu Y/B-Y/R-Y (hoặc viết tắt là YUV, Y/C_B/C_R) và gọi là tín hiệu thành phần - Component.

- Để chuyển tải và phát sóng, người ta điều chế hai tín hiệu
R-Y, B-Y rồi ghép chung với tín hiệu Y tạo thành tín hiệu tổng hợp – Composite.
Sự khác nhau về phương pháp điều chế (AM, FM…) cho chúng ta những tiêu chuẩn TV khác nhau như NTSC, PAL, SECAM.

Như vậy, căn cứ vào thời điểm thực hiện số hóa, chúng ta có 2 dạng tín hiệu số:

- Digital Component :
Số hóa tín hiệu thành phần RGB hoặc YUV theo các tần số lấy mẫu:

13.5Mhz đối với tín hiệu Y

6.75Mhz hoặc 3.375Mhz đối với tín hiệu UV

- Digital Composite :
Số hóa tín hiệu tổng hợp với tần số lấy mẫu bằng 4 lần tần số sóng mang màu 121772Mhz.

Do những ưu điểm về mặt chất lượng của tín hiệu thành phần nên Digital Component được sử dụng rộng rãi và phổ biến hơn.

2. Tiêu chuẩn tín hiệu Digital video

Dựa trên sự khác biệt cách lấy mẫu tín hiệu thành phần, ta có các tiêu chuẩn số hóa tín hiệu khác nhau.

· 4:2:2 Tín hiệu chói Y lấy mẫu theo tần số 13.5Mhz.

Hai tín hiệu màu C_R, C_B lấy mẫu theo tần số 6.75Mhz.

Nghĩa là:
Trên một dòng quét, cứ 4 mẫu Y thì có 2 mẫu C_R và 2 mẫu C_B· 4:1:1 Tín hiệu chói Y lấy mẫu theo tần số 13.5Mhz.

Hai tín hiệu màu C_R, C_B lấy mẫu theo tần số 3.37Mhz

Nghĩa là:
Trên một dòng quét, cứ 4 mẫu Y thì có 1 mẫu C_R và 1 mẫu C_B

· 4:2:0 Tín hiệu chói Y lấy mẫu theo tần số 13.5Mhz trên mỗi dòng quét

Nghĩa là:Hai tín hiệu màu C_R, C_B lấy mẫu theo tần số 6.75Mhz nhưng xen kẽ nhau trên từng dòng quét

Tần số lấy mẫu là một thừa số quan trọng trong việc xác định mức độ chi tiết và độ phân giải hình ảnh. Do đó, tần số lấy mẫu càng cao thì chất lượng hình ảnh càng tốt và độ phân giải hình cao hơn.
Chính vì vậy, chuẩn 4:2:2 được sử dụng nhiều nhất trong các thiết bị Video kỹ thuật số chuyên dùng.

Ngoài ra còn có một số tiêu chuẩn khác như 4:2:2:4 (thêm kênh Alpha), 4:4:4, 4:4:4:4 và thỉnh thoảng ta gặp chuẩn 8:8:8 nhưng chỉ được sử dụng trong các ứng dụng đòi hỏi chất lượng rất cao để tạo hiệu quả đặc biệt như Chromakey,hay Color Correction khi chuyển qua phim nhựa …

3. Kỹ thuật nén và lưu trữ Digital video

1. Mục đích của việc nén dữ liệu :

Chúng ta đã biết: Đối với tín hiệu PAL, Tốc độ truy xuất là 25fps.

Số lượng điểm ảnh cần lấy mẫu trong một khung hình : 720 x576 = 414720 pixel

Nếu ta sử dụng 8 bits để lấy mẫu theo tiêu chuẩn 4:2:2 thì số lượng dữ liệu cần truyền đi cho một khung hình là :

720 x576 x 8bit (Y) + 720 x 576 x 8bit (C_R, C_B) =
6635520 bit = 6.328 Mbit (1 Mbit = 1024 bit)

Như vậy, tốc độ truyền (Mbit/s) hình ảnh (Pal = 25 fps) là:

6.328 Mbit x 25 = 158.203 Mbit/s = 19.75 MBytes (1Byte có 8bit)

Trong truyền dẫn cũng như phát sóng kỹ thuật số, tốc độ truyền 158Mbits đòi hỏi một băng thông rất lớn nên không kinh tế. Do đó nhu cầu nén dữ liệu được phát sinh để tối ưu băng thông truyền dẫn và dung lượng lưu trữ dữ liệu.

2. Các tiêu chuẩn nén Video.

Có 2 dạng nén dữ liệu video:
Nén không mất chất lượng (Lossless Compression) và
Nén có mất chất lượng (Loss Compression).
Cả 2 dạng nén này đều dựa trên nguyên tắc là: Chỉ ghi nhận sự thay đổi của các pixel với các pixel kế cận nó trong một khung hình; Và giữa các khung hình kế cận nhau.
Nếu khung hình chỉ là một bảng màu đồng nhất thì hiệu quả nén cao nhất (dữ liệu nhỏ nhất).
Nếu khung hình càng có nhiều chi tiết thì sự đồng nhất giữa các điểm ảnh càng ít, hiệu quả nén sẽ thấp đi.

Đối với đối với phương pháp nén không mất chất lượng : Do đặc tính của video là hình ảnh thay đổi liên tục nên tỷ lệ nén cũng sẽ thay đổi tỷ lệ thuận với mức độ chi tiết của hình ảnh. Vì vậy, tốc độ (bit) truyền dữ liệu hay băng thông cũng sẽ dao động từ nhỏ nhất đến lớn nhất. Điều này gây khó khăn trong quá trình truyền dẫn, vì không thể biết trước được băng thông của khung hình kế tiếp là bao nhiêu.

Do đó người ta thường dùng phương pháp nén thứ 2 : Cố định tỷ lệ nén dữ liệu (Cố định băng thông); Đồng thời chấp nhận một sự tổn hao về chất lượng. Tỷ lệ nén càng lớn thì chất lượng hình ảnh càng thấp và ngược lại. Tùy theo nhu cầu sử dụng và tầm quan trọng của chất lượng hình ảnh mà người ta chọn các tỷ lệ nén khác nhau.

Hiện nay, trên thế giới có một số tiêu chuẩn nén phổ biến sau : (Tham khảo : MPEG compression technique)

JPEG (Joint Photographic Experts Group) :
Khung hình được chia thành từng block nhỏ theo kích thước 8 x8 pixel. Sau đó, người ta sử dụng phép biến đổi DCT trên các block này. DTC là phép biến đổi một biểu diễn không gian (Spatial representation) sang một biểu diễn phổ tần số (Spectral representation). Quá trình nén được thực hiện trên hàm biểu diễn phổ tần số qua việc lược bỏ các hài tần số cao qua bảng hệ số HUFFMAN.

M-JPEC (Motion JPEG) :
Hoàn toàn tương tự như JPEC và có thêm sự so sánh về sự thay đổi của các pixel động trên field hình.

MPEG (Moving Picture Experts Group) :
Sử dụng thuật toán tương tự như JPEG. Tuy nhiên, ở quá trình xử lý và nén được thực hiện trên các khung.trên các khung hình kế tiếp nhau, ngược với JPEG (chỉ nén trong phạm vi một khung hình. Do tính chất các khung hình kế cận nhau thì gần giống nhau nên MPEG cho tỷ lệ nén tối ưu hơn. Nghĩa là, cùng một tỷ lệ nén như nhau, MPEG cho ra chất lượng cao hơn so với JPEG.

JPEG sử dụng phương pháp nén Intraframe, cho phép truy xuất đến từng khung hình bất kỳ; Thích hợp cho công việc dựng và biên tập hình ảnh. Vì vậy, JPEG được ứng dụng phổ biến trong các thiết bị hậu kỳ.

MPEG sử dụng phương pháp nén Interframe, không thích hợp cho việc dựng nhưng lại rất tối ưu trong truyền dẫn tín hiệu vì MPEG giữ được chất lượng cao, đồng thời tiết kiệm được băng thông.
Các tiêu chuẩn truyền hình số như DVB (Châu Âu), ATV (Mỹ) đều sử dụng MPEG. Trên một băng thông kênh truyền hình tiêu chuẩn (8MHz), người ta có thể truyền dẫn nhiều chương trình truyền hình cùng lúc. Các hình thức cầu truyền hình, hội nghị video (VTC -Videoconferencing) hay điện thoại video (Videophone) đều sử dụng MPEG. Đây cũng là tiêu chuẩn nén được sử dụng trong Video CD và DVD.

4. Các tiêu chuẩn máy ghi hình kỹ thuật số SD

Với những ưu điểm của kỹ thuật số như: Chất lượng cao, độ tin cậy lớn, dễ xử lý… Cùng với sự phát triển về công nghệ nên các hãng sản xuất thiết bị video nhanh chóng đưa vào ứng dụng nhiều tiêu chuẩn ghi hình và lưu trữ dữ liệu kỹ thuật số.

Hiện nay đang tồn tại một số tiêu chuẩn máy khác nhau như:

Năm – Hãng SX Tên Format	Tiêu chuẩn tín hiệu	Tiêu chuẩn nén	Tỷ lệ nén	Độ rộng rãnh ghi. Tốc độ băng mm/s
1995 - Sony Digital Betacam	10bit, 4:2:2	Intraframe	1/2 88Mbps
1995 – Sony DV	8bit, 4:1:1	M-JPEG	1/5 25Mbps	10µm ¼” ME
1996 – Sony DVCam	8bit, 4:2:0 (PAL) 4:1:1(NTSC)	M-JPEG	1/6 25Mbps	15µm ¼” ME
1995 – Panasonic DVC Pro 25	8bit, 4:1:1	M-JPEG	1/6 25Mbps	18µm ¼” MP
1995 – Panasonic DVC Pro 50	8bit, 4:1:1	M-JPEG	1/6 50Mbps	18µm ¼” MP,
1996 – JVC Digital – S	8bit, 4:2:2	M-JPEG	1/3.1 50Mbps	20µm ½” MP
1996 – Sony Betacam SX	8bit, 4:2:2	MPEG 2	1/10 18Mbps	½” MP

Tham khảo :

Television technology

History of TV

Video

Video Formats

Video recording formats

Professional Video Formats

Consumer Video Formats and Picture Compression Techniques

Formats of Video Tapes

Digital Video Broadcasting

Broadcast television systems

Progressive Scan - What You Need To Know

How Plasma TV Works (How Stuff Works).

How LCD Works (How Stuff Works).

Video Frame Rate vs Screen Refresh Rate.

High Definition Format Guide

Standard Definition Format Guide

http://kino-eye.com/reference/hd-standards/

5. Truyền hình SD và HD
(The Difference between HDTV, EDTV, and SDTV)

- SDTV- Truyền hình độ phân giải tiêu chuẩn với
Tỉ lệ khung 4:3 và 16:9 (aspect ratio)

Trên máy Quay phim chọn :
60 i cho NTSC ; 50i cho PAL

Trên bộ dựng hình :
720 x 480, 30 fps cho NTSC

720 x 576. 25 fps cho PAL

- EDTV - Truyền hình độ phân giải tăng cường
480p (NTSC); 576p(Pal) (với kỹ thuật Deinterlacer);
Hỗ trợ hai định dạng HDTV : 720p và 1080i.

- HDTV - Truyền hình với độ phân giải cao với
Tỉ lệ khung hình 16:9

1080 i/p (1920 x1080), với Frame Rate : 24, 25, 30 fps

720 p (1280 x720). với Frame Rate : 24, 25, 30 fps
Trong tương lai HDTV là 1080p50 và 1080p60

6. Chọn quay HDV hay HD

Máy quay kỹ thuật số dành cho giới dân dụng và bán chuyên nghiệp được mang một cái tên rất „kêu“ đó là chuẩn HDV (High Definition Version).
Câu hỏi được đặt ra là tại sao cần phải có độ phân giải cao? Điểm cốt yếu là tìm cách làm sao nâng số pixel nên tối đa.
Lý do màn hình TV hệ PAL thông thường khổ 4:3 với độ phân giải 720x576 pixels, trong khi đó video có tỷ lệ 16:9 lại có số pixels chiều ngang nhiều hơn so với TV như vậy chỉ có cách bớt đi trên và dưới khung hình 72 pixels để có thể phát hình trên màn TV được, như vậy với 720x432 pixel thì độ phân giải quá thấp. Do đó, những người có máy quay 16:9 rất thất vọng về chất lượng hình ảnh.
Vấn đề trở lên phức tạp hơn đối với khán giả những nước có hệ NTSC như Mỹ, Japan và Canada vì độ phân giải thông thường đối với khung hình tỷ lệ 4:3 ở đây chỉ có 720x480 pixels có nghĩa là kém hơn hệ PAL khoảng 17% về „độ nét“. Đối với video có tỷ lệ 16:9 thì với 360 dòng hình thì các bạn cũng tự đánh giá được về chất lượng, nhất là khi phóng phim lên màn hình có kích thước lớn.
Thương hiệu HDV là bản quyền của 4 đại gia về máy quay video (Sony, Canon, JVC và Sharp) và thống nhất thu hình có tỷ lệ khung hình 16:9 theo phương pháp quét liên tục - Progressive (giống như phim nhựa) với độ phân giải 1280x720 pixels hoặc theo phương pháp quét xen kẽ (interlaced) với độ phân giải 1440x1080 pixels.
Phương pháp quét liên tục (progressive) được gọi theo tên kỹ thuật là 720p và interlaced là 1080i; Trong khi đó, định dạng truyền hình có độ phân giải cao HDTV (High Definition Television) với khổ 16:9 làm việc với 1920x1080 dòng quét. Nghĩa là chênh lệch quá nhiều so với độ phân giải của máy quay HDV vì nó không thể sử lý những thông tin còn lại.Muốn thu video HDTV thực thụ với độ phân giải 1920x1080 pixels ta cần phải có máy quay chuyên dụng có bộ sử lý tín hiệu hình tốt. Ví dụ DVCPRO HD với tốc độ truyền tải 100 Mbps trong khi đó máy quay DVCPRO50 chỉ là 50 Mbps.

Bảng liệt kê những định dạng thường dùng:

Format Tỷ lệ Pixel Scan Mode

VHS(PAL) 4:3               320x240 50 i
DV(PAL) 4:3               720x576 50 i
DV(NTSC) 4:3               720x480 60 i
HDV/HDTV 720p 16:9 1280x720 25 (30) p
HDV 1080i 16:9 1440x1080 50 (60) i
HDTV 1080i 16:9 1920x1080 50 (60) i
Quad-HDTV, 2K 16:9 3840x2160 50 (60) i
UHDTV, 4K 16:9 7680x4320 60 p

HDV 720p và 1080i sẽ được hợp thức hóa trên toàn cầu , sự khác biệt chỉ ở chỗ số frames trên giây mà thôi 25 (50) đối với hệ PAL và 30 (60) đối với hệ NTSC.
Tất nhiên 4 đại gia cũng thống nhất băng ghi hình là băng Mini-DV thông dụng chính vì thế cũng là cách chơi chữ giữa DV và HDV . Và tất nhiên cũng qui định tốc độ truyền tải của HDV là 25 Mbps, đối với modul 1080i tốc độ này được sử dụng 1 cách triệt để trong khi đó 720p chỉ cần 19 Mbps.
Về phương diện này ta thấy rõ sự khác biệt so với máy quay chuyên dụng vì giới chuyên nghiệp sử dụng băng ghi hình có tốc độ truyền dữ liệu lớn hơn trong 1 giây và dĩ nhiên giao diện được dùng ở đây cũng khác hoàn toàn . Ví dụ cổng SDI chẳng hạn. Chính vì hạn chế của băng DV nên mặc dù thâu hình trong chế độ 1080i nhưng nó chỉ cho phép thâu tối đa 1440 dòng hình ngang trong khi đó màn HDTV có thể thể hiện được 1920 dòng hình.
Đối với video studio hay đài truyền hình tương lai sẽ không quay dưới dạng HDV mà sử dụng định dạng chuyên nghiệp với cái tên HD hay HDTV quen thuộc. Và tất nhiên, các đại gia HDV cũng không bỏ lỡ cơ hội bằng cách tung ra dòng máy quay với chip có độ phân giải cao phù hợp với tiêu chuẩn phát sóng – Broadcast.
Vượt qua tầm nhìn thực trạng, hãng JVC đang thử nghiệm Quad-HDTV có số pixels gấp 4 lần so với HDTV tạo ra độ phân giải 3840x2160 pixels tương ứng với 2000 dòng hình và thường được dân chuyên nghiệp gọi là 2K (K = Kilo = 1000).

Tương lai vài năm nữa, đời cháu của HDTV sẽ là Ultra High Definition Video (UHDTV) mang độ phân giải 32 Mega pixels với 7680x4320 pixels tương xứng với 4K.
HDV nghe thì hơi bị hay, nhưng vấn đề được đặt ra làm sao để có thể ghi được hình ảnh có số pixels lớn gấp 3 lần với chuẩn DV ?
Vì tốc độ truyền tải của HDV hạn chế ở mức 25 Mbps (đúng ra mà nói chuẩn này dành cho DV). Vậy làm sao nó có thể sử lý khối lượng pixels khổng lồ một cách dễ dàng? Câu trả lời đó là giải pháp nén hình 1 cách triệt để nhằm loại bớt những thông tin không cần thiết mà mắt con người khó nhận biết rõ ràng.
Phương pháp nén theo chuẩn MPEG-2 rất phù hợp với những yêu cầu trên.

HDV sẽ làm việc theo dạng GOP (Group of Pictures) gồm 6 frames.Trong 1 GOP frame đầu tiên (I-frame) thông tin sẽ được ghi trên toàn bộ số pixels sẵn có; Những frames sau chỉ ghi lại những gì thay đổi so với I-frame (P-frame) hay frame trước thậm chí sau nó (B-frame) như vậy ta có trình tự sau IBBPBB (ví dụ thông thường bạn nào rành về MPEG Encoder hẳn biết được ta có thể setting trình tự tùy theo mục đích).

Cũng như DVD, HDV còn có vẻ kém hơn khi thể hiện hình ảnh có chuyển động nhanh. Khi sử dụng máy quay Sony HDR-FX1,hình ảnh vật quay bị mờ thậm chí có đoạn bị lỗi pixel khi zoom nhanh hay khi thay đổi góc quay quá nhanh (lia máy). Như vậy về mặt này HDV còn cần phải tìm giải pháp nén hình mới nhằm tận dụng tối đa tốc độ truyền tải liệu. Giải pháp hữu hiệu hiện nay là sử dụng chuẩn nén hình MPEG-4. Chính phương pháp nén MPEG-2 là lý do tại sao HDV không cho phép thu 50 fps như chuẩn 1080p hay 720p.
Nhiều người tưởng sẽ có sự chênh lệch lớn về chất lượng giữa 2 chuẩn 720p và 1080i vì sự chênh lệch về số pixels. Nhưng với phương pháp nén MPEG dạng progressive thì hơn hẳn khi encode dạng nửa hình ảnh interlaced. Và ngược lại chuẩn1080i lại có ưu thế hơn về số dòng hình. Vì vậy, 2 chuẩn trên cân bằng nhau về chất lượng hình ảnh.
Đối với độ phân giải màu thì HDV cũng kém xa chuẩn
TV Production nhằm giảm tối đa dữ liệu truyền tải.

Thông thường mắt con người chúng ta dễ nhận biết về độ sáng tối hơn là sự thay đổi về độ phân giải màu sắc. Ngoại trừ trong lĩnh vực làm phim quảng cáo chuyên nghiệp thì khi sản xuất studio và phát sóng TV thường ghi tín hiệu hình ảnh theo tỉ lệ 4:2:2 (thay vì tất cả pixels với tỉ lệ 4:4:4). Có nghĩa là cứ 2 pixels chứa tín hiệu về ánh sáng nằm kề nhau được tạo thành 1 tín hiệu chung về ánh sáng cũng như mầu sắc. Như vậy đã làm giảm đi đáng kể lượng thông tin cần chứa đối với mỗi frame. Không dừng lại ở đó các nhà phát minh đã tiến thêm 1 bước nữa bằng cách gộp 4 chấm hình kề nhau thành 1 hình vuông và từ đó tính ra tín hiệu chung cho cả 4 pixels đó chính tỉ lệ 4:2:0 được áp dụng vào HDV. Và chính hệ DV thông dụng cũng ghi hình tương tự theo phương pháp này. Nhược điểm này khiến cho chúng ta không hy vọng phim video có màu sắc rực rỡ như máy quay chuyên dụng.

Về âm thanh HDV, bỏ qua tính năng thu thanh 4 kênh tiếng 12 bit (mà ta thường dùng để mix audio trong máy quay DV) và thay vào đó máy quay chỉ thu 2 kênh tiếng HIFI stereo với chất lượng cao 16 bit 48KHz. Phương pháp nén Audio ở đây là MPEG-1 như ta quen thuộc trên đĩa VCD với bitrate = 348 kbps. Khung hình HDV được thu bất di bất dịch theo khổ 16:9.
Về hardware thì ngoài 1 số nhà sản xuất cho ra đời card dựng chuyên dụng với nhiều lựa chọn IN/OUT Signals thì thông qua phần mềm dựng chúng ta vẫn sử dụng cổng Firewire (IEEE1394) để đưa tín hiệu HDV vào máy tính bình thường như DV format.

7. HDV và AVCHD

Hiện nay các camcorder HD thường sử dụng 2 chuẩn HDV và AVC HD.

- HDV (High Definition Video) mã hóa theo chuẩn MPEG2,

Lấy mẫu 4:2:0, Bitrate 19 - 25 Mbit/s, phân giải 1440x1080

- AVCHD (Advance Video Code) mã hóa theo chuẩn H264 (Hay còn gọi MPEG4).

Lấy mẫu 4:2:2, Bitrate 5 - 35 Mbit/s, phân giải full 1080p

Theo đánh giá,
AVC HD với phương pháp mã hóa H264 tối ưu hơn so với chuẩn HDV-MPEG2
(HD MPEG2@1920x1080, 12-20Mbps;
HD H264@1920x1080 7-8Mbps)

Một điều tất nhiên là công nghệ này sẽ dần thay thế cho công nghệ MPEG-2. Thực tế thì máy quay AVCHD (Full HD 1920x1080) cho hình ảnh và độ phân giải cao hơn so với HDV (1440x1080), ngoài ra Noise cũng ít hơn.

Các máy quay AVCHD hiện nay thường ghi hình trên MiniDV , SD/SDHC Memory cards, Memory Stick memory cards và Hard Disk Drives. Đặc biệt ghi trên MiniDVD discs nên có thể xem thẳng trên DVD player.

Có nhiều lựa chọn cho các độ phân giải (720P, 1080i, 1080p)và băng thông xử lí tín hiệu không cần cao.

Rõ ràng, các Camcorder chuẩn AVC HD là 1 sự lựa chọn tốt cho sản xuất tiền kì đồng thời rất tiện lợi khi ghi và dựng hình;
Đặc biệt : giảm thiểu chi phí làm chương trình do không còn phải mua băng hay thay thế đầu từ như trên các máy quay HDV. Chỉ có nhược điểm là việc lưu trữ dữ liệu không an toàn và tốn HDD.

SIÊU THỊ SÂN KHẤU - ĐIỆN ẢNH - TRUYỀN HÌNH

Thứ Ba, 10 tháng 6, 2014