《電子技術(shù)應用》
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淺析HDMI數(shù)字接口標準

2008-01-08
作者:佚名

幾十年來,,視頻信號接口經(jīng)歷了從最初的RCA接口(即AV接口,見圖1),,到目前流行的S端子接口,、RCA色差分量接口(見圖2),,以及PC領域通用D-Sub接口(VGA端子)的發(fā)展,模擬視頻接口技術(shù)在今天的視頻產(chǎn)品上隨處可見,。

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圖1

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圖2

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但隨著計算機多媒體技術(shù),、高清晰" title="高清晰">高清晰數(shù)字電視(HDTV)的飛速發(fā)展,如果我們?nèi)匀挥媚M接口來傳輸信號,,數(shù)字顯示" title="數(shù)字顯示">數(shù)字顯示設備就會顯得很浪費,,顯示效果反而不如同檔次的模擬顯示設備。這是因為在顯示高清晰度圖像時,,模擬技術(shù)往往都需要在信號處理的時候增加邊緣過渡(DLTI)或在掃描的時候增加掃描速度調(diào)制(SVM)來改善圖像質(zhì)量,,而數(shù)字顯示設備則是“點對點”精確控制,,先尋址到這個“發(fā)光點”,然后“告訴”它發(fā)多強的光,,發(fā)光點和相鄰的4點之間是一清二楚的,,各發(fā)各的光。數(shù)字顯示設備接收到模擬信號后,,進行的第一個處理就是“模轉(zhuǎn)數(shù)”,,從而導致圖像細節(jié)的損失,畫質(zhì)變差,。

針對信號傳輸中的損失問題,,用來傳輸無壓縮" title="無壓縮">無壓縮高清晰數(shù)字信號的專用數(shù)字接口應運而生。1999年4月,,基于Silicon Image公司的TMDS(Time Minimized Differential Signal)編碼技術(shù)發(fā)展起來的數(shù)字視頻接口(Digital Visual Interface)DVI 1.0標準正式頒布(見圖3),。

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圖3

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DVI的出現(xiàn),為視頻信號提供了數(shù)字→數(shù)字傳輸?shù)目旖莘桨?,它的傳輸速度高達8Gbps(165MHz×24bit×2),,支持超過1600×1200@85Hz的UXGA或者2048×1536@75Hz的QXGA圖像以及720p、1080i,、1080p" title="1080p">1080p的高清晰數(shù)字電視信號的無壓縮實時傳輸?,F(xiàn)在DVI接口成了PDP和LCD、DLP投影機的標準數(shù)字接口,,而PC顯卡大都配備DVI輸出接口,。

發(fā)展并沒有到此停步,就在DVI誕生后的第三年,,2002年4月日立,、松下、飛利浦,、Silicon Image,、索尼、湯姆遜,、東芝聯(lián)合組成HDMI組織,,之后同年12月高清晰數(shù)字多媒體接口(High-definition Digital Multimedia Interface)HDMI 1.0標準頒布,提出將取代DVI成為新的專用于數(shù)字視頻/音頻傳輸標準(見圖4),。HDMI最高提供了5Gbps的傳輸帶寬,,支持的數(shù)字視頻格式:

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圖4

SXGA:1280×1024@85Hz
UXGA:1600×1200@60Hz
SDTV:480i、480p,、576i,、576p
HDTV:720p、1080i、1080p

支持的數(shù)字音頻格式:
CD:16bit/32kHz,、44.1kHz,、48kHz
DVD-Video:24bit/8通道96kHz數(shù)字音頻
DVD-Audio:1通道的24bit/192kHz

從上面的介紹我們看到,DVI的發(fā)展勢頭不錯,,而且從帶寬和支持的視頻格式來看DVI也優(yōu)于HDMI,。那為什么說HDMI要取代DVI呢?讓我們來看看這其中的原因,。

1.DVI的弊端

(1)DVI是面向電腦開發(fā)的,,因此一共具有29只針腳,與現(xiàn)有消費性電子所用的視頻端子(如AV端子,、S端子)相比,,DVI接頭的體積過大。
?(2)DVI的規(guī)格能力遠超消費性電子產(chǎn)品的需求,,兩路TMDS信號完全用不著,,1路TMDS信號(Single-Link,,而非Dual-Link)就足夠?qū)崿F(xiàn)720p,、1080i、1080p等高分辨率的視頻輸出,。
(3)DVI可以兼容PC的模擬視頻信號(即RGB信號),,但和今天多用于DVD播放機、大屏幕電視的色差端子的模擬視頻信號以及數(shù)字色差信號YCbCr卻不兼容,。
(4)只支持PC領域的8位RGB信號(True Color的24bit,,即三原色各自有8bit)。然而今天的數(shù)字電視,,都已具有顯示接近相片畫質(zhì)的36bit高逼真畫面,,所以三原色也必須提升至12bit的Color Depth(原色深度),這方面DVI無法滿足,。
(5)DVI的線纜長度不能超過8米否則將影響畫面質(zhì)量,。
(6)和PC領域相比,家庭數(shù)字影音" title="數(shù)字影音">數(shù)字影音消費方面需要的線路連接繁雜,。相信各位都有看過自家電視機后面的線路,,除有線電視信號線外,還有AV Center,、DVD播放機,、電視游戲機等的信號線,整個音視頻的線路紊亂性與復雜度可以用“慘不忍睹”來形容,!所以我們迫切需要收斂這些糾纏紊亂的線路,,將數(shù)字音視頻信號的傳送統(tǒng)一到一個新接口規(guī)格中。顯然由于DVI不支持傳輸數(shù)字音頻,故無法勝任,。
(7)DVI不能完全確保數(shù)字視頻的播放安全,,且防拷機制仍被認為不夠強制、不夠周全,。

2.HDMI的優(yōu)勢

可見雖然DVI完全可以滿足無壓縮高清晰視頻信號的傳輸,,但其過大的體積和單一的功能似乎只能受困于PC領域。相比之下,,HDMI卻能在各領域左右逢源,。HDMI的優(yōu)勢在于:
(1)HDMI更為精小,且具有“即插即用”的特點,。因此只要一連接,,即可自動采用相應模式傳輸信號。
(2)HDMI可以看成是DVI的強化版,,兩者可以通用,,通過簡單的轉(zhuǎn)接器就能兼容DVI 1.0。
(3)帶寬方面,,雖然HDMI不及DVI,,但事實上DVI的某些高規(guī)格對于消費電子領域并無太大意義。現(xiàn)有HDTV至多使用2.0Gbps~2.2Gbps的數(shù)字傳輸帶寬(以1080p模式而言),,HDMI 1.0即可達5Gbps,,這表示同時傳輸兩個HDTV的視訊數(shù)據(jù)都綽綽有余。而在消費電子方面最需要的模擬兼容,,在HDMI上也能較好地實現(xiàn),,色彩也支持更高質(zhì)量10/12位數(shù)字視頻信號。
(4)與DVI相比HDMI接口可同時傳輸音頻及視頻信號,。支持DVD-Audio等最先進的數(shù)字音頻格式,,支持8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用在日后升級的音視頻格式中。
(5)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,。另外,在現(xiàn)今的影音設備連接中,,常用的色差端子要用上3條線路,,而Dolby Digital 5.1則會用上6條,即共有9條線路,;若使用8聲道+色差端子則足足有11條線,,但改用HDMI后只需要1條線即可,大幅降低線路紊亂性。
(6)HDMI提供AV.Link功能,,你可以只用一個遙控器控制全部音/視頻設備的基本功能,。
(7)HDMI支持HDCP數(shù)字防拷技術(shù)。即可以在信號輸出,、輸入兩端運行驗證程序,,確認是經(jīng)過授權(quán)才開始傳輸正確的數(shù)字信號。

HDMI有很多優(yōu)點,,但也需要設備廠商的支持才行,。從眼下的發(fā)展情況來看,受HDMI的影響而在將來會有所動作的設備包括:PC顯示器,,PC顯卡,,高清晰投影設備,所有數(shù)字電視,,DVD,、硬盤錄像機,AV影音中心,,游戲設備,,以及PMC(Personal Media Center),DV攝像機等手持媒體播放裝置,。?
今天的市場上,,支持HDMI的產(chǎn)品越來越多,。比如松下的S688 DVD影碟機,,PHILIPS 42PD300等離子電視,另外國產(chǎn)廠商如夏新,、創(chuàng)維也在其最新的DVD,、電視產(chǎn)品中加入了HDMI接口。
總之,,隨著高清晰視頻設備產(chǎn)業(yè),、數(shù)字影音產(chǎn)業(yè)的迅速成長,作為一個數(shù)字顯示設備與數(shù)字影音設備之間的橋梁,,HDMI必將成為新一代數(shù)字影音設備的接口標準并在日后取代DVI,。

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