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视频接口类型及发展史

作者:互联网

随着视频技术的不断发展,人们为了呈现出清晰度高质量好的视频,先后采用了各种类型的视频接口。与此同时,视频接口的作用也在不断地丰富。前三代是模拟信号输出,第四代第五代是数字信号输出。常见视频接口如下图所示:

第一代:CVBS(AV的视频分量部分)

第二代:S-Video

第三代:VGA

第四代:DVI

第五代:HDMI/DP(DispalyPort)

 

1.第一代视频显示输出方式CVBS(复合视频)

复合视频信号(CVBS)接口也叫AV接口或者Video接口,它是音频、视频分离的视频接口,一般由三个独立的RCA插头(又叫莲花接口、RCA接口)组成:其中的V接口连接混合视频信号,为黄色插口;L接口连接左声道声音信号,为白色插口;R接口连接右声道声音信号,为红色插口。它是一种混合视频信号,信号保真度相对较好。图像品质受使用的线材影响大,分辨率一般可达350~450线。它是模拟接口,用于数字显示设备时,需要一个模拟信号转数字信号的过程,会损失不少信噪比,所以一般数字显示设备不建议使用。视频接口将色度,亮度混合在一起。分辨率为720x576(PAL制)或者720X480(NTSC制),CVBS是标清模拟视频信号接口,目前已经逐步被数字视频信号接口和高清视频信号接口替换掉。

 

 

 

 

  1. BT.656
  2. PAL
  3. NTSC

2.第二代视频显示输出方式

(1)S视频(分离视频Y-C)

S-Video视频将色度,亮度分离的视频信号,提高了稳定性,又称二分量视频接口,由两个端子组成,如下图。S-Video接口全称是Separate Video,也称为Super Video,它实际上是一种五芯接口,由两路视频亮度信号、两路视频色度信号和一路公共屏蔽地线共五条芯线组成。它将亮度和色度分离输出,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。但它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,这样会因一定的信号损失而导致失真。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。S-Video接口也是模拟接口。

(2)YPbPr /YCbCr色差接口

色差接口是在S-Video接口的基础上,把色度(C)信号里的蓝色差(b)、红色差(r)分开发送,分辨率可达到600线以上。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。由电视信号关系可知,我们只需知道Y、Cr、Cb的值就能够得到G(绿色)的值,所以在视频输出和颜色处理过程中就统一忽略绿色差Cg。色差输出将S-Video传输的色度信号C分解为色差Cr和Cb,避免了由于两路色差混合译码并再次分离而带来的图像失真,也保持了色度信道的最大带宽。色差接口是模拟接口。

图 4   YPbPr/YCbCr 接口

3.第三代视频显示输出方式VGA视频(也称RGB视频)

VGA接口也叫D-Sub接口,共有15针,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。迷你音响或者家庭影院拥有VGA接口就可以方便地和计算机的显示器连接,用计算机的显示器显示图像。VGA接口是模拟接口。

常见的分辨率有1024x768、1280x1024、1600x1200.目前一部分工业相机也提供这种输出接口,可以直接接液晶显示器进行显示监看。常见的VGA信号的视频在数字化后时钟主频一般不超过162MHz,传输的图像数据率一般不超过3.7 Gbps。

图 5   VGA接口

4.第四代视频显示输出方式DVI(TMDS协议)

DVI全称为Digital Visual Interface,目前的DVI接口分为两种:

(1)一种是DVI-D接口,只能接收数字信号,接口上只有3排8列共24个针脚,其中右上角的一个针脚为空。不兼容模拟信号。

(2)另外一种则是DVI-I接口,可同时兼容模拟和数字信号。

图 6    DVI-D接口 DVI-D接口

图 7  DVI-I接口 DVI-I接口

DVI接口主要有两大优点:

(1)带宽高:DVI可直接传输数字信号,无需进行模拟信号与数字信号的繁琐转换,速度更快,有效消除拖影现象。

(2)画面清晰:DVI传输的是数字信号,无需进行模拟信号与数字信号的繁琐转换,避免了信号的损失,色彩更纯净、更逼真,图像的清晰度和细节表现力都得到了大大提高。

随着时间的发展,DVI接口在计算机领域越来越广泛,目前有部分工业相机也提供DVI接口,可以直接接液晶显示器进行显示监看。单口的DVI最大时钟频率:165 MHz ,传输的图像数据率一般不超过3.7 Gbps.

5.第五代视频显示输出方式HDMI(高清晰度多媒体接口)

(1)HDMI支持同时传输视频和音频信号,这就可以免去音视频线缆的连接,简化了布线。

(2)HDMI具有以太网通道,这就意味着基于互联网的HDMI设备可以和其它HDMI设备共享互联网接入。比如:只需要将一根网线连接到高清电视机,那么所有和这个高清电视机以HDMI线缆连接着的设备(机顶盒、蓝光播放器、电脑、MP4等)就都可以上网,无需再另外连接网线了!

(3)HDMI允许同时传输两路1080p全高清视频信号,这为3D全高清显示奠定了基础。

(4)HDMI支持4 k×2 k的分辨率,即1080p的四倍的分辨率,可以满足4096×2160的数字电影规范。也就是说,如果通过HDMI线缆连接PC主机和支持这个分辨率的显示设备,那么,人们就可以在家里欣赏数字电影了!

(5)HDMI拓展支持色彩空间,可以达到无偏差的色彩显示。

6. SDI

SDI是Serial Digital Interface的缩写,是一种广播级的高清数字输入和输出端口,常用于广播电视的摄像机接口,SDI接口的传输速率上限为2.97Gbps.SDI接口采用和CVBS接口一样的BNC接口,采用单根铜轴进行信号传输,布线施工非常方便,传输距离可达300米,在最初的广电领域和安防领域非常受欢迎。

7.Camera link
  Camera link标准规范了数字摄像机和图像采集卡之间的接口,采用了统一的物理接插件和线缆定义。Camera link包括Base,Medium,Full三种规范。Camera Link Base 使用4 个数据通道,Medium 使用了8个数据通道,Full使用12个数据通道。Camera link接口的始终速率最快是85MHz,则Base的有效带宽为2Gbps,Medium的有效带宽4Gbps,Full的有效带宽5.3Gbps.最近Camera link又新增加了规范Camera link Full+,支持80MHz,传输80bit数据,带宽可达6.4Gbps.
8.HS-LINK
  HS-LINK接口是由DALSA公司牵头定义,支持更高速的传输带宽,单一线缆为Camera Link的4倍,信号协议与Camera Link兼容,也可称为Camera Link-HS.Camera Link-HS的最大传输带宽可达12Gpbs.
9.CoaXPress
CoaXPress该标准容许相机设备通过单根同轴电缆连接到主机,以高达6.25G比特/秒的速度传输数据,4根线缆可达25 Gbit/s.标准同轴电缆和带宽的采用,使得CoaXPress不仅可以引起机器视觉应用领域的兴趣,还适合广泛采用同轴电缆的医疗与安保市场的应用。
10.高清模拟接口,CVI、TVI、AHD是近来这些模拟高清方案中比较强的三个,它们同样都是基于模拟同轴电缆传输,逐行扫描的高清影像传输规格。
CVI,全名为“高清复合影像接口”(High Definition Composite Video Interface,HDCVI),是由浙江大华技术股份有限公司自主研发,于2012年底公布的规格;
TVI,全名叫“高清影像传输接口”(High Definition Transport Video Interface,HDTVI),则是由来自美国硅谷的Techpoint Inc公司研发,也是目前杭州海康威视数字技术股份有限公司主力推广的规格
AHD,全名为“模拟高清”(Analog High Definition),则是由韩国Nextchip公司推出的模拟高清解决方案。

标签:视频,发展史,DVI,HDMI,接口,接口类型,Camera,Video
来源: https://www.cnblogs.com/zhiqiang_zhang/p/13924405.html