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高清晰視訊會議終端應用介面介紹【分析】

2020-10-22 11:55:58

  高清晰視訊會議終端應用介面分析

  DVI介面與HDMI介面介紹

  視訊通訊作為一種面向使用者的實時雙向視訊互動溝通方式,最終還是要通過視訊會議終端裝置傳輸過來的視訊訊號還原到面向使用者的顯示裝置(液晶電視/等離子電視/背投電視/大螢幕投影機等顯示裝置)之上,所以視訊連線頭的選擇,尤其是目前我們所發展的高清晰視訊通訊方面的介面的選擇尤其重要,這個過程應該包括高清攝像機與視訊終端連線介面的選擇,高清晰視訊終端和高清晰顯示裝置的連線介面的選擇。

  高清晰視訊會議作為一種視訊應用模式,應充分適應現有的數位高清晰視訊壓縮;傳輸通訊及介面規範。目前高清晰顯示對外連線通訊介面規程主要有以下幾種:DVI(數位影片介面);HDMI(高清晰多媒體介面):標準的端子;IEEE 1394端子:或“火線」的簡稱。還有一種廣電應用比較廣泛的HD-SDI介面,在這裡不作為主要論述內容。

  DVI介面:DVI介面標準是1999年,由數位影片輸出工作組(Digital Display Working Group)所推出的一項標準,主要成員包括惠普、IBM、英特爾、NEC等廠家。目前,採用DVI介面的消費類產品遍佈高清晰顯示裝置;平板電視;顯示卡等多種裝置。其設計的最初目的,是為了實現個人PC和液晶顯示裝置之間的數位化連線,從而實現裝置間通訊的數位化,目前在視盤播放裝置(DVD)和平板顯示裝置之間是使用此技術最常用的領域。目前中高階個人PC的計算機主機板大多數均已設定了DVI訊號輸出介面。由此可以看出DVI介面逐漸得到廣泛應用。

  DVI介面是一種24位元數位式RGB介面技術,在單條DVI連線通道中,有三對低電壓差分訊號通路,分別用來進行紅、綠、藍三種色度分量和同步訊號的傳輸。除此之外,還有第四對訊號通道。用來傳送各畫素的時鐘訊號。每一個長度為8個數位的RGB分量訊號資料都是以序列數位流方式進行傳送的。最高傳輸率可以達到每秒1.65Gbps。因此,單條DVI連線通道的最大傳輸率就可以達到4.95Gbit/s。這樣的傳輸速度是非常快的,可以滿足很大的視訊資料傳輸。在這一頻寬之下,單條DVI連線通道就可以在資料未經壓縮的情況下,輕而易舉的完成美國ATSC所定義的所有格式的高清晰視訊訊號的傳送任務,而且,對高質量的顯示影象可達1600×1200像數(UXGA),甚至還能滿足1080p/60(即1920×1080逐行,重新整理率為60赫茲)影象傳輸對頻寬的要求。同時也極大的滿足了今後高清晰視訊會議所要求的720P(1280×720逐行)訊號的傳輸要求。1080p/60已經是目前高清晰視訊壓縮;通訊格式的最高格式了。如果採用雙連結DVI介面,其最大傳輸率可達到9.9Gbps(可用頻寬為7.92Gbps),顯示影象可以達到重新整理率為60赫茲的2048×1536像數(QXGA)畫面。可以說在今後相當長的時間裡都會滿足我們對高清晰影象的追求。與此同時,DVI規範不僅允許傳輸同步訊號和數位影片訊號,還可以傳輸模擬RGB訊號。但同時它的線纜長度問題確實限制了它在一些領域的應用,雖然可通過外接訊號放大裝置可以解決問題,但訊號還是經過了額外的環節。

  另外一種介面是目前公認技術最先進的多媒體通訊介面——HDMI。2002年的4月,由日立、松下、飛利浦、Silicon Image、SONY、湯姆遜、東芝共7家公司成立了HDMI組織開始制定新的專用於數位影片/音訊通訊的標準。在2002年底,高清晰數位多媒體介面(High-definition Digital Multimedia Interface)HDMI 1.0標準頒佈。HDMI也是首個唯一可以在單數位介面中整合不壓縮的高清晰視訊和多聲道音訊和智慧格式與命令資料的數位介面。之後又公佈了HDMI 1.2版,此標準對系統的相容性有大大的改善。

  2006年5月HDMI 1.3版本正式確定,該版本主要是提升了此介面的傳輸頻寬,色彩數能夠從100萬級別提升到10億,即便是單色畫面,細節也將得到極大的豐富。並且得到IEC 認可,迄今為止,已經有超過250個廠商和470個不同型別的產品採用了HDMI介面,由此我們應該可以很清楚的認識到目前對於我們高清晰視訊通訊來說勢必需要一種這樣的介面來提升我們產品在介面方面的特性。視訊會議產品上還沒有出現符合這一介面規範的產品。最重要的一點是HDMI可以同時傳輸音訊。HDMI的音訊處理能力足可滿足未來的需要,並且做到向後相容,不僅可以傳輸我們已經熟知並且喜愛的杜比數碼和DTS等經過壓縮的多聲道數位音訊訊號,也可以傳輸未經壓縮的數位音訊訊號。在後一種情況下,HDMI所支援的聲道數達8個之多,量化精度可達24位元,取樣頻率高達192千赫。這些效能指標在進行高清晰度視訊節目傳送時也都可以同時達到。HDMI是利用視訊訊號的逆程消隱期間進行音訊資料傳輸的,因此不會佔用可用視訊傳輸頻寬,而且,完全向後相容於未將音訊傳輸考慮在內的早期DVI產品。

  HDMI 1.3、DVI、IEEE 1394 B三種介面比較

  最後,我們看一下1394能否成為在高清視訊通訊中的介面傳輸解決方案。

  並不是只有HDMI、DVI是針對消費類視音訊產品而設計的數位介面方案,IEEE1394也是為這一目的而開發的。1394聯盟認為,IEEE1394是比DVI更好的多媒體裝置連線方案。目前,1394介面的最大傳輸率為每秒400兆位(400Mbit/s)。這樣的傳輸率根本無法傳送未經壓縮的逐行掃描或者高清晰視訊訊號,也就是說,通過1394介面接受高清晰視訊訊號的顯示裝置必須對源訊號進行壓縮。這樣對實時的視訊通訊應用來說完成這樣的過程需要對原始訊號進行兩次編碼,勢必影響影象的質量。而且,目前大多數高清晰顯示裝置和平板電視均沒有內建1394介面,所以在短時期內還無法得到廣泛關注。

  綜上所述,目前HDMI介面是最先進的多媒體通訊介面,無論從對訊號的傳輸頻寬上還是從色彩數上還有傳輸距離上均是領先的同時也比較適合實時視訊會議。同時,我們看到目前高清液晶電視/等離子電視以及家庭影院投影機等顯示裝置都基本設定了HDMI介面,這也充分說明HDMI介面是未來訊號介面的主流發展方向。


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