各种视频接口知识
VGA输入接口：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。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。
S视频输入：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) 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：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( 也称分量视频接口) 。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。
HDMI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。
BNC 端口：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串口: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。
标准视频输入（RCA）接口：也称AV 接口，可以算是TV的改进型接口，外观方面分为3条线：音频接口（红色与白色线，组成左右声道）和视频接口（黄色），通常采用RCA(俗称莲花头)进行连接，使用时只需要将带莲花头的标准AV 线缆与相应接口连接起来即可。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。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。
|
一、模拟视频接口 2、由于复合视频信号是将亮度信号和色度信号采用频谱间置方法复合在一起，导致亮色串扰、清晰度降低等问题。因此，随着摄影机、S-VHS录像机的发展，出现了S端子接口。将亮度信号Y和色度信号C分开传输。确保亮度信号不会受到色度信号的干扰。 3、虽然S端子用来传输现在的视频信号已经很好了，可是真正的AV玩家还是不满足。色度信号是将色差信号调制在色负载波上得到的。为什么不直接传输色差信号呢？于是电器制造商根据各自的情况，发展自己的视频接口。欧洲厂商统一起来，使用SCART接口，传输的是RGB三原色信号。而日本厂商发展D端子，传输的是色差分量信号。现在SCART成了欧洲电器的标准接口，而日本的高档DVD机和电视机都具备D端子。美国人则延续了使用RCA端子的传统，使用3个RCA端子来传输色差分量信号。由于美国在数字视听领域的强大势力，3 RCA色差分量数字在欧洲和日本以外的地区成了DVD播放机的标准输出接口。即使在日本和欧洲，大部分DVD播放机也具备色差分量接口。而我国厂商则在较高档的逐行DVD机装备了VGA输出接口。实际上在DVD机上装备VGA接口在美国是违反版权保护法的，因为现在在VGA接口上还没有版权保护措施，因此不允许使用VGA接口输出高质量的视频信号。这也就是为什么我们在飞利浦、SONY、松下、先锋等进口机器上看不到VGA接口的原因，非不能也，是不为也。 欧洲的SCART接口： 日本的D端子： D端子分以下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： 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。 美国的3 RCA色差分量： PC领域的通用接口D-SUB 9端口：也就是我们通常讲的VGA端子。 我们看到，模拟视频接口的发展趋势是传输的信号频率越来越高，都传输的是未经过复合处理的三原信号/色差信号以保证最好的图像质量。 二、数字显示设备和模拟显示设备的区别 数字视频接口是随着数字视频显示设备发展而出现的，要了解数字视频接口就必须先来了解什么是数字显示设备。 模拟显示设备：显象管型的监视器、电视机、投影机 数字显示设备：液晶LCD、DLP、D-ILA、等离子等形式的监视器、电视机、投影机 显象管的显象分两个系统：扫描系统，电子束控制系统。扫描系统控制电子束的位置，视频信号控制电子束的流量，这样就得到一副图像。 数字显示设备也分两个系统：寻址系统，电子束/光束控制系统。寻址系统选择发光的位置，电子束/光束控制系统控制强度，这样来得到一副图像。 模拟显示设备一个“宏观”控制，数字显示设备则是“点对点”精确控制。所以在显示高清晰度图片的时候，模拟信号的边缘就是“宏观”的、“模糊”的，因此往往都需要在信号处理的时候增加边缘过渡改善(DLTI)或在扫描的时候增加扫描速度调制(SVM)来改善图像。而数字显示设备则是先寻址到这个“发光点”，然后“告诉”它发多强的光，发光点和相邻的上、下、左、右4个点之间是“一清而楚”的，各发各的光。同时数字显示设备也由于重量轻、功耗低等优点蓬勃发展起来。 但是如果用模拟信号来传输信号，数字显示设备就很吃亏、很浪费，显示效果反而不如同档次的模拟显示设备。这是因为所有的模拟信号在数字显示设备中进行的第一个处理就是再次数字化而导致图像细节损失，显示的图像比模拟显示设备由于多了一次模数转换处理而毫无优势。 而如果采用数字传输接口则恰恰相反，比如在不久的将来，数字信号记录在高清晰度DVD，经过解码后通过数字视频接口传输至等离子电视机上，等离子电视机直接将收到的信号送到显示模块进行显示。而如果你的显示设备仍然是一台显象管型的电视机，那播放高清晰DVD的播放机就必须把它进行数/模转换得到模拟信号再送到你的这台电视机上。而如果你的显示设备是只有模拟视频接口的PDP，那PDP还要再进行一次模/数转换才能显示。你说这三种中哪一种的图像效果最好呢？ 在这里还有一个到底有多大差别、在什么时候才可以看出这种差别的问题？这种差异是基于你的显示设备和你对图像的要求的。 现有的PAL/NTSC隔行图像在29”以下电视机上表现得很好。在29”以上尺寸的电视机上，发展了倍频/逐行技术来提高显示质量。在电脑显示器这种近距离观看的显示设备上，我们就需要至少800x600@72HZ以上才会有对大多数人来讲都比较好的图像质量。在更大屏幕的显示设备比如投影机和等离子电视机上，我们就需要更好的信号，比如高清晰度电视信号。在投影机或等离子电视机或近距离观看的大屏幕显示器上，我们才需要采用数字视频接口(DVI)技术来得到最好的图像质量。也就是讲，在远距离观看的显示设备上，数字视频接口相比模拟视频接口至少需要在42”以上800x600以上清晰度的电视机才逐渐取得优势，在42”以下的显示设备上，数字视频接口并没有太大的意义。而在近距离观看的显示设备比如电脑显示器上，屏幕尺寸至少要在19”以上才有采用数字视频接口的意义。 三、数字信号接口 数字信号无法直接传输。拿普通的3x8位RGB来说，至少需要24根数据线和相应的地线来屏蔽，不可能拿这么大的一堆线来传输数字信号。因此传输数字信号就需要先编码和压缩。目前比较流行的数字接口有USB，IEEE1394，DVI等。 1、USB现在的应用越来越广泛，鼠标器、键盘、移动闪存卡等，适合低速信号的传输。因此USB只适合用来传输静态图片如数码相机的JPG照片或低质量的动态图像，而不适合传输动态高清晰度图像。 2、IEEE1394也叫i.Link,由于在数码摄影机上广泛应用，因此也叫DV接口。传输的最高数据率是400MBPS。由于速度的限制，在传输视频信号时只能传输隔行并且经过MPEG压缩的信号。虽然大多数人无法觉察到MPEG压缩带来的图像质量损失，但是当然没有压缩是最好的。IEEE1394也不适合传输高清晰度视频信号。 3、DVI接口，传输速度高达约8GBPS(165MHZ x 24bit x 2)，适合传输无压缩、高清晰度视频信号。最高支持QXGA(2048x1536)格式。现在有不少显卡都具有DVI输出。DVI是现在等离子显示器的标准输入接口。部分在美国销售的高清晰模拟电视机也具有DVI接口，只不过名称成了DVI-HDTV，实际上就是标准的DVI接口。在模拟电视机上采用DVI接口的目的是利用数字传输不容易受干扰的特性，但对图像质量的提高并不显著。市面上也有的高档逐行DVD播放机具有DVI输出。 4、由于DVI是面向电脑开发的，因此一共具有29只脚，体积也比较大，并且不支持声音的传输，因此并不太适合用在普通的家用电器设备上。于是业界又联合推出了HDMI(DVI-CE)接口。HDMI的最高传输速度是3.95GBPS,支持HDTV信号的无压缩传输，并支持8声道96KHZ或1个声道的192KHZ数字伴音。这样就可以使用一根线完成高清晰度图像和数字伴音的传播。HDMI接口宽2.1厘米，高1.5厘米。HDMI是Hi-Definition Multimedia Interface的简称，在正式推出前也叫DVI-CE(Digital Visual Interface-Consumer Electornics)。推出HDMI标准的日立、松下、飞利浦、Silicon Image、索尼、汤姆逊(RCA)、东芝希望HDMI会成为将来高清晰度电视信号、蓝光DVD播放机的标准数字信号输入/输出接口。 |