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(jiàn)的視音頻知識(shí)隨著信息技術(shù)的快速發(fā)展，計(jì)算機(jī)、數(shù)字視頻、相機(jī)、數(shù)字視頻、硬盤(pán)、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(lái)了許多便利和快樂(lè)，但與此同時(shí)，這些數(shù)碼產(chǎn)品的不同視場(chǎng)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(jiàn)的視場(chǎng)聲音進(jìn)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(jiàn)視場(chǎng)配置2.1模擬接口2.1.1無(wú)線信號(hào)圖像的信號(hào)輸出RF射頻端子接口是最早在電視機(jī)上出現(xiàn)的,原意為無(wú)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(hào)(Video)和音頻信號(hào)(Audio)相混合編碼后輸出,然后在顯示設(shè)備內(nèi)部進(jìn)行一系列分離/解碼的過(guò)程輸出成像。由于步驟繁瑣且音視頻混合編碼會(huì)互相干擾,所以它的輸出質(zhì)量也是最差的。帶此類(lèi)接口的顯卡只需把有線電視信號(hào)線連接上,就能將有線電視的信號(hào)輸入到顯卡內(nèi)。2.1.2信號(hào)接頭組成AV復(fù)合(Composite)視頻接口(圖2)是目前在視聽(tīng)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(gè)插孔和3路RCA接頭組成,黃色接頭傳輸視頻信號(hào),白色接頭傳輸左聲道音頻信號(hào),紅色接頭傳輸右聲道音頻信號(hào)。AV復(fù)合視頻接口實(shí)現(xiàn)了音頻和視頻的分離傳輸,這就避免了因?yàn)橐?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(hào),仍然需要顯示設(shè)備對(duì)其進(jìn)行亮/色分離和色度解碼才能成像,這種先混合再分離的過(guò)程必然會(huì)造成色彩信號(hào)的損失,色度信號(hào)和亮度信號(hào)也會(huì)有很大的機(jī)會(huì)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(shí)際上是一種五芯接口,由視頻亮度信號(hào)Y和視頻色度信號(hào)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(hào)輸出時(shí)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(shí),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(hào)線分別傳送一路亮度信號(hào)和兩路色差信號(hào)。這3組信號(hào)分別是:亮度以Y標(biāo)注,以及從三原色信號(hào)中的兩種(藍(lán)色和紅色)去掉亮度信號(hào)后的色彩差異信號(hào),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(jìn)行區(qū)別。這三條線如果相互之間插錯(cuò)了,可能會(huì)顯示不出畫(huà)面,或者顯示出奇怪的色彩來(lái)。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(hào),本身不傳輸音頻信號(hào)。2.1.5屬于模擬高頻圖像信號(hào)的模擬信號(hào)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(gè),傳輸紅、綠、藍(lán)色值信號(hào)(RGB)以及水平同步(H-Sync)和垂直同步(V-Sync)信號(hào),其工作原理:是將顯存內(nèi)以數(shù)字格式存儲(chǔ)的圖像(幀)信號(hào)在RAMDAC里經(jīng)過(guò)模擬調(diào)制成模擬高頻信號(hào),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(hào)傳輸中最常見(jiàn)到的一種端口。2.2數(shù)字接口2.2.1sb號(hào)的連接設(shè)備USB(UniversalSerialBus通用串行總線)(圖6)用于將鼠標(biāo)、鍵盤(pán)、移動(dòng)硬盤(pán)、數(shù)碼相機(jī)、VoIP電話或打印機(jī)等外設(shè)連接到PC。理論上單個(gè)USBhost控制器可以連接最多127個(gè)設(shè)備。USB目前有兩個(gè)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(guò)連接線為設(shè)備提供最高5V,500mA的電力。USB接口有3種類(lèi)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(jī)、數(shù)碼攝像機(jī)、測(cè)量?jī)x器以及移動(dòng)硬盤(pán)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(gè)非常通用的接口,它的前身于1986年由蘋(píng)果公司所草擬,蘋(píng)果公司稱(chēng)之為FireWire,Sony公司則稱(chēng)之為i.Link,TexaInstruments公司稱(chēng)之為L(zhǎng)ynx,實(shí)際上所有的商標(biāo)名稱(chēng)都是指同一種技術(shù)——IEEE1394。IEEE1394是為了增強(qiáng)外部多媒體設(shè)備與電腦連接性能而設(shè)計(jì)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(jī),高速硬盤(pán),音響等設(shè)備中存儲(chǔ)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(jué)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(duì)數(shù)字信號(hào)的顯示界面,這種界面無(wú)需將顯卡產(chǎn)生的數(shù)字信號(hào)轉(zhuǎn)換成有損模擬信號(hào),然后再在數(shù)字顯示設(shè)備上進(jìn)行相反的操作。而是直接將顯卡的數(shù)字信號(hào)送往顯示設(shè)備,避免了D/A轉(zhuǎn)換和A/D轉(zhuǎn)換過(guò)程中的信號(hào)損失,大大提高了圖像質(zhì)量。目前常見(jiàn)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(hào),而DVI-I則不僅支持?jǐn)?shù)字信號(hào),還可以支持模擬信號(hào),也就是說(shuō)DVI-I的兼容性更強(qiáng)。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(chēng)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(kāi)始發(fā)起的。其產(chǎn)生是為了取代傳統(tǒng)的DVD碟機(jī)、電視及其它視頻輸出設(shè)備的已有接口,統(tǒng)一并簡(jiǎn)化用戶(hù)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(wú)損傳送音視頻信號(hào)。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(mǎn)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(dú)立分開(kāi)音頻和視頻數(shù)據(jù)線來(lái)傳輸信號(hào),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(shí)傳送影音信號(hào)的能力,因此人們也習(xí)慣把HDMI稱(chēng)為高清一線通。3.基于視場(chǎng)性能的比較和選擇3.1模擬類(lèi)接口中圖像質(zhì)量的影響以上介紹的各模擬類(lèi)接口由于結(jié)構(gòu)及工作原理不同在傳輸視音頻信號(hào)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(hào)相互干擾,因此,其信號(hào)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(shí)現(xiàn)了視音頻信號(hào)分離傳輸,避免了視音頻信號(hào)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(hào)仍然是亮度和色度信號(hào)的混合,在傳輸過(guò)程中亮度和色度信號(hào)相互干擾會(huì)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(jìn)一步將亮度信號(hào)和色度信號(hào)進(jìn)行分離傳輸,因此其圖像質(zhì)量?jī)?yōu)于AV接口,但其色度信號(hào)仍然是混合信號(hào),各色差信號(hào)在傳輸過(guò)程中也會(huì)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(hào)(Y)和色差信號(hào)(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(lèi)接口中較好的;VGA接口分別傳輸?shù)氖侨盘?hào)(RGB)和行場(chǎng)同步信號(hào)(HV),避免了各信號(hào)之間的干擾,因此其圖像質(zhì)量也是模擬類(lèi)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(lái)越高,應(yīng)用范圍也在不斷擴(kuò)大。綜上所述,僅從所傳輸?shù)膱D像質(zhì)量方面考慮,模擬類(lèi)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(kuò)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(shì)很快成為計(jì)算機(jī)及其外設(shè)、多媒體設(shè)備、移動(dòng)存儲(chǔ)設(shè)備等的必備接口,為大家所熟知;而IEEE1394接口對(duì)我們來(lái)說(shuō)要陌生的多,也少見(jiàn)的多,IEEE1394接口除了具有USB接口的上述優(yōu)勢(shì)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(duì)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(diǎn)。同步傳輸模式會(huì)確保某一連線的頻寬,對(duì)于即時(shí)影像而言這是相當(dāng)重要的,因?yàn)橛耙魯?shù)據(jù)都會(huì)有其時(shí)間上的限制,無(wú)法接受過(guò)久的延遲。因此,IEEE1394接口在專(zhuān)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(jiàn)的多。3.2.2hdmi接口DVI接口傳輸?shù)氖菙?shù)字信號(hào),數(shù)字圖像信息不需經(jīng)過(guò)任何轉(zhuǎn)換,就會(huì)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(guò)程,與VGA接口相比大大節(jié)省了時(shí)間,因此它的速度更快、有效消除拖影現(xiàn)象,而且使用DVI進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸,信號(hào)沒(méi)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(gè)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(hào)的傳送,但是音頻信號(hào)要使用另外的線纜進(jìn)行傳送。而HDMI可以進(jìn)行音頻和視頻數(shù)字信號(hào)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(shuō)你可以使用HDMI設(shè)備連接DVI設(shè)備,中間僅僅使用一個(gè)小小的轉(zhuǎn)接線就行了。當(dāng)用戶(hù)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(duì)視音頻數(shù)據(jù)傳輸?shù)男枨蠓植婚_(kāi)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(shì)。但同時(shí)也要看到,一些性能優(yōu)異的數(shù)字接口并不是開(kāi)放的標(biāo)準(zhǔn),制造商必須向標(biāo)準(zhǔn)制定協(xié)會(huì)支付高昂的版稅,來(lái)