數(shù)碼產(chǎn)品中視音頻的比較分析

數(shù)碼產(chǎn)品中視音頻的比較分析

1.常見的視音頻知識隨著信息技術(shù)的快速發(fā)展，計算機、數(shù)字視頻、相機、數(shù)字視頻、硬盤、hdd和其他數(shù)碼產(chǎn)品的使用已經(jīng)成為我們生活的一部分，這給我們的學(xué)習(xí)、工作和生活帶來了許多便利和快樂，但與此同時，這些數(shù)碼產(chǎn)品的不同視場聲音被許多人覆蓋。即使是大學(xué)教授，我也不知道他們是什么，以及這些功能。我應(yīng)該合理地選擇它們。因此，作者將常見的視場聲音進行了比較，幫助更多的人了解和熟悉它們，方便大家的學(xué)習(xí)、工作和生活。2.常見視場配置2.1模擬接口2.1.1無線信號圖像的信號輸出RF射頻端子接口是最早在電視機上出現(xiàn)的,原意為無線電射頻(RadioFrequency)。它是目前家庭有線電視采用的接口模式。(圖1)RF的成像原理是將視頻信號(Video)和音頻信號(Audio)相混合編碼后輸出,然后在顯示設(shè)備內(nèi)部進行一系列分離/解碼的過程輸出成像。由于步驟繁瑣且音視頻混合編碼會互相干擾,所以它的輸出質(zhì)量也是最差的。帶此類接口的顯卡只需把有線電視信號線連接上,就能將有線電視的信號輸入到顯卡內(nèi)。2.1.2信號接頭組成AV復(fù)合(Composite)視頻接口(圖2)是目前在視聽產(chǎn)品中應(yīng)用得最廣泛的接口,屬模擬接口,該接口由黃、白、紅3個插孔和3路RCA接頭組成,黃色接頭傳輸視頻信號,白色接頭傳輸左聲道音頻信號,紅色接頭傳輸右聲道音頻信號。AV復(fù)合視頻接口實現(xiàn)了音頻和視頻的分離傳輸,這就避免了因為音/視頻混合干擾而導(dǎo)致的圖像質(zhì)量下降,但由于AV接口的傳輸仍然是一種亮度/色度(Y/C)混合的視頻信號,仍然需要顯示設(shè)備對其進行亮/色分離和色度解碼才能成像,這種先混合再分離的過程必然會造成色彩信號的損失,色度信號和亮度信號也會有很大的機會相互干擾從而影響最終輸出的圖像質(zhì)量。2.1.3te東南角接口S端子(圖3),即分離式影像端子S-video(SeparateVideo),它實際上是一種五芯接口,由視頻亮度信號Y和視頻色度信號C和一路公共遮罩地線組成。S端子將亮度和色度分離輸出,避免了混合視頻信號輸出時亮度和色度的相互干擾,它只能輸入輸出視頻。2.1.4分量接口y色差分量(Component)接口(圖4)(采用YPbPr和YCbCr兩種標(biāo)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)。色差分量接口一般利用3根信號線分別傳送一路亮度信號和兩路色差信號。這3組信號分別是:亮度以Y標(biāo)注,以及從三原色信號中的兩種(藍(lán)色和紅色)去掉亮度信號后的色彩差異信號,分別標(biāo)注為Pb和Pr,或者Cb和Cr,在三條線的接頭處分別用綠、藍(lán)、紅色進行區(qū)別。這三條線如果相互之間插錯了,可能會顯示不出畫面,或者顯示出奇怪的色彩來。色差分量接口是模擬接口,支持傳送480i/480p/576p/720p/1080i/1080p等格式的視頻信號,本身不傳輸音頻信號。2.1.5屬于模擬高頻圖像信號的模擬信號VGA(VideoGraphicArray)接口(圖5),即視頻圖形陣列,也叫D-Sub接口,是15針的梯形插頭,分成3排,每排5個,傳輸紅、綠、藍(lán)色值信號(RGB)以及水平同步(H-Sync)和垂直同步(V-Sync)信號,其工作原理:是將顯存內(nèi)以數(shù)字格式存儲的圖像(幀)信號在RAMDAC里經(jīng)過模擬調(diào)制成模擬高頻信號,然后再輸出到顯示設(shè)備成像。該接口有成熟的制造工藝、廣泛的使用范圍,是模擬信號傳輸中最常見到的一種端口。2.2數(shù)字接口2.2.1sb號的連接設(shè)備USB(UniversalSerialBus通用串行總線)(圖6)用于將鼠標(biāo)、鍵盤、移動硬盤、數(shù)碼相機、VoIP電話或打印機等外設(shè)連接到PC。理論上單個USBhost控制器可以連接最多127個設(shè)備。USB目前有兩個版本,USB1.1的最高數(shù)據(jù)傳輸率為12Mbps,USB2.0則提高到480Mbps。注意:二者的物理接口完全一致,數(shù)據(jù)傳輸率上的差別完全由PC的USBhost控制器以及USB設(shè)備決定。USB可以通過連接線為設(shè)備提供最高5V,500mA的電力。USB接口有3種類型:(1)TypeA:一般用于PC;(2)TypeB:一般用于USB設(shè)備;(3)Mini-USB:一般用于數(shù)碼相機、數(shù)碼攝像機、測量儀器以及移動硬盤等。2.2.2數(shù)字地形分析用最優(yōu)設(shè)備即pc電腦IEEE1394接口(圖7)是一個非常通用的接口,它的前身于1986年由蘋果公司所草擬,蘋果公司稱之為FireWire,Sony公司則稱之為i.Link,TexaInstruments公司稱之為Lynx,實際上所有的商標(biāo)名稱都是指同一種技術(shù)——IEEE1394。IEEE1394是為了增強外部多媒體設(shè)備與電腦連接性能而設(shè)計的高速串行總線,傳輸速率可以達(dá)到400Mbps,利用IEE1394技術(shù)我們可以輕易地把電腦和攝像機,高速硬盤,音響等設(shè)備中存儲的數(shù)據(jù)倒入到PC電腦中。普通1394設(shè)備使用的6針線纜可提供電源(提供8-30伏的電壓以及最大1.5安培的電流),另外還有一種不提供電源的4針線纜。2.2.3ddwg接口DVI(DigitalVisualInterface)接口(圖8),即數(shù)字視覺接口。DVI接口標(biāo)準(zhǔn)是1999年由SiliconImage、Intel(英特爾)、Compaq(康柏)、IBM、HP(惠普)、NEC、Fujitsu(富士通)等公司共同組成DDWG(DigitalDisplayWorkingGroup,數(shù)字顯示工作組)推出的接口標(biāo)準(zhǔn)。DVI是一種主要針對數(shù)字信號的顯示界面,這種界面無需將顯卡產(chǎn)生的數(shù)字信號轉(zhuǎn)換成有損模擬信號,然后再在數(shù)字顯示設(shè)備上進行相反的操作。而是直接將顯卡的數(shù)字信號送往顯示設(shè)備,避免了D/A轉(zhuǎn)換和A/D轉(zhuǎn)換過程中的信號損失,大大提高了圖像質(zhì)量。目前常見的DVI接口有兩種,分別是DVI-Digital(DVI-D)與DVI-Integrated(DVI-I),DVI-D僅支持?jǐn)?shù)字信號,而DVI-I則不僅支持?jǐn)?shù)字信號,還可以支持模擬信號,也就是說DVI-I的兼容性更強。2.2.4hdmi視頻監(jiān)控HDMI接口(圖9)是新一代的多媒體接口標(biāo)準(zhǔn),全稱是High-DefinitionMultimediaInterface,中文意思為高清晰多媒體接口,該標(biāo)準(zhǔn)由索尼、日立、松下、飛利浦、東芝、Siliconimage、Thomson(RCA)等7家公司在2002年4月開始發(fā)起的。其產(chǎn)生是為了取代傳統(tǒng)的DVD碟機、電視及其它視頻輸出設(shè)備的已有接口,統(tǒng)一并簡化用戶終端接線,并提供更高帶寬的數(shù)據(jù)傳輸速度和數(shù)字化無損傳送音視頻信號。2006年5月22日,制定HDMI標(biāo)準(zhǔn)的7家企業(yè)共同宣布了HDMI1.3,新標(biāo)準(zhǔn)將帶寬和速率都提升了2倍以上,達(dá)到了340MHz的帶寬和10.2Gbps速率,以滿足最新的1440P/WAXGA分辨率的要求。傳統(tǒng)的AV復(fù)合和色差接口都需要獨立分開音頻和視頻數(shù)據(jù)線來傳輸信號,同為數(shù)字接口的DVI接口則并不支持音頻傳輸,目前唯有HDMI具備了在一條數(shù)據(jù)線上同時傳送影音信號的能力,因此人們也習(xí)慣把HDMI稱為高清一線通。3.基于視場性能的比較和選擇3.1模擬類接口中圖像質(zhì)量的影響以上介紹的各模擬類接口由于結(jié)構(gòu)及工作原理不同在傳輸視音頻信號質(zhì)量方面存在者差異。RF接口由于是視音頻混合編碼導(dǎo)致視音頻信號相互干擾,因此,其信號質(zhì)量是所有接口中最差的,只在有線電視節(jié)目傳輸中使用;AV接口實現(xiàn)了視音頻信號分離傳輸,避免了視音頻信號的相互干擾,因此其圖像質(zhì)量較RF接口有所提高,但其視頻信號仍然是亮度和色度信號的混合,在傳輸過程中亮度和色度信號相互干擾會導(dǎo)致圖像質(zhì)量下降;S端子接口是在AV接口的基礎(chǔ)上進一步將亮度信號和色度信號進行分離傳輸,因此其圖像質(zhì)量優(yōu)于AV接口,但其色度信號仍然是混合信號,各色差信號在傳輸過程中也會相互干擾導(dǎo)致圖像質(zhì)量有所下降;色差分量接口徹底將亮度信號(Y)和色差信號(Cb/PB和Cr/Pr)分離傳輸,因此避免了它們之間的相互干擾,因此其圖像質(zhì)量是模擬類接口中較好的;VGA接口分別傳輸?shù)氖侨盘?RGB)和行場同步信號(HV),避免了各信號之間的干擾,因此其圖像質(zhì)量也是模擬類接口中較好的,隨著技術(shù)的發(fā)展,其所能支持的分辨率越來越高,應(yīng)用范圍也在不斷擴大。綜上所述,僅從所傳輸?shù)膱D像質(zhì)量方面考慮,模擬類接口中應(yīng)首選VGA接口和色差分量接口,其次選擇順序依次為:S端子接口、AV接口、RF接口。3.2比較和選擇數(shù)字接口3.2.1ieee1349接口USB2.0接口和IEEE1394接口都屬于高速串行接口,在多媒體視音頻傳輸方面有著較廣泛的應(yīng)用。USB接口具有體積小、速度快、支持熱插拔、可擴展的數(shù)據(jù)傳輸速率、完全數(shù)字兼容和連接的設(shè)備多等優(yōu)勢很快成為計算機及其外設(shè)、多媒體設(shè)備、移動存儲設(shè)備等的必備接口,為大家所熟知;而IEEE1394接口對我們來說要陌生的多,也少見的多,IEEE1394接口除了具有USB接口的上述優(yōu)勢外它還具有拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)靈活、給外設(shè)提供的電壓和電流高、可建立對等網(wǎng)絡(luò)和支持同步和異步兩種數(shù)據(jù)傳輸模式等特點。同步傳輸模式會確保某一連線的頻寬,對于即時影像而言這是相當(dāng)重要的,因為影音數(shù)據(jù)都會有其時間上的限制,無法接受過久的延遲。因此,IEEE1394接口在專業(yè)的數(shù)字視音頻采集中廣泛使用,而USB接口在此領(lǐng)域則少見的多。3.2.2hdmi接口DVI接口傳輸?shù)氖菙?shù)字信號,數(shù)字圖像信息不需經(jīng)過任何轉(zhuǎn)換,就會直接被傳送到顯示設(shè)備上,因此減少了數(shù)字→模擬→數(shù)字繁瑣的轉(zhuǎn)換過程,與VGA接口相比大大節(jié)省了時間,因此它的速度更快、有效消除拖影現(xiàn)象,而且使用DVI進行數(shù)據(jù)傳輸,信號沒有衰減,色彩更純凈,更逼真,圖像的清晰度和細(xì)節(jié)表現(xiàn)力都得到了大大提高。HDMI接口與DVI接口相比有三個明顯的區(qū)別。首先HDMI比DVI支持更高的分辨率,大約HDMI可以支持兩倍于現(xiàn)在HDTV的分辨率。第二,DVI僅僅支持視頻信號的傳送,但是音頻信號要使用另外的線纜進行傳送。而HDMI可以進行音頻和視頻數(shù)字信號的同傳。第三,HDMI接口的體積要遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于DVI接口。HDMI接口向下兼容DVI接口,也就是說你可以使用HDMI設(shè)備連接DVI設(shè)備,中間僅僅使用一個小小的轉(zhuǎn)接線就行了。當(dāng)用戶全面升及到新的HDMI系統(tǒng)后,以前的DVI設(shè)備仍然可以繼續(xù)使用。4.數(shù)字接口的性能視音頻接口的發(fā)展和更替是與技術(shù)的發(fā)展和人們對視音頻數(shù)據(jù)傳輸?shù)男枨蠓植婚_的。隨著HDTV格式的流行,HDMI接口逐漸被人們青睞,數(shù)字接口取代模擬接口已成為視音頻接口發(fā)展的總的趨勢。但同時也要看到,一些性能優(yōu)異的數(shù)字接口并不是開放的標(biāo)準(zhǔn),制造商必須向標(biāo)準(zhǔn)制定協(xié)會支付高昂的版稅,來