常見視頻介面與無線高清視頻傳輸

視頻傳輸技術的出現，使文字、圖像和聲音能夠同時展現在人們的面前。在其發展演變的過程中，催生了包括電視、投影機等多種顯示設備。電視機從黑白電視、彩色電視、液晶、等離子電視向智能、互聯網電視飛速發展；投影機更是歷經CRT被淘汰之後達到一個嶄新的高度。那些過去的產品也和它們曾經播放過的圖像一樣，歷經歲月磨礪依然令人難以忘懷。

視頻設備的不斷更新，使以前複雜的接線系統已經變得越來越簡單，往往一根HDMI線就能搞定一切。但為了追求更好的視聽效果，以及考慮到HDMI線材的性價比，部分影音器材還是使用AV端子、S端子、BNC、DVI等介面。此外，隨著移動智能設備的普及和人們對空間美觀的追求，無線高清視頻傳輸技術應運而生。可以肯定，未來，視頻傳輸將出現更多的新型技術及應用。本文就常見的視頻介面與無線高清視頻傳輸技術做相關介紹，希望能給大家提供幫助。

模擬信號介面

RF射頻輸入介面

RF射頻端子是最早在電視機上出現的，原意為無線電射頻（Radio Frequency）。天線和模擬閉路連接電視機就是採用射頻（RF）介面。作為最常見的視頻連接方式，它可同時傳輸模擬視頻以及音頻信號。RF介面傳輸的是視頻和音頻混合編碼後的信號，顯示設備的電路將混合編碼信號進行一系列分離、解碼在輸出成像。由於需要進行視頻、音頻混合編碼，信號會互相干擾，所以它的畫質輸出質量是所有介面中最差的。有線電視和衛星電視接收設備也常用RF連接，但這種情況下，它們傳輸的是數字信號。

AV複合（Composite）視頻介面

AV複合（Composite）視頻介面是目前在視聽產品中應用得最廣泛的介面，屬模擬介面，該介面由黃、白、紅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複合視頻介面實現了音頻和視頻的分離傳輸，這就避免了因為音/視頻混合干擾而導致的圖像質量下降，但由於AV介面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量。

電視機製造廠商一方面改善梳狀濾波器來極力降低影響，另一方面也提出了S端子與色差端子來根本解決以上問題。

S端子介面

S端子，即分離式影像端子S-video(Separate Video)，則是AV介面的一個「改革」，它，由視頻亮度訊號Y和視頻色度訊號C和一路公共遮罩地線組成。相比之下，S-Video分離傳輸了AV視頻信號中的亮度信號與色度信號，並且還為它們設置了專門通道，大大減少了二者之間所產生的干擾。但S-Video仍然還有缺陷，那就是色度信號沒有分開，仍需要電視機將色度信號還原成三基色後才能成像。一般來說，S-Video能夠實現400-500線左右的解析度，S-Video仍然不是我們最理想的傳輸介面。實際上，色差分量正是基於S端子不能分離色度信號的缺點改造而來，因此，色差分量的輸出效果優勝於S端子，是毋庸置疑的。

色差分量介面

在S端子中，做到了亮度與色度的分離，色差分量就是把色度用差值的方式給分離開。色差分量介面稱為分量視頻介面，又叫3RCA，即把色度(C)信號里的藍色差(b)、紅色差(r)分開發送，其解析度可達到720線以上。其介面採用YPbPr和YCbCr兩種標識，前者表示逐行掃描色差輸出，後者表示隔行掃描色差輸出，一般利用3根信號線分別傳送亮色和兩路色差信號。這3組信號分別是，亮度以Y標註，以及從三原色信號中的兩種——藍色和紅色——去掉亮度信號後的色彩差異信號，分別標註為Pb和Pr，或者Cb和Cr，在三條線的接頭處分別用綠、藍、紅色進行區別。我們經常在投影機或高檔影碟機上看到的，類似YUV、YCbCr、Y/B-Y/B-Y等等的介面標識，雖然標記方法與接頭外形各有千秋，但都屬於色差分量埠。

BNC介面

通常用於工作站和同軸電纜連接的連接器、標準專業視頻設備輸入、輸出埠。BNC電纜有5個連接頭用於接收紅、綠、藍、水平同步和垂直同步信號。BNC接頭有別於普通15針D-SUB標準接頭的特殊顯示器介面，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。主要用於連接工作站等對掃描頻率要求很高的系統。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效果。

VGA介面

VGA(Video Graphics Array)是IBM在1987年隨PS/2機一起推出的一種視頻傳輸標準，具有解析度高、顯示速率快、顏色豐富等優點，在彩色顯示器領域得到了廣泛的應用。VGA（Video Graphics Array）還有一個名稱叫D-Sub。VGA介面共有15針，分成3排，每排5個孔，是顯卡上應用最為廣泛的介面類型，絕大多數顯卡都帶有此種介面。它傳輸紅、綠、藍模擬信號以及同步信號（水平和垂直信號）。目前VGA技術的應用還主要基於VGA顯示卡的計算機、筆記本等設備，而在一些既要求顯示彩色高解析度圖像又沒有必要使用計算機的設備上，VGA技術的應用卻很少見到。

數字信號

DVI介面

DVI的英文全名為Digital Visual Interface，中文稱為"數字視訊介面"。是一種視訊介面標準，設計的目標是透過數位化的傳送來強化個人電腦顯示器的畫面品質。目前廣泛應用於LCD，數位投影機等顯示設備上。DVI接頭有三種，分別是DVI-Digital(DVI-D)、DVI-Analog(DVI-A)跟DVI-Integrated(DVI-I)，DVI-Digital(DVI-D)只有支持數字顯示的設備DVI-Analog(DVI-A)只有支持數字顯示的設備，DVI-Integrated (DVI-I)則是支持數字顯示跟模擬顯示。

如果播放設備採用的是DVI-D介面，而投影機是DVI-I介面，那麼還需要另配一個DVI-D轉DVI-I的轉接頭或轉接線才能正常連接。DVI傳輸的是數字信號，數字圖像信息不需經過任何轉換，就會直接被傳送到顯示設備上，因此減少了數字模擬數字繁瑣的轉換過程，大大節省了時間，因此它的速度更快，而且使用DVI進行數據傳輸，信號沒有衰減，色彩更純凈，更逼真，更能滿足高清信號傳輸的需求。

HDMI介面

HDMI高清晰度多媒體介面（英語：High Definition Multimedia Interface，簡稱HDMI）是一種全數字化圖像和聲音傳送介面，可以傳送未壓縮的音頻及視頻信號。HDMI可用於機頂盒、DVD播放機、個人電腦、電視遊樂器、AV功放、數字音響與電視機等設備。HDMI可以同時傳送音頻和影音信號，由於音頻和視頻信號採用同一條電纜，大大簡化了系統線路的安裝難度。同時，HDMI介面可以提供高達5Gbps的數據傳輸帶寬，而且無需在信號傳送前進行數/模或者模/數轉換，可以保證最高質量的影音信號傳送。

它支持各類電視與電腦圖像格式，包括SDTV、HDTV視頻畫面，再加上多聲道數字音頻。在傳送時，各種視頻數據將被HDMI收發晶元以「最小化傳輸差分信號」（TMDS）技術編碼成數據數據包。

HDMI也支持非壓縮的8聲道數字音頻傳送（採樣率192kHz，數據長度24bits/sample），以及任何壓縮音頻流如Dolby Digital或DTS，亦支持SACD所使用的8聲道的1bit DSD信號。在HDMI 1.3規格中，又追加了超高數據量的非壓縮音頻流如Dolby TrueHD與DTS-HD的支持。

去年9月份的德國IFA展會上，HDMI論壇在正式發布了HDMI 2.0規範。與上一代1.4b相比，新的HDMI 2.0版本順應目前的市場，大大提升了傳輸帶寬和速率，並且支持更多的新特性。首先，HDMI 2.0標準將支持更大的數據傳輸吞吐量，以充分發揮4K超清輸出的潛力。能夠處理18千兆比特/秒的數據，足以讓12位色彩的畫面以每秒60fps的高幀速率顯示；其次，在聲音輸出的性能上也大幅增強，能夠最多處理32個通道的無損音頻；同時，HDMI 2.0也能夠向下兼容舊的版本，使舊款的藍光播放器也能夠與新款4K電視兼容。

DisplayPort介面

在高清晰視頻流行之際，沒有高帶寬的顯示介面是無法立足的。DisplayPort問世之初，它可提供的帶寬就高達10.8Gb/s。要知道，HDMI 1.2a的帶寬僅為4.95Gb/s，即便HDMI 1.3所提供的帶寬(10.2Gb/s)也稍遜於DisplayPort 1.0。DisplayPort可支持WQXGA+(2560×1600)、QXGA(2048×1536)等解析度及30/36bit(每原色10/12bit)的色深，充足的帶寬保證了今後大尺寸顯示設備對更高解析度的需求。

DisplayPort也允許音頻與視頻信號共用一條線纜傳輸，支持多種高質量數字音頻。但比HDMI更先進的是，DisplayPort在一條線纜上還可實現更多的功能。在四條主傳輸通道之外，DisplayPort還提供了一條功能強大的輔助通道。該輔助通道的傳輸帶寬為1Mbps，可以直接作為語音、視頻等低帶寬數據的傳輸通道，另外也可用於無延遲的遊戲控制。可見，DisplayPort可以實現對周邊設備最大程度的整合、控制。

目前DisplayPort的外接型接頭有兩種:一種是標準型，類似USB、HDMI等接頭;另一種是低矮型，主要針對連接面積有限的應用，比如超薄筆記型電腦。除實現設備與設備之間的連接外，DisplayPort還可用作設備內部的介面，甚至是晶元與晶元之間的數據介面。

無線高清視頻傳輸技術

目前大部分的平板電視都放置在桌子上，也有的掛在牆上，由於麻煩的視頻/音頻電視布線會限制電視被擺放的位置和房間整體的美觀。無線視頻技術將使這一切得到改變，另外目前高解析度的視頻源越來越多，發展高清視頻的無線傳播技術已經成為消費電子領域技術發展的新熱點。

目前，現有視頻無線傳輸技術都是基於壓縮格式的視頻進行傳輸，由於大部分的設備在視頻源輸出時都不會做壓縮的動作，因此必須找到一種在視頻源和顯示器之間的無線未壓縮鏈路才比較有機會推廣使用，即定義一種無線高解析度數字多媒體介面以改變視頻顯示器連接到視頻源的方式。

超寬頻UWB擴展技術

超寬頻UWB擴展技術（又稱Wireless HDMI）是一種在3.1- 10.6GHz頻段內的特高帶寬調製，無線連接的速率高達480Mbps。據資料表明，UWB信號的有效傳輸距離在10m以內，故而UWB很適合用於個人區域網但是，UWB實際上通常可用的速度（就應用級而言）不會高於100- 200Mbps，這比用來傳輸未壓縮1080i所需的1.5Gbps要低得多，就不更用說來傳輸未壓縮1080p所需的3Gbps速率了。因此如果採用基本UWB標準並通過連接多個頻率信道或採用多個空間信道和，或其它方法來擴展UWB鏈路的性能，就有可能來支持未壓縮HDTV

UWB與壓縮技術的結合

雖然UWB傳輸技術有諸如上述提到的這些限制，但仍有大量公司通過把標準UWB方案與壓縮/未壓縮引擎相結合來滿足未壓縮視頻鏈路的需要。這種方案把未壓縮HDTV視頻進行實時壓縮視頻，然後通過UWB鏈路對它進行傳輸，在被壓縮的視頻流又重新被實時的解碼後，以未壓縮的形式提供給輸出端。由此引出了圖像壓縮的方法，動態JPEG2000會對每個幀分別進行壓縮，會產生更好質量的視頻（雖然以壓縮比率為代價）和更低的延遲。但是，由於它以一種非常複雜的演算法為基礎，結果導致系統成本非常昂貴。

5GHz頻段的WHDI技術

基於802.11a技術發展出來的WHDI技術是一種採用專門為視頻傳輸而設計的無線數據機方案。WHDI接受視頻流並按照視覺重要性把它分拆成多個級別，然後把這些不同的要素映射到無線信道上，在通常的無線信道中，雜訊極有可能破壞重要性稍差的視頻信息，但由於這些位誤碼率出現在對於視頻質量不是太重要的視頻信息中，這些錯誤是不易覺察的。

另外，WHDI的傳輸距離較遠，且穿透力很強。其支持採用Deep Color(深色)技術的1080p/60Hz全高清顯示，有效傳輸距離為30m。而且，其在30米之內可穿透牆壁，影響極小——延遲小於1毫秒。

60GHz無線技術

60GHz無線技術又稱Wireless HD，它使用的是免授權頻段，使像無線未壓縮HDTV這樣的高帶寬推廣應用成為可能。在60GHz能夠商用之前，還有許多問題有待解決與更成熟的5GHz RF相比，60GHzRF的成本仍然非常的高。此外，60GHz的射頻發射應當是有方向性的，這就需要對天線進行校準。在60GHz數據機中還有一些其它的困難，比如，特高的相位雜訊會進一步限制比特/赫茲的大小因為60GHz傳輸有較差的傳播特性，最初也只能提供非常有限的傳輸範圍，目前Wireless HD聯盟已經推出Wireless HD1.0標準。

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