Bài giảng Công cụ Multimedia - Phần 2: Các dạng dữ liệu Multimedia - Trần Nguyên Ngọc

nh tương thích.
 Vấn đề tăng chi phí truyền ảnh.
 Các tiêu chuẩn chất lượng ảnh:
 Tiêu chuẩn về màu sắc: số lượng màu sắc dùng biểu diễn ảnh.
 Tiêu chuẩn về độ phân giải: số lượng điểm dùng để biểu diễn ảnh.
66
2.3 Hình ảnh tĩnh
 Ảnh 3D
 Hình ảnh 3D là tập hợp của các điểm trong không gian 3 chiều được
kết nối với nhau bằng các đoạn thẳng, tam giác hoặc mặt phẳng
cong
 Hình ảnh 3D được tạo ra bằng tay, sử dụng thuật toán hoặc scanner.
 Các cách biểu diễn hình ảnh 3D:
 Sử dụng cấu trúc đặc.
 Sử dụng được biên.
67
2.3 Hình ảnh tĩnh
 Các khuôn dạng ảnh:hai dạng chính
 Ảnh vector.
 Là các dữ liệu đồ hoạ.
 Các dạng PIC, WMF, ...
 Một ảnh được coi là tập hợp của các hình hình học đơn giản.
 Ảnh bitmap.
 Là các dữ liệu hình ảnh.
 Các dạng file: BMP, GIF, TIFF, JPG, ...
 ảnh được biểu diễn bằng ma trận các điểm. Mỗi điểm có các giá trị 
tương ứng với các màu.
68
Các khuôn dạng ảnh
 Ảnh vector
 ảnh được hiểu như tổ hợp các hình hình học đơn giản.
 ảnh được hiển thị bằng cách vẽ các hình đồ hoạ tương ứng với các
đối tượng của ảnh.
 Có ba dạng đối tượng rời rạc trên ảnh:
 Các điểm rời rạc: các đối tượng điểm.
 Các đường rời rạc: các đối tượng đường.
 Các mặt rời rạc: các đối tượng mặt.
69
Các khuôn dạng ảnh
 Các ảnh vector.
 Các ưu điểm:
 Mã hóa ảnh bằng các hình đơn giản.
 Gọn, kích thước nhỏ.
 Thay đổi kích thước đơn giản, không bị mất 
thông tin.
 Sửa dễ dàng do các phần tử của ảnh độc lập.
 Các nhược điểm:
 Không biểu diễn được các ảnh chụp.
 Xử lý các ảnh phức tạp với nhiều đối tượng gặp
nhiều khó khăn.
 Khuôn dạng không chuẩn, các trình duyệt web 
không
nhận dạng được.
 Khuôn dạng WMF: 
 Chứa các thông tin về các đối tượng.
 Một file WMF có thể chứa 65535 đối tượng.
70
Các khuôn dạng ảnh
 Ảnh bitmap
 Hình ảnh được biểu diễn thông qua ma trận các điểm.
 Giá trị các điểm ảnh chỉ tới các mầu của điểm tương ứng với các sơ đồ
biểu diễn màu.
 Biểu diễn màu theo sơ đồ RGB.
 Hai sơ đồ mã hóa màu: RGB và CYMK.
 Không gian màu và chuyển đổi:
 RGB(1,1,1) -> CMY (0,0,0)
 C=1-R; G=1-M;
 R=1-C; Y=1-B;
 M=1-G;B=1-Y; 
71
Các khuôn dạng ảnh
 Mã hóa màu:
 Giá trị của điểm ảnh.
 Màu tương ứng theo giá trị đó tùy theo bảng màu.
 Phương pháp đơn giản.
 Đối với mỗi điểm ảnh giá trị của điểm ảnh là giá trị của màu.
 Màu được lựa chọn theo mô hình RGB.
 Đối với mỗi pixel:
 Mã hoá một thành phần RGB sử dụng n bit.
 Mô hình màu theo RGB sẽ được mã hoá theo 3 x n bit.
 Số lượng màu cho phép đối với mô hình RGB: 2n x 2n x 2n.
 Màu thực: true color: sử dụng 8 bit cho một thành phần màu, do đó số lượng màu
cho phép biểu diễn sẽ là: 224 màu.
72
Các khuôn dạng ảnh
 Thành phần thứ tư là phần mở rộng có độ dài 8 bit để biểu diễn.
 Kênh alpha.
 Kênh alpha dùng để biểu diễn tính trong suốt của ảnh (transparence).
 Tính chất này dùng để tránh hiệu ứng bậc thang khi có nhiều ảnh chồng lên nhau.
 Biểu diễn bảng màu.
 N được lựa chọn trong số 2m x 2m x 2m màu.
 m chỉ số lượng bit để biểu diễn một thành phần màu.
 N là vị trí tương ứng trong bảng màu.
 Kích thước khối thông tin ảnh:
 X * Y * n trong đó X: số cột,Y: số hàng, n: số bit dùng để mã hoá một ảnh.
 ảnh bitmap cho chất lượng cao.
73
2.3 Hình ảnh tĩnh
 Một số định dạng ảnh phổ biến
 JPEG (Joint Photographic Experts Group): phương pháp nén ảnh
hiệu quả với tỷ lệ nén tới vài chục lần.
 Sử dụng phương pháp nén mất mát thông tin.
 Các bước gồm: Phân khối, biến đổi Cosin rời rạc (DCT), lượng tử hóa và
mã hóa.
 BMP: Các tệp tin đồ họa lưu dưới dạng BMP và có phần mở rộng
.bmp hoặc .dib.
 Bitmap header (14 bytes): giúp nhận dạng tệp tin bitmap.
 Bitmap information (40 bytes): lưu chi tiết hiển thị ảnh.
 Color pallete (4x bytes), x là số màu của ảnh.
 Bitmap data: dữ liệu ảnh.
 GIF (Graphics Interchange Format): là định dạng tệp tin hình ảnh
bitmap sử dụng ít hơn 256 bit.
 TIFF (Tagged Image File Format): được sử dụng trong quét ảnh, gửi
fax, xử lý văn bản, nhận dạng chữ viết
74
2.4 Hình ảnh động
 Video
 Video là chuỗi các hình ảnh tĩnh được trình diễn trong một đơn vị thời
gian khiến người xem có cảm giác như các sự vật trên đó như đang
chuyển động.
 Video có thể lưu trữ và truyền trong nhiều môi trường khác nhau: 
PAL, NTSC, MPEG-4 hay DVI
 3D video được quy định trong chuẩn MPEG-4 Part 16 Animation 
Framework eXtension (AFX).
 Các đặc tính của video:
 Số lượng khung (frame) trên một giây.
 Interlacing
 Độ phân giải
 Kích thước khung hình
 Phương pháp nén video
 Tốc độ truyền (đối với video số)
75
2.4 Hình ảnh động
 Video số
 Thuận lợi:
 Truy cập ngẫu nhiên trực tiếp thuận tiện,
 Việc tạo, lưu trữ và ghi đọc nhiều lần không ảnh hưởng đến chất lượng
ảnh.
 Không cần xung xoá và xung đồng bộ.
 Xử lý thuận tiện, không gặp trở ngại về giới hạn tần số, băng thông.
 Khó khăn
 Tuy nhiên, tín hiệu số gặp một số trở ngại xoay quanh vấn đề về tính
hiệu quả, chẳng hạn bộ lọc số có giá thành tương đối cao.
 Tiêu chuẩn lấy mẫu màu:
 Thuận lợi trong việc xử lý đối với tín hiệu video thành phần, nhưng băng
thông yêu cầu lớn.
76
2.4 Hình ảnh động
 Video
 Số lượng khung hình trên một giây (Frame rate)
 Thông thường từ 6-25 frame/s, tùy theo camera.
 PAL (EU), SECAM (EU): 25 frame/s
 NTSC (US, Japan): 29,97 frame/s
 Interlacing
 Interlacing: Chia màn hình thành các dòng, mỗi lần chùm electron chỉ
quét dòng chẵn hoặc lẻ  tiết kiệm băng thông đường truyền.
 NTSC, PAL, SECAM sử dụng chế độ interlacing: PAL 576i50.
 Progressive: dòng electron sẽ quét tất cả màn hình  cho hình ảnh chất
lượng cao, vd: HDTV.
 Độ phân giải
 Được tính theo đơn vị pixel đối với dữ liệu số và dòng quét ngang, quét
dọc với dữ liệu tương tự.
 NTSC: 720/704/640x480i60.
 PAL: 768/720x576i50.
 HDTV: 1920x1080p60
77
2.4 Hình ảnh động
 Video
 Kích thước màn hình
 Màn hình truyền thống: 4:3
 Màn hình HD: 16x9  widescreen.
 Các phương pháp nén video
 Intraframe compression: nén tương tự như kỹ thuật nén ảnh.
 Interframe compression: nén dựa trên sự khác biệt giữa các frame (chỉ
lưu sự khác biệt).
 MPEG-2: sử dụng cho DVD và ti vi truyền từ vệ tinh.
 MPEG-4 dùng cho video gia đình.
 Tốc độ truyền (bitrate):
 Tốc độ càng cao, chất lượng video càng tốt.
 Video CD; 1 Mbps.
 DVD: 5 Mbps.
 HDTV: 20 Mbps.
78
2.4 Hình ảnh động
 Hoạt hình (Animation)
 Tạo ra ảo giác quang học về sự chuyển động do nhiều hình ảnh tĩnh
được chiếu tiếp diễn liên tục.
 Nguyên lý: dựa vào hiện tượng lưu ảnh của mắt (persistence of 
vision).
 Một số định dạng đồ họa:
 GIF, MNG, SVG, Flash  kích thước nhỏ, cho phép truyền trên máy tính
thông qua Internet.
 Motion capture
Kỹ thuật lưu lại chuyển động và
tái hiện thông qua mô hình mô
phỏng. Được sử dụng rộng rãi
trong các lĩnh vực thể thao, giải
trí
79
2.4 Hình ảnh động
 Một số các định dạng video 
 AVI (Audio Video Interleave) là một định dạng của Microsoft được
giới thiệu vào tháng 11 năm 1992. AVI là tập tin có thể chứa cả âm
thanh và video dữ liệu trong một container cho phép đồng bộ tập tin 
âm thanh-với-video. 
 AVI là một trong những định dạng của RIFF. 
 Phần header (56 byte) chứa các thông tin :
 Thời gian trễ giữa các frame
 Tốc độ dữ liệu, Số lượng frame, Số dòng dữ liệu
 Kích thước video .
 MKV (Matroska Multimedia Container) - là một chuẩn mở miễn phí
định dạng container. Được công bố vào ngày 06 tháng 12 2002, 
Matroska là một định dạng tập tin có thể chứa đựng một số lượng
không giới hạn video, âm thanh, hình ảnh hoặc phụ đề trong một tập
tin duy nhất. 
80
2.4 Hình ảnh động
 Một số các định dạng video 
 MPEG (Moving Picture Expert Group) được ra đời vào năm 1988 
nhằm mục đích chuẩn hoá cho nén tín hiệu âm thanh và video 
 Mpeg-1 là chuẩn lưu trữ và phục hồi ảnh động và Audio trong lưu trữ
Media
 Mpeg-2 là chuẩn cho TV số
 Mpeg-4 là chuẩn cho các ứng dụng MultiMedia
 Mpeg-7 chứa đặc tả thông tin, giao diện cho việc tìm kiếm thông tin
 H26x – Do tổ chức ITU đưa ra phục vụ cho dịch vụ hội nghị truyền
hình và video phone
 H261 – phục vụ cho truyền qua ISDN ở tốc độ 64 kbps
 Sử dụng CIF và QCIF
 H263 – cải tiến cho video tốc độ thấp, có thể truyền trên mạng thoại công
cộng PSTN
81
2.4 Hình ảnh động
 Một số dạng tín hiệu video số theo các chuẩn
 CIF : Common Intermediate Format
 Sử dụng trong chuẩn H261, dễ chuyển sang chuẩn PAL hay NTSC
 Y resolution: 352 x 288, 8 bits/pixel(sample)
 CrCb/UV resolution: 176 x 144
 Frame rate: 30 frames/second progressive
 QCIF:Quarter Common Intermediate Format
 Y resolution: 176 x 144, 8 bits/pixel (sample)
 CrCb/UV resolution: 88 x 72 
 Frame rate: 30 frames/second progressive
 TV –NTSC
 Resolution: 704 x 480, 30 frames/second interlaced
 DVD –NTSC
 Resolution: 720 x 480, 24 –30 frames/second progressive
82
2.4 Hình ảnh động
 Các vấn đề liên quan đến thao tác:
 Xử lý
 Tạo, biên tập theo phương pháp tương tự và số
 Các phần mềm hiển thị và thao tác với ảnh động
 Hiển thị và thao tác chuỗi video
 Chèn các hiệu ứng thích hợp
 Lưu trữ:
 Mã hóa và nén
 Lưu trữ, các khuôn dạng lưu trữ
 Mất thông tin khi nén dữ liệu
 Phục hồi ảnh
 Hiển thị ảnh, chiếu ảnh, cảm nhận ảnh
83
2.4 Hình ảnh động
 Đồng bộ giữa audio và video
 Tại sao ?
 Dữ liệu đa phương tiện : dữ liệu từ nhiều nguồn phương tiện (media) 
khác nhau cả về thời gian và không gian
 Nhiệm vụ của đồng bộ: xác lập lại quan hệ thời gian thực giữa các
dòng dữ liệu nguồn
 Một số khái niệm
 Đồng bộ liên tục : đồng bộ bám liên tục theo thời gian,
 Đồng bộ điểm : đồng bộ các khối dữ liệu tại các thời điểm,
 Đồng bộ trong một dòng dữ liệu phương tiện (Intramedia
Synchronization) : xác lập lại quan hệ thời gian giữa các sự kiện
trong 1 dòng dữ liệu của 1 phương tiện, đơn luồng
 Đồng bộ giữa các dòng (Intermedia synchronization) : xác lập lại
quan hệ thời gian giữa các dòng dữ liệu phương tiện.