视频接口类型及发展史
隨著視頻技術的不斷發展,人們為了呈現出清晰度高質量好的視頻,先后采用了各種類型的視頻接口。與此同時,視頻接口的作用也在不斷地豐富。前三代是模擬信號輸出,第四代第五代是數字信號輸出。常見視頻接口如下圖所示:
第一代:CVBS(AV的視頻分量部分)
第二代:S-Video
第三代:VGA
第四代:DVI
第五代:HDMI/DP(DispalyPort)
1.第一代視頻顯示輸出方式CVBS(復合視頻)
復合視頻信號(CVBS)接口也叫AV接口或者Video接口,它是音頻、視頻分離的視頻接口,一般由三個獨立的RCA插頭(又叫蓮花接口、RCA接口)組成:其中的V接口連接混合視頻信號,為黃色插口;L接口連接左聲道聲音信號,為白色插口;R接口連接右聲道聲音信號,為紅色插口。它是一種混合視頻信號,信號保真度相對較好。圖像品質受使用的線材影響大,分辨率一般可達350~450線。它是模擬接口,用于數字顯示設備時,需要一個模擬信號轉數字信號的過程,會損失不少信噪比,所以一般數字顯示設備不建議使用。視頻接口將色度,亮度混合在一起。分辨率為720x576(PAL制)或者720X480(NTSC制),CVBS是標清模擬視頻信號接口,目前已經逐步被數字視頻信號接口和高清視頻信號接口替換掉。
BT.656
PAL
NTSC
2.第二代視頻顯示輸出方式
(1)S視頻(分離視頻Y-C)
S-Video視頻將色度,亮度分離的視頻信號,提高了穩定性,又稱二分量視頻接口,由兩個端子組成,如下圖。S-Video接口全稱是Separate Video,也稱為Super Video,它實際上是一種五芯接口,由兩路視頻亮度信號、兩路視頻色度信號和一路公共屏蔽地線共五條芯線組成。它將亮度和色度分離輸出,避免了視頻設備內信號串擾而產生的圖像失真,極大地提高了圖像的清晰度。但它仍要將兩路色差信號(Cr Cb)混合為一路色度信號C進行傳輸,然后再在顯示設備內解碼為Cb和Cr進行處理,這樣會因一定的信號損失而導致失真。而且由于Cr Cb的混合導致色度信號的帶寬也有一定的限制。S-Video接口也是模擬接口。
(2)YPbPr /YCbCr色差接口
色差接口是在S-Video接口的基礎上,把色度(C)信號里的藍色差(b)、紅色差(r)分開發送,分辨率可達到600線以上。它通常采用YPbPr 和YCbCr兩種標識,前者表示逐行掃描色差輸出,后者表示隔行掃描色差輸出。由電視信號關系可知,我們只需知道Y、Cr、Cb的值就能夠得到G(綠色)的值,所以在視頻輸出和顏色處理過程中就統一忽略綠色差Cg。色差輸出將S-Video傳輸的色度信號C分解為色差Cr和Cb,避免了由于兩路色差混合譯碼并再次分離而帶來的圖像失真,也保持了色度信道的最大帶寬。色差接口是模擬接口。
3.第三代視頻顯示輸出方式VGA視頻(也稱RGB視頻)
VGA接口也叫D-Sub接口,共有15針,分成三排,每排五個。VGA接口是顯卡上應用最為廣泛的接口類型,絕大多數的顯卡都帶有此種接口。迷你音響或者家庭影院擁有VGA接口就可以方便地和計算機的顯示器連接,用計算機的顯示器顯示圖像。VGA接口是模擬接口。
常見的分辨率有1024x768、1280x1024、1600x1200.目前一部分工業相機也提供這種輸出接口,可以直接接液晶顯示器進行顯示監看。常見的VGA信號的視頻在數字化后時鐘主頻一般不超過162MHz,傳輸的圖像數據率一般不超過3.7 Gbps。
4.第四代視頻顯示輸出方式DVI(TMDS協議)
DVI全稱為Digital Visual Interface,目前的DVI接口分為兩種:
(1)一種是DVI-D接口,只能接收數字信號,接口上只有3排8列共24個針腳,其中右上角的一個針腳為空。不兼容模擬信號。
(2)另外一種則是DVI-I接口,可同時兼容模擬和數字信號。
DVI-D接口
DVI-I接口
DVI接口主要有兩大優點:
(1)帶寬高:DVI可直接傳輸數字信號,無需進行模擬信號與數字信號的繁瑣轉換,速度更快,有效消除拖影現象。
(2)畫面清晰:DVI傳輸的是數字信號,無需進行模擬信號與數字信號的繁瑣轉換,避免了信號的損失,色彩更純凈、更逼真,圖像的清晰度和細節表現力都得到了大大提高。
隨著時間的發展,DVI接口在計算機領域越來越廣泛,目前有部分工業相機也提供DVI接口,可以直接接液晶顯示器進行顯示監看。單口的DVI最大時鐘頻率:165 MHz ,傳輸的圖像數據率一般不超過3.7 Gbps.
5.第五代視頻顯示輸出方式HDMI(高清晰度多媒體接口)
(1)HDMI支持同時傳輸視頻和音頻信號,這就可以免去音視頻線纜的連接,簡化了布線。
(2)HDMI具有以太網通道,這就意味著基于互聯網的HDMI設備可以和其它HDMI設備共享互聯網接入。比如:只需要將一根網線連接到高清電視機,那么所有和這個高清電視機以HDMI線纜連接著的設備(機頂盒、藍光播放器、電腦、MP4等)就都可以上網,無需再另外連接網線了!
(3)HDMI允許同時傳輸兩路1080p全高清視頻信號,這為3D全高清顯示奠定了基礎。
(4)HDMI支持4 k×2 k的分辨率,即1080p的四倍的分辨率,可以滿足4096×2160的數字電影規范。也就是說,如果通過HDMI線纜連接PC主機和支持這個分辨率的顯示設備,那么,人們就可以在家里欣賞數字電影了!
(5)HDMI拓展支持色彩空間,可以達到無偏差的色彩顯示。
6. SDI
SDI是Serial Digital Interface的縮寫,是一種廣播級的高清數字輸入和輸出端口,常用于廣播電視的攝像機接口,SDI接口的傳輸速率上限為2.97Gbps.SDI接口采用和CVBS接口一樣的BNC接口,采用單根銅軸進行信號傳輸,布線施工非常方便,傳輸距離可達300米,在最初的廣電領域和安防領域非常受歡迎。
7.Camera link
Camera
link標準規范了數字攝像機和圖像采集卡之間的接口,采用了統一的物理接插件和線纜定義。Camera
link包括Base,Medium,Full三種規范。Camera Link Base 使用4 個數據通道,Medium
使用了8個數據通道,Full使用12個數據通道。Camera
link接口的始終速率最快是85MHz,則Base的有效帶寬為2Gbps,Medium的有效帶寬4Gbps,Full的有效帶寬5.3Gbps.最近Camera
link又新增加了規范Camera link Full+,支持80MHz,傳輸80bit數據,帶寬可達6.4Gbps.
8.HS-LINK
HS-LINK接口是由DALSA公司牽頭定義,支持更高速的傳輸帶寬,單一線纜為Camera Link的4倍,信號協議與Camera Link兼容,也可稱為Camera Link-HS.Camera Link-HS的最大傳輸帶寬可達12Gpbs.
9.CoaXPress
CoaXPress該標準容許相機設備通過單根同軸電纜連接到主機,以高達6.25G比特/秒的速度傳輸數據,4根線纜可達25
Gbit/s.標準同軸電纜和帶寬的采用,使得CoaXPress不僅可以引起機器視覺應用領域的興趣,還適合廣泛采用同軸電纜的醫療與安保市場的應用。
10.高清模擬接口,CVI、TVI、AHD是近來這些模擬高清方案中比較強的三個,它們同樣都是基于模擬同軸電纜傳輸,逐行掃描的高清影像傳輸規格。
CVI,全名為“高清復合影像接口”(High Definition Composite Video Interface,HDCVI),是由浙江大華技術股份有限公司自主研發,于2012年底公布的規格;
TVI,全名叫“高清影像傳輸接口”(High Definition Transport Video Interface,HDTVI),則是由來自美國硅谷的Techpoint Inc公司研發,也是目前杭州海康威視數字技術股份有限公司主力推廣的規格
AHD,全名為“模擬高清”(Analog High Definition),則是由韓國Nextchip公司推出的模擬高清解決方案。
作者:會飛的小強
出處:https://www.cnblogs.com/zhiqiang_zhang/
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總結
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