数码产品中视音频的比较分析

数码产品中视音频的比较分析

1.常见的视音频知识随着信息技术的快速发展，计算机、数字视频、相机、数字视频、硬盘、hdd和其他数码产品的使用已经成为我们生活的一部分，这给我们的学习、工作和生活带来了许多便利和快乐，但与此同时，这些数码产品的不同视场声音被许多人覆盖。即使是大学教授，我也不知道他们是什么，以及这些功能。我应该合理地选择它们。因此，作者将常见的视场声音进行了比较，帮助更多的人了解和熟悉它们，方便大家的学习、工作和生活。2.常见视场配置2.1模拟接口2.1.1无线信号图像的信号输出RF射频端子接口是最早在电视机上出现的,原意为无线电射频(RadioFrequency)。它是目前家庭有线电视采用的接口模式。(图1)RF的成像原理是将视频信号(Video)和音频信号(Audio)相混合编码后输出,然后在显示设备内部进行一系列分离/解码的过程输出成像。由于步骤繁琐且音视频混合编码会互相干扰,所以它的输出质量也是最差的。带此类接口的显卡只需把有线电视信号线连接上,就能将有线电视的信号输入到显卡内。2.1.2信号接头组成AV复合(Composite)视频接口(图2)是目前在视听产品中应用得最广泛的接口,属模拟接口,该接口由黄、白、红3个插孔和3路RCA接头组成,黄色接头传输视频信号,白色接头传输左声道音频信号,红色接头传输右声道音频信号。AV复合视频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接口的传输仍然是一种亮度/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。2.1.3te东南角接口S端子(图3),即分离式影像端子S-video(SeparateVideo),它实际上是一种五芯接口,由视频亮度信号Y和视频色度信号C和一路公共遮罩地线组成。S端子将亮度和色度分离输出,避免了混合视频信号输出时亮度和色度的相互干扰,它只能输入输出视频。2.1.4分量接口y色差分量(Component)接口(图4)(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)。色差分量接口一般利用3根信号线分别传送一路亮度信号和两路色差信号。这3组信号分别是:亮度以Y标注,以及从三原色信号中的两种(蓝色和红色)去掉亮度信号后的色彩差异信号,分别标注为Pb和Pr,或者Cb和Cr,在三条线的接头处分别用绿、蓝、红色进行区别。这三条线如果相互之间插错了,可能会显示不出画面,或者显示出奇怪的色彩来。色差分量接口是模拟接口,支持传送480i/480p/576p/720p/1080i/1080p等格式的视频信号,本身不传输音频信号。2.1.5属于模拟高频图像信号的模拟信号VGA(VideoGraphicArray)接口(图5),即视频图形阵列,也叫D-Sub接口,是15针的梯形插头,分成3排,每排5个,传输红、绿、蓝色值信号(RGB)以及水平同步(H-Sync)和垂直同步(V-Sync)信号,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,然后再输出到显示设备成像。该接口有成熟的制造工艺、广泛的使用范围,是模拟信号传输中最常见到的一种端口。2.2数字接口2.2.1sb号的连接设备USB(UniversalSerialBus通用串行总线)(图6)用于将鼠标、键盘、移动硬盘、数码相机、VoIP电话或打印机等外设连接到PC。理论上单个USBhost控制器可以连接最多127个设备。USB目前有两个版本,USB1.1的最高数据传输率为12Mbps,USB2.0则提高到480Mbps。注意:二者的物理接口完全一致,数据传输率上的差别完全由PC的USBhost控制器以及USB设备决定。USB可以通过连接线为设备提供最高5V,500mA的电力。USB接口有3种类型:(1)TypeA:一般用于PC;(2)TypeB:一般用于USB设备;(3)Mini-USB:一般用于数码相机、数码摄像机、测量仪器以及移动硬盘等。2.2.2数字地形分析用最优设备即pc电脑IEEE1394接口(图7)是一个非常通用的接口,它的前身于1986年由苹果公司所草拟,苹果公司称之为FireWire,Sony公司则称之为i.Link,TexaInstruments公司称之为Lynx,实际上所有的商标名称都是指同一种技术——IEEE1394。IEEE1394是为了增强外部多媒体设备与电脑连接性能而设计的高速串行总线,传输速率可以达到400Mbps,利用IEE1394技术我们可以轻易地把电脑和摄像机,高速硬盘,音响等设备中存储的数据倒入到PC电脑中。普通1394设备使用的6针线缆可提供电源(提供8-30伏的电压以及最大1.5安培的电流),另外还有一种不提供电源的4针线缆。2.2.3ddwg接口DVI(DigitalVisualInterface)接口(图8),即数字视觉接口。DVI接口标准是1999年由SiliconImage、Intel(英特尔)、Compaq(康柏)、IBM、HP(惠普)、NEC、Fujitsu(富士通)等公司共同组成DDWG(DigitalDisplayWorkingGroup,数字显示工作组)推出的接口标准。DVI是一种主要针对数字信号的显示界面,这种界面无需将显卡产生的数字信号转换成有损模拟信号,然后再在数字显示设备上进行相反的操作。而是直接将显卡的数字信号送往显示设备,避免了D/A转换和A/D转换过程中的信号损失,大大提高了图像质量。目前常见的DVI接口有两种,分别是DVI-Digital(DVI-D)与DVI-Integrated(DVI-I),DVI-D仅支持数字信号,而DVI-I则不仅支持数字信号,还可以支持模拟信号,也就是说DVI-I的兼容性更强。2.2.4hdmi视频监控HDMI接口(图9)是新一代的多媒体接口标准,全称是High-DefinitionMultimediaInterface,中文意思为高清晰多媒体接口,该标准由索尼、日立、松下、飞利浦、东芝、Siliconimage、Thomson(RCA)等7家公司在2002年4月开始发起的。其产生是为了取代传统的DVD碟机、电视及其它视频输出设备的已有接口,统一并简化用户终端接线,并提供更高带宽的数据传输速度和数字化无损传送音视频信号。2006年5月22日,制定HDMI标准的7家企业共同宣布了HDMI1.3,新标准将带宽和速率都提升了2倍以上,达到了340MHz的带宽和10.2Gbps速率,以满足最新的1440P/WAXGA分辨率的要求。传统的AV复合和色差接口都需要独立分开音频和视频数据线来传输信号,同为数字接口的DVI接口则并不支持音频传输,目前唯有HDMI具备了在一条数据线上同时传送影音信号的能力,因此人们也习惯把HDMI称为高清一线通。3.基于视场性能的比较和选择3.1模拟类接口中图像质量的影响以上介绍的各模拟类接口由于结构及工作原理不同在传输视音频信号质量方面存在者差异。RF接口由于是视音频混合编码导致视音频信号相互干扰,因此,其信号质量是所有接口中最差的,只在有线电视节目传输中使用;AV接口实现了视音频信号分离传输,避免了视音频信号的相互干扰,因此其图像质量较RF接口有所提高,但其视频信号仍然是亮度和色度信号的混合,在传输过程中亮度和色度信号相互干扰会导致图像质量下降;S端子接口是在AV接口的基础上进一步将亮度信号和色度信号进行分离传输,因此其图像质量优于AV接口,但其色度信号仍然是混合信号,各色差信号在传输过程中也会相互干扰导致图像质量有所下降;色差分量接口彻底将亮度信号(Y)和色差信号(Cb/PB和Cr/Pr)分离传输,因此避免了它们之间的相互干扰,因此其图像质量是模拟类接口中较好的;VGA接口分别传输的是三基色信号(RGB)和行场同步信号(HV),避免了各信号之间的干扰,因此其图像质量也是模拟类接口中较好的,随着技术的发展,其所能支持的分辨率越来越高,应用范围也在不断扩大。综上所述,仅从所传输的图像质量方面考虑,模拟类接口中应首选VGA接口和色差分量接口,其次选择顺序依次为:S端子接口、AV接口、RF接口。3.2比较和选择数字接口3.2.1ieee1349接口USB2.0接口和IEEE1394接口都属于高速串行接口,在多媒体视音频传输方面有着较广泛的应用。USB接口具有体积小、速度快、支持热插拔、可扩展的数据传输速率、完全数字兼容和连接的设备多等优势很快成为计算机及其外设、多媒体设备、移动存储设备等的必备接口,为大家所熟知;而IEEE1394接口对我们来说要陌生的多,也少见的多,IEEE1394接口除了具有USB接口的上述优势外它还具有拓扑结构灵活、给外设提供的电压和电流高、可建立对等网络和支持同步和异步两种数据传输模式等特点。同步传输模式会确保某一连线的频宽,对于即时影像而言这是相当重要的,因为影音数据都会有其时间上的限制,无法接受过久的延迟。因此,IEEE1394接口在专业的数字视音频采集中广泛使用,而USB接口在此领域则少见的多。3.2.2hdmi接口DVI接口传输的是数字信号,数字图像信息不需经过任何转换,就会直接被传送到显示设备上,因此减少了数字→模拟→数字繁琐的转换过程,与VGA接口相比大大节省了时间,因此它的速度更快、有效消除拖影现象,而且使用DVI进行数据传输,信号没有衰减,色彩更纯净,更逼真,图像的清晰度和细节表现力都得到了大大提高。HDMI接口与DVI接口相比有三个明显的区别。首先HDMI比DVI支持更高的分辨率,大约HDMI可以支持两倍于现在HDTV的分辨率。第二,DVI仅仅支持视频信号的传送,但是音频信号要使用另外的线缆进行传送。而HDMI可以进行音频和视频数字信号的同传。第三,HDMI接口的体积要远远小于DVI接口。HDMI接口向下兼容DVI接口,也就是说你可以使用HDMI设备连接DVI设备,中间仅仅使用一个小小的转接线就行了。当用户全面升及到新的HDMI系统后,以前的DVI设备仍然可以继续使用。4.数字接口的性能视音频接口的发展和更替是与技术的发展和人们对视音频数据传输的需求分不开的。随着HDTV格式的流行,HDMI接口逐渐被人们青睐,数字接口取代模拟接口已成为视音频接口发展的总的趋势。但同时也要看到,一些性能优异的数字接口并不是开放的标准,制造商必须向标准制定协会支付高昂的版税,来