视频图像协议接口大全_cvbs协议

一、图像的基础知识
图像的像素：

数字图像由二维的元素组成，每一个元素具有一个特定的位置（x,y）和幅值f(x,y),这些元素就称为像素。通常用一帧画面的有效数据行列数，即分辨率来区分视频格式，如1080p，720p，480p，1280*720等。

隔行信号与逐行信号
隔行信号：主要是电视信号 NTSC,PAL,1080i分量
逐行信号：主要是计算机和图像处理系统的传输信号 VGA,1080P分量

左图：第一场(奇数线帧)奇数线按从上到下、从左至右扫描
右图：第二场(偶数线帧)偶数线在奇数线之间的位置上，从上到下、从左到右扫描

二、数字图像颜色域分类
几个常用的颜色域有 RGB,YPbPr,YIQ,YCbCr,YUV


RGB：
RGB色彩模式是工业界的一种颜色标准，即用RGB三种颜色通道表示一个像素的像素值，RGB格式的图像按照每个通道数字化的位数可分为8 bit，和10bit等模式，一般显示器的显示模式都是RGB格式的图像，32bit真彩模式就包括8bit RGB图像加8 bit透明度值；

YCbCr：
隔行分量信号YCbCr其中Y是指亮度分量，Cb指蓝色色度分量，而Cr指红色色度分量。人的肉眼对视频的Y分量更敏感，因此在通过对色度分量进行子采样来减少色度分量后，肉眼将察觉不到的图像质量的变化。按照采样采样格式分类可以分成 YCbCr 4:2:0、YCbCr 4:2:2 和 YCbCr 4:4:4。

YCbCr 4:4:4

YCbCr 4:2:2

YCbCr 4:2:0

YCbCr ----4:2:2 to 4:4:4 &&4:4:4 to 4:2:2

RGB与YUV之间的转换



三、图像信号传输接口
图像信号的同步方式
分离同步信号(VGA)，复合同步(CVBS,分量)，数据编码同步(BT656)


标清信号：CVBS(NTSC/PAL/SECAM)
PAL制式是电视广播中色彩编码的一种方法。全名为 Phase Alternating Line 隔行倒相。除了北美，东亚部分地区使用 NTSC制式，中东、法国及东欧采用 SECAM制式 以外，世界上大部份地区都是采用 PAL制式来传输电视信号。 PAL”（720*576）有时亦被用来指625行，每秒25帧，隔行扫描，PAL色彩编码的电视制式。

PAL制式视频的模拟信号部分时序：

CVBS(PAL/NTSC)缺点
电视所能接收的信号叫Composite VideoSignal,即混合视频信号(也称复合信号)。在信号传输的过程中，色差信号被压缩调制并叠加到亮度（复合同步）信号上， 因为这个Composite(混合)信号包括了亮度(Luminance,用字母Y表示)和色度/彩度(Chrominace)两方面的信号,接收电路要做的工作就是Y/C进行分离处理， 如果处理的不好，CVBS信号就会产生亮色串扰现象，通常用模拟或者数字梳状滤波器来进行处理。

高清信号：VGA,YPbPr
VGA (Video Graphics Array 640*480)是IBM在1987年推出的一种视频传输标准，具有分辨率高、显示速率快、颜色丰富等优点，在彩色显示器领域得到了广泛的应用。后来随着硬件的进步，逐渐发展出更高分辨率，更高时钟频率的视频显示格式，但是所采用的接口信号传输方式大体相同，统称为VESA。
VGA接口是一种D型接口，上面共有15针孔，其中，除了2根NC（Not Connect)信号，5个GND信号，3根RGB彩色分量信号和2根扫描同步信号HSYNC和VSYNC。
白电平–+0.714 V；黑电平–+0.054 V；
消隐电平–0 V； 同步电平—0.286 V ；

高清信号：YPbPr/YCbCr
YPbPr也叫色差分量接口，采用的是美国电子工业协会EIA-770.2a标准，还有一种接口被称为YCbCr接口，他们两者的区别在于前者是逐行扫描色差输出，后者是隔行扫描色差输出。色差输出避免了复合同步视频两路色差混合解码并再次分离的过程，也保持了色度通道的最大带宽。而Y即是亮度信号。而YPbPr接口不是数字接口，仍然定义为是模拟接口。YPbPr的接口可以使用同轴电缆，可以用BNC头，也可以使用普通莲花头作为接口，接口上面的传输电压为0.3~1V

YPbPr模拟接口信号的时序：

采用复合同步同步头方式来同步信号，同步头加在y信号或者绿色信号线上面，称为y同步或者绿同步。

HDMI与DVI数字接口
HDMI称为高清晰度数字多媒体接口，是一种数字影像和声音传送接口， HDMI可以同时传送音频和视频信号， HDMI同时以串行方式传输I2S和SPDIF的音频数字音频和数字视频信号， DVI接口只传输数字视频不传输音频信号，HDMI信号可向下兼容DVI信号。可支持RGB,YCbCr 4:4:4，YCbCr 4:2:2颜色域的数据传输。数字信号接口具有稳定性好，不容易受干扰的优点


一般来说，HDMI接口传输的数据需要以打包的形式传输，1.3版本以前的传输格式为24bit的数据，2bit的控制数据用于同步，还包含包头或者包尾来进行数据校验和传输音频数据(DVI不包含音频数据)。 EDID是一种 标准数据格式，其中包含有关监视器及其性能的参数，包括供应商信息、最大图像大小、颜色设置、厂商预设置、频率范围的限制以及显示器名和序列号的字符串。

HDMI和DVI的 HDCP技术
HDCP：高带宽数字内容保护技术，为了保证HDMI或者DVI传输的高清晰信号不会被非法录制，用于图像加密。整个过程是首先电脑上受到HDCP技术保护的数据内容在输出时会由操作系统中的COPP (认证输出保护协议)驱动，先验证显卡，然后认证显示设备的密钥，HDCP的加密过程会对每个像素进行处理，使得画面变得毫无规律、无法识别，只有确认同步后的发送端和接受端才可能进行图像还原处理。