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从AV矩阵切换器的标清到HDMI矩阵切换器的高清看视频格式

日期:2018/6/28 9:05:46 / 人气:103

AV矩阵切换器是我们以前常用的一款标清模拟矩阵切换器,而现今数字HDMI矩阵切换器以及高清混合插卡矩阵切换器已然成为业界的主流方向,那么从标清信号的SDTV到高清的HDTV信号,他们之前的视频格式有哪些,你知道吗?今天欧雅丽为大家介绍一下这些视频格式

av矩阵8进8出

到目前为止,世界上普遍采用两种基本的图像格式:525/59.94和625/50。二者皆为2:1隔行扫描。随着数字时代的逐步来临,视频领域由有原来的模拟标清正迈向数字高清。在技术上我们希望全世界都采用同一种高清的视频标准。但事与愿违,与原有系统的兼容性、技术问题以及相关标准的制定等因素使得数字高清格式变得十分复杂。 


美国ATSC(高级电视制式委员会)和欧洲DVB(数字视频广播)两个协会各自开发了图像,声音的信号格式的标准。他们已经被广泛的采纳和批准为视频标准。

DVB格式提供一种简单的选择:一种HDTV格式、一种EDTV格式和两种SDTV格式,参见图一。

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图一:DVB图像格式(i = 隔行扫描)


ATSC系统和DVB不一样,它提供了大量可传输到家庭和ATSC接收机的图像格式选择,这些接收机必须全都能显示它们。

ATSC一共涉及到18种图像格式,见图二:

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图二:ATSC18种图像格式(i = 隔行扫描,p=逐行扫描)


图二是假定整数帧频与非整数帧频(即30/29.97Hz)相同,事实上全部帧频应该分开标识,这意味着图像格式的实际数量是36。

    上面列出了所有可能的图像格式,然而,所有这些可能的图像格式并不能全部通过传输系统进行传输。举个例子:一个标清525/29.97、4:2:2分量信号具有13.5MHz的采样频率。结果为:

    13.5MHz/29.97=450450采样/帧

    450450/525=858采样/行

    但是,30Hz帧频的相同信号算出的结果是:

    13.5MHz/30=450000采样/帧

    450000/525=857.1428571429采样/帧

    这是不可行的。为了通过正常的数字传输流(SMPTE259M/ITU601)标清信号,只可能使用29.97的帧频。事实上所有13.5MHz取样频率的525行信号必须使用基于30/1.001(29.97)的帧频。


图三标示能通过现有数字接口传输的ATSC标清格式:

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图三:4种可传输的ATSC图像格式


高清信号可以从两个取样率-----74.25MHz(用于整数帧频)和74.25MHz/1.001(用于与525行兼容)得到。这意味着与共享公共数据(270Mb/s)的SDI格式不用,HD-SDI信号有两种可能的数据。图四标示了HD-SDI数据率的计算结果:

图四:HD-SDI数据率的计算 

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有一个很有趣的现象,许多不同的图像格式却可以通过一个共用的串行的接口来传输。比如说我们常说的720p/60、1080i/60和1080p/30等的数据率均为1.485Gbits,然而1920*1080的图像有效像素明显大于1280*720p(2703600>921600),为什么它们的数据量均为1.485Gbits呢?图五精确的解释了为何各种图像格式拥有相同的视频数据率:

    通过一个简单的数学计算我们就能知道为何不同的图像格式拥有相同的数据率:

    1920*108024fps:每秒取样点=1125*2750*24=74250000=74.25M

    数据率=74.25M*2*10=1.485G

    1920*108025fps:每秒取样点=1125*2640*25=74250000=74.25M

    数据率=74.25M*2*10=1.485G

    1280*72024fps:每秒取样点=750*4125*24=74250000=74.25M

    数据率=74.25M*2*10=1.485G

    1280*72060fps:每秒取样点=750*1650*60=74250000=74.25M

    数据率=74.25M*2*10=1.485G

    因此,尽管图像格式的有效像素和帧频不同,但是却能够共用一个数据率。这给图像的传输带来了极大的方便,对HDTV来说只需要配备1.5G的图像传输通道即可以进行多种图像格式的传输。表一标示了现时的图像信号传输情况:

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表一:现时信号传输情况

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图五:不同图像格式如何共存


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