【《HDMI接口像素编码和颜色深度分析概述》4100字】

HDMI接口像素编码和颜色深度分析概述目录TOC\o"1-3"\h\u16220HDMI接口像素编码和颜色深度分析概述 1182001.124位像素编码 163901.2深色像素包装 3223591.3深颜色模式/阶段表示 7293661.4像素重复显示 9通过HDMI电缆可以传输的像素编码，有以下几种：4:4:4、4:2:2和4:4:4。但是无论使用什么类型的编码，它都应符合本节中所述的方法之一。支持四个颜色深度：每像素24位、30位、36位或48位。在大于24位的深度下，只允许使用RGB4:4:4和4:4:4（“深颜色”模式）。1.124位像素编码图1.1-1中显示了24位颜色深度的默认编码。对于一个给定视频行第一像素的R、G和B组件在保护带字符之后的视频数据段第一像素上进行传输。图1.1-1默认像素编码：RGB4：4：4，8位/组件图1.1-2显示了在上传输24位4:2:2数据信号的投影和数据的时间。由于每个4：2：2数据定义单个像素仅需要2个组成部分，因此每个组成部分都可以在其中分配更多的位。在可操作的24位中，Y分量可分为12位，C分量可分为12位。图1.1-2YCBCR4：2：2组件HDMI中的4:2:2像素编码，这和标准的非常相似。Y分量的高阶8位映射到通道1的8位，低阶4位映射到通道0的低阶4位。假设被用到的实际不足12位的话，有效位应该保持对齐的状态，用“0”来填充最低有效位之后的位［18］。在视频数据周期之中，发送的第一个像素包括三个组成元件（Y0、Cb0、Cr0）。Y0和Cb0第一像素期间就会进行传输操作。但是，单独被剩下的Cr0则会被安排在第二像素期间发送出去。除了上个期间留下的Cr0被分配到第二个像素周期，此周期内还包含第二个像素的唯一组件——Y1。这样一来，链路的传输时，实现每2个像素承载了一个样本，每2个像素承载一个样本。这两个组件（和）就可以被多路复用到链路上的同意数据信号路径上。在第三像素处，被重复发送的第三像素的Y和组件，并且在下一像素周期中，跟随第三像素的分量和第四像素的Y分量。4:4:4数据采用图1.1-3所示的方案进行传输。图1.1-38位YCBCR4：4：4映射1.2深色像素包装就其颜色深度是24位/像素的情况来看，传输像素数据的速率可以达到每个时钟内传送一个像素的水平。对于色彩深度更深的情况而言，那么就时钟运行的速率来看的话，会快于源像素时钟，这样一来更大的带宽可以被提供以满足附加的位的需求。随着其他模式下像素的大小和默认的24位模式下的比例的改变，时钟速率的增幅也与之呈现相同比例，如下表1.2-1所示：表1.2-1模式T.M.D.S时钟像素时钟比例24位模式111：130位模式11.255：436位模式11.53：248位模式122：1执行操作的时候如果运行的模式是处于深色模式的话，在这种情况下同一个被封装的好像素组里面会包含所有的视频像素数据信息和控制信号、、DE转换信号；各组均会承载相同大小相同数量的像素，并且在传输的时候会要求同样个数的时钟。在每一个时钟的时间，都会传输像素组的部分内容。有关于像素组里面所包含的像素数量的多少和划分出片段的数量都是由像素的大小来规定的，下表1.2-2列出了情况：表1.2-2模式像素数（个）/像素组片段数（个）/像素组24位模式1130位模式4536位模式2348位模式12在有效的视频区间里，输入的像素数据会依次被打包封装到这些像素组。在消隐期内，和（行信号和场信号）也会被送入上面像素数据所在的像素组。通过这样的封装操作后，视频相关的协议元素都可以实现传输速率和像素时钟成直接比例关系。这样一来，像素时钟和像素数据之间的关系，DE转换同或转换之间的关联，就可以确保不会被改变。这也允许这三种转换支持默认的24位/像素，以及拓展至其他不同位数的像素大小。深色模式下的像素打包产生的干扰，对于其他全部的HDMI协议元素来说都不会带来很大的影响。在正常默认的24位的操作模式下，数据岛、视频保护带还有导言它们都可以正常地去产生。这三者都需要TMDS时钟，数据岛是32个TMDS时钟，视频保护带是2个，导言是8个。从上面的文字描述可知，像素组地构成有多种可能，1个像素可以组成一个像素组，2个像素也能组成一个像素组，4个像素同样可以组成一个像素组。在传输的时候，划分片段也有多种情况，1个片段即整个组同时传输，当一个组划分的片段有2个、3个或5个等多个时，传输时一个TMDS时钟传递单个片段。传输流中的每个字符周期（一个时钟）都携带一个像素组的片段，它用来表示该组的特定打包阶段。宿端即接收器，需要让自己这边的像素组接触封装的状态和源端即发送器发出像素组的封装的状态达到一个同步的效果，就必定要确定新的一组开始或者阶段0的初始的时刻，这些信息是由传输流之中的具体的哪一个字符表达的就必须要明确。为了确保能正确实现这一点，发送端发送一个指示特定像素的包装阶段的包（包的详细信息见1.3）。每个视频字段至少被发送一次，指示当前包装正处于的阶段。接收器可以通过这些数据来初步地确定各个新组的起点的位置，也可以通过使用这种定期的更新方式来验证它们是否仍处于同步，或者从链接上的一些严重差错中得到修正。每个颜色深度都有对应的像素编码，下面的表格就详细的罗列出来了所有的对应关系。对于每一种运行模式，每个阶段的包装都被进行了详细的解释。有效视频数据包装阶段被识别为“mPn”（10P0、10P1等）。消隐期包装阶段标识是“mCn”（10C0、10C1等)。24位模式：P（像素/组）=1像素；L（片段/组）=1片段（1个TMDS字符），标准的HDMI格式。片段阶段像素8位HDMI像素数据代码（至编码器）Bit0Bit1Bit2Bit3Bit4Bit5Bit6Bit78P00AA0A1A2A3A4A5A6A730位模式：P=4像素；L=5片段片段阶段像素8位HDMI像素数据代码（至编码器）Bit0Bit1Bit2Bit3Bit4Bit5Bit6Bit710P00AA0A1A2A3A4A5A6A710P11A+BA8A9B0B1B2B3B4B510P22B+CB6B7B8B9C0C1C2C310P33C+DC4C5C6C7C8C9D0D110P44DD2D3D4D5D6D7D8D936位模式：P=2像素；L=3片段片段阶段像素8位HDMI像素数据代码（至编码器）Bit0Bit1Bit2Bit3Bit4Bit5Bit6Bit712P00AA0A1A2A3A4A5A6A712P11A+BA8A9A10A11B0B1B2B312P22BB4B5B6B7B8B9B10B1148位模式：P=1像素；L=2片段片段阶段像素8位HDMI像素数据代码（至编码器）Bit0Bit1Bit2Bit3Bit4Bit5Bit6Bit716P00AA0A1A2A3A4A5A6A716P11AA8A9A10A11A12A13A14A15在消隐期过程中，每个像素组中为每个像素时钟携带一个HSYNC和VSYNC值。这样一来位每个组提供了比要求数量还多一个的HSYNC和VSYNC插槽（例如，5TMDS时钟，4像素)，因此，HSYNC和VSYNC值只是在一个组的最后一个TMDS时钟上简单重复的。以下的一系列表歌指定了每个模式的组大小和组内的HSYNC和VSYNC传输顺序。每个像素的源端的HSYNC/VSYNC值都依据需要被标记为S、T、U、V。源端的HSYNC/VSYNC值的标记为S的是组中最早被相应的代码，以此类推。·24位模式组大小=1像素；1个片段片段HS/VS值8C0S·30位模式在30位模式下，如果视频数据周期在像素组的边界之前结束，则可以使用下表中已经列出的10PCn序列中的一个或多个步骤进行填充剩余的片段，直到触及到该组的边界。这以后，使用正常的序列组大小=4像素；5个片段片段HS/VS值10C0S10C1T10C2U10C3V10C4V30位模式剩余部分（组中的DE的边缘）。从10Pn转换到10C0的桥接状态命名为“10PCn”：片段HS/VS值10PC2T10PC3U10PC4V·36位模式组大小为=2像素；3个片段片段HS/VS值12C0S12C1T12C2T·48位模式组大小为=1像素；2个片段片段HS/VS值16C0S16C1S1.3深颜色模式/阶段表示在深色模式下，“发送端”和“接收端”分别记录视频数据信息周期时间的最后一个像素标识符的打包阶段。发送端偶尔会发送通用控制包(GCP)，该数据包传达了在GCP之前发送的最后一个像素标识符的当前颜色深度和打包阶段。只要CD（CD0、CD1、CD2、CD3）不为零，则此数据信息在通用控制包之中是有效用的。当信号接收器接收到的通用控制包是包含非零分量的CD数据信息时，它应该把接收器本身的色彩深度及其相位同CD数据进行对比。一旦发现它们不匹配的情况，接收端应调整其颜色深度或相位，以匹配CD数据。传输深颜色时，发送端应发送通用控制包(GCP)同时应该伴随有准确的CD字段指示当前颜色深度和PP字段（PP0、PP1、PP2、PP3）指示GCP之前发送的最后一个像素字符（在最后一个视频数据段内）的包装阶段。发送端应仅将带有非零CD的GCP发送给支持深颜色的接收器，并且应该选择接收端支持的颜色深度。一旦发送端将非零CD的GCP发送到接收器，只要接收器继续支持深色，它应该继续向24位颜色至少发送一次非零CD的GCP。如果接收器未接收到超过4个连续视频字段的非零CD的GCP，则会退出深色模式（恢复为24位颜色深度）。当CD为零时，不会显示任何有关颜色深度的信，PP应为零。当CD不为零时，表示颜色深度和包装相位(PP)是有效的。下表1.3-1是CD字段的值。表1.3-1颜色深度（CD字段）值CD3CD2CD1CD0颜色深度0000未表明的颜色深度0001Reserved0010Reserved0011Reserved0100每像素容量为24位0101每像素容量为30位0110每像素容量为36位0111每像素容量为48位其他值Reserved当接收端指示不能使用深颜色的时候，就会要求去使用零CD字段（无深色）。该值还可以用作深色模式下的通用控制包，以指示发送了非深色信息内容，例如，AVMUTE（确认）。当CD字段的含义表达出每个像素为24位时，字段是无效的，接收器应当无视它。当CD字段非零时，PP字段指示最近视频数据段（在GCP消息之前）中最后一个片段的打包阶段。表1.3-2显示了之前的包装阶段表中所示的每个包装阶段的具体PP值。表1.3-2像素包装阶段（PP字段）值PP3PP2PP1PP0像素包装阶段0000Phase4(10P4)0001Phase1(10P1/12P1/16P1)0010Phase2(10P2/12P2)0011Phase3(10P3)0100Reserved其他值Reserved包装阶段不需要使用PP位来表示0，这是不必要的，因为阶段0总是只代表组的第一个像素的一部分，因此，任何视频数据周期都不会在阶段0结束。如果活动视频在第一像素之后结束，则最后的阶段将是阶段1，包含第一像素的最后一位。如果传输的视频格式具有定时，使得每个视频数据周期的第一像素的相位对应于像素包装相位0（例如，10P0，12P0，16P0)，发送端可以在GCP中设置Default_Phase位。接收端可以使用这一位优化PP字段的过滤或处理。GCP的Default_Phase字段，当Default_Phase为0时，PP位可以变化，并且每一个视频数据周期内的第一个像素也可以改变。当Default_Phase为1时，不同情况下的，每个视频数据周期里的第一个像素的像素包装阶段应从头到尾设置为0(10P0，12P0，16P0)；每个视频数据周期之后的第一个像素的像素包装阶段也应为0(10C0，12C0，16C0)；所