模擬數(shù)字訊號的講座

1、模擬數(shù)字視頻訊號的講座,目錄,一.視頻訊號的介紹. 1.視頻訊號按接口分類。 2.視頻訊號按格式分類。二.模擬訊號的介紹三.數(shù)字訊號介紹.,一.視頻訊號的介紹.,視頻信號是指電視信號、靜止圖象信號和可視電視圖象信號。對于視頻信號可支持三種制式：NTSC、PAL、SECAM (后面會詳細的介紹到) 1.CVBS 2.S-VIDEO 3.VGA 4.YPBPR 5. HDMI,1.CVBS(復合

2、視頻廣播信號 或 復合視頻消隱和同步 ),全稱：Composite Video Broadcast Signal 或Composite Video Blanking and Sync標準視頻輸入（RCA）接口　　也稱AV 接口，通常都是成對的白色的音頻接口和黃色的視頻接口，它通常采用RCA(俗稱蓮花頭)進行連接，使用時只需要將帶蓮花頭的標準AV 線纜與相應(yīng)接口連接起來即可。AV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

3、合干擾而導致的圖像質(zhì)量下降，但由于AV 接口傳輸?shù)娜匀皇且环N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。AV還具有一定生命力，但由于它本身Y/C混合這一不可克服的缺點因此無法在一些追求視覺極限的場合中使用。,視頻訊號按接口分類,2.s-video,S視頻輸入接口　　S-V

4、ideo具體英文全稱叫Separate Video，為了達到更好的視頻效果，人們開始探求一種更快捷優(yōu)秀清晰度更高的視頻傳輸方式，這就是當前如日中天的S-Video(也稱二分量視頻接口)，Separate Video 的意義就是將Video 信號分開傳送，也就是在AV接口的基礎(chǔ)上將色度信號C 和亮度信號Y進行分離，再分別以不同的通道進行傳輸，它出現(xiàn)并發(fā)展于上世紀90年代后期通常采用標準的4芯(不含音效) 或者擴展的7芯( 含音效)。帶S-

5、Video接口的顯卡和視頻設(shè)備( 譬如模擬視頻采集/ 編輯卡電視機和準專業(yè)級監(jiān)視器電視卡/電視盒及視頻投影設(shè)備等) 當前已經(jīng)比較普遍，同AV 接口相比由于它不再進行Y/C混合傳輸因此也就無需再進行亮色分離和解碼工作，而且使用各自獨立的傳輸通道在很大程度上避免了視頻設(shè)備內(nèi)信號串擾而產(chǎn)生的圖像失真，極大地提高了圖像的清晰度，但S-Video 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(shè)備內(nèi)解碼為Cb 和Cr

6、進行處理，這樣多少仍會帶來一定信號損失而產(chǎn)生失真(這種失真很小但在嚴格的廣播級視頻設(shè)備下進行測試時仍能發(fā)現(xiàn)) ，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，所以S -Video 雖然已經(jīng)比較優(yōu)秀但離完美還相去甚遠，S-Video雖不是最好的，但考慮到目前的市場狀況和綜合成本等其它因素，它還是應(yīng)用最普遍的視頻接口。,3.VGA(Video Graphics Array ),VGA輸入接口　　VGA 接口采用非對稱分布的1

7、5pin 連接方式，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，然后再輸出到等離子成像，這樣VGA信號在輸入端(LED顯示屏內(nèi)) ，就不必像其它視頻信號那樣還要經(jīng)過矩陣解碼電路的換算。從前面的視頻成像原理可知VGA的視頻傳輸過程是最短的，所以VGA 接口擁有許多的優(yōu)點，如無串擾無電路合成分離損耗等。 目前大多數(shù)計算機與外部顯示設(shè)備之間都是通過模擬VGA接口連接，計

8、算機內(nèi)部以數(shù)字方式生成的顯示圖像信息，被顯卡中的數(shù)字/模擬轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)變?yōu)镽、G、Ｂ三原色信號和行、場同步信號，信號通過電纜傳輸?shù)斤@示設(shè)備中。對于模擬顯示設(shè)備，如模擬CRT顯示器，信號被直接送到相應(yīng)的處理電路，驅(qū)動控制顯像管生成圖像。而對于LCD、DLP等數(shù)字顯示設(shè)備，顯示設(shè)備中需配置相應(yīng)的Ａ/Ｄ（模擬/數(shù)字）轉(zhuǎn)換器，將模擬信號轉(zhuǎn)變?yōu)閿?shù)字信號。在經(jīng)過Ｄ/Ａ和Ａ/Ｄ2次轉(zhuǎn)換后，不可避免地造成了一些圖像細節(jié)的損失。VGA接口應(yīng)用于CRT顯示器無

9、可厚非，但用于連接液晶之類的顯示設(shè)備，則轉(zhuǎn)換過程的圖像損失會使顯示效果略微下降。,4.YPBPR,視頻色差輸入接口　　目前可以在一些專業(yè)級視頻工作站/編輯卡專業(yè)級視頻設(shè)備或高檔影碟機等家電上看到有YUV YCbCr Y/B-Y/B-Y等標記的接口標識，雖然其標記方法和接頭外形各異但都是指的同一種接口色差端口( 也稱分量視頻接口) 。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。由上述關(guān)

10、系可知，我們只需知道Y Cr Cb的值就能夠得到G 的值( 即第四個等式不是必要的)，所以在視頻輸出和顏色處理過程中就統(tǒng)一忽略綠色差Cg 而只保留Y Cr Cb ，這便是色差輸出的基本定義。作為S-Video的進階產(chǎn)品色差輸出將S-Video傳輸?shù)纳刃盘朇分解為色差Cr和Cb，這樣就避免了兩路色差混合解碼并再次分離的過程，也保持了色度通道的最大帶寬，只需要經(jīng)過反矩陣解碼電路就可以還原為RGB三原色信號而成像，這就最大限度地縮短了視頻源

11、到顯示器成像之間的視頻信號通道，避免了因繁瑣的傳輸過程所帶來的圖像失真，所以色差輸出的接口方式是目前各種視頻輸出接口中最好的一種。,5.HDMI的接口.,HDMI是基于DVI（Digital Visual Interface）制定的，可以看作是DVI的強化與延伸，兩者可以兼容。HDMI在保持高品質(zhì)的情況下能夠以數(shù)碼形式傳輸未經(jīng)壓縮的高分辨率視頻和多聲道音頻數(shù)據(jù)，最高數(shù)據(jù)傳輸速度為5Gbps。HDMI能夠支持所有的ATSC HDTV標準，

12、不僅可以滿足目前最高畫質(zhì)1080p的分辨率，還能支持DVD Audio等最先進的數(shù)字音頻格式，支持八聲道96kHz或立體聲192kHz數(shù)碼音頻傳送，而且只用一條HDMI線連接，免除數(shù)碼音頻接線。同時HDMI標準所具備的額外空間可以應(yīng)用在日后升級的音視頻格式中。與DVI相比HDMI接口的體積更小而且可同時傳輸音頻及視頻信號。DVI的線纜長度不能超過8米否則將影響畫面質(zhì)量，而HDMI基本沒有線纜的長度限制。只要一條HDMI纜線，就可以取代最

13、多13條模擬傳輸線，能有效解決家庭娛樂系統(tǒng)背后連線雜亂糾結(jié)的問題。HDMI可搭配寬帶數(shù)字內(nèi)容保護(High-bandwidth Digital Content Protection；HDCP)，以防止具著作權(quán)的影音內(nèi)容遭到未經(jīng)授權(quán)的復制。正是由于HDMI內(nèi)嵌HDCP內(nèi)容保護機制，所以對好萊塢具有特別的吸引力。HDMI規(guī)格包含針對消費電子用的Type A連接器和PC用的Type B連接器兩種，相信不久HDMI將會被PC業(yè)界采用。

14、 目前高清電視有3種格式，即1280×720p （逐行）、1920×1080 i（隔行）和1920×1080p（逐行）。,6.BNC端口,通常用于工作站和同軸電纜連接的連接器，標準專業(yè)視頻設(shè)備輸入、輸出端口。BNC電纜有5個連接頭用于接收紅、綠、藍、水平同步和垂直同步信號。BNC接頭有別于普通15針D－SUB標準接頭的特殊顯示器接口。由R、G、B三原色信號及行同步、場同步五個獨立信號接頭組成。主要用于

15、連接工作站等對掃描頻率要求很高的系統(tǒng)。BNC接頭可以隔絕視頻輸入信號，使信號相互間干擾減少，且信號頻寬較普通D－SUB大，可達到最佳信號響應(yīng)效果。,2.視頻訊號按格式分類,1.視頻顯示的掃描方式 視頻顯示有兩種基本方式：隔行掃描 或 逐行掃描. 逐行掃描，用在計算機顯示器和數(shù)字電視機上，一次顯示圖象的所有水平線，作為一幀. 隔行掃描，用在標準NTSC，PAL，SECAM制電視機上，一次只顯示一半水平線.(第一個掃描場, 包含

16、所有奇數(shù)線,接下來的第二個掃描場,包含所有偶數(shù)線). 隔行掃描依賴人眼的視覺暫留特性(這是心理上造成,而不是物理上), 以及電視機顯象管上的磷暫留使兩個掃描場變得模糊,形成人眼感覺到的一幅圖象. 隔行掃描的優(yōu)點是只要原來的一半數(shù)據(jù)量就可以獲得高刷新速率(50或60 Hz). 缺點是水平分辨率實質(zhì)上降低一半,因為視頻通常經(jīng)過濾波以避免圖象閃爍等其他缺陷.,視頻訊號的格式,NTSC制隔行(480i),NTSC制隔行(480i),FIELD

17、1: 262-23+1=240FIELD 2: 525-286+1=240FIELD1+FIELD2=480(ACTIE VIDEO),NTSC制隔行(480i),NTSC逐行(480p),NTSC逐行(480p),ACTIVE VIDEO=524-45+1=480,PAL制隔行(576i),PAL制隔行(576i),FIELD1=310-23+1=288FIELD2=623-336+1=288ACTIVE VIDEO=288+

18、288=576,PAL制隔行(576i),PAL制逐行(576p),PAL制逐行(576p),Active video=620-45+1=576,720p系統(tǒng),720P,720P,1080i,,水平掃描有效SAMPLES分類：1920*1080i1440*1080i1280*1080i,1080i,1080i,1080p,水平掃描有效SAMPLES分類：1920*1080p1440*1080p1280*1080p,1080p

19、,1080P,小結(jié),模擬訊號的介紹,1.CVBS的介紹。,,調(diào)整飽和度，PAGE0-6C（后端）PAGE2-0A（前端）,,調(diào)整色調(diào)，PAGE0-6A，6B（后端）PAGE2-0B（前端）,RGB三基色的原理,白光通過棱鏡后被分解成多種顏色逐漸過渡的色譜，顏色依次為紅、橙、黃、綠、青、藍、紫，這就是可見光譜。其中人眼對紅、綠、藍最為敏感，人的眼睛就像一個三色接收器的體系，大多數(shù)的顏色可以通過紅、綠、藍三色按照不同的比例合成產(chǎn)生。同樣絕

20、大多數(shù)單色光也可以分解成紅綠藍三種色光。這是色度學的最基本原理，即三基色原理。三種基色是相互獨立的，任何一種基色都不能有其它兩種顏色合成。紅綠藍是三基色，這三種顏色合成的顏色范圍最為廣泛。紅綠藍三基色按照不同的比例相加合成混色稱為相加混色。紅色+綠色=黃色綠色+藍色=青色紅色+藍色=品紅紅色+綠色+藍色=白色,色序坐標圖,,,備注： 色序坐標圖反映的是R，G，B三基色在自然界組合成不同色彩的坐標圖，從圖中可以清楚

21、的看到任何一種顏色都有唯一的對應(yīng)坐標（X，Y）。R，G，B以不同成分疊加成豐富多彩的顏色。,亮度,1。目前都是以cd/m2來衡量亮度的標準。 2。目前行業(yè)上要求的平均亮度至少160cd/m2以上。測量9個區(qū)域取平均值。,對比度,Contrast ratio=白電平的亮度/全黑電平的亮度,視角,備注：視角角度是以垂直于LCD PANEL的表面的法線為基準，分上下左右四個視角。,目