浅析多媒体视频接口及数据传输类型

2013-08-15李彦君

实验科学与技术 2013年4期

李彦君

(山西大学商务学院，太原 030031)

近年来摄像机、采辑卡、编辑软件日趋设计智能化、使用菜单化，普及很快。如何将摄像机与采辑卡相连接，采用何种方式连接，需要考虑接口的兼容与匹配，这也是进行编辑前一项必要的工作。当前摄像机等多媒体设备的接口有AV输入/出、三基色输入/出(YUV)和IEEE1394接口等。无论是录像资料的编辑还是其他多媒体设备的互联常碰到接口与端口的问题，多媒体设备常见的端口有:射频端口、音视频复合端口、S－VIDEO端口、色差分量接口YUV、IEEE1394接口和DVI接口等，而常见的转输类型有蓝牙和红处传输等。熟练地掌握常见端口的功能与参数可以进行信号转换与传输，大大地方便工作与学习。

1 接口类型

1.1 射频端口

射频将音视频信号通过调制器调制后混合在一起，用同轴电缆传输，有线电视系统的电视信号就是采用射频传输方式。射频端口是用来发射或接收射频信号的端子，电视机、录像机、电视卡和机顶盒都带有射频端子。射频线由一定长度的同轴电缆两边连接射频插头或镙口插口构成，插头又有电视用户头与F头两种，都能与电视机等设备匹配，选择时要看设备接口的类型。同轴电缆是由“轴”(一根铜丝)和外层屏蔽网构成。标准的同轴电缆由二层屏蔽网组成，屏蔽网越多抗干扰能力越强，当然价格也越贵。数字电视机的机顶盒与电视机连接或与电视卡连接就是用射频线。在连接时，因F头的螺丝口不一样，有“阴”字与“公”字之分，如不能充分拧紧，则要更换F头，否则可能损坏接口，另一方面接触不好，也影响信号的传输质量［1－2］。

1.2 多媒体音视频复合端口

多媒体视频复合商品也称AV接口，通常由白色、红色的音频接口和黄色的视频接口组成。采用RCA(俗称莲花头)进行焊接，RCA接头的芯焊接线的芯，外环焊接线的屏蔽，焊接时要把芯线与屏蔽分开，各用焊锡镀锡，以防芯线与屏蔽短接。使用时只需按颜色线标与相应接口连接起来即可。AV接口是音频(左右声道)和视频分别传输，这就避免了像射频传输一样混合音视频造成互相干扰而导致图像质量下降的情况。但AV接口的传输视频线只有一根，这样视频信号的亮度/色度(Y/C)混合，视频接口需要对混合的信号进行解码分离才能完整地显示出图像。这混合与分离的过程会造成图像信号的衰减，影响图像的质量。

1.3 视频S－Video端口

英文全称为Separate Video，俗称S端子，是在AV接口的基础上发展而来的。针对AV中视频将色度信号与亮度信号混合传输引起的图像质量下降，S端子将视频信号中色度信号与亮度信号分开并用不同的通道来传输，避免了C/Y的互相干扰，所以图像质量要比AV中的视频清晰。带S端子接口的视频设备当前已经比较普遍，如电脑的显卡、采集卡及电视机等。但是S端子接口传输中将红色差Cr与蓝色差Cb合并成色差信号C来传输，在信号采集与合成中红、蓝色差的比例不同，需要解码，这样也会使信号衰减。S端子传输的是视频信号，对于音频信号还须其他连接线来传输。

1.4 视频色差分量接口YUV

目前在一些液晶电视机、摄像机、影碟机等家电上看到有红、绿、蓝等标记的接口标志，接口与AV接口一样，但连接方法及用途不一样。这种接口是将图像信号分红R、绿G、蓝B三种信号，分别与亮度信号的差为红色差R－Y(U)、蓝色差B－Y(V)、绿色差G－Y再加上亮度信号Y四种信号。由于这四种信号存在一定的比例关系，在实际传输中就以三种信号进行，分别是红色差U、蓝色差V和亮度信号Y，简称YUV接口。由不同的通道传输，图像质量要比前三种更清晰。有些设备上标有YPbPr和YCbCr两种标志，前者表示逐行扫描色差输出/入，后者表示隔行扫描色差输出/入，其实只是行频不一样。现在大多数的设备可以自动进行转换，我们只要了解YUV端口是视频色差分量接口就可以了，在连接线路时要注意。

1.5 HDMI接口

英文全称是“High Definition Multimedia”，中文的意思是高清多媒体接口，可以同时传送不必进行压缩处理的音频信号与视频信号。HDMI接口是目前最流行的接口，能支持1080I和720P分辨率的最高质量的画面，也支持八声道96 kHz或立体声192 kHz音频传送，所以基本上支持了目前最清晰的图像格式与高保真的音频格式。标准的HDMI端口有19针，由于接口体积小，还支持热插拔，且最高数据传输速度为5 Gb/s，所以在家用电器上已广泛采用，如机顶盒、DVD播放器、数码功放等。HDMI按目前国际上的划分方法可以分为A、B、C、D四种，HDMIA型使用更为普遍［3］。

1.6 IEEE1394接口

该接口常在数码摄像机上见到，外形类似USB接口，支持外设热插拔，可为外设提供电源。标准的1394接口可以同时传输音频信号与视频信号，且传送速率最高可达400 Mbit/s，所以在摄像机与1394接口相连进行资料采集时不会因速度问题影响图像与声音的质量。通过1394接口可以用软件来控制摄像机的操作，简单方便。现在1394接口一般固化在1394卡上，装于家用电脑内可以进行数据的采集与回放。有时需要将电脑内的资料传送到摄像机内，通过1394接口也可以实现。

1.7 DVI接口

大多数高清显卡都有DVI接口(数码视频接口)。因为其纯数码传输的特点，所以传输的信号要比RGB接口的清晰。因设备更新的问题，一部分显示器还是RGB接口(标准15针)，而DVI接口为3行8列24针，从接口上无法兼容。传输原理也不一样，信号通过显卡将RGB数模转换成二进制数码，进入显示器后，显示器内接收电路收到显卡转换的二进制数码，传送给显示电路就可以显示接收到的图像。RGB与DVI相比，中间经过数模的转换必然要损失信号，所以RGB信号在传送中有重影及拖尾的现象，而DVI不会有［4－5］。

1.8 音频接口

音频接口与视频接口类似。上述介绍中，射频连接是将音视频混合在一起传输的，AV连接是用不同颜色的线来标出的。其实，只要两边对应，是能正确显示图像与声音的。其他接口也一样，下面重点介绍一下3.5 mm、6.5 mm和卡侬头的连接。三种接插件都有平衡与不平衡两种接法。平衡的接法就是立体声输入/出，有三个焊接点，一般是3.5 mm、6.5 mm头的“尖”接红线，“环”接白线，屏蔽接外层，而卡侬头是PIN1接白线、PIN2接红线、PIN3接屏蔽。如是不平衡的焊法就是将1、3脚短接。

2 数据传输类型

2.1 蓝牙技术

蓝牙的数据速率为1 Mb/s，频段为2.4 GHz。由于其独特的传输方式而受到人们青睐。其工作原理分解来看是发射端以跳频方式发射信号并快速地确认，接收端以跳频的方式来接收并快速地确认，跳频及确认的规律按一定的码序列来进行收发。信号是以数据包的形式传送，由于频率的变化快，数据包小，所以传送起来稳定。相比于传统的无线设备如无线话筒，V段话筒频率为400 MHz以上，极易受其他无线设备的干扰，所以经常出现断频的现象，故障现象就是话筒声音时有时无。U段的无线话筒频率在100200 MHz之间，价格高，抗干扰能力强。蓝牙话筒相比于U、V段的话筒频段更高，所以干扰更小。

2.2 红外传输

发送端将信号转换成二进制数码信号，利用950 nm近红外波段的红外线，通过红外发射管将信号发出;接收端将收到的光信号转换成电磁脉冲信号，再经解调电路进行解调后转换成二进制信号输出。根据电磁脉冲信号的幅度与脉冲时间的调制方式可分为脉宽调制(PWM)和脉时调制(PPM)。红外传输技术广泛用在手机及无线话筒上，可以很方便地实现以无线方式连接。由于红外线传输干扰小、不串频、传输速度快的优点，经常用在信号发送、无线控制及无线传声方面。但红外传输最大的缺点是只能直线传输，中间如有物体阻隔，会影响信号的传输质量。