高清晰视频会议终端应用接口展望

[2007-3-13 10:22:49] 关键字：视频通信视频监控

　　视频通讯作为一种面向用户的实时双向视频交互沟通方式，最终还是要通过视频会议终端设备传输过来的视频信号还原到面向用户的显示设备(液晶电视/等离子电视/背投电视/大屏幕投影机等显示设备)之上，所以视频接口的选择，尤其是目前我们所发展的高清晰视频通讯方面的接口的选择尤其重要，这个过程应该包括高清摄像机与视频终端连接接口的选择，高清晰视频终端和高清晰显示设备的连接接口的选择。

　　高清晰视频会议作为一种视频应用模式，应充分适应现有的数字高清晰视频压缩；传输通讯及接口规范。目前高清晰显示对外连接通讯接口规程主要有以下几种：DVI（数字视频接口）；HDMI（高清晰多媒体接口）：标准的端子；IEEE 1394端子：或“火线”的简称。还有一种广电应用比较广泛的HD-SDI接口，在这里不作为主要论述内容。

　　DVI接口：DVI接口标准是1999年，由数字视频输出工作组（Digital Display Working Group）所推出的一项标准，主要成员包括惠普、IBM、英特尔、NEC等厂家。目前，采用DVI接口的消费类产品遍布高清晰显示设备；平板电视；显卡等多种设备。其设计的最初目的，是为了实现个人PC和液晶显示设备之间的数字化连接，从而实现设备间通讯的数字化，目前在视盘播放设备（DVD）和平板显示设备之间是使用此技术最常用的领域。目前中高端个人PC的计算机主板大多数均已配置了DVI信号输出接口。由此可以看出DVI接口逐渐得到广泛应用。

　　DVI接口是一种24位数字式RGB接口技术，在单条DVI连接通道中，有三对低电压差分信号通路，分别用来进行红、绿、蓝三种色度分量和同步信号的传输。除此之外，还有第四对信号通道。用来传送各像素的时钟信号。每一个长度为8个数位的RGB分量信号数据都是以串行数位流方式进行传送的。最高传输率可以达到每秒1.65Gbps。因此，单条DVI连接通道的最大传输率就可以达到4.95Gbit/s。这样的传输速度是非常快的，可以满足很大的视频数据传输。在这一带宽之下，单条DVI连接通道就可以在数据未经压缩的情况下，轻而易举的完成美国ATSC所定义的所有格式的高清晰视频信号的传送任务，而且，对高质量的显示图像可达1600×1200像数（UXGA），甚至还能满足1080p／60（即1920×1080逐行，刷新率为60赫兹）图像传输对带宽的要求。同时也极大的满足了今后高清晰视频会议所要求的720P（1280×720逐行）信号的传输要求。1080p／60已经是目前高清晰视频压缩；通讯格式的最高格式了。如果采用双通道DVI接口，其最大传输率可达到9.9Gbps（可用带宽为7.92Gbps），显示图像可以达到刷新率为60赫兹的2048×1536像数（QXGA）画面。可以说在今后相当长的时间里都会满足我们对高清晰图像的追求。与此同时，DVI规范不仅允许传输同步信号和数字视频信号，还可以传输模拟RGB信号。但同时它的线缆长度问题确实限制了它在一些领域的应用，虽然可通过外接信号放大设备可以解决问题，但信号还是经过了额外的环节。

　　另外一种接口是目前公认技术最先进的多媒体通讯接口——HDMI。2002年的4月，由日立、松下、飞利浦、Silicon Image、索尼、汤姆逊、东芝共7家公司成立了HDMI组织开始制定新的专用于数字视频/音频通讯的标准。在2002年底，高清晰数字多媒体接口(High-definition Digital Multimedia Interface)HDMI 1.0标准颁布。HDMI也是首个唯一可以在单数字接口中集成不压缩的高清晰视频和多声道音频和智能格式与命令数据的数字接口。之后又公布了HDMI 1.2版，此标准对系统的兼容性有大大的改善。

　　2006年5月HDMI 1.3版本正式确定，该版本主要是提升了此接口的传输带宽，色彩数能够从100万级别提升到10亿，即便是单色画面，细节也将得到极大的丰富。并且得到IEC 认可，迄今为止，已经有超过250个厂商和470个不同类型的产品采用了HDMI接口，由此我们应该可以很清楚的认识到目前对于我们高清晰视频通讯来说势必需要一种这样的接口来提升我们产品在接口方面的特性。视频会议产品上还没有出现符合这一接口规范的产品。最重要的一点是HDMI可以同时传输音频。HDMI的音频处理能力足可满足未来的需要，并且做到向后兼容，不仅可以传输我们已经熟知并且喜爱的杜比数码和DTS等经过压缩的多声道数字音频信号，也可以传输未经压缩的数字音频信号。在后一种情况下，HDMI所支持的声道数达8个之多，量化精度可达24位，采样频率高达192千赫。这些性能指标在进行高清晰度视频节目传送时也都可以同时达到。HDMI是利用视频信号的逆程消隐期间进行音频数据传输的，因此不会占用可用视频传输带宽，而且，完全向后兼容于未将音频传输考虑在内的早期DVI产品。

　　最后，我们看一下1394能否成为在高清视频通讯中的接口传输解决方案。

　　并不是只有HDMI、DVI是针对消费类视音频产品而设计的数字接口方案，IEEE1394也是为这一目的而开发的。1394联盟认为，IEEE1394是比DVI更好的多媒体设备连接方案。目前，1394接口的最大传输率为每秒400兆位（400Mbit/s）。这样的传输率根本无法传送未经压缩的逐行扫描或者高清晰视频信号，也就是说，通过1394接口接受高清晰视频信号的显示设备必须对源信号进行压缩。这样对实时的视频通讯应用来说完成这样的过程需要对原始信号进行两次编码，势必影响图像的质量。而且，目前大多数高清晰显示设备和平板电视均没有内置1394接口，所以在短时期内还无法得到广泛关注。

　　综上所述，目前HDMI接口是最先进的多媒体通讯接口，无论从对信号的传输带宽上还是从色彩数上还有传输距离上均是领先的同时也比较适合实时视频会议。同时，我们看到目前高清液晶电视/等离子电视以及家庭影院投影机等显示设备都基本配置了HDMI接口，这也充分说明HDMI接口是未来信号接口的主流发展方向。

　　下表对HDMI、DVI、IEEE 1394 三种接口进行了对比。

	HDMI 1.3	DVI	IEEE 1394 B
端口数量	1	1	1
最大传输格式	1080p	1080p	－
信号传输模式	无压缩转换的数字视频信号	无压缩转换的数字视频信号	经过压缩的数字视频信号
同时音频传输	CD：16bit/32kHz、44.1kHz DVD：8通道24bit 96kHz DVD：1通道24bit 192kHz	不能支持	可以支持,但只能传输单一声道音频信号
传输带宽	5Gbps	8Gbps	800Mbps
传输距离	抗衰减能力强，距离限制小。传输距离20米左右，可达50米	抗衰减能力弱，距离限制大。传输距离5米左右	实际4.5米.理论支持100米时，无法得到适合高清传输的带宽
数字信号色深	12bit，可以满足36bit高逼真画面。适合于下一代高清视频	8bit，最大支持24bit 画面	－