碎碎思 · 2022年07月15日

想了解视频标准,看这篇文章就够了~

生活中我们能看到以下视频接口:
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VGA接口

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HDMI接口

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DP接口

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DVI-D(Single Link)

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SDI

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CVBS

除了这些接口,还有PAL、NTSC、SECAM、YUV、YCbCr等等这些概念,你能区分这些概念和接口吗?

假如我现在想用FPGA实现一个1080P HDMI接口,就发现有些参考是以DVI为命名实现的,那HDMI和DVI有啥区别呢?

还有就是我们经常会使用各种桥片实现各种接口的转换,比如VGA转HDMI、eDP转HDMI,这些接口的转换是需要符合什么标准吗?

下面就开始我们今天的探讨之路。。。

PS:以下一些分类属于个人见解,但是名词不是来源于权威网站或书籍~欢迎讨论

视频标准包含哪些方面

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视频标准主要分为以下几个标准:

  • 信号种类:模拟视频和数字视频
  • 数字视频处理:主要各种视频接口、颜色空间转换
  • 视频数据:颜色空间和接口电平标准
  • 视频时序
  • 视频分辨率
  • 压缩:包括源端压缩和传输压缩

以上各种都是视频标准中主要的几个方面,因为我们不是针对某一个标准去探索,所以对于一些专用的名词我们不去解释,我们针对:信号种类、视频数据两个方面继续探索。

颜色空间

颜色空间是所有接口的“核心”,目前主要的颜色空间如下:

image.png

这里最好结合各个颜色空间模型,类似如下面:

image.png

还有各种颜色空间的转换,这部分可以参考《视频技术手册》。

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NTSC、PAL和SECAM系统

这是一个比较容易混叠的概念,尤其是NTSC和PAL,下面把这部分展开说下。

NTSC

1953 年 3 月,国家电视系统委员会成员一致通过了现在通常称为 NTSC 的标准。这个新标准完全向后兼容旧的黑白标准。

尽管付出了所有努力,NTSC 标准仅被美国以外的少数工业化国家采用,尤其是加拿大和日本(见世界地图)。在欧洲,引入了SECAM和PAL标准。

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显示模拟电视进程分布的世界地图,截至 2005 年:采用 NTSC 标准的国家为棕色

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常见NTSC制式

上图是常用的几种NTSC制式,不同的标准使用不同的地区,具体就不再讨论了,内容涉及很多~

PAL

PAL是在NTSC基础上修改而来的欧洲采用的彩色电视制式标准。

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常见PAL制式

SECAM

SECAM和NTSC、PAL一样是法国采用的彩色电视制式标准。

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常见SECAM制式

由于篇幅限制,关于这三个标准制式详细内容后续我们在单独发文。

信号种类

信号种类分为模拟视频和数字视频以及一些模拟视频数字化的视频。

数字视频

数字视频分为以下几类:

  • 专业视频分量接口
  • 专业视频复合接口
  • 专业视频传输接口
  • IC分量接口
  • 消费分量接口
  • 消费传输接口

模拟视频分为以下几类:

  • S-Video
  • SCART
  • SDTV RGB
  • HDTV RGB
  • SDTV YPbPr
  • HDTV YPbPr
  • VGA

模拟视频数字化则包括常见的NTSC\PAL数字化。

每个视频的详细分类如下:

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关于视频标准

视频标准目前主要有:

  • VESA
  • CEA-861-D
  • smpte 296M
  • ITU BT601,656,709,1120,H.265

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详细的介绍请看《视频标准二三事

关于视频标准组织

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总结

视频标准已经发展了几十年,相关的组织也有十几个,整个内容异常复杂,我也是尽量把相关内容整理在一起,但是很不巧的是有些内容真的很难联系在一起,只能尽量按照一些内在联系去总结,具体如下:

image.png

相关的标准:《视频标准二三事

后续会在这个基础上修改完善,也请大家能多多提宝贵意见,定会悉心学习~最后,整理不易麻烦帮忙点个在看~

原文:OpenFPGA
作者:碎碎思

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