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HDMI技术特性简介 RD QTCMoon Hu 课程简介 本課程將為大家介紹HDMI技术 主要介绍它的各个标准的内容及与DVI相比的优势 同时也会扼要介绍HDMI的传输原理与数据保护技术 目录 1 学习目标2 HDMI及其发展3 HDMI的优势4 HDMI的传输原理5 HDMI的数据保护技术6 HDMI的产品7 HDMI的未来8 总结9 参考资料 学习目标 本课程将为大家介绍HDMI接口技术 通过本课程你将了解HDMI各标准的特点HDMI的优点HDMI的传输原理 HDMI及其发展 1 什么是HDMIHDMI HighDefinitionMultimediaInterface 又被称为高清晰度多媒体接口 是针对下一代多媒体影音设备所开发的传输接口 也是首个支持在单线缆线传输 不经过压缩的全数字高清晰度 多声道音频和智能格式与控制命令数据的数字接口 HDMI及其发展 2 HDMI的发展2002年12月 日立 松下 飞利浦 SiliconImage 索尼 汤姆逊 东芝等7家公司正式推出了HDMI1 0规格 04年5月HDMI1 1规格发布 主要增加了对DVDAudio的支持 05年8月23日推出了HDMI的1 2版 此次修订增加了对一位audio格式的支持 以方便PC连接和数字音频流 SACD等 的传输 同年12月 HDMI1 2a标准颁布 该标准全面指定了CEC的特点和命令集以及CEC测试 HDMI及其发展 06年6月 HDMI再次升级到1 3版本 此版本做了几条重要改进 具体如下 a 单线带宽由165MHz提高到340MHz 如果有需要 最高可以达到450MHz的带宽 这使得其支持目前或将来一段时间的所有HDTV格式 b DeepColor 深色技术 带宽的提升使得HDMI支持这种技术成为可能 HDMI1 3可以支持36位RGB色彩处理60Hz的1080i画面 或者36位色彩处理90Hz的1080p画面 最高可以达到48位色深画面 c 支持 xvYCC 色彩标准 xvYCC是指视频应用扩展YCC比色法 该新标准是现有HDTV信号色彩的1 8倍 HDMI及其发展 d 唇型同步 HDMI1 3提供一种新方法 即自动音频同步的功能 通过自动调整设备中的音频处理时间 使画面和声音能完全精确地同步播放 e 支持新型新型无损音频格式DolbyTrueHD和DTS HDMasterAudio f 首次规定了小型接口 这种新型的迷你接口适合摄影机与照相机等小型便携式装置应用 HDMI及其发展 09年6月HDMI1 4规格发布 新增了7项功能 HDMI以太网络通道 音频回传通道 HDMI3D功能 4Kx2K视频支持 更多色彩空间 微型HDMI接头 车用连接系统 HDMI及其发展 HDMI及其发展 HDMI的优势 目前数字视频连接还有很多用DVI 而HDMI则是基于DVI制定的 可以看作是DVI的强化与延伸 那么 与DVI相比 HDMI有何优势呢 a 支持更高分辨率HDMI能够支持所有的ATSCHDTV标准 不仅可以满足目前最高画质1080P的分辨率 甚至包括目前用于商业 还没公布的更高的分辨率都一样支持 理论上 它可以支持的最高分辨率是当前HDTV的两倍 HDMI的优势 b 出色的抗衰减能力HDMI在数据传输方面有着出色的抗衰减能力 这使得它在长距离传输上比DVI等方式更具优势 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 c 视频 音频合一DVI只是传送视频信号 而音频要另外单独处理 但HDMI却可以同时传输音频和视频 借助HDMI 未来的显卡则能够避免出现影片图像部分与音频部分无法同步的问题 HDMI的优势 d 支持更多的原色色深信号DVI支持的原色色深受限于TrueColor的24bit 即三原色各自有8bit数字视频信号 而HDMI可以支持三原色各自有12bit数字视频信号 e 接口小巧 应用更广DVI标准只用于PC机 HDMI可以针对消费电子产品 应用范围更广 HDMI的优势 DVI 左 与HDMI 右 对照图 HDMI的传输原理 1 基本传输原理HDMI源于DVI接口技术 它们主要是以美国晶像公司的TMDS信号传输技术为核心 这也就是HDMI接口和DVI接口能够通过转接头相互转换的原因 一般情况下 HDMI连接由一对信号源和接受器组成 有时候一个系统中也可以包含多个HDMI输入或者输出设备 每个HDMI信号输入接口都可以依据标准接收连接器的信息 同样信号输出接口也会携带所有的信号信息 HDMI数据线和接收器包括三个不同的TMDS数据信息通道和一个时钟通道 这些通道支持视频 音频数据和附加信息 视频 音频数据和附加信息通过三个通道传送到接收器上 而视频的像素时钟则通过TMDS时钟 HDMI的传输原理 HDMI数据传输示意图 HDMI有三个TMDS数据信息通道 HDMI的传输原理 通道传送 接收器接受这个频率参数之后 再还原另外三个数据信息通道传递过来的信息 2 视频和音频信号传输HDMI输入的源编码格式包括视频像素数据 控制数据和数据包 其中数据包中包含有音频数据和辅助信息数据 同时HDMI为了获得声音数据和控制数据的高可靠性 数据包中还包括一个BCH错误纠正码 HDMI的数据信息处理可以有多种不同的方式 但最终都是在每一个TMDS通道中包含2位的控制数据 8位的视频数据和4位的数据包 HDMI的数据传输过程可以分成三个部分 视频数据传输期 岛屿数据传输期和控制数据传输期 HDMI的传输原理 岛屿数据和控制数据的传输是在视频数据传输的消隐期 这意味着在传输音频数据和其他辅助数据的时候 并不会占据视频数据传输的带宽 并且也不要一个单独的通道来传输音频数据和其他辅助数据 这也就是为什么一根HDMI数据线可以同时传输视频信号和音频信号的原因 HDMI的传输原理 HDMI的数据传输周期示意图 左到右分别为控制数据传输期 岛屿数据传输期 视频数据传输期 HDMI的数据保护技术 HDMI采用了先进完备的数据保护技术 即HDCP HighBand widthDigitalContentProtection 高宽带数字内容保护技术 主要是保护基于Internet的数字多媒体视频版权 本质就是数字信号加密和解密技术 在发送端为信号添加特定的加密 而接收端通过一定的算法技术去除信号的加密部分 并还原真实的影音效果 目前也只有DVI和HDMI两种接口受到HDCP技术的保护 HDCP的保护系统由三个部分组成 一是授权认证协定 二是数据加密解密 三是自我更新 HDMI产品 随着HDMI技术的日渐成熟和HDMI1 3的推出 越来越多HDMI电子产品涌现市场 ATI全球最大的合作伙伴蓝宝石在全球范围内率先推出了支持HDMI接口的显卡 为数字家庭提供良好的视频解决方案 INTEL NVIDIA 松下 先锋 索尼 等公司也先后利用该技术推出包括显卡 投影电视 等离子电视 DVD播放器 等离子监视器 豪华影院投影仪在内的几十种音像产品 HDMI产品 In Stat的统计数据显示 2009年HDMI设备出货量有望达到3 94亿 累计安装量则将超过10亿 到2009年底 100 的数字电视都会提供至少一个HDMI输入接口 HDMI产品 HDMI规范目前已被全球850多家消费电子和PC厂商所采纳 HDMI产品 华硕76GTHDMI显卡 HDMI产品 PanasonicHDMIDVD放影機DVD S660LT S HDMI产品 EPSONEMP TW10003LCD1080p摄影机 HDMI产品 ToshibaDynabookSatelliteWXW HDMI的未来 目前多数厂商都很乐意为用户提供了这一接口 特别是自HDMI1 2版规范的推出 为HDMI打开了进入PC平台的大门 ATI和NVIDIA这两大图形芯片厂商都推出支持HDMI显示输出接口的显卡产品 如ATI的X1300和X1600HDMI显卡 NVIDIA为索尼提供的6300HDMI显卡 此外 Intel也明确表示将在其产品中整合对HDMI输出接口的支援 不过 市场变化万千 行业标准往往不会一枝独秀 HDMI在某些通用领域中也同样面临如IEEE1394等其它数字接口标准的竞争 相对于USB IEEE1394 DFP P D 目前对HDMI有所威胁的是准备用来取代模拟VGA HDMI的未来 界面的UDI UnifiedDisplayInterface UDI标准主要是因为其带宽甚优 而且包含数字版权管理机制的HDCP 不过 UDI只针对计算机显示器与显卡的连接而来 而HDMI则定位在消费性产品 两者并不冲突 再者 UDI根本就不能载送音频讯号 所以UDI的最终规格尚待观察 当然 作为一种新型接口 HDMI还处在起步阶段 目前还面临不少问题 比如费用高昂 支持设备较少等 这令大部分制造商裹足不前 目前也只有少数几家业界领导厂商推出了支持HDMI的终端设备 尽管如此 HDMI的独特优势仍然是该技术普及的动力 HDMI很有可能成为 科技创造需求 的又一典范 總結 HDMI是目前为