Page 25 H H Ệ Ệ TH TH Ố Ố NG AUDIO NG AUDIO - - VIDEO VIDEO • Hệ thống Audio – Video studio sản xuất chương trình Camera1 Camera2 Camera3 Camera4 Bộ tạo kỹ xảo ðầu ra video Cam1 Cam2 Cam3 Cam4 VCR1 VCR2 VCR3 EFF LINE VCR1 VCR2 VCR3 EFF1 EFF2 Hình 1-9 Hệ thống Audio – Video studio sản xuất chương trình LINE VCR1 VCR2 VCR3 Page 26 H H Ệ Ệ TH TH Ố Ố NG AUDIO NG AUDIO - - VIDEO VIDEO • Hệ thống sản xuất chương trình ngoài trời: – ðược sử dụng ñể thu các bản tin hay một chương trình nào ñó mà không cần nhiều người thực hiện, thường sử dụng các thiết bị cầm tay. – Các chương trình truyền trực tiếp thì hệ thống có thể là các hệ thống cố ñịnh nhưng với quy mô nhỏ và chất lượng thấp hơn. – Yêu cầu tính cơ ñộng cao. – Camera ñược nối với máy ghi riêng mà khôg sử dụng ma trận chuyển mạch. – Máy ghi âm ña ñường ñược sử dụng ñể thuận tiện trong hậu kỳ âm thanh nhưng phải yêu cầu ñồng bộ với hình. Page 27 H H Ệ Ệ TH TH Ố Ố NG AUDIO NG AUDIO - - VIDEO VIDEO • Hệ thống sản xuất hậu kỳ Bộ tạo tiêu ñề Camera copy Kỹ xảo A TITL1 GRPH1 Cam1 VCR1 VCR2 VCR3 EFFB1 VCR1 VCR2 VCR3 EFFA1 EFFA2 Bộ tạo ñồ họa Kỹ xảo B EFFA EFFB EFFB2 BỘ ðIỀU KHIỂN DỰNG Hình 1-10 Hệ thống Audio – Video sản xuất hậu kỳ Page 28 H H Ệ Ệ TH TH Ố Ố NG AUDIO NG AUDIO - - VIDEO VIDEO • Hệ thống cầu hội thảo Monitor Camera Micro Audio Máy chiếu Bộ xử lý và ñiều khiển số Monitor Camera Micro Audio Máy chiếu Bộ xử lý và ñiều khiển số Vị trí A Vị trí B Hình 1-11 Hệ thống cầu hội thảo Page 29 H H Ệ Ệ TH TH Ố Ố NG NG AUDIO AUDIO - - VIDEO VIDEO • Hệ thống audio video trong PC – PC dùng ñể trình diễn, lưu trữ, xử lý âm thanh, hình ảnh. – ðiều khiển bằng phần mềm chuyên dụng kết hợp với các card ñồ họa, xử lý kỷ xảo. – ða dạng về tiêu chuẩn dẫn ñến khó tương thích. – Có thể yêu cầu nhiều dạng card thích ứng khác nhau và có thể sử dụng hơn một màn hình ñể hiển thị. – Dữ liệu có thể yêu cầu nén và giải nén vì phạm vi ứng dụng khả rộng. Page 30 M M Ộ Ộ T S T S Ố Ố V V Ấ Ấ N ð N ð Ề Ề V V Ề Ề T T Í Í N HI N HI Ệ Ệ U U • Tín hiệu và hàm – Tín hiệu tương tự là hàm theo thời gian. – Biên ñộ âm thanh ñược biểu diễn bằng mức ñộ âm thanh tại thời ñiểm ñã cho. – Tín hiệu ñược biểu diễn bằng hàm f(t). • Tín hiệu có chu kỳ – Sự lặp lại trong một khoảng thời gian ngắn nhất không ñổi của tín hiệu gọi là chu kỳ T. – Tần số là nghịch ñảo của chu kỳ: u=1/T. Biên ñộ Thời gian t f(t 0 ) t 0 Hình 1-7 Biểu diễn biên ñộ-thời gian Page 31 M M Ộ Ộ T S T S Ố Ố V V Ấ Ấ N ð N ð Ề Ề V V Ề Ề T T Í Í N HI N HI Ệ Ệ U U • Phân tích Fourier – Trong thực tế, rất ít khi ta có ñược một tín hiệu ñơn tần, mà thông thường là các tín hiệu phức tạp, kết hợp bởi nhiều tần số và các hài của nó. – Việc phân tích Fourier cho kết quả là tổng của các hàm sin và cosin của các tần số khác nhau. • Phân tích Fourier một chiều: 2 ( ) ( ) j ut F u f t e dt π ∞ − −∞ = ∫ 2 ( ) ( ) j ut f t F u e du π ∞ −∞ = ∫ F(u)=F R (u)+jF I (u) 2 2 ( ) ( ) ( ) R I F u F u F u = + ) )( )( arctan()( uF uF u R I = θ )( )()()()( uj IR euFujFuFuF θ =+= Page 32 M M Ộ Ộ T S T S Ố Ố V V Ấ Ấ N ð N ð Ề Ề V V Ề Ề T T Í Í N HI N HI Ệ Ệ U U • Phổ tần số – Sự phân bố của |F(u)| gọi là phổ tần của tín hiệu. – Tín hiệu biến thiên chậm thì phổ tần tập trung ở tần số thấp và ngược lại. Từ ñó hình thành tín hiệu tần số thấp và tần số cao. Biên ñộ phổ |Fu| Tần số (u) Page 33 M M Ộ Ộ T S T S Ố Ố V V Ấ Ấ N ð N ð Ề Ề V V Ề Ề T T Í Í N HI N HI Ệ Ệ U U • Tín hiệu Audio và Video – Tín hiệu âm thanh thường là tín hiệu một chiều. – Tín hiệu ảnh là tín hiệu hai chiều. – Tín hiệu Video là tín hiệu 3 chiều. – Với các chiều khác nhau, ta sẽ có số biến khác nhau tương ứng. • Chuyển ñổi Fourier 2 chiều ∫ ∫ ∞ ∞− ∞ ∞− +− = dxdyeyxfvuF vyuxj )(2 ),(),( π ∫ ∫ ∞ ∞− ∞ ∞− + = dudvevuFyxf vyuxj )(2 ),(),( π vyjuxjvyuxj eee πππ 22)(2 −−+− = Page 34 M M Ộ Ộ T S T S Ố Ố V V Ấ Ấ N ð N ð Ề Ề V V Ề Ề T T Í Í N HI N HI Ệ Ệ U U • Mằu sắc – Việc kết hợp các màu khác nhau tạo nên một màu mới. Thông thường, chọn các màu cơ bản ñể kết hợp, ví dụ RGB Red Blue Green Yellow Magenta White Hình 1-8 Lý thuyết 3 màu RGB Page 35 M M Ộ Ộ T S T S Ố Ố V V Ấ Ấ N ð N ð Ề Ề V V Ề Ề T T Í Í N HI N HI Ệ Ệ U U • Không gian cảm quan màu 3 chiều: – Con người cảm quan màu sắc ở các khía cạnh sau: brightness: ñộ sáng như thế nào. hue: màu nào. saturation: sự tinh khiết – Sự cảm quan này ñối với mỗi người là mỗi khác biệt, do ñó, không thể so ñược giữa người này với người kia. Hình 1-9 Cảm quan 3 chiều Page 36 N N É É N D N D Ữ Ữ LI LI Ệ Ệ U U • ðại lượng ño thông tin – Lượng thông tin trong tín hiệu có thể không bằng lượng dữ liệu của nó mà quan hệ mật thiết với xác suất xuất hiện của nó. • Tự-thông tin (lượng tin) – Thông tin ñược mang bởi một biến cố A có xác suất xuất hiện P[A] là: – Thông tin không (lượng tin =0): • Mặt trời mọc ñằng ñông. – Lượng tin ít • Máy ñiện thoại di ñộng trong tương lai ñều có khả năng multimedia – Lượng tin nhiều: • Trường ðKBK ðN ñược xếp hạng nhất trên thế giới về ðTVT [ ] [ ] 2 2 1 log log A I P A P A = = − I A P[A] 10 Page 37 N N É É N D N D Ữ Ữ LI LI Ệ Ệ U U • Entropy – Lượng tin trung bình của nguồn tin, một cách gần ñúng, là số bit trung bình của thông tin yêu cầu ñể biểu diễn các ký hiệu của nguồn tin. – Với nguồn N ký hiệu X i thì entropy ñược ñịnh nghĩa như sau: • H(S)≥0; ñối với mã hoá nhị phân, H(S) thể hiện mã hoá với số bít/ký hiệu tối thiểu. • Ví dụ: Trong một ảnh phân bố ñều ở thang xám (256 mức): pi=1/256, số bit mã hoá cho mức xám là log 2 256=8bits. Entropy của ảnh này là H(S)=Σpilog 2 (1/pi)=8bits/ký hiệu. Vậy, trong trường hợp phân bố ñều này, mã hoá ñộ dài cố ñịnh sẽ ñạt ñược số bit tối thiểu. Trong trường hợp tổng quan thì mã hóa ñộ dài cố ñịnh sẽ không hiệu quả. [ ] [ ] 2 1 ( ) log N i i i H S P X P X = = − ∑ Page 38 N N É É N D N D Ữ Ữ LI LI Ệ Ệ U U • Mã hoá ñộ dài cố ñịnh FLC (Fixed-Length Code) – ðặc ñiểm: • Sử dụng số bit cố ñịnh ñể biểu diễn mọi ký hiệu của nguồn. • ðơn giản trong quá trình mã hoá/giải mã. – Ví dụ • Mã ASCII (American Standard Code for Information Interchange) sử dụng 8 bits ñể mã hoá các ký tự. – Truyền chuỗi: DTVT: 68 84 86 84: 01101000 10000100 10000110 10000100 – Nhược ñiểm: • Không hiệu quả Page 39 N N É É N D N D Ữ Ữ LI LI Ệ Ệ U U • Mã hoá ñộ dài thay ñổi VLC (Variable-Length Code) – ðặc ñiểm • Sử dụng số bit khác nhau ñể biểu diễn các ký tự khác nhau. • Các ký tự có xác suất xuất hiện cao ñược phân bố bởi từ mã ngắn và ngược lại. • Hiệu quả trong việc biểu diễn hơn, nén tốt hơn. – Ví dụ: • Mã Morse. • Shannon-Fano. • Huffman. • Mã hoá loạt dài (RLC). Page 40 N N É É N D N D Ữ Ữ LI LI Ệ Ệ U U • Thuật toán Shannon-Fano • Ví dụ mô tả thuật toán: • Mã hoá theo thuật toán Shannon-Fano: - Sắp xếp các ký tự theo thứ tự giảm dần của tần suất xuất hiện. - Tính xác suất. - ðệ quy làm hai phần, mỗi phần có tổng xác suất gần bằng nhau. Mã hoá phần trên bằng bit 0 (hoặc bit 1), phần dưới bằng bit 1 (hoặc bit 0). - Vẽ sơ ñồ cây. - Tính Entropy, số bits mã hoá trung bình và số bit mã hoá thông thường. - Nhận xét. 656715Số lầ xuất hiện EDCBAKý hiệu Page 41 N N É É N D N D Ữ Ữ LI LI Ệ Ệ U U • Entropy của nguồn: • Số bits sử dụng trung bình: • Số bít mã hoá thông thường: log 2 5=3bits • Nhận xét: Số bits sử dụng trung bình gần H(S) thì bộ mã càng hiệu quả. Gốc A B C E D 0 0 1 1 1 1 0 0 2 1 15 7 6 6 5 ( ) log .1.38 .2.48 2.7 2.7 2.96 39 39 39 39 39 ( ) 2.19. E i i A i H S p p H s = = = + + + + = ∑ 30 14 12 18 15 2.28 its 39 R b + + + + =  Tổng bitsMãLog 2 (1/p i )P i ðếmKý hiệu 15 18 12 14 30001.3815/3915A 1112.965/395D 0112.76/396E 012.76/396C 102.487/397B Page 42 N N É É N D N D Ữ Ữ LI LI Ệ Ệ U U • Mã hoá Huffman – Nguyên tắc: Dựa vào mô hình thống kê của dữ liệu gốc, ký tự có xác suất càng cao thì mã hoá với từ mã càng ngắn. – Thuật toán: - Tính tần suất xuất hiện trong dữ liệu gốc, sắp xếp theo thú tự giảm dần. - Xét từ dưới lên trên, bắt ñầu từ hai ký tự có xác suất bé nhất, quy ñinh mỗi nhánh là 0 (hoặc 1) hợp lại với nhau thành nút có xác suất bằng tổng hai xác suất hợp thành. - Lặp lại cho ñến hết. Page 43 N N É É N D N D Ữ Ữ LI LI Ệ Ệ U U – Xét ví dụ trên – Số bít trung bình: 87/39=2.23 (<2.28) – Hiệu quả hơn Shannon – Fano. 150115/39D 180106/39E 180016/39C 210007/39B 15115/39A Tổng bitMãXác suấtKý hiệu 0 1 0 1 0 1 11/39 13/39 0 1 24/39 Page 44 N N É É N D N D Ữ Ữ LI LI Ệ Ệ U U • Mã hoá loạt dài RLC (Run-Length Coding) – Nguyên lý • Mã hoá loạt ký hiệu bằng chiều dài và ký hiệu của loạt ñó. – ðặc ñiểm • Mã hoá không tổn hao • Mã hoá liên ký tự. • Hiệu quả với một số nguồn tín hiệu, nhất là sau phép chuyển ñổi. – Ví dụ • 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 3 0 0 0 0 0 0 0 0 0 15: (11,13)3 (9,13)15 • mã: (11,3) (9,15) Bit thô Run-length Loạt 0 dài side số bit cần mã hoá Cần 4 bits mã hoáCần 2 bits mã hoá [...]... vào trong t ñi n, mã hoá ngõ ra cho w; w = k; - k=k+1; • Chu i ra: 65 66 67 25 9 25 8 67 26 2 68 • ð u vào 12ktx8bits=96 bits • ð u ra : 5ktx8+3ktx9=67bits • T l nén: 96/67=1.43 LI U W K Output Index Symbol Nil A A B 65 25 8 AB B C 66 25 9 BC C B 67 26 0 CB B C BC A 25 9 26 1 BCA A B B C 25 8 26 2 ABC C A 67 26 3 CA A B AB C ABC D 26 2 26 4 ABCD 68 Page 46 NÉN D LI U • Lưu ñ Start w=nil count=0 k=str[count] Y Output(w)...NÉN D • LI U Mã hoá Lempel-Zip-Welch: 0 0 … … 25 5 25 5 25 6 25 6 | Clear Code 25 7 25 7 | End of Information 25 8 Chu i m i … … 4095 – Nén t ñi n ñư c Jacob Lampel và Abraham Ziv ñ xu t năm 1977, phát tri n thành h LZ, LZ77, LZ78 – Năm 1984, Terry Welch c i ti n thành LZW – Nguyên... n su t cao và thay th b ng m t t mã m i – LZW t ch c t ñi n t t hơn nên nâng cao t l nén – Ví d : Xét t ñi n có ñ l n b ng 4096 giá tr t mã, v y ñ dài l n nh t c a t mã là 12 bits (21 2=4096) – Xét chu i vào ABCBCABCABCD Chu i m i 25 6: Mã xoá CC ñ kh c ph c tình tr ng m u l p l n hơn 4096, n u m u l p l n hơn 4096 thì g i CC ñ xây d ng t ñi n cho ph n ti p theo EoI: Báo hi u h t m t ph n nén Page 45 . 66 67 25 9 25 8 67 26 2 68 • ðầu vào 12ktx8bits=96 bits. • ðầu ra : 5ktx8+3ktx9=67bits. • Tỷ lệ nén: 96/67=1.43 68 ABCD26 426 2DABC CAB BA CA26367AC ABC2 622 58CB BA BCA26 125 9ABC CB CB26067BC BC25966CB AB25865BA ANil SymbolIndexOutputKW Page. D 0 0 1 1 1 1 0 0 2 1 15 7 6 6 5 ( ) log .1.38 .2. 48 2. 7 2. 7 2. 96 39 39 39 39 39 ( ) 2. 19. E i i A i H S p p H s = = = + + + + = ∑ 30 14 12 18 15 2. 28 its 39 R b + + + + =  Tổng bitsMãLog 2 (1/p i )P i ðếmKý. từ ñiển cho phần tiếp theo. EoI: Báo hiệu hết một phần nén. Chuỗi mới4095 …… Chuỗi mới258 25 7 | End of Information257 25 6 | Clear Code256 25 525 5 …… 00 Page 46 N N É É N D N D Ữ Ữ LI LI Ệ Ệ U U •