视频知识基础3.docx

1、视频知识基础3目录1、BNC接头 22、D-Sub 23、DVI接口 34、9大接口 65、视频线 96、视频采集卡基本知识 11A: 输入接口 11（1）AV端子 11（2）S端子 12（3）数字SDI 12（4）IEEE1394接口 13B: 输出格式 14（1）MPEG-1 14（2）MPEG-2 15（3）MPEG-4 16（4）AVI 17（5）WMV 18（6）RM 18（7）DCD 19C: 接口类型 20（1）PCI端口 20（2）PCMCIA 21D: 接收制式 23（1）NTSC 23（2）PAL 26（3）SECAM 297、其他 32（1）高清 32（2）1080p和1

2、080i 341、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RGB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。BNC接头，是一种用于同轴电缆的连接器，全称是Bayonet Nut Connector（刺刀螺母连接器，这个名称形象地描述了这种接头外形），又称为British Naval Connector（英国海军连接器，可能是英国海军最早使用这种接头）或Bayonet Neill Conselman（Neill Con

3、selman刺刀，这种接头是一个名叫Neill Conselman的人发明的）。 BNC接头可没有被淘汰，因为同轴电缆是一种屏蔽电缆，有传送距离长、信号稳定的优点。目前它还被大量用于通信系统中，如网络设备中的E1接口就是用两根BNC接头的同轴电缆来连接的，在高档的监视器、音响设备中也经常用来传送音频、视频信号。2、D-Sub俗称VGA（Video Graphics Adapter）接口。可能因为竖看很像一个大写的字母D，所以称之为D-Sub。这是一种模拟信号接口，按需求有不同的接口数。显卡所处理的信息最终都要输出到显示器上，显卡的输出接口就是电脑与显示器之间的桥梁，它负责向显示器输出相应的图像

4、信号。CRT显示器因为设计制造上的原因，只能接受模拟信号输入，这就需要显卡能输入模拟信号。VGA接口就是显卡上输出模拟信号的接口，VGA（Video Graphics Array）接口，也叫D-Sub接口。虽然液晶显示器可以直接接收数字信号，但很多低端产品为了与VGA接口显卡相匹配，因而采用VGA接口。VGA接口是一种D型接口，上面共有15针空，分成三排，每排五个。VGA接口是显卡上应用最为广泛的接口类型，多数的显卡都带有此种接口。有些不带VGA接口而带有DVI接口的显卡，也可以通过一个简单的转接头将DVI接口转成VGA接口，通常没有VGA接口的显卡会附赠这样的转接头。D-Sub输入接口，上面

5、共有15针空，分成三排，每排五个。CRT彩显因为设计制造上的原因，只能接受模拟信号输入，最基本的包含RGBHV（分别为红、绿、蓝、行、场）5个分量，不管以何种类型的接口接入，其信号中至少包含以上这5个分量。大多数PC机显卡最普遍的接口为D-15，即D形三排15针插口，其中有一些是无用的，连接使用的信号线上也是空缺的。除了这5个必不可少的分量外，最重要的是在96年以后的彩显中还增加入DDC数据分量，用于读取显示器EPROM中记载的有关彩显品牌、型号、生产日期、序列号、指标参数等信息内容，以实现WINDOWS所要求的PnP（即插即用）功能。几乎所有的CRT都有这种接口。3、DVI接口DVI是基于T

6、MDS(Transition Minimized Differential Signaling，转换最小差分信号)技术来传输数字信号，TMDS运用先进的编码算法把8bit数据(R、G、B中的每路基色信号)通过最小转换编码为10bit数据(包含行场同步信息、时钟信息、数据DE、纠错等)，经过DC平衡后，采用差分信号传输数据，它和LVDS、TTL相比有较好的电磁兼容性能，可以用低成本的专用电缆实现长距离、高质量的数字信号传输。TMDS技术的连接传输结构如图1所示。DVI接口有3种类型5种规格，端子接口尺寸为39.5mm15.13mm。3大类包括：DVIAnalog（DVI-A）接口，DVI-Dig

7、ital（DVI-D）接口，DVI-Integrated（DVI-I）接口。5种规格包括DVI-A(12+5)、单连接DVI-D（18+1）、双连接DVI-D（24+1）、单连接DVI-I（18+5）、双连接DVI-I（24+5）。DVIAnalog（DVI-A）接口（125）只传输模拟信号，实质就是 VGA模拟传输接口规格。当要将模拟信号D-Sub接头连接在显卡的DVII插座时，必须使用转换接头。转换接头连接显卡的插头，就是DVI-A接口。早期的大屏幕专业CRT中也能看见这种插头。DVI-Digital（DVI-D）接口（18+1和241）是纯数字的接口，只能传输数字信号，不兼容模拟信号。所

8、以，DVI-D的插座有18个或24个数字插针的插孔+ 1个扁形插孔。DVI-Integrated（DVI-I）接口（18+5和24+5）是兼容数字和模拟接口的，所以，DVI-I的插座就有18个或24个数字插针的插孔5个模拟插针的插孔（就是旁边那个四针孔和一个十字花）。比DVI-D多出来的4根线用于兼容传统VGA模拟信号。基于这样的结构，DVI-I插座可以插DVI-I和DVI-D的插头，而DVI-D插座只能插DVI-D的插头。DVI-I兼容模拟接口并不意味着模拟信号的接口D-Sub插头可以直接连接在DVI-I插座上，它必须通过一个转换接头才能连接使用。一般采用这种接口的显卡都会带有相关的转换接头

9、。考虑到兼容性问题，目前显卡一般会采用DVI-I接口，这样可以通过转换接头连接到普通的VGA接口。而带有两个DVI接口的显示器一般使用带有模拟信号的DVI-I接口。而带有一个DVI接口和一个VGA接口的显示器，DVI接口一般使用DVI-D类型。两种DVI接口在传输数字信号时又分为单连接(Single Link)和双连接(Dual Link)两种方式。18针属于单连接DVI，传输速率只有24针的一半，为165MHz/s。在画面显示上，单连接的DVI的刷新率只有双连接的一半左右。一般来讲，单连接的DVI接口，最大的刷新率只能支持到1920*1080*60hz或1600*1200*60hz，即20寸

10、到23寸的宽屏显示器可以正常显示。如果使用大屏幕液晶显示器，分辨率高于1920*1080，刷新率高于60hz的的话，24针的双连接DVI是必须具备的条件，否则会造成显示效果变差。DVI-A（125）DVI-A(12+5)图.jpg单连接DVI-D（18+1）DVI-D(18+1)图.jpg双连接DVI-D（24+1）DVI-D(24+1)图.jpg单连接DVI-I（18+5）DVI-I(18+5)图双连接DVI-I（24+5）DVI-I(24+5)图DVI 连接头包含24个信号触点，分三行排列，每行8个。信号引脚的分配见下表： DVI 引脚分配图-1DVI 引脚分配图-2DVI 引脚分配图-3

11、DVI数字信号传输有单连接(Single Link)和双连接(Dual Link)两种方式，对于单连接，仅用上图所示的1、2、9、10、17、18脚传输。4、9大接口A：射频天线和模拟闭路连接电视机就是采用射频（RF）接口。作为最常见的视频连接方式，它可同时传输模拟视频以及音频信号。RF接口传输的是视频和音频混合编码后的信号，显示设备的电路将混合编码信号进行一系列分离、解码在输出成像。由于需要进行视频、音频混合编码，信号会互相干扰，所以它的画质输出质量是所有接口中最差的。有线电视和卫星电视接收设备也常用RF连接，但这种情况下，它们传输的是数字信号。B: 复合视频不像射频接口那样包含了音频信号，

12、复合视频（Composite）通常采用黄色的RCA（莲花插座）接头。“复合”含义是同一信道中传输亮度和色度信号的模拟信号，但电视机如果不能很好的分离这两种信号，就会出现虚影。C: S端子S端子（S-Video）连接采用Y/C（亮度/色度）分离式输出，使用四芯线传送信号，接口为四针接口。接口中，两针接地，另外两针分别传输亮度和色度信号。因为分别传送亮度和色度信号，S端子效果要好于复合视频。不过S端子的抗干扰能力较弱，所以S端子线的长度最好不要超过7米。D :色差色差（Component）通常标记为Y/Pb/Pr，用红、绿、蓝三种颜色来标注每条线缆和接口。绿色线缆（Y），传输亮度信号。蓝色和红色线

13、缆（Pb和Pr）传输的是颜色差别信号。色差的效果要好于S端子，因此不少DVD以及高清播放设备上都采用该接口。如果使用优质的线材和接口，即使采用10米长的线缆，色差线也能传输优秀的画面。E: VGAVGA（Video Graphics Array）还有一个名称叫D-Sub。VGA接口共有15针，分成3排，每排5个孔，是显卡上应用最为广泛的接口类型，绝大多数显卡都带有此种接口。它传输红、绿、蓝模拟信号以及同步信号（水平和垂直信号）。使用VGA连接设备，线缆长度最好不要超过10米，而且要注意接头是否安装牢固，否则可能引起图像中出现虚影。F: DVIDVI（Digital Visual Interfa

14、ce）接口与VGA都是电脑中最常用的接口，与VGA不同的是，DVI可以传输数字信号，不用再进过数模转换，所以画面质量非常高。目前，很多高清电视上也提供了DVI接口。需要注意的是，DVI接口有多种规范，常见的是DVI-D（Digital）和DVI-I（Intergrated）。DVI-D只能传输数字信号，大家可以用它来连接显卡和平板电视。DVI-I则在DVI-D可以和VGA相互转换。关于DVI接口更详细信息请参考DVI接口详解G: HDMIHDMI（High Definition Multimedia Interface）接口是最近才出现的接口，它同DVI一样是传输全数字信号的。不同的是HDMI

15、接口不仅能传输高清数字视频信号，还可以同时传输高质量的音频信号。同时功能跟射频接口相同，不过由于采用了全数字化的信号传输，不会像射频接口那样出现画质不佳的情况。对于没有HDMI接口的用户，可以用适配器将HDMI接口转换位DVI接口，但是这样就失去了音频信号。高质量的HDMI线材，即使长达20米，也能保证优质的画质。H: IEEE 1394IEEE 1394也称为火线或iLink，它能够传输数字视频和音频及机器控制信号，具有较高的带宽，且十分稳定。通常它主要用来连接数码摄像机、DVD录像机等设备。IEEE 1394接口有两种类型：6针的六角形接口和4针的小型四角形接口。6针的六角形接口可向所连接

16、的设备供电，而4针的四角形接口则不能。I: BNCBNC（同轴电缆卡环形接口）接口主要用于连接高端家庭影院产品以及专业视频设备。BNC电缆有5个连接头，分别接收红、绿、蓝、水平同步和垂直同步信号。BNC接头可以让视频信号互相间干扰减少，可达到最佳信号响应效果。此外，由于BNC接口的特殊设计，连接非常紧，不必担心接口松动而产生接触不良。5、视频线视频线顾名思意是用来传输视频信号的，它用来连接媒体播放设备及显示设备， 媒体播放设备有DVD机，HTPC，视频线有以下几种：AV线： 这是最老的传输模拟视频信号的视频线，两端是莲花头(RCA头)， 目前DVD机及电视机都会有这种接口，装修时不需要布这种线

17、;(莲花头)AV线中黄色头的是视频线，另外两个（红、白色头）是音频线S端子线： 前几年出现的比AV线质量好一点的视频线，接口是圆形的，类似PS2鼠标头;三色差线： 比S端子线线质量更好的视频线，传输模拟信号，目前应该是模拟信号中最好的视频线，新近出的DVD机，高端电视，以及家用投影机都会带有这种接口。VGA线： 也是一种模拟信号视频线，最常见于电脑，其信号与色差线相比各有千秋，但随着视频数据量的加大， 例如未来要传输1920X1080P的视频信号，那么色差线的冗余会更大，分辨率超过1600X1200后，VGA线质量稍次，长度稍长会导致雪花。家庭影院为什么要提到VGA线呢?那是因为HTPC走入家

18、庭影院，所有投影机都带有VGA接口。DVI线：全称Digital Visual Interface，最新的数字视频线，以无压缩技术传送全数码信号，最高传输速度是8Gbps，目前已获多数厂家支持的数字视频信号线，接口的传输速度高达8Gbps，其接口有24+1(DVI-D), 24+5(DVI-I)型，DVI-I支持同时传输数字(DVI-D)及模拟信号(VGA信号)，一般来说HTPC的显卡一般是DVI-I接口， 而液晶显示器，投影机上是DVI-D接口. DVI-I的接口虽然兼容DVI-D的接口，但DVI-I的插头却插不了DVI-D的接口，为什么呢?多了四根针。但我们还是有办法的，使用一个DVI-I

19、转DVI-D的转换器。HDMI线：全称Hi-Definition Multimedia Interface，比DVI更新的数字视频线，以无压缩技术传送全数码信号，最高传输速度是3.95Gbps，HDMI除了传输视频外，还支持八声道 96kHz或单声道的192kHz数码音频传送，但目前支持HDMI的设备还不是太多。其接口可与DVI接口转换(视频信号部分)。6、视频采集卡基本知识A: 输入接口（1）AV端子AV端子（又称复合端子）原文为Composite video connector，是家用影音电器用来传送类比视讯如NTSC、PAL、SECAM）的常见端子。AV端子通常是黄色的RCA端子，另外配

20、合两条红色与白色的RCA端子传送音讯。欧洲的电视机通常以SCART端子取代RCA端子，不过SCART的设计上可以载送画质比YUV更好的RGB讯号，故也被用来连接显示器、电视游乐器或DVD播放机。在专业应用当中，也有使用BNC端子以求获得更佳讯号品质。在AV端子中传送的是类比电视讯号的三个来源要素：Y、U、V，以及作为同步化基准的脉冲信号。Y代表影像的亮度(luminance，又称brightness)，并且包含了同步脉冲，只要有Y信号存在就可以看到黑白的电视影像（事实上，这是彩色电视与早期黑白电视相容的方法）。U信号与V信号之间承载了颜色的资料，U和V先被混合成一个信号中的两组正交相位（此混合

21、后的信号称为彩度(chrominance)），再与Y信号作加总。因为Y是基频信号而UV是与载波混合在一起，所以这个加总的动作等同于分频多工。典型的复合视讯AV端子所传送的复合视讯可以借由简单地调变其载波来将其导引至任何一个电视机的频道。早期大多数的家用视讯装置都是使用复合视讯。例如镭射影碟就是完整的将复合视讯数位化，VHS录像带则是记录稍微修改过的复合视讯。这些播放装置大多数可以选择是直接输出其记录的讯号，或者调变至特定的电视频道以供没有AV端子专属频道的早期电视机收看。在1980年代早期，当时的个人电脑与电视游乐器通常也输出复合视讯，使用者必须使用一台RF调变器来将其载波导向至电视的特定频道

22、，在北美常为第3或第4频道(6672Mhz)，欧洲为36频道，日本日规第1或第2频道(90102MHz)；台湾则因当时仅开放17CH（即美规VHF 713CH，但712CH被台视、中视、华视使用中），故仅剩第13频道(210216MHz)可用。RF调变器通常为外接盒形式，以免其电波影响电视机的运作。不过，将复合讯号进行调变再让电视解调的结果，是引入更多的噪声，使得画质失真。所以1980年代后期，电视机开始提供直接的AV输入端口，并且将其与天线或有线电视所传送的RF信号分开处理，使得RF调变器慢慢消失。虽然RF调变所造成的失真已经不再普遍，复合信号本身将YUV信号混合在一起的设计本身就造成了画质

23、上的减损；因为，加总之后的信号在数学上即无法完全分离回原来的样子，造成本来应该是亮度的信号被解释为彩度，反之亦然。表现在画面上就是物件边缘渗色、彩虹化，或亮度不稳定。电视机制造厂商一方面改善影像处理电路（如三次元Y-C分离回路）来极力降低此等影响，另一方面也提出了S端子与色差端子来根本解决以上问题。液晶电视上AV端子的作用是实现音频和视频的分离传输，避免在信号传输中，因音视频混合形成干扰而导致图像质量下降。在液晶电视机的AV端子中，通常将音频接口做成白色，而将视频接口做成黄色，采用RCA(俗称莲花头)进行连接，使用时，只需将带莲花头的标准AV线缆与相应的接口连接起来即可。但由于AV端子传输的信

24、号是一种亮度色度(YC)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处理才能成像，在混合和分离过程中难以避免造成色度信号与亮度信号相互地干扰引起色彩信号损失而影响图像的质量。所以AV端子不适合在视觉性能要求很高的场合使用。（2）S端子S端子也是非常常见的端子，其全称是Separate Video，也称为 SUPER VIDEO。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端子实际上是一种五芯接口，由两路视频亮度信号、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

25、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

26、，它还是应用最普遍的视频接口之一。（3）数字SDIsdi接口,是数字分量串行接口. SDI接口是数字分量串行接口(serial digital interface)的首字母缩写。串行接口是把数据字的各个比特以及相应的数据通过单一通道顺序传送的接口。由于串行数字信号的数据率很高，在传送前必须经过处理。用扰码的不归零倒置（NRZI）来代替早期的分组编码，其标准为SMPTE-259M和EBU-Tech-3267，标准包括了含数字音频在内的数字复合和数字分量信号。在传送前，对原始数据流进行扰频，并变换为NRZI码确保在接收端可靠地恢复原始数据。这样在概念上可以将数字串行接口理解为一种基带信号调制。SD

27、I接口能通过270Mb/s的串行数字分量信号，对于16：9格式图像，应能传送360Mb/s的信号。NRZI码是极性敏感码。用“1”和“0”表示电平的高和低，如果出现长时间的连续“1”或连续“0”，会影响接收端从数字信号中提取时钟。因为串行数字信号接口不单独传送时钟信号，接收端需从数字信号流中提取时钟信号，所以要采用以“1”和“0”来表示有无电平变换的NRZI码。接收NRZI码流时，只要检出电平变换，就可恢复数据，即使全是“1”信号，导致的信号频率也只是原来时钟频率的一半，再经过加扰，连续“1”的机会减少，也就使高频分量进一步减少了。在数据流的接收端，由SDI解码器从NRZI码流恢复原数据流。

28、SDI接口不能直接传送压缩数字信号，数字录像机、硬盘等设备记录的压缩信号重放后，必须经解压并经SDI接口输出才能进入SDI系统。如果反复解压和压缩，必将引起图像质量下降和延时增加，为此各种不同格式的数字录像机和非线性编辑系统，规定了自己的用于直接传输压缩数字信号的接口。（a）索尼公司的串行数字数据接口SDDI（SerialDigital Data Interface），用于Betacam-SX非线性编辑或数字新闻传输系统，通过这种接口，可以4倍速从磁带上载到磁盘。 （b）索尼公司的4倍速串行数字接口QSDI（QuarterSerial Digital Interface），在DVCAM录像机编

29、辑系统中，通过该接口以4倍速从磁带上载到磁盘、从磁盘下载到磁带或在盘与盘之间进行数据拷贝。 （c）松下公司的压缩串行数字接口CSDI（CompressionSerial Digital Interface），用于DVCPRO和Digital-S数字录像机、非线性编辑系统中，由带基到盘基或盘基之间可以4倍速传输数据。 以上三种接口互不兼容，但都与SDI接口兼容。在270Mb/s的SDI系统中，可进行高速传输。这三种接口是为建立数字音视频网络而设计的，这类网络不象计算机网络那样使用握手协议，而使用同步网络技术，不会因路径不同而出现延时。 人们常在SDI信号中嵌入数字音频信号，也就是将数字音频信号插

30、入到视频信号的行、场同步脉冲（行、场消隐）期间与数字分量视频信号同时传输。（4）IEEE1394接口IEEE1394接口是苹果公司开发的串行标准，中文译名为火线接口（firewire）。同USB一样，IEEE1394也支持外设热插拔，可为外设提供电源，省去了外设自带的电源，能连接多个不同设备，支持同步数据传输。IEEE1394分为两种传输方式：Backplane模式和Cable模式。Backplane模式最小的速率也比USB1.1最高速率高，分别为12.5 Mbps/s 、25 Mbps/s 、50 Mbps/s，可以用于多数的高带宽应用。Cable模式是速度非常快的模式，分为100 Mbps

31、/s 、200 Mbps/s 和400 Mbps/s几种，在200Mbps/s下可以传输不经压缩的高质量数据电影。1394b 是 1394技术的升级版本，是仅有的专门针对多媒体-视频、音频、控制及计算机而设计的家庭网络标准。它通过低成本、安全的 CAT5 （五类）实现了高性能家庭网络。1394a自1995年就开始提供产品，1394b 是1394a 技术的向下兼容性扩展。1394b能提供800 Mbps/s或更高的传输速度，虽然市面上还没有1394b接口的光储产品出现，但相信在不久之后也必然会出现在用户眼前。相比于USB接口，早期在USB1.1时代，1394a接口在速度上占据了很大的优势，在US

32、B2.0推出后，1394a接口在速度上的优势不再那么明显。同时现在绝对多数主流的计算机并没有配置1394接口，要使用必须要购买相关的接口卡，增加额外的开支。目前单纯1394接口的外置式光储基本很少，大多都是同时带有1394和USB接口的多接口产品，使用更为灵活方便。IEEE 1394的原来设计，系以其高速转输率，容许用户在电脑上直接透过 IEEE 1394 介面来编辑电子影像档案，以节省硬碟空间。在未有 IEEE 1394 以前，编辑电子影像必须利用特殊硬件，把影片下载到硬碟上进行编辑。但随着硬碟空间愈来愈便宜，高速的IEEE 1394 反而取代了 USB 2.0 成为了外接电脑硬碟的最佳界面