HDMI高清技术:HDMI工作原理与接口类型
采用HDMI高清接口的视频采集卡具有高效率的视频和声音采集能力。高性能的模拟视频前端滤波处理能力、高精度的音频采样能力,大大提升了视音频采集的清晰度。九视电子系列高清流媒体视频采集卡中有多种具有HDMI接口的高清HDMI音视频采集卡。
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随着HDMI标准本身的发展,其从最初的1.0版本也进化出了1.2版本和1.3等后续版本,不仅性能更加强大,兼容性也更加出色。因此,HDMI正在成为高清时代普及率最高、用途最广泛的数字接口。那么到底HDMI标准采用了什么样的传输原理?HDMI的具体性能又是怎样?
为了满足数字化时代高质量图形影像的要求,先后推出看大家现在必将熟悉的DVI和HDMI高清数字显示接口标准。DVI接口虽然是一种全数字化的传输技术,但是在开发之初,其最初目标就是要实现高清晰、无损压缩的数字信号传输。DVI接口虽然成功的实现了无损高清传输这一目标,但是过于专一的定位也在相当程度上造成了整体性能的落后,已经不能更好的满足整个行业的发展需要。所以,打造出适合影像传输的专用型数字化接口就显得非常重要,HDMI由此横空出世。HDMI的全称是“High Definition Multimedia Interface高清多媒体接口”是高清时代标准的全新数字化视频/音频接口。
HDMI传输原理
与DVI接口相同,HDMI也采用了TMDS的传输方式。其传输视频讯号,要经过比较复杂的步骤来实现,而对于DVI接口存在的各种缺陷,HDMI进行了大幅提升
TMDS:TMDS中文称为最小化传输差分讯号,英文全称Transition Minimized Differential Signaling。基本原理是与分量端子一致的,但TMDS还多出一条讯号是Clock讯号,也就是时间码,这样4条讯号,总称为一个连接,这样的连接其带宽有5Gbps。每根HDMI线缆中,有至少3组这样的连接,这就使得HDMI的“先天条件”非常好,“底子厚”,可以承载高质量的视频讯号。
HDCP:HDCP是高带宽数字内容保护,TMDS讯号要经过HDCP加密,保证数字讯号不能轻易被复制。
8b/10b:8b/10b是一个数字化处理方法,是由IBM最先提出的专利,现在其专利已经超出保护期,成为了一个公众技术,其目的是提高数字讯号的抗电磁干扰(EMI)能力,提高讯号的准确性;工作方式简单说,就是将8个0、1组成的数字讯号,重新编码,前5个重编成6个,后3个重编成4个,经过这样的转换,将8个一组的数字讯号转换成10个一组。传输完成后,接收端再进行反编译,将数字讯号还原。
总之,HDMI中传输的TMDS讯号经过8b/10b处理后,抗干扰能力增强了,这也就是为何HDMI连接线可以很长,仍然不会使得信号衰减的太严重的原因,同样的分量端子、S端子等传输方式,不能做到这一点。经过HDCP和8b/10b转换后,TMDS传输才得以完成。
HDMI的接口类型
按照电气结构和物理形状的区别,HDMI的接口也分成A、B、C、D4种类型。每种类型的接口分别由用于设备端的插座和线材端的插头组成,。
其中A类(Type A)是最常见的,一般平板电视或视频设备,都提供了这种尺寸的接口,Type A有19针,宽度为13.9毫米、厚度为4.45毫米,现在能看到的设备99%都是这样尺寸的HDMI接口。
B类(Type B)非常罕见,有29针,宽度达到21毫米,B型HDMI接口的物理结构相比于A型接口,基本形状并没有太大变化,都是“D”型。但是其插座端最大宽度达到了21.3毫米,比A型的14毫米足足大了一圈,在家庭应用中完全是过于“强悍”,现在只应用于一些专业场合。
C类(Type C)是为小型设备而生的,Type A小了将近1/3, C型HDMI接口设计目的就是为了紧凑型便携设备,因此C型插座的尺寸只有10.5×2.5毫米,而插头也只有10.42×2.4毫米。非常的小巧,应用范围很小。
D类(Type D)是最新的接口类型,尺寸进一步减小,采用了双排针脚设计,尺寸近似于miniUSB接口,更适用于便携和车载设备。
HDMI的接口虽然不同,但功能都是一样的,通常质量合格的HDMI接口,插拔寿命不会少于5000次,每天插拔能用10年,应该说是很耐用的。
这几种HDMI接口之间并没有做到完全的兼容,也就是说A型头不能通过转接设备连接到B型头,B型头又不能转接成C型头,不过由于A型头和C型头仅仅是物理尺寸上不一样,他们之间是可以通过转换设备实现兼容的。
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HDMI-DVI之间的转换 视频转换器
由于和DVI采用了相同的TMDS传输机制,所以HDMI对DVI接口拥有非常强大的兼容性。目前市面上也有不少HDMI-DVI的转接头产品,对于没有HDMI的老设备而言非常适用。而HDMI-DVI转接头在实质上就是两种接头间的物理转换工具,只涉及到接口的形状、尺寸和引脚定义,在电路部分没有任何的变化。
HDMI可以向下兼容DVI接口,HDMI标准中也考虑到了和DVI设备兼容的问题:只要HDMI设备检测到对方发送的信号中不包含HDMI标准中规定的特殊控制数据(VSDB信号,专门用于两个设备之间互相确认对方身份),就会把对方认为DVI设备,并且把传输规格切换到DVI格式,从而保证了良好的兼容性。
通过市售的HDMI-DVI视频转换器、转接头,可以连接一些较老的DVI设备,因为DVI同样采用了TMDS方式,设备连接后,会发现DVI设备没有CEC(consumer electronics control)功能,也不能接受音频信号,但基本不影响视频信号的传输(有可能需要进行灰度调整),所以一些只有DVI接口的显示器,也可以连接HDMI设备。
HDMI在家庭中被广泛应用,HDMI输出接口的高清晰设备也越来越多,九视自主研发生产的HDMI采集卡、HDMI切换器、HDMI视频转换器、HDMI分配器等系列产品,其设计之目的是为了让您的影音设备使用起来更便捷,更舒适,更高效,更节能。了解更多HDMI、高清HDMI采集卡您可以登录HDMI采集卡专题http://www.xiangb.com/hdmi.htm ,技术热线:4000618657。