模拟数字讯号的讲座.ppt

模拟数字视频讯号的讲座,目录,一.视频讯号的介绍. 1.视频讯号按接口分类。 2.视频讯号按格式分类。 二.模拟讯号的介绍 三.数字讯号介绍.,一.视频讯号的介绍.,视频信号是指电视信号、静止图象信号和可视电视图象信号。对于视频信号可支持三种制式：NTSC、PAL、SECAM (后面会详细的介绍到) 1.CVBS 2.S-VIDEO 3.VGA 4.YPBPR 5. HDMI,1.CVBS(复合视频广播信号 或 复合视频消隐和同步 ),全称：Composite Video Broadcast Signal 或Composite Video Blanking and Sync 标准视频输入（RCA）接口 也称AV 接口，通常都是成对的白色的音频接口和黄色的视频接口，它通常采用RCA(俗称莲花头)进行连接，使用时只需要将带莲花头的标准AV 线缆与相应接口连接起来即可。AV接口实现了音频和视频的分离传输，这就避免了因为音/视频混合干扰而导致的图像质量下降，但由于AV 接口传输的仍然是一种亮度/色度(Y/C)混合的视频信号，仍然需要显示设备对其进行亮/ 色分离和色度解码才能成像，这种先混合再分离的过程必然会造成色彩信号的损失，色度信号和亮度信号也会有很大的机会相互干扰从而影响最终输出的图像质量。AV还具有一定生命力，但由于它本身Y/C混合这一不可克服的缺点因此无法在一些追求视觉极限的场合中使用。,视频讯号按接口分类,2.s-video,S视频输入接口 S-Video具体英文全称叫Separate Video，为了达到更好的视频效果，人们开始探求一种更快捷优秀清晰度更高的视频传输方式，这就是当前如日中天的S-Video(也称二分量视频接口)，Separate Video 的意义就是将Video 信号分开传送，也就是在AV接口的基础上将色度信号C 和亮度信号Y进行分离，再分别以不同的通道进行传输，它出现并发展于上世纪90年代后期通常采用标准的4芯(不含音效) 或者扩展的7芯( 含音效)。带S-Video接口的显卡和视频设备( 譬如模拟视频采集/ 编辑卡电视机和准专业级监视器电视卡/电视盒及视频投影设备等) 当前已经比较普遍，同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，它还是应用最普遍的视频接口。,3.VGA(Video Graphics Array ),VGA输入接口 VGA 接口采用非对称分布的15pin 连接方式，其工作原理：是将显存内以数字格式存储的图像( 帧) 信号在RAMDAC 里经过模拟调制成模拟高频信号，然后再输出到等离子成像，这样VGA信号在输入端(LED显示屏内) ，就不必像其它视频信号那样还要经过矩阵解码电路的换算。从前面的视频成像原理可知VGA的视频传输过程是最短的，所以VGA 接口拥有许多的优点，如无串扰无电路合成分离损耗等。 目前大多数计算机与外部显示设备之间都是通过模拟VGA接口连接，计算机内部以数字方式生成的显示图像信息，被显卡中的数字/模拟转换器转变为R、G、三原色信号和行、场同步信号，信号通过电缆传输到显示设备中。对于模拟显示设备，如模拟CRT显示器，信号被直接送到相应的处理电路，驱动控制显像管生成图像。而对于LCD、DLP等数字显示设备，显示设备中需配置相应的/（模拟/数字）转换器，将模拟信号转变为数字信号。在经过/和/2次转换后，不可避免地造成了一些图像细节的损失。VGA接口应用于CRT显示器无可厚非，但用于连接液晶之类的显示设备，则转换过程的图像损失会使显示效果略微下降。,4.YPBPR,视频色差输入接口 目前可以在一些专业级视频工作站/编辑卡专业级视频设备或高档影碟机等家电上看到有YUV YCbCr Y/B-Y/B-Y等标记的接口标识，虽然其标记方法和接头外形各异但都是指的同一种接口色差端口( 也称分量视频接口) 。它通常采用YPbPr 和YCbCr两种标识，前者表示逐行扫描色差输出，后者表示隔行扫描色差输出。由上述关系可知，我们只需知道Y Cr Cb的值就能够得到G 的值( 即第四个等式不是必要的)，所以在视频输出和颜色处理过程中就统一忽略绿色差Cg 而只保留Y Cr Cb ，这便是色差输出的基本定义。作为S-Video的进阶产品色差输出将S-Video传输的色度信号C分解为色差Cr和Cb，这样就避免了两路色差混合解码并再次分离的过程，也保持了色度通道的最大带宽，只需要经过反矩阵解码电路就可以还原为RGB三原色信号而成像，这就最大限度地缩短了视频源到显示器成像之间的视频信号通道，避免了因繁琐的传输过程所带来的图像失真，所以色差输出的接口方式是目前各种视频输出接口中最好的一种。,5.HDMI的接口.,HDMI是基于DVI（Digital Visual Interface）制定的，可以看作是DVI的强化与延伸，两者可以兼容。HDMI在保持高品质的情况下能够以数码形式传输未经压缩的高分辨率视频和多声道音频数据，最高数据传输速度为5Gbps。HDMI能够支持所有的ATSC HDTV标准，不仅可以满足目前最高画质1080p的分辨率，还能支持DVD Audio等最先进的数字音频格式，支持八声道96kHz或立体声192kHz数码音频传送，而且只用一条HDMI线连接，免除数码音频接线。同时HDMI标准所具备的额外空间可以应用在日后升级的音视频格式中。与DVI相比HDMI接口的体积更小而且可同时传输音频及视频信号。DVI的线缆长度不能超过8米否则将影响画面质量，而HDMI基本没有线缆的长度限制。只要一条HDMI缆线，就可以取代最多13条模拟传输线，能有效解决家庭娱乐系统背后连线杂乱纠结的问题。HDMI可搭配宽带数字内容保护(High-bandwidth Digital Content Protection；HDCP)，以防止具著作权的影音内容遭到未经授权的复制。正是由于HDMI内嵌HDCP内容保护机制，所以对好莱坞具有特别的吸引力。HDMI规格包含针对消费电子用的Type A连接器和PC用的Type B连接器两种，相信不久HDMI将会被PC业界采用。 目前高清电视有3种格式，即1280720p （逐行）、19201080 i（隔行）和19201080p（逐行）。,6.BNC端口,通常用于工作站和同轴电缆连接的连接器，标准专业视频设备输入、输出端口。BNC电缆有5个连接头用于接收红、绿、蓝、水平同步和垂直同步信号。BNC接头有别于普通15针DSUB标准接头的特殊显示器接口。由R、G、B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DSUB大，可达到最佳信号响应效果。,2.视频讯号按格式分类,1.视频显示的扫描方式 视频显示有两种基本方式：隔行扫描 或 逐行扫描. 逐行扫描，用在计算机显示器和数字电视机上，一次显示图象的所有水平线，作为一帧. 隔行扫描，用在标准NTSC，PAL，SECAM制电视机上，一次只显示一半水平线.(第一个扫描场, 包含所有奇数线,接下来的第二个扫描场,包含所有偶数线). 隔行扫描依赖人眼的视觉暂留特性(这是心理上造成,而不是物理上), 以及电视机显象管上的磷暂留使两个扫描场变得模糊,形成人眼感觉到的一幅图象. 隔行扫描的优点是只要原来的一半数据量就可以获得高刷新速率(50或60 Hz). 缺点是水平分辨率实质上降低一半,因为视频通常经过滤波以避免图象闪烁等其他缺陷.,视频讯号的格式,NTSC制隔行(480i),NTSC制隔行(480i),FIELD 1: 262-23+1=240 FIELD 2: 525-286+1=240 FIELD1+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=288 FIELD2=623-336+1=288 ACTIVE VIDEO=288+288=576,PAL制隔行(576i),PAL制逐行(576p),PAL制逐行(576p),Active video=620-45+1=576,720p系统,720P,720P,1080i,水平扫描有效SAMPLES分类： 1920*1080i 1440*1080i 1280*1080i,1080i,1080i,1080p,水平扫描有效SAMPLES分类： 1920*1080p 1440*1080p 1280*1080p,1080p,1080P,小结,模拟讯号的介绍,1.CVBS的介绍。,调整饱和度，PAGE0-6C（后端）PAGE2-0A（前端）,调整色调， PAGE0-6A，6B（后端）PAGE2-0B（前端）,RGB三基色的原理,白光通过棱镜后被分解成多种颜色逐渐过渡的色谱，颜色依次为红、橙、黄、绿、青、蓝、紫，这就是可见光谱。其中人眼对红、绿、蓝最为敏感，人的眼睛就像一个三色接收器的体系，大多数的颜色可以通过红、绿、蓝三色按照不同的比例合成产生。同样绝大多数单色光也可以分解成红绿蓝三种色光。这是色度学的最基本原理，即三基色原理。三种基色是相互独立的，任何一种基色都不能有其它两种颜色合成。红绿蓝是三基色，这三种颜色合成的颜色范围最为广泛。红绿蓝三基色按照不同的比例相加合成混色称为相加混色。 红色+绿色=黄色 绿色+蓝色=青色 红色+蓝色=品红 红色+绿色+蓝色=白色,色序坐标图,备注： 色序坐标图反映的是R，G，B三基色在自然界组合成不同色彩的坐标图，从图中可以清楚的