音视频接口知识.docx

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音视频接口知识

S-Video具体英文全称叫SeparateVideo，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），SeparateVideo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，而且由于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，极大提高了图像的清晰度，但S-Video仍要将两路色差信号（CrCb）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CrCb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之一。

（S端子又可以分为三种

1．普通S端子

最下面的5针型D端子是标准的S端子类型，也是通用的一种规格。

除了显卡外电视机以及DVD等视频源上都是这种接口。

2．增强型S端子

中间的那个明显比下面5针的接口多了2个针孔，原先许多ATi原厂的Radeon85007500都是采用的这种接口（上图中间的显卡就是一张原厂的7500），这种7针接口并飞标准接口，这样就决定了不同厂家的7针接口有可能在多出的2针的定义上有所不同。

不过除了多出的2针外，7针接口兼容5针标准接头，我们也能使用5针连线。

虽然多出的2针功能和定义各不相同，但是大家一般都是把这两针作为标准AV视频信号输出，这样就使得这个7针接口即能分离出一路5针标准S端子信号，又能分离出一路标准的AV视频信号来，于是有的配备7针S端子的显卡还配备一个一转二的转接输出装置，可以分成S端子和AV输出两种模式，从这个角度来说7针接口要优越于5针标准借口。

不过，绝大多数情况下S端子明显比AV视频输出效果优秀，且大部分电视机都具备这样的接口，所以从这个角度来说配备S同时又配备AV就显得有些添足之嫌了。

3．VIVO端子

最上面那两个多于7针的接口，我们只有在一些VIVO或者在ATiAll-In-Wonder产品上面才能看到，平时很少看到。

这种接口除了具备5针标准S端子信号以及TV视频信号以外，通常还包含两路音频信号。

不过这种接口通常都不会兼容标准5针S端子，我们需要使用转接盒等设备扩展出S端子才能使用。

除了可以为显卡增加电视输出功能外，还可以支持视频采集功能。

需要注意的是：

并不是所有采用这种接口的显卡都带视频输入功能，也有一部分显卡虽然采用了这种接口，但只是将其作为普通的S端子使用。

）

[S端子]

[Ｓ端子连接线]

AV接口具体全称叫标准视频输入（RCA）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。

[AV插座]

[ＡＶ连接线]

BNC接头是由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接口可以隔绝视频输入信号，使信号相互间干扰减少，且信号带宽要比普通15针D型接口大，可达到更佳的信号响应效果。

大屏幕彩显多使用BNC接头。

很显然你的显卡应该也有BNC输出口才能与显示器的BNC接头配合。

不过大多数带BNC接头的显示器也同时带有15针D型接口，而且BNC和D型接口间有相应转换连接线。

[BNC接头]

视频色差输入接口，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YCrCb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YCrCb，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以上各种视频输出接口中最好的一种。

[色差线]

[高清色差线]

VGA（VideoGraphicsArray）接口，也叫D-Sub接口。

虽然液晶显示器可以直接接收数字信号，但很多低端产品为了与VGA接口显卡相匹配，因而采用VGA接口。

VGA接口是一种D型接口，上面共有15针空，分成三排，每排五个。

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、Ｂ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Ａ/Ｄ（模拟/数字）转换器，将模拟信号转变为数字信号。

在经过Ｄ/Ａ和Ａ/Ｄ2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。

[VGA显示接口]

[显示信号线上的VGA接头]

DVI输入接口，DVI接口主要用于与具有数字显示输出功能的计算机显卡相连接，显示计算机的RGB信号。

DVI（DigitalVisualInterface）数字显示接口，是由1998年9月，在Intel开发者论坛上成立的数字显示工作小组（DigitalDisplayWorkingGroup简称DDWG），所制定的数字显示接口标准。

DVI数字端子比标准VGA端子信号要好，数字接口保证了全部内容采用数字格式传输，保证了主机到监视器的传输过程中数据的完整性（无干扰信号引入），可以得到更清晰的图像。

目前DVI系统的规格已经比较成熟了：

显卡产生的数字信号（包括控制信息和数据信息）由发送器按照~S协议编码后通过~S通道（至少要包含4条数据线：

RGB三种信号和时钟信号）发送给接收器，经过解码送给数字显示设备。

由于~S协议本身就是SiliconImage制定的算法，因此SiliconImage制造的发送器和接收器自然是最佳选择。

根据DVI标准，一条~S通道可以达到165MHz的工作频率和10-bit接口，也就是可以提供1.65Gbps的带宽，这足以应付1920*1080/60Hz的显示要求。

另外，为了扩充兼容性，DVI还可以使用第二条~S通道（就像原理图中一样），不过其工作频率必须与另一条同步——比如说我们需要2Gbps的带宽，那么两条通道都要工作于100MHz上面（100MHz*2*10-bits）。

（目前的DVI接口分为两种，一个是DVI-D接口，只能接收数字信号，接口上只有3排8列共24个针脚，其中右上角的一个针脚为空。

不兼容模拟信号。

[DVI-D]

[DVI-D]

另外一种则是DVI-I接口，可同时兼容模拟和数字信号。

兼容模拟幸好并不意味着模拟信号的接口D-Sub接口可以连接在DVI-I接口上，而是必须通过一个转换接头才能使用，一般采用这种接口的显卡都会带有相关的转换接头。

[DVI-I]

[DVI-I]

考虑到兼容性问题，目前显卡一般会采用DVD-I接口，这样可以通过转换接头连接到普通的VGA接口。

而带有DVI接口的显示器一般使用DVI-D接口，因为这样的显示器一般也带有VGA接口，因此不需要带有模拟信号的DVI-I接口。

当然也有少数例外，有些显示器只有DVI-I接口而没有VGA接口。

）

（DVI一共分为5种标准。

其中DVI-D和DVI-I分为“双通道”和“单通道”两种类型，我们平时见到的都是单通道版的，双通道版的成本很高，因此只有部分专业设备才具备，普通消费者很难见到。

[DVI-标准]

DVI-A是一种模拟传输标准，晚期的大屏幕专业CRT中能看见。

不过由于和VGA没有本质区别，性能也不高，因此DVI-A事实上已经被废弃了。

至于DFP接口，这是一种已经被废弃的早期的数字规范。

）

（DVI信号的各种特性）

[DVI信号的各种特性]

HDMI（HighDefinitionMultimediaInterface）指的是高清晰度多媒体接口。

这两种接口将广泛应用于DVD播放机、有线电视/卫星电视机顶盒、HDTV等设备上，它们可以有效地提高数字图像的质量，不再需要进行模数转换。

尤其是HDTV产品中，会经常用到DVI和HDMI接口，这还和HDCP（High-BandwidthDigitalContentProtection高宽带数字内容保护）有关，DVI和HDMI接口支持HDCP

无可否认，现在提供DVI接口支持的设备数量远远大于提供HDMI接口的设备，因为HDMI的起步比DVI晚了许多，为了更加顺利的推广HDMI接口，HDMI完全兼容DVI（因为它们的原理比较相似，HDMI在针脚上和DVI兼容，只是采用了不同的封装。

），通过DVI-HDMI接口转接器，我们就可以方便的使用HDMI接口了。

HDMI接口可以提供高达5Gbps的数据传输带宽，可以传送无压缩的音频信号及高分辨率视频信号。

同时无需在信号传送前进行数/模或者模/数转换，可以保证最高质量的影音信号传送。

应用HDMI的好处是：

只需要一条HDMI线，便可以同时传送影音信号，而不像现在需要多条线材来连接；同时，由于无线进行数/模或者模/数转换，能取得更高的音频和视频传输质量。

对消费者而言，HDMI技术不仅能提供清晰的画质，而且由于音频/视频采用同一电缆，大大简化了家庭影院系统的安装。

[HDMI端子]

[HDMI端子-A]

[HDMI插座]

DVI由于产生于PC平台，其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，而现在的数字电视要求的36bit高逼真画面，即要求三原色各自有12bit数字视频信号DVI已经无法满足，而HDMI可以支持12bit数字视频信号，HDMI的出现使得我们可以观看到色彩层次更加丰富，暗影细节更多的画面。

当DVI和HDMI电缆制作很好时，并且连接到RPTV,Plasma和LCD的电缆较短时通常都不会有问题。

因为投影仪那样设备需要较长电缆，这样就会出现问题，这种情况很普遍。

目前，一些机顶盒与DVD播放器的DVI连接器电缆长度限制在5米以内（大概是15英尺）。

在典型的家庭影院，信号源等设备的距离可能远远大于DVI应用所建议的5米。

投影仪通常与信号源相距14至20英尺以上，它所需要的电缆长度大概要20至30英尺。

这给电缆生产商带来严峻的考验，在接收端能够完全恢复信号的情况下，一些小规格的双绞~S线在传输信号时带来许多积累衰减，在这种条件下，接收器也可以正常恢复。

现在有许多公司都提出了基于铜线的解决方案，因为这种方式的价格要比光纤或者其它电缆方式都要合理。

HDMI就是基于长距离电缆传输而设计的方式，但是其实际性能约束跟DVI相似。

当前，对长距离DVI电缆的应用需要增增幅器（boosteramplifiers）或者光网扩展器（fiberopticextenders），这使用成本又增加了数百美元。

[HDMI端子和DVI端子]

根据以上原理，

AV可以转S端子，

VGA可以转色差线，

VGA可以用转接器转成BNC，

DVI可以用转接器转成HDMI（无音频信号）

DVI可以转VGA

[VGA转色差线]

[S端子转AV]

[HDMItoDVI-D转接头]

[HDMItoDVI-D转接线]

[DVI-I转换成VGA的接头]

常见音视频信号的类型和接线

常见音视频信号的类型和接线

1.复合视频（Composite-Video）

-传输介质：

单根带屏蔽的同轴电缆

-传输阻抗：

75Ω

-常用接头：

BNC接头、莲花（RCA）接头

-接线标准：

插针=同轴信号线，外壳公共地＝屏蔽网线（下图所示）

2.超级视频（Super-Video）

-传输介质：

两根带屏蔽的同轴电缆

-传输阻抗：

75Ω

-常用接头：

2×BNC接头、1×4针微型接头

-接线标准：

3脚插针=亮度（Y）信号线，4脚插针=色度（C）信号线

1脚、2脚公共地＝屏蔽网线（下图所示）

3.模拟分量视频（RGBHVVideo）

-传输介质：

3-5根带屏蔽的同轴电缆

-传输阻抗：

75Ω

-常用接头：

3-5×BNC接头

-接线标准：

红色=红基色（R）信号线，绿色=绿基色（G）信号线，蓝色=蓝基色（B）信号线，黑色=行同步（H）信号线，黄色=场同步（V）信号线，公共地＝屏蔽网线（下图所示）　

4.VGA视频（VideoGraphicsArray）

-传输介质：

11根带屏蔽的同轴电缆

-传输阻抗：

75Ω

-常用接头：

15针HD型接头

-接线标准：

1脚=红基色，2脚=绿基色，3脚=蓝基色，6脚=红色地，7脚=绿色地，8脚=蓝色地，13脚=行同步，14脚=场同步，5脚=自测试，10脚=数字地，4、11、12、15脚=地址码（下图所示）

5.工作站视频（IBMPowerPC/SunColor）

-传输介质：

11根带屏蔽的同轴电缆

-传输阻抗：

75Ω

-常用接头：

13W3接头

-接线标准：

A1脚=红基色，A2脚=绿基色，A3脚=蓝基色，5脚=行同步，9脚=场同步，3脚=自测试，4、10脚=数字地，1、2、6、7脚=地址码（下图所示）

6.数字串行视频（Signal-DigitalInterface）

-传输介质：

单根带屏蔽的同轴电缆

-传输阻抗：

75Ω

-常用接头：

BNC接头

-接线标准：

插针=同轴信号线，外壳数字地＝屏蔽网线

7.非平衡模拟音频（UNBAlanceAudio）

-传输介质：

单根带屏蔽的同轴电缆

-传输阻抗：

高低阻

-常用接头：

直型（TRS）接头、莲花（RCA）接头

-接线标准：

插针=同轴信号线，外壳公共地＝屏蔽网线（下图所示）

8.平衡式模拟音频（AnalogBalanceAudio）

-传输介质：

带屏蔽的双绞电缆

-传输阻抗：

600Ω或高低阻

-常用接头：

直型（TRS）接头、卡龙（XLR）接头

-接线标准：

直插：

插针=信号+，中环=信号－，外壳公共地＝屏蔽网线卡龙：

2脚=信号+，3脚=信号－，1脚公共地=屏蔽网线（下图所示）

9.非平衡数字音频（DigitalUnbalanceAudio）

-传输介质：

单根带屏蔽的同轴电缆或光纤

-传输阻抗：

75Ω

-常用接头：

BNC接头

-接线标准：

插针=同轴信号线，外壳数字地＝屏蔽网线

10.平衡式数字音频（DigitalBalanceAudio）

-传输介质：

带屏蔽的双绞电缆

-传输阻抗：

110Ω

-常用接头：

卡龙（XLR）接头

11.其他数字音频格式

SDIF-2SONYDigitalInterface

三根同轴电缆，双通道、立体声

BNC

SDIF-24SONYDigitalInterface

多股绞合电缆，24通道、立体声

D25

Y1Y2YAMAHA

八芯绞合电缆

8-pinDIN

AES/EBU音频工程师协会/欧洲广播联盟

带屏蔽的双绞电缆，双通道、立体声

XLR

TOSLINKTOSHIBAOpticalLink

单根光纤，多通道、立体声

光纤连接头

TEACDTRS

多股绞合电缆，8通道、立体声

D25

ADATALESIE

一对光纤，8通道、立体声

光纤连接头