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2015-12-13 09:42:03

原文地址:视频标准以及接口 作者:osama123

转载:视频接口知识
2007年11月10日 星期六 21:07

模拟信号传输

CVBS(复合电视广播信号),(composite video broadcast signal)包含视频(图像)信号,行场同步信号,行场消隐信号,前后均衡脉冲信号等.

TV接口(RF射频输入),毫无疑问,这是在电视机上最早出现的接口。TV接口的成像原理是将视频信号(CVBS)和音频信号(Audio)相混合编码后输出,然后在显示设备内部进行一系列分离/ 解码的过程输出成像。由于需要较多步骤进行视频、音视频混合编码,所以会导致信号互相干扰,所以它的画质输出质量是所有接口中最差的。

AV接口(RCA)可以算是TV的改进型接口,外观方面有了很大不同。分为了3条线,分别为:音频接口(红色线右声道,白色线左声道)和视频接口(黄色)。
AV接口实现了音频和视频的分离传输,这就避免了因为音/视频混合干扰而导致的图像质量下降,但由于AV 接口传输的仍然是一种亮度/色度(Y/C)混合的视频信号,仍然需要显示设备对其进行亮/ 色分离和色度解码才能成像,这种先混合再分离的过程必然会造成色彩信号的损失,色度信号和亮度信号也会有很大的机会相互干扰从而影响最终输出的图像质量。AV还具有一定生命力,但由于它本身Y/C混合这一不可克服的缺点因此无法在一些追求视觉极限的场合中使用。

S视频输入(二分量视频接口):S-Video具体英文全称叫Separate Video,为了达到更好的视频效果,人们开始探求一种更快捷优秀清晰度更高的视频传输方式,这就是当前如日中天的S-Video(也称二分量视频接口),Separate Video 的意义就是将Video 信号分开传送,也就是在AV接口的基础上将色度信号C 和亮度信号Y进行分离,再分别以不同的通道进行传输,它出现并发展于上世纪90年代后期通常采用标准的4芯(不含音效) (实际上是一种五芯接口,由两路视亮度信号、两路视频色度信号和一路公共屏蔽地线共五条芯线组成。)或者扩展的7芯( 含音效)。带S-Video接口的显卡和视频设备( 譬如模拟视频采集/ 编辑卡电视机和准专业级监视器电视卡/电视盒及视频投影设备等) 当前已经比较普遍,同AV 接口相比由于它不再进行Y/C混合传输因此也就无需再进行亮色分离和解码工作,而且使用各自独立的传输通道在很大程度上避免了视频设备内信号串扰而产生的图像失真,极大地提高了图像的清晰度,但S-Video 仍要将两路色差信号(Cr Cb)混合为一路色度信号C,进行传输然后再在显示设备内解码为Cb 和Cr 进行处理,这样多少仍会带来一定信号损失而产生失真(这种失真很小但在严格的广播级视频设备下进行测试时仍能发现) ,而且由于Cr Cb 的混合导致色度信号的带宽也有一定的限制,所以S -Video 虽然已经比较优秀但离完美还相去甚远,S-Video虽不是最好的,但考虑到目前的市场状况和综合成本等其它因素,它还是应用最普遍的视频接口。

视频色差输入接口( 分量视频接口):目前可以在一些专业级视频工作站/编辑卡专业级视频设备或高档影碟机等家电上看到有YUV YCbCr Y/B-Y/B-Y等标记的接口标识,虽然其标记方法和接头外形各异但都是指的同一种接口色差端口 。它通常采用YPbPr 和YCbCr两种标识,前者表示逐行扫描色差输出,后者表示隔行扫描色差输出。由上述关系可知,我们只需知道Y Cr Cb的值就能够得到G 的值( 即第四个等式不是必要的),所以在视频输出和颜色处理过程中就统一忽略绿色差Cg 而只保留Y Cr Cb ,这便是色差输出的基本定义。作为S-Video的进阶产品色差输出将S-Video传输的色度信号C分解为色差Cr和Cb,这样就避免了两路色差混合解码并再次分离的过程,也保持了色度通道的最大带宽,只需要经过反矩阵解码电路就可以还原为RGB三原色信号而成像,这就最大限度地缩短了视频源到显示器成像之间的视频信号通道,避免了因繁琐的传输过程所带来的图像失真,所以色差输出的接口方式是目前各种视频输出接口中最好的一种。

数字信号传输

VGA输入接口(D-sub 15pin ):VGA 接口采用非对称分布的15pin 连接方式,其工作原理:是将显存内以数字格式存储的图像( 帧) 信号在RAMDAC 里经过模拟调制成模拟高频信号,然后再输出到等离子成像,这样VGA信号在输入端(LED显示屏内) ,就不必像其它视频信号那样还要经过矩阵解码电路的换算。从前面的视频成像原理可知VGA的视频传输过程是最短的,所以VGA 接口拥有许多的优点,如无串扰无电路合成分离损耗等。

DVI输入接口:DVI接口主要用于与具有数字显示输出功能的计算机显卡相连接,显示计算机的RGB信号。DVI(Digital Visual Interface)数字显示接口,是由1998年9月,在Intel开发者论坛上成立的数字显示工作小组(Digital Display Working Group简称DDWG),所制定的数字显示接口标准。
DVI数字端子比标准VGA端子信号要好,数字接口保证了全部内容采用数字格式传输,保证了主机到监视器的传输过程中数据的完整性(无干扰信号引入),可以得到更清晰的图像。

HDMI接口(高清晰多媒体接口):HDMI是基于DVI(Digital Visual Interface)制定的,可以看作是DVI的强化与延伸,两者可以兼容。HDMI在保持高品质的情况下能够以数码形式传输未经压缩的高分辨率视频和多声道音频数据,最高数据传输速度为5Gbps。HDMI能够支持所有的ATSC HDTV标准,不仅可以满足目前最高画质1080p的分辨率,还能支持DVD Audio等最先进的数字音频格式,支持八声道96kHz或立体声192kHz数码音频传送,而且只用一条HDMI线连接,免除数码音频接线。同时HDMI标准所具备的额外空间可以应用在日后升级的音视频格式中。与DVI相比HDMI接口的体积更小而且可同时传输音频及视频信号。DVI的线缆长度不能超过8米否则将影响画面质量,而HDMI基本没有线缆的长度限制。只要一条HDMI缆线,就可以取代最多13条模拟传输线,能有效解决家庭娱乐系统背后连线杂乱纠结的问题。HDMI可搭配宽带数字内容保护(High-bandwidth Digital Content Protection;HDCP),以防止具著作权的影音内容遭到未经授权的复制。正是由于HDMI内嵌HDCP内容保护机制,所以对好莱坞具有特别的吸引力。HDMI规格包含针对消费电子用的Type A连接器和PC用的Type B连接器两种,相信不久HDMI将会被PC业界采用。

sdi接口,是"数字分量串行接口". 串行接口是把数据字的各个比特以及相应的数据通过单一通道顺序传送的接口。由于串行数字信号的数据率很高,在传送前必须经过处理。用扰码的不归零倒置(NRZI)来代替早期的分组编码,其标准为SMPTE-259M和EBU-Tech-3267,标准包括了含数字音频在内的数字复合和数字分量信号。在传送前,对原始数据流进行扰频,并变换为NRZI码确保在接收端可靠地恢复原始数据。这样在概念上可以将数字串行接口理解为一种基带信号调制。SDI接口能通过270Mb/s的串行数字分量信号,对于16:9格式图像,应能传送360Mb/s的信号。NRZI码是极性敏感码。用“1”和“0”表示电平的高和低,如果出现长时间的连续“1”或连续“0”,会影响接收端从数字信号中提取时钟。因为串行数字信号接口不单独传送时钟信号,接收端需从数字信号流中提取时钟信号,所以要采用以“1”和“0”来表示有无电平变换的NRZI码。接收NRZI码流时,只要检出电平变换,就可恢复数据,即使全是“1”信号,导致的信号频率也只是原来时钟频率的一半,再经过加扰,连续“1”的机会减少,也就使高频分量进一步减少了。在数据流的接收端,由SDI解码器从NRZI码流恢复原数据流。
SDI接口不能直接传送压缩数字信号,数字录像机、硬盘等设备记录的压缩信号重放后,必须经解压并经SDI接口输出才能进入SDI系统。如果反复解压和压缩,必将引起图像质量下降和延时增加,为此各种不同格式的数字录像机和非线性编辑系统,规定了自己的用于直接传输压缩数字信号的接口。(a)索尼公司的串行数字数据接口SDDI(SerialDigital Data Interface),用于Betacam-SX非线性编辑或数字新闻传输系统,通过这种接口,可以4倍速从磁带上载到磁盘。 (b)索尼公司的4倍速串行数字接口QSDI(QuarterSerial Digital Interface),在DVCAM录像机编辑系统中,通过该接口以4倍速从磁带上载到磁盘、从磁盘下载到磁带或在盘与盘之间进行数据拷贝。 (c)松下公司的压缩串行数字接口CSDI(CompressionSerial Digital Interface),用于DVCPRO和Digital-S数字录像机、非线性编辑系统中,由带基到盘基或盘基之间可以4倍速传输数据。
以上三种接口互不兼容,但都与SDI接口兼容。在270Mb/s的SDI系统中,可进行高速传输。这三种接口是为建立数字音视频网络而设计的,这类网络不象计算机网络那样使用握手协议,而使用同步网络技术,不会因路径不同而出现延时。
人们常在SDI信号中嵌入数字音频信号,也就是将数字音频信号插入到视频信号的行、场同步脉冲(行、场消隐)期间与数字分量视频信号同时传输。

接口

莲花头:

BNC 头:通常用于工作站和同轴电缆连接的连接器,标准专业视频设备输入、输出端口。BNC电缆有5个连接头用于接收红、绿、蓝、水平同步和垂直同步信号。BNC接头有别于普通15针D-SUB标准接头的特殊显示器接口。由R、G、B三原色信号及行同步、场同步五个独立信号接头组成。主要用于连接工作站等对扫描频率要求很高的系统。BNC接头可以隔绝视频输入信号,使信号相互间干扰减少,且信号频宽较普通D-SUB大,可达到最佳信号响应效果。

RS232C头:RS-232C标准(协议)的全称是EIA-RS-232C标准,其中EIA(Electronic Industry Association)代表美国电子工业协会,RS(ecommeded standard)代表推荐标准,232是标识号,C代表RS232的最新一次修改(1969),在这之前,有RS232B、RS232A。。它规定连接电缆和机械、电气特性、信号功能及传送过程。常用物理标准还有有EIA�RS-232-C、EIA�RS-422-A、EIA�RS-423A、EIA�RS-485.这里只介绍EIA�RS-232-C(简称232,RS232)。计算机输入输出接口,是最为常见的串行接口,RS-232C规标准接口有25条线,4条数据线、11条控制线、3条定时线、7条备用和未定义线,常用的只有9根,常用于与25-pin D-sub端口一同使用,其最大传输速率为20kbps,线缆最长为15米。RS232C端口被用于将计算机信号输入控制LED显示屏

 

随 着视频清晰度的不断提升,这也促使我们对高清视频产生了浓厚的兴趣,而如果要达某些清晰度的视频就需要配备相应的接口才能完全发挥其画质。所以说视频接口 的发展是实现高清的前提,从早期最常见且最古老的有线TV输入到如今最尖端的HDMI数字高清接口,前前后后真是诞生了不少接口。

     

从现在电视机背后的接口也能看出这点,背后密密麻麻且繁琐的接口让人第一眼看过去有点晕的感觉。今天小编就将这些接口的名称与作用做一个全面解析,希望能对选购电视时为接口而烦恼的朋友起到帮助。


TV接口

     

TV输入接口

TV 接口又称RF射频输入,毫无疑问,这是在电视机上最早出现的接口。TV接口的成像原理是将视频信号(CVBS)和音频信号(Audio)相混合编码后输 出,然后在显示设备内部进行一系列分离/ 解码的过程输出成像。由于需要较多步骤进行视频、音视频混合编码,所以会导致信号互相干扰,所以它的画质输出质量是所有接口中最差的。

AV接口

AV接口又称(RCARCA)可以算是TV的改进型接口,外观方面有了很大不同。分为了3条线,分别为:音频接口(红色与白色线,组成左右声道)和视频接口(黄色)。

     

AV输入接口与AV线     

由于AV输出仍然是将亮度与色度混合的视频信号,所以依旧需要显示设备进行亮度和色彩分离,并且解码才能成像。这样的做法必然对画质会造成损失,所以AV接口的画质依然不能让人满意。在连接方面非常的简单,只需将3种颜色的AV线与电视端的3种颜色的接口对应连接即可。

总体来说,AV接口实现了音频和视频的分离传输,在成像方面可以避免音频与视频互相干扰而导致的画质下降。AV接口在电视与DVD连接中使用的比较广,是每台电视必备的接口之一。

S端子

S端子可以说是AV端子的改革,在信号传输方面不再将色度与亮度混合输出,而是分离进行信号传输,所以我们又称它为“二分量视频接口”。

     

S端子接口与S端子线     

与AV 接口相比,S端子不在对色度与亮度混合传输,这样就避免了设备内信号干扰而产生的图像失真,能够有效的提高画质的清晰程度。

但S -Video仍要将色度与亮度两路信号混合为一路色度信号进行成像,所以说仍然存在着画质损失的情况。虽然S端子不是最好的,不过一般情况下AV信号为 640线,S端子可达到1024线,但是这需要由片源来决定。一般来说这种接口在DVD、PS2、XBOX、NGC等视频和游戏设备上广泛使用。

色差分量接口

对于色差来说,目前可能应用并不算很普遍,主要的原因是一些CRT电视机并没有提供色差分量的输入接口。简单的说,相比过去的AV和S端子,色差是将信号分为红、绿、蓝三种基色来输入的。

     

色差分量接口与分量线     

我们知道红、绿、蓝是色彩显示原理中的三种原色,称为三基色。通过将这3中色彩直接提取出来的画面将更加的清晰、色彩更加逼真。色差连接还需要独立的2条音频线,类似于AV中的红线和白线,分别负责左右声道。

色差分为逐行和隔行显示,一般来说分量接口上面都会有几个字母来表示逐行和隔行的。用YCbCr表示的是隔行,用YPbPr表示则是逐行,如果电视只有YCbCr分量端子的话,则说明电视不能支持逐行分量,而用YPbPr分量端子的话,便说明支持逐行和隔行2种分量了。

一般来说,档次好一些的电视拥有2组甚至3组分量接口,稍差一些的电视可能只有一组隔行,比如上面图中的电视就是有2组逐行接口。这种接口在DVD、PS2、XBOX、NGC等视频和游戏设备上都可以使用,画质方面要强过S端子。

DVI、HDMI 数字化家庭的必备接口VGA接口

VGA接口又称(S-Dub),这是源于电脑的输入接口,由于CRT显示器无法直接接受数字信号的输入,所以显卡只能采取将模拟信号输入显示器的方式来获得画面。而VGA就是将模拟信号传输到显示器的接口。

     

VGA接口与VGA线     

VGA接口上面共有15针空,分成三排,每排五个。VGA接口是显卡上应用最为广泛的接口类型,绝大多数的显卡都带有此种接口。

DVI接口

DVI接口与VGA都是电脑中最常用的接口,与VGA不同的是,DVI是以全数字传输的接口,所以在画质上保证了完全无压缩的传输。但并不代表其只是在电脑中的接口,实际上,无论VGA与DVI在其他领域应用的都非常广泛,比如数字化的电视等等。

     

SCART接口是一种欧洲通用视频接口,具有输入和输出功能,支持三种视频信号格式,即CVBS(复合全电视信号),YC(分量视频信号)和RGB,输入的信号格式可以通过MCU检测SCART接口的FB引脚的电平,如果小于1V则为RGB,否则为CVBS/YC。

用于连接TV和VCR的SCART接口

接口

DVI接口与DVA线     

由 于显卡处理的数据信号都是全部数字化的,如果要将画面传输到CRT显示设备中就必定要通过数模转换器将数字信号转为模拟信号传送过去,但是在转换过程中也 就必定会造成画质的失真。这显然很不好,不但麻烦,而且画质还会失真。所以DVI接口就出现了,这是全数字传输的接口,可将数字信号不加转换的直接传输到 显示器中,但是传统的CRT电视由于技术原因,无法直接接收数字信号,所以CRT面临着被液晶所取代的趋势,正如前不久东芝正式宣布的,其CRT系列电视 的时代将彻体结束,并要已全新的数字化面貌登场。

HDMI接口

HDMI 接口是最近才出现的接口,它同DVI一样是采用全数字化信号的传输,但是不同的是,HDMI接口不但可以提供全数字的视频信号,而且还可以同时传输音频。 就好像又回到了有线的射频接口一样,只是不一样的是,采用全数字化的信号传输不会像射频那样出现视频与音频干扰导致画质不佳的情况。

     

HDMI接口     

HDMI连接线     

这种接口由于可以同时传输音频与视频,而且是采用全数字信号,所以在家用数字电视上应用非常广。如果收看国家高清信号电视的话,需要购买电视机顶盒,而机顶盒与电视连接就需要使用HDMI接口。

总结:

基 本上在日常需求中,我们会用到的接口大概就是这些了,当然还有一些几乎不常用的,小编在这里就不做介绍了。从射频接口到HDMI接口,除了是一个更新换代 的过程以外,这些接口还是满足各种需求人群的必须设计。所以一般来说,电视机的背后会提供大部分的接口,但是随着科技水平的提高,不可否认,有些接口已经 逐渐过时了。以前热门一时的AV接口,而如今人们更愿意选择S端子或者色差,因为不但方便,而且能够获得更好的画质,何乐而不为呢?

现在又是一个将家庭跨入数字化高清的时代,传统的TV接口终于要被未来的全数字HDMI接口所取代了,这应该是一个好消息!

一、复合视频信号(CVBS)接口(即我们通常所说的RCA 接口)
其传输的是复合视频信号,可用一根或一组普通的音视频线传输,其中黄色的为视频信号,白色的
为左声道音频信号,红色的为右声道音频信号,如下左图所示(右图为所要连接的设备插口)。
二、S 端子
由于复合视频信号(CVBS)是将亮度和色度信号采用频谱间置方法复合在一起,会导致亮、色的串扰
以及清晰度降低等问题。但随着摄像机、S-VHS 录像机的发展,S 端子接口也得到了推广,它是将亮度
信号Y 和色度信号C 分开传输,这样可确保亮度信号不会受到色度信号的干扰。所以用S 端子比用复合
视频的AV 输出的图像要明快和清晰。
二、色差分量接口
色度信号是将色差信号调制在色副载波上而得到的,为追求更好的图像效果,就自然发展到直接传
输色差信号的方式上来了。于是各电器知名制造商各自为政,发展起来了自己的视频接口,例如欧洲
SCART 接口、日本D 端子、美国3 RCA 色差分量接口以及VGA 输出接口。
a) 欧洲厂商统一使用SCART 接口,成了欧洲电器的标准接口,传输的是RGB 三原色信号。
b) 而日本厂商发展D 端子,例如高档DVD 和电视机都具备D 端子,传输的是色差分量信号。D
端子又分以下5 种,实际的接口和传输线都完全相同,只是传输的信号格式不同而已:
􀂋 D1: 525i(普通NTSC 525 行隔行信号)
􀂋 D2: 525i, 525p(在D1 的基础上,增加NTSC 525 行逐行信号)
􀂋 D3: 525i, 525p, 1125i(在D2 的基础上,增加HDTV 1125 行隔行信号)
􀂋 D4: 525i, 525p, 1125i, 750p(在D3 的基础上,增加HDTV 750 行逐行信号)
􀂋 D5: 525i, 525p, 1125i, 750p, 1125p(在D4 的基础上,增加HDTV 1125 行逐行信号)
注:525i 也习惯称480i,525p 也习惯称480p,1125i 也习惯称1080i,750p 也习惯称720p。
前者讲的是所有的每帧扫描线,后者讲的是每帧有效图像行数。
c) 美国则是延续延用RCA 端子,不过是来传输色差分量信号的3 个RCA 端子。因其在数字视听
领域的强大影响力,Y/Pb/Pr 色差分量数字在欧洲和日本以外的地区就成了象机顶盒、DVD 等
的标准输出接口。即使在日本和欧洲,大部分DVD 也具备这种色差分量接口。
d) PC 电脑领域的通用接口D-SUB 9 端口(也就是我们通常讲的VGA 端子)
目前除在电脑与显示器使用VGA 接口外,只有中国厂商在较高档的逐行DVD 上有VGA 输出接
口,先锋、汤姆逊、SONY、松下、飞利浦等进口机器,例如DVD 上是看不到VGA 接口的,这是
因为VGA 接口上没有任何版权保护措施,所以在类似DVD 上加VGA 接口在西方注重知识产权和版
权的国家,如美国是违反版权保护法的。
所以,模拟视频接口的发展趋势是传输的信号频率越来越高,而且都传输的是未经过复合处理的三
原信号/色差信号,来保证最好图像质量的。

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