接口/总线/驱动
电视机、机顶盒、视频会议终端等设备通常配有各种各样的视频接口,您是否曾经被这些密密麻麻、长相不一、繁琐的接口困扰着:为什么会有这么多类型的视频接口呢?
视频接口的主要作用是将视频信号输出到外部设备,或者将外部采集的视频信号收集起来。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。
1、视频基带传输:是最为传统的电视监控传输方式,对0~6MHz视频基带信号不作任何处理,通过同轴电缆(非平衡)直接传输模拟信号。其优点是:短距离传输图像信号损失小,造价低廉,系统稳定。缺点:传输距离短,300米以上高频分量衰减较大,无法保证图像质量;一路视频信号需布一根电缆,传输控制信号需另布电缆;其结构为星形结构,布线量大、维护困难、可扩展性差,适合小系统。
2、光纤传输:常见的有模拟光端机和数字光端机,是解决几十甚至几百公里电视监控传输的最佳解决方式,通过把视频及控制信号转换为激光信号在光纤中传输。其优点是:传输距离远、衰减小,抗干扰性能好,适合远距离传输。其缺点是:对于几公里内监控信号传输不够经济;光熔接及维护需专业技术人员及设备操作处理,维护技术要求高,不易升级扩容。
3、网络传输:是解决城域间远距离、点位极其分散的监控传输方式,采用MPEG2/4、H.264音视频压缩格式传输监控信号。其优点是:采用网络视频服务器作为监控信号上传设备,只要有Internet网络的地方,安装上远程监控软件就可监看和控制。其缺点是:受网络带宽和速度的限制,目前的ADSL只能传输小画面、低画质的图像;每秒只能传输几到十几帧图像,动画效果十分明显并有延时,无法做到实时监控。
4、微波传输:是解决几公里甚至几十公里不易布线场所监控传输的解决方式之一。采用调频调制或调幅调制的办法,将图像搭载到高频载波上,转换为高频电磁波在空中传输。其优点是:综合成本低,性能更稳定,省去布线及线缆维护费用;可动态实时传输广播级图像,图像传输清晰度不错,而且完全实时;组网灵活,可扩展性好,即插即用;维护费用低。其缺点是:由于采用微波传输,频段在1GHz以上,常用的有L波段(1.0~2.0GHz)、S波段(2.0~3.0GHz)、Ku波段(10~12GHz),传输环境是开放的空间,如果在大城市使用,无线电波比较复杂,相对容易受外界电磁干扰;微波信号为直线传输,中间不能有山体、建筑物遮挡;如果有障碍物,需要加中继加以解决,Ku波段受天气影响较为严重,尤其是雨雪天气会有比较严重的雨衰现象。不过现在也有数字微波视频传输产品,抗干扰能力和可扩展性都提高不少。
5、双绞线传输(平衡传输):也是视频基带传输的一种,将75Ω的非平衡模式转换为平衡模式来传输的。是解决监控图像1Km内传输,电磁环境相对复杂、场合比较好的解决方式,将监控图像信号处理通过平衡对称方式传输。其优点是:布线简易、成本低廉、抗共模干忧性能强。其缺点是:只能解决1Km以内监控图像传输,而且一根双绞线只能传输一路图像,不适合应用在大中型监控中;双绞线质地脆弱抗老化能力差,不适于野外传输;双绞线传输高频分量衰减较大,图像颜色会受到很大损失。
6、宽频共缆传输:视频采用调幅调制、伴音调频搭载、FSK数据信号调制等技术,将数十路监控图像、伴音、控制及报警信号集成到“一根”同轴电缆中双向传输。其优点是:充分利用了同轴电缆的资源空间,三十路音视频及控制信号在同一根电缆中双向传输、实现“一线通”;施工简单、维护方便,大量节省材料成本及施工费用;频分复用技术解决远距传输点位分散,布线困难监控传输问题;射频传输方式只衰减载波信号,图像信号衰减比较小,亮度、色度传输同步嵌套,保证图像质量达到4级左右;采用75Ω同轴非平衡方式传输使其具有很强抗干扰能力,电磁环境复杂场合仍能保证图像质量。其缺点是:采用弱信号传输,系统调试技术要求高,必须使用专业仪器,如果干线线路有一台设备有问题,可能导致整个系统没图像,另外宽频调制端需外加AC220V交流电源供电(但目前大多监控点都具备AC220V交流电源这个条件)。
75代表抗阻性,后面的3和5代表它的绝缘外径(3mm/5mm)。视频线分: 75-3传输距离约200米; 75-5传输距离约500米; 75-7传速距离约500--800米; 75-9传速距离约1000---1500米; 75-12传速距离约2000----3500米。
它的学名叫做“二分量视频接口”,俗称S端子,传输距离短 15米。
S-Video连接规格是由日本人开发的一种规格,S指的是“SEPARATE(分离)”,它将亮度和色度分离输出,避免了混合视讯讯号输出时亮度和色度的相互干扰。S接口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。 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之一。
VGA(Video Graphics Array)是IBM在1987年随PS/2机一起推出的一种视频传输标准,具有分辨率高、显示速率快、颜色丰富等优点,在彩色显示器领域得到了广泛的应用,但易衰减,传输距离短,易受干扰。其3+4/6VGA的传输距离是15-30M。
色差接口是在S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,其分辨率可达到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。现在很多电视类产品都是靠色差输入来提高输入讯号品质,而且透过色差接口,可以输入多种等级讯号,从最基本的480i到倍频扫描的480p,甚至720p、1080i等等,都是要通过色差输入才有办法将信号传送到电视当中。75-2RGB的传输距离是30-50M,75-3RGB的传输距离是50-70M。
DVI-A(Analog,模拟)接口:这种接口实际上就是VGA接口的变形,以前多用于一些高端CRT显示器上,不过现在已经基本淘汰。我们常说的“假DVI接口”就是指的DVI-A,原因在于它传输的依然是模拟信号,而不是体现出DVI技术优势的数字信号。
DVI-D(Digital,数字)接口:DVI-D是真正意义上的数字信号接口,这是它比DVI-A更先进的地方;不过DVI-D接口也有不足,那就是用户使用该接口时无法兼容老式的CRT显示器,如果碰巧液晶显示器上也只有D-Sub接口,那用户就只有干瞪眼的份儿了。 DVI-I(Integrated,集成)接口:这是一种集DVI-A和DVI-D大成于一身的混合式接口,它既可以兼容DVI-D又可以兼容DVI-A(通过转接头还可以转接为D-Sub),是目前兼容性最好的DVI接口 一般来说,在传输1600×1200@60Hz以下的视频信号时,使用单通道DVI和双通道DVI没有明显的差别。如果你的显示器可以支持Full HD(1920×1080)或以上的分辨率,就不要选择单通道的DVI数据线了。DVI-D只能接收数字信号;DVI-I能同时接收数字信号和模拟信号,传输距离短 ,为7-15M。
使用与DVI数字信号相同的底层协议,所以还可以通过转接头与DVI信号实现互换,兼容DVI信号。比DVI接口更强大的是,HDMI在制定通讯协议的时候,允许通过HDMI线缆实现高保真音频信号的传输,无缝化连接减少了连线的麻烦,也让HDMI具有更广泛的兼容性。HDMI线的近乎无损画质的传输距离是在15米以内,最长不可超过30米。 与DVI相比,HDMI可以传输数字音频信号,并增加了对HDCP的支持,同时提供了更好的DDC可选功能。HDMI支持5Gbps的数据传输率,最远可传输15米,足以应付一个1080p的视频和一个8声道的音频信号。而因为一个1080p的视频和一个8声道的音频信号需求少于4GB/s,因此HDMI还有很大余量。这允许它可以用一个电缆分别连接DVD播放器,接收器和PRR。此外HDMI支持EDID、DDC2B,因此具有HDMI的设备具有“即插即用”的特点,信号源和显示设备之间会自动进行“协商”,自动选择最合适的视频/音频格式。
SDI(serial digital interface)是“数字分量串行接口”。那么HD-SDI就是高清数字分量串行接口。HD-SDI是实时无压缩的高清广电级摄像机,是安防监控领域的又一科技进步,为监控中心提供高清晰的图像来源的设备。
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