第三章数字分量视频接口课件

第三章 数字分量视频接口一、概述一、概述演播室中，电视节目制作和编辑等各个环节都需要在不演播室中，电视节目制作和编辑等各个环节都需要在不演播室中，电视节目制作和编辑等各个环节都需要在不演播室中，电视节目制作和编辑等各个环节都需要在不同的数字视频设备之间相互连接。采用电缆连接时有两同的数字视频设备之间相互连接。采用电缆连接时有两同的数字视频设备之间相互连接。采用电缆连接时有两同的数字视频设备之间相互连接。采用电缆连接时有两种接口方式：种接口方式：种接口方式：种接口方式：比特并行方式：将比特并行方式：将比特并行方式：将比特并行方式：将8 8比特（或比特（或比特（或比特（或1010比特）的视频数据字同时比特）的视频数据字同时比特）的视频数据字同时比特）的视频数据字同时传送。需使用多芯电缆将各个比特位通过各自的专用芯传送。需使用多芯电缆将各个比特位通过各自的专用芯传送。需使用多芯电缆将各个比特位通过各自的专用芯传送。需使用多芯电缆将各个比特位通过各自的专用芯线传送。线传送。线传送。线传送。比特串行方式：将视频数据字的各个比特以及相继的数比特串行方式：将视频数据字的各个比特以及相继的数比特串行方式：将视频数据字的各个比特以及相继的数比特串行方式：将视频数据字的各个比特以及相继的数据字通过单一芯线顺序传送。可使用据字通过单一芯线顺序传送。可使用据字通过单一芯线顺序传送。可使用据字通过单一芯线顺序传送。可使用7575欧姆的同轴电缆欧姆的同轴电缆欧姆的同轴电缆欧姆的同轴电缆传送。传送。传送。传送。1 1、名词解释、名词解释、名词解释、名词解释接口（接口（接口（接口（InterfaceInterface）:指单个发送器和单个接收器之间的单向连接。指单个发送器和单个接收器之间的单向连接。指单个发送器和单个接收器之间的单向连接。指单个发送器和单个接收器之间的单向连接。接口包括机械连接和通过接口的数字信号接口包括机械连接和通过接口的数字信号接口包括机械连接和通过接口的数字信号接口包括机械连接和通过接口的数字信号接口标准定义了机械连接方法和通过接口的数字信号格式接口标准定义了机械连接方法和通过接口的数字信号格式接口标准定义了机械连接方法和通过接口的数字信号格式接口标准定义了机械连接方法和通过接口的数字信号格式目前有比特并行接口和比特串行接口两种方式目前有比特并行接口和比特串行接口两种方式目前有比特并行接口和比特串行接口两种方式目前有比特并行接口和比特串行接口两种方式通过接口的数字信号包括：通过接口的数字信号包括：通过接口的数字信号包括：通过接口的数字信号包括：有效视频信号；有效视频信号；有效视频信号；有效视频信号；数字消隐信号；数字消隐信号；数字消隐信号；数字消隐信号；定时基准信号；定时基准信号；定时基准信号；定时基准信号；辅助数据信号；辅助数据信号；辅助数据信号；辅助数据信号；SAVSAV（Start of Active VideoStart of Active Video）有效视频起始（标志），由有效视频起始（标志），由有效视频起始（标志），由有效视频起始（标志），由4 4个字组成，每个字为个字组成，每个字为个字组成，每个字为个字组成，每个字为8 8比特比特比特比特或或或或1010比特。比特。比特。比特。EAVEAV（End of Active VideoEnd of Active Video）有效视频结束（标志），由有效视频结束（标志），由有效视频结束（标志），由有效视频结束（标志），由4 4个字组成，每个字为个字组成，每个字为个字组成，每个字为个字组成，每个字为8 8比特比特比特比特或或或或1010比特。比特。比特。比特。NRZNRZ非归零码非归零码非归零码非归零码2 2、数的表示方法、数的表示方法、数的表示方法、数的表示方法接口中的数据字通常用接口中的数据字通常用接口中的数据字通常用接口中的数据字通常用1616进制表示。进制表示。进制表示。进制表示。例如：例如：例如：例如：1001 00011001 0001表示为表示为表示为表示为91h91h为了避免为了避免为了避免为了避免1010比特和比特和比特和比特和8 8比特表示之间的混淆，数据字的头比特表示之间的混淆，数据字的头比特表示之间的混淆，数据字的头比特表示之间的混淆，数据字的头8 8个个个个最高有效位被当作整数部分，如果有后两个附加比特，则最高有效位被当作整数部分，如果有后两个附加比特，则最高有效位被当作整数部分，如果有后两个附加比特，则最高有效位被当作整数部分，如果有后两个附加比特，则被当作小数部分。被当作小数部分。被当作小数部分。被当作小数部分。例如：例如：例如：例如：1001 0001 011001 0001 01 可表示为可表示为可表示为可表示为 91.4h91.4h没有小数部分时，应将其假定为二进制没有小数部分时，应将其假定为二进制没有小数部分时，应将其假定为二进制没有小数部分时，应将其假定为二进制0000例如：例如：例如：例如：1001 00011001 0001 应当作应当作应当作应当作 1001 0001 001001 0001 00所以，可表示为所以，可表示为所以，可表示为所以，可表示为 91.0h91.0h视频电平视频电平视频电平视频电平二进制表示二进制表示二进制表示二进制表示1616进制表示进制表示进制表示进制表示消隐电平消隐电平消隐电平消隐电平0001 0000 000001 0000 0010.0h10.0h白电平白电平白电平白电平1110 1011 001110 1011 00EB.0hEB.0h消色电平消色电平消色电平消色电平1000 0000 001000 0000 0080.0h80.0h3 3、视频数据格式、视频数据格式、视频数据格式、视频数据格式8 8比特数据字在比特数据字在比特数据字在比特数据字在1010比特接口中传输时，占用最比特接口中传输时，占用最比特接口中传输时，占用最比特接口中传输时，占用最高高高高8 8位有效比特。此时剩余的两个最低比特位位有效比特。此时剩余的两个最低比特位位有效比特。此时剩余的两个最低比特位位有效比特。此时剩余的两个最低比特位应设定为零。应设定为零。应设定为零。应设定为零。数据字的数据字的数据字的数据字的8 8个最高有效位全为个最高有效位全为个最高有效位全为个最高有效位全为1 1或全为或全为或全为或全为0 0时，用时，用时，用时，用于同步基准，其相应的数据值不能用作视频数于同步基准，其相应的数据值不能用作视频数于同步基准，其相应的数据值不能用作视频数于同步基准，其相应的数据值不能用作视频数据编码。据编码。据编码。据编码。即：即：即：即：1111 1111 xx 1111 1111 xx 和和和和 0000 0000 xx 0000 0000 xx不能用于不能用于不能用于不能用于表示视频数据。表示视频数据。表示视频数据。表示视频数据。8 8比特情况下，有比特情况下，有比特情况下，有比特情况下，有254254个字用于表示视频数据个字用于表示视频数据个字用于表示视频数据个字用于表示视频数据1010比特情况下，有比特情况下，有比特情况下，有比特情况下，有10161016个字用于表示视频数据个字用于表示视频数据个字用于表示视频数据个字用于表示视频数据二、二、SDTV 4：2：2数字分量视频接口数字分量视频接口1 1、接口的通用信号格式、接口的通用信号格式、接口的通用信号格式、接口的通用信号格式（1 1）视频数据编码特性）视频数据编码特性）视频数据编码特性）视频数据编码特性视频数据符合视频数据符合视频数据符合视频数据符合ITU-R BT.601ITU-R BT.601的规定，并满足下的规定，并满足下的规定，并满足下的规定，并满足下表所规定的场消隐和场识别的定义。表所规定的场消隐和场识别的定义。表所规定的场消隐和场识别的定义。表所规定的场消隐和场识别的定义。V V数字场消隐数字场消隐数字场消隐数字场消隐行号行号行号行号场场场场1 1开始开始开始开始（V=1V=1）624624结束结束结束结束（V=0V=0）2323场场场场2 2开始开始开始开始（V=1V=1）311311结束结束结束结束（V=0V=0）336336F F数字场识别数字场识别数字场识别数字场识别场场场场1 1F=0F=01 1312312场场场场2 2F=1F=1313313625625场消隐和场识别定义场消隐和场识别定义奇数场（场奇数场（场1）：）：312行，场消隐行，场消隐24行行偶数场（场偶数场（场2）：）：313行，场消隐行，场消隐25行行（2 2）视频数据复用结构）视频数据复用结构）视频数据复用结构）视频数据复用结构每个取样点的三个数据每个取样点的三个数据Y/CB/CR按以下顺序复用按以下顺序复用CB，Y，CR，Y，CB，Y，CR，Y CB，Y，CR，Y视频数据的复用传输速率为：视频数据的复用传输速率为：13.5+6.75+6.75=27（MW/s）1234719720Y1234567891011121312345671234567CRCBCB1 Y1 CR1 Y2 CB2 Y3 CR2 Y4 CB3 Y5 CR3 Y6CB360 Y719 CR360 Y720 OH数字有效行数字有效行最后取样最后取样数字有效行数字有效行第一个取样第一个取样719 720 721 722733863 86412YCRCB36136736736136036043243211CB 367Y 733CR 367CB 432Y 863CR 432Y 864CB 1Y 1CR 1Y 2CB 360Y 719CR 360Y 720CB 361Y 721CR 361Y 722EAVSAV辅助数据空间辅助数据空间（3 3）视频定时基准信号（）视频定时基准信号（）视频定时基准信号（）视频定时基准信号（SAV,EAVSAV,EAV）SAV：有效视频起始标志，位于每个有效行起始处：有效视频起始标志，位于每个有效行起始处EAV：有效视频结束标志，位于每个有效行结束处：有效视频结束标志，位于每个有效行结束处SAV 和和EAV分别由分别由4个字组成，格式为：个字组成，格式为：FF.C 00.0 00.0 XY.0 （16进制）进制）其中，前三个字为固定前缀，用于定时基准其中，前三个字为固定前缀，用于定时基准XY.0包含了场识别、场消隐和行消隐信息。包含了场识别、场消隐和行消隐信息。数据比特位数据比特位数据比特位数据比特位第一字第一字第一字第一字 FF.C FF.C第二字第二字第二字第二字 00.0 00.0第三字第三字第三字第三字 00.0 00.0第四字第四字第四字第四字 XY.0 XY.0D9(MSB)D9(MSB)1 10 00 01 1D8D81 10 00 0F FD7D71 10 00 0V VD6D61 10 00 0H HD5D51 10 00 0P P3 3D4D41 10 00 0P P2 2D3D31 10 00 0P P1 1D2D21 10 00 0P P0 0D1D11 10 00 00 0D0D01 10 00 00 0F=0：第一场期间；：第一场期间；F=1：第二场期间：第二场期间V=0：其它位置；：其它位置；V=1：场消隐期：场消隐期H=0：在：在SAV中；中；H=1：在：在EAV中中为了与为了与8比特接口相兼容，比特接口相兼容，D0和和D1比特的值不作规定比特的值不作规定P0、P1、P2、P3为保护比特，其值与为保护比特，其值与F、V、H的值有关的值有关F FV VH HP3P3P2P2P1P1P0P00 00 00 00 00 00 00 00 00 01 11 11 10 01 10 01 10 01 10 01 11 10 01 11 10 01 11 10 01 10 00 00 01 11 11 11 10 01 11 10 01 10 01 11 10 01 11 10 00 01 11 11 10 00 00 01 1在接收端，这种排列允许校正在接收端，这种排列允许校正1比特的误码和捡出比特的误码和捡出2比特的误码比特的误码（4 4）消隐期中的数据字）消隐期中的数据字）消隐期中的数据字）消隐期中的数据字数字消隐期间除了传送数字消隐期间除了传送SAV,EAV之外，可传送辅助之外，可传送辅助数据。在没有数据。在没有SAV,EAV及辅助数据的空间则按以下及辅助数据的空间则按以下方式填充数据字：方式填充数据字：亮度数据字设置为消隐电平，量化等级为亮度数据字设置为消隐电平，量化等级为10.0h色差数据字设置为消色电平，量化等级为色差数据字设置为消色电平，量化等级为80.0h（1）接口描述）接口描述每帧的视频数据按以下顺序传送：每帧的视频数据按以下顺序传送：2 2、比特并行接口、比特并行接口、比特并行接口、比特并行接口CB1 Y1 CR1 Y2 CB2 Y3 CR2 Y4 CB3 Y5 CR3 Y6CB360 Y719 CR360 Y720接口使用接口使用25芯的芯的D型超小型接插件型超小型接插件10对导线平衡传输对导线平衡传输10个并行比特位，码型为个并行比特位，码型为NRZ码码1对导线传输对导线传输27MHz的时钟信号的时钟信号1对导线为公共地电位连接线对导线为公共地电位连接线1个导线用于电缆屏蔽层防止电磁辐射的接地线个导线用于电缆屏蔽层防止电磁辐射的接地线不使用电缆均衡器时，允许电缆长度为不使用电缆均衡器时，允许电缆长度为50米；米；使用电缆均衡器时，允许电缆长度为使用电缆均衡器时，允许电缆长度为200米。米。（2）时钟与数据的定时关系）时钟与数据的定时关系时钟：时钟：27MHz方波方波周期：周期：1/27(MHz)37 ns时钟与数据的定时关系：时钟信号的上升沿应出现在数据时钟与数据的定时关系：时钟信号的上升沿应出现在数据持续期的中间位置持续期的中间位置数据和时钟定时基准数据和时钟定时基准37ns18.5ns18.5ns数据数据时钟时钟3 3、比特串行接口、比特串行接口、比特串行接口、比特串行接口接口描述接口描述每帧的视频数据按以下顺序传送：每帧的视频数据按以下顺序传送：CB1 Y1 CR1 Y2 CB2 Y3 CR2 Y4 CB3 Y5 CR3 Y6CB360 Y719 CR360 Y720其中每个其中每个10比特的数据字经并比特的数据字经并/串转换电路后变成串行的数串转换电路后变成串行的数据流，码率为据流，码率为270Mbit/s，用单芯的，用单芯的75欧姆同轴电缆传送欧姆同轴电缆传送传送时先传数据字的最低有效位传送时先传数据字的最低有效位电缆的接插件为电缆的接插件为BNC接头接头不使用电缆均衡器时允许电缆长度为不使用电缆均衡器时允许电缆长度为250米米使用电缆均衡器时允许电缆长度为使用电缆均衡器时允许电缆长度为1千米千米三、三、SDTV 4：4：4数字分量视频接口数字分量视频接口1 1、接口的通用信号格式、接口的通用信号格式、接口的通用信号格式、接口的通用信号格式（1 1）视频数据编码特性）视频数据编码特性）视频数据编码特性）视频数据编码特性视频数据符合视频数据符合视频数据符合视频数据符合ITU-R BT.601ITU-R BT.601的规定，并满足下的规定，并满足下的规定，并满足下的规定，并满足下表所规定的场消隐和场识别的定义。表所规定的场消隐和场识别的定义。表所规定的场消隐和场识别的定义。表所规定的场消隐和场识别的定义。V V数字场消隐数字场消隐数字场消隐数字场消隐行号行号行号行号场场场场1 1开始开始开始开始（V=1V=1）624624结束结束结束结束（V=0V=0）2323场场场场2 2开始开始开始开始（V=1V=1）311311结束结束结束结束（V=0V=0）336336F F数字场识别数字场识别数字场识别数字场识别场场场场1 1F=0F=01 1312312场场场场2 2F=1F=1313313625625场消隐和场识别定义场消隐和场识别定义奇数场（场奇数场（场1）：）：312行，场消隐行，场消隐24行行偶数场（场偶数场（场2）：）：313行，场消隐行，场消隐25行行（2 2）视频数据复用结构）视频数据复用结构）视频数据复用结构）视频数据复用结构4:4:4接口由两个连接构成，每个连接都相当于一个接口由两个连接构成，每个连接都相当于一个4:2:2接口接口4:4:4接口可传送接口可传送R，G，B，K，也可以传送也可以传送Y，CB，CR，K传送传送R，G，B，K时的复用结构为：时的复用结构为：连接连接1：B1G1R1G2B3G3R3G4B5连接连接2：B2K1R2K2B4K3R4K4B6RGBRGBRGBRGBRGBRGBRGBRGBRGBKKKKKKKKK123456789连接连接1连接连接2取样序号取样序号传送传送Y，CB，CR，K时的复用结构为：时的复用结构为：连接连接1：CB1Y1CR1Y2CB3Y3CR3连接连接2：CB2K1CR2K2CB4K3CR4CRYCBYYYYYYYYKKKKKKKKK123456789连接连接1连接连接2CRCBCRCBCRCBCRCBCRCBCRCBCRCBCRCB取样序号取样序号YCRCB12345678910111213123456789101112132468101224681012K135791113135791113CRCBCB1 Y1 CR1 Y2 CB3 Y3 CR3 Y4 CB5 Y5 CR5 Y6CB2 K1 CR2 K2 CB4 K3 CR4 K4 CB6 K5 CR6 K64:2:2分量接口数据流分量接口数据流4:2:2分量接口数据流分量接口数据流（3 3）定时基准信号）定时基准信号）定时基准信号）定时基准信号每个连接的定时基准信号每个连接的定时基准信号SAV和和EAV与与4：2：2 接口相同接口相同（4 4）消隐期中的数据字）消隐期中的数据字）消隐期中的数据字）消隐期中的数据字Y或或R,G,B数据字设置为消隐电平，量化等级为数据字设置为消隐电平，量化等级为10.0h色差数据字色差数据字CB,CR设置为消色电平，量化为设置为消色电平，量化为80.0h在没有传送键信号在没有传送键信号K时，键信号时，键信号K的取样值设置为峰值白的取样值设置为峰值白电平，量化等级为电平，量化等级为EB.0h使用使用2个个25芯的芯的D型超小型接插件型超小型接插件接口描述及时钟数据关系与接口描述及时钟数据关系与4:2:2接口相同接口相同在接收端，两个连接的时钟跳变误差在在接收端，两个连接的时钟跳变误差在10ns以内以内2 2、比特并行接口、比特并行接口、比特并行接口、比特并行接口3 3、比特串行接口、比特串行接口、比特串行接口、比特串行接口使用使用2个个75欧姆的同轴电缆欧姆的同轴电缆接口描述与接口描述与4:2:2接口相同接口相同在接收端，两个连接的时钟跳变误差在在接收端，两个连接的时钟跳变误差在10ns以内以内四、四、HDTV 数字分量视频接口（数字分量视频接口（1080i）1 1、接口的通用信号格式、接口的通用信号格式、接口的通用信号格式、接口的通用信号格式（1 1）视频数据复用结构）视频数据复用结构）视频数据复用结构）视频数据复用结构先将先将Y、CR、CB处理成两个码流，即处理成两个码流，即亮度码流：亮度码流：Y1、Y2、Y3、Y4、Y5、Y6 色差码流：色差码流：CB1、CR1、CB3、CR3、CB5 两个码流中都有：两个码流中都有：EAV和和SAV（各（各4个字）个字）行序号（行序号（2个字）个字）校验码（校验码（2个字）个字）也可将也可将R、G、B或或Y、CB/CR、辅助数据处理成三个码流，、辅助数据处理成三个码流，即即R码流：码流：R1、R2、R3、R4、R5、R6 G码流：码流：G1、G2、G3、G4、G5、G6 B码流：码流：B1、B2、B3、B4、B5、B6 l l并行传输时，两个码流以并行传输时，两个码流以并行传输时，两个码流以并行传输时，两个码流以2020比特（或三个码流比特（或三个码流比特（或三个码流比特（或三个码流以以以以3030比特）并行方式同时传送。比特）并行方式同时传送。比特）并行方式同时传送。比特）并行方式同时传送。传输速率为：传输速率为：传输速率为：传输速率为：148.5 MW/s 148.5 MW/sl l串行传输时，将两个码流（或三个码流）复用串行传输时，将两个码流（或三个码流）复用串行传输时，将两个码流（或三个码流）复用串行传输时，将两个码流（或三个码流）复用成一个码流（复用顺序为成一个码流（复用顺序为成一个码流（复用顺序为成一个码流（复用顺序为C CB1B1，Y Y1 1，C CR1R1，Y Y2 2，C CB3B3，Y Y3 3 ）。）。）。）。然后经并然后经并然后经并然后经并/串转换进行传输串转换进行传输串转换进行传输串转换进行传输 传输速率为传输速率为传输速率为传输速率为1.485Gbit/s1.485Gbit/s（2 2）行序号数据）行序号数据）行序号数据）行序号数据行序号由两个数据字表示行序号由两个数据字表示行序号直接跟在行序号直接跟在EAV之后之后行序号数据的比特分配行序号数据的比特分配LN1LN1LN0LN0字字字字b9b9MSBMSB0 0L6L6b8b80 0L5L5b7b70 0L4L4b6b6L10L10L3L3b5b5L9L9L2L2b4b40 00 0L7L7L8L80 00 0L0L0L1L1b0 b0 LSBLSBb1b1b2b2b3b3L0 L10：以二进制码表示的行序号以二进制码表示的行序号（3 3）校验码）校验码）校验码）校验码校验码由两个数据字表示，紧跟在行序号之后校验码由两个数据字表示，紧跟在行序号之后作用：检测有效行视频数据、作用：检测有效行视频数据、EAV和行序号数据中和行序号数据中的误码的误码（4 4）帧场期间定时关系）帧场期间定时关系）帧场期间定时关系）帧场期间定时关系5645835645836 67 7第二场有效视频第二场有效视频第二场有效视频第二场有效视频584112358411234 44 45 55 511241125112411256 67 75615635615632 23 3第一场有效视频第一场有效视频第一场有效视频第一场有效视频21560215600 00 01 11 11201202 23 3EAVSAV数字行消隐数字行消隐数字全行数字全行一一帧帧第第一一场场第第二二场场每帧有每帧有1125行，有效行为行，有效行为1080行，场消隐有行，场消隐有45行行第一场有第一场有563行，第二场有行，第二场有562行行SAV和和EAV中的数字代表中的数字代表F/V/H的值的值例如：例如：7表示表示F/V/H为为111即即F=1，V=1，H=1表示表示“第二场第二场”，“在场消隐期在场消隐期”，“在在EAV中中”又例如：又例如：4表示表示F/V/H为为100即即F=1，V=0，H=0表示表示“第二场第二场”，“不在场消隐期不在场消隐期”，“在在SAV中中”（5 5）定时基准信号）定时基准信号）定时基准信号）定时基准信号SAV和和EAV的定义与的定义与SDTV数字分量接口相同数字分量接口相同（6 6）消隐期中的数据字）消隐期中的数据字）消隐期中的数据字）消隐期中的数据字与与SDTV 4：2：2数字分量接口相同数字分量接口相同Y或或R,G,B数据字设置为消隐电平，量化等级为数据字设置为消隐电平，量化等级为10.0h色差数据字色差数据字CB,CR设置为消色电平，量化为设置为消色电平，量化为80.0h2 2、比特并行接口、比特并行接口、比特并行接口、比特并行接口接口使用接口使用93芯接插件芯接插件20对（或对（或30对）导线平衡传输对）导线平衡传输20（或（或30）个并行比）个并行比特位特位1对导线传输对导线传输74.25MHz的时钟信号的时钟信号15对导线为公共地电位连接线对导线为公共地电位连接线1个导线用于电缆屏蔽层防止电磁辐射的接地线个导线用于电缆屏蔽层防止电磁辐射的接地线3 3、比特串行接口、比特串行接口、比特串行接口、比特串行接口1、接口描述、接口描述每帧的视频数据按以下顺序传送（以传送每帧的视频数据按以下顺序传送（以传送Y，CB，CR为例）为例）其中每个其中每个10比特的数据字经并比特的数据字经并/串转换电路后变成串行的数串转换电路后变成串行的数据流，码率为据流，码率为1.485Gbit/s，用单芯的，用单芯的75欧姆同轴电缆传送欧姆同轴电缆传送传送时先传数据字的最低有效位传送时先传数据字的最低有效位CB1，Y1，CR1，Y2，CB3，Y3，CR3，Y4，提问与解答环节Questions And Answers谢谢聆听 学习就是为了达到一定目的而努力去干,是为一个目标去战胜各种困难的过程,这个过程会充满压力、痛苦和挫折Learning Is To Achieve A Certain Goal And Work Hard,Is A Process To Overcome Various Difficulties For A Goal