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數字視訊基礎(二)

轉自https://blog.csdn.net/shanghaiqianlun/article/details/26484771

 

2.    常用數字視訊標準
2.1 BT656
    首先要理解模擬PAL/NTSC的視訊訊號的波形:

    要進行視訊的數字傳輸,首先我們要將模擬視訊訊號數字化,獲得每個畫素的YUV值,一般採用YUV422格式,僅僅傳輸影象資料還不行,還要傳輸行同步、場同步、奇偶場訊號、以及每行影象什麼時候開始的,什麼時候結束的。這樣在接收端才能正確接收和理解資料,並獲得視訊的重現。

     SAV(有效視訊開始)和EAV(有效視訊結束)碼,反映了模擬視訊的同步訊號。由前導符FF、00、00開始,這三個位元組的前導符在視訊資料中是不可能存在的,XY為狀態字,每一位定義如下:

         有時我們會看到BT.601,其與656的差別不過是資料流中缺少了同步資訊,所以,必須另外有HS、VS、FIED、DE等同步資訊才能完整傳輸數字視訊。

         大部分情況我們使用8bit的BT656,標準本身是支援10bit的。

         BT656主要是針對PAL/NTSC等標清視訊。時鐘頻率是27MHz。注意取樣頻率灰度為12.5MHz,色度為6.25MHz。

         隨著高清視訊的發展的需要,又推出了BT1120標準,它與BT656是類似的,只不過時鐘頻率更高了,以適合高清視訊的傳輸。

2.2 OpenLDI和CameraLink
2.2.1 OpenLDI
OpenLDI:Open LVDS Display Intrerface是通過LVDS訊號來傳輸視訊。

先了解一下LVDS:Low-voltage differentialsignaling. 低電壓差分訊號。

  

          LVDS能頻寬極高,可達數G。

         模擬VGA訊號的時序:


         OpenLDI有以下幾種傳輸方式:

(1)18bit單畫素非平衡

(2)24bit單畫素非平衡


(3)18bit雙畫素非平衡

(4)24bit雙畫素非平衡

(5)18bit單畫素平衡模式

         平衡模式,是每個週期除了畫素和控制資訊外,還增加了一位,這一位叫直流平衡位(DCBAL:DC Balance)。DCBAL位的目的是使得訊號線上的直流偏置最小,為了最小化直流分量,是需要對傳輸的資料進行修改才能實現的。如果資料沒有被修改的週期,DCBAL=0,否則,DCBAL=1。

         類似還有24bit單畫素平衡模式、以及雙畫素的18bit、24bit平衡模式。

         因為平衡模式我們使有的比較少,具體演算法不在這裡介紹。可參考有關文件。

         OPENLDI的時鐘可能不高,但是資料線上的頻率卻很高,這是需要注意的。

 

2.2.2 CameraLink
2.2.2.1 概述
         OpenLDI標準定義了視訊傳輸的方式,在此基礎上新增一些控制訊號、通訊、所使用的聯結器定義,由此構成可CameraLink標準。CameraLink最大時鐘頻率就是85MHz

CameraLink有5種配置:因為視訊的解析度越來越高,也即畫素時鐘越來越高,比如單色[email protected]的點頻是25.175MHz(Lite),彩色[email protected]點頻是65MHz(Base),彩色[email protected]點頻是108MHz(Medium),所以,不同的配置是為了滿足不同解析度和精度的視訊傳輸的要求。相當於車速不變,增加車道以提高車流量。

l  Lite:支援10bit,埠A、B,1個電纜聯結器

l  Base:支援24bit,埠A、B、C,1個電纜聯結器

l  Medium:支援48bit,埠A、B、C、D、E、F,2個電纜聯結器

l  Full:支援64bit,埠A、B、C、D、E、F、G、H,2個電纜聯結器

l  80 Bit。支援80bit,埠A、B、C、D、E、F、G、H、I、J,2個電纜聯結器

聯結器定義:

CameraLink的訊號:

除了資料通道,還有:

(1)4個使能訊號:

l  FVAL:幀有效(FVAL),高有效,表示有效行。

l  LVAL:行有效,高有效,表示有效畫素

l  DVAL:資料有效,高表示資料有效。對80bit配置,這個訊號用來傳輸資料。

l  Spare:備用。對80bit配置,這個訊號用來傳輸資料。

(2)對Base/Medium/Full/80bit配置,還有下面攝像機控制訊號:CC1、CC2、CC3、CC4。而對Lite配置,僅有CC一個控制訊號。

(3)通訊:波特率至少9600,1個起始位,1個停止位、無奇偶校驗、無握手訊號。

l  SerTFG:序列通訊差分對,去幀捕捉器。對Lite配置,這個訊號被分配在一個攜帶影象資料的差分對上。見位分配。

l  SerTC:序列通訊差分對,去攝像機。

埠(Port)的概念:一個埠是8bit寬,從訊號連線的角度來說,1個埠可傳輸8bit的數,但是到底這8bit數是什麼並沒有規定。

Tap的概念:Tap表示一個型別的資料,比如:Red資料、Green資料、或Blue資料、灰度資料,或偶畫素資料、或奇畫素資料。比如:

1)       用一個Base配置來傳輸24bit的RGB,RGB的每個資料是8bit,那麼我們就說是3個TAP,每個TAP是8bit。

2)       如果我們用一個Medium配置來傳輸雙畫素RGB,RGB資料是8bit,那麼我們就說是6個TAP,每個TAP是8bit。

3)       如果我們用Lite配置來傳輸黑白影象,亮度用10bit數來表示,那麼,我們說1個TAP,每個TAP是10bit。

CameraLink標準應該對如下一些內容作出明確定義:

1)       我們知道要傳輸的影象資料是由一個或多個Tap組成的,先要定義這些Tap的每一位是如何分配在Port上的,這就是第2.2.2.1節定義的位的分配(Bit Assignment)。

2)       然後要定義Port的每一位及LVAL、FVAL、FVAL、SPARE處於LVDS時鐘週期的哪個相位,也就是是Port每一位與收發器的RX/Tx腳位之間的關係。這個問題在2.2.2.2節位的位置(Bit Allocation)中定義。

3)       標準還要定義每個Port位於哪個通道連線,或者說哪個晶片上,或者說是在X連線通道上,還是Y、Z連線通道上?這一點由第2.2.2.3節的配置的框圖來定義。

2.2.2.1位的分配(Bit Assignment)

2.2.2.2位的位置(Bit Allocation)

2.2.2.3硬體路由和框圖