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高清晰視頻會(huì )議終端應用接口展望

2007/03/13

　　視頻通訊作為一種面向用戶(hù)的實(shí)時(shí)雙向視頻交互溝通方式，最終還是要通過(guò)視頻會(huì )議終端設備傳輸過(guò)來(lái)的視頻信號還原到面向用戶(hù)的顯示設備(液晶電視/等離子電視/背投電視/大屏幕投影機等顯示設備)之上，所以視頻接口的選擇，尤其是目前我們所發(fā)展的高清晰視頻通訊方面的接口的選擇尤其重要，這個(gè)過(guò)程應該包括高清攝像機與視頻終端連接接口的選擇，高清晰視頻終端和高清晰顯示設備的連接接口的選擇。

　　高清晰視頻會(huì )議作為一種視頻應用模式，應充分適應現有的數字高清晰視頻壓縮；傳輸通訊及接口規范。目前高清晰顯示對外連接通訊接口規程主要有以下幾種：DVI（數字視頻接口）；HDMI（高清晰多媒體接口）：標準的端子；IEEE 1394端子：或“火線(xiàn)”的簡(jiǎn)稱(chēng)。還有一種廣電應用比較廣泛的HD-SDI接口，在這里不作為主要論述內容。

　　DVI接口：DVI接口標準是1999年，由數字視頻輸出工作組（Digital Display Working Group）所推出的一項標準，主要成員包括惠普、IBM、英特爾、NEC等廠(chǎng)家。目前，采用DVI接口的消費類(lèi)產(chǎn)品遍布高清晰顯示設備；平板電視；顯卡等多種設備。其設計的最初目的，是為了實(shí)現個(gè)人PC和液晶顯示設備之間的數字化連接，從而實(shí)現設備間通訊的數字化，目前在視盤(pán)播放設備（DVD）和平板顯示設備之間是使用此技術(shù)最常用的領(lǐng)域。目前中高端個(gè)人PC的計算機主板大多數均已配置了DVI信號輸出接口。由此可以看出DVI接口逐漸得到廣泛應用。

　　DVI接口是一種24位數字式RGB接口技術(shù)，在單條DVI連接通道中，有三對低電壓差分信號通路，分別用來(lái)進(jìn)行紅、綠、藍三種色度分量和同步信號的傳輸。除此之外，還有第四對信號通道。用來(lái)傳送各像素的時(shí)鐘信號。每一個(gè)長(cháng)度為8個(gè)數位的RGB分量信號數據都是以串行數位流方式進(jìn)行傳送的。最高傳輸率可以達到每秒1.65Gbps。因此，單條DVI連接通道的最大傳輸率就可以達到4.95Gbit/s。這樣的傳輸速度是非常快的，可以滿(mǎn)足很大的視頻數據傳輸。在這一帶寬之下，單條DVI連接通道就可以在數據未經(jīng)壓縮的情況下，輕而易舉的完成美國ATSC所定義的所有格式的高清晰視頻信號的傳送任務(wù)，而且，對高質(zhì)量的顯示圖像可達1600×1200像數（UXGA），甚至還能滿(mǎn)足1080p／60（即1920×1080逐行，刷新率為60赫茲）圖像傳輸對帶寬的要求。同時(shí)也極大的滿(mǎn)足了今后高清晰視頻會(huì )議所要求的720P（1280×720逐行）信號的傳輸要求。1080p／60已經(jīng)是目前高清晰視頻壓縮；通訊格式的最高格式了。如果采用雙通道DVI接口，其最大傳輸率可達到9.9Gbps（可用帶寬為7.92Gbps），顯示圖像可以達到刷新率為60赫茲的2048×1536像數（QXGA）畫(huà)面。可以說(shuō)在今后相當長(cháng)的時(shí)間里都會(huì )滿(mǎn)足我們對高清晰圖像的追求。與此同時(shí)，DVI規范不僅允許傳輸同步信號和數字視頻信號，還可以傳輸模擬RGB信號。但同時(shí)它的線(xiàn)纜長(cháng)度問(wèn)題確實(shí)限制了它在一些領(lǐng)域的應用，雖然可通過(guò)外接信號放大設備可以解決問(wèn)題，但信號還是經(jīng)過(guò)了額外的環(huán)節。

　　另外一種接口是目前公認技術(shù)最先進(jìn)的多媒體通訊接口——HDMI。2002年的4月，由日立、松下、飛利浦、Silicon Image、索尼、湯姆遜、東芝共7家公司成立了HDMI組織開(kāi)始制定新的專(zhuān)用于數字視頻/音頻通訊的標準。在2002年底，高清晰數字多媒體接口(High-definition Digital Multimedia Interface)HDMI 1.0標準頒布。HDMI也是首個(gè)唯一可以在單數字接口中集成不壓縮的高清晰視頻和多聲道音頻和智能格式與命令數據的數字接口。之后又公布了HDMI 1.2版，此標準對系統的兼容性有大大的改善。

　　2006年5月HDMI 1.3版本正式確定，該版本主要是提升了此接口的傳輸帶寬，色彩數能夠從100萬(wàn)級別提升到10億，即便是單色畫(huà)面，細節也將得到極大的豐富。并且得到IEC 認可，迄今為止，已經(jīng)有超過(guò)250個(gè)廠(chǎng)商和470個(gè)不同類(lèi)型的產(chǎn)品采用了HDMI接口，由此我們應該可以很清楚的認識到目前對于我們高清晰視頻通訊來(lái)說(shuō)勢必需要一種這樣的接口來(lái)提升我們產(chǎn)品在接口方面的特性。視頻會(huì )議產(chǎn)品上還沒(méi)有出現符合這一接口規范的產(chǎn)品。最重要的一點(diǎn)是HDMI可以同時(shí)傳輸音頻。HDMI的音頻處理能力足可滿(mǎn)足未來(lái)的需要，并且做到向后兼容，不僅可以傳輸我們已經(jīng)熟知并且喜愛(ài)的杜比數碼和DTS等經(jīng)過(guò)壓縮的多聲道數字音頻信號，也可以傳輸未經(jīng)壓縮的數字音頻信號。在后一種情況下，HDMI所支持的聲道數達8個(gè)之多，量化精度可達24位，采樣頻率高達192千赫。這些性能指標在進(jìn)行高清晰度視頻節目傳送時(shí)也都可以同時(shí)達到。HDMI是利用視頻信號的逆程消隱期間進(jìn)行音頻數據傳輸的，因此不會(huì )占用可用視頻傳輸帶寬，而且，完全向后兼容于未將音頻傳輸考慮在內的早期DVI產(chǎn)品。

　　最后，我們看一下1394能否成為在高清視頻通訊中的接口傳輸解決方案。

　　并不是只有HDMI、DVI是針對消費類(lèi)視音頻產(chǎn)品而設計的數字接口方案，IEEE1394也是為這一目的而開(kāi)發(fā)的。1394聯(lián)盟認為，IEEE1394是比DVI更好的多媒體設備連接方案。目前，1394接口的最大傳輸率為每秒400兆位（400Mbit/s）。這樣的傳輸率根本無(wú)法傳送未經(jīng)壓縮的逐行掃描或者高清晰視頻信號，也就是說(shuō)，通過(guò)1394接口接受高清晰視頻信號的顯示設備必須對源信號進(jìn)行壓縮。這樣對實(shí)時(shí)的視頻通訊應用來(lái)說(shuō)完成這樣的過(guò)程需要對原始信號進(jìn)行兩次編碼，勢必影響圖像的質(zhì)量。而且，目前大多數高清晰顯示設備和平板電視均沒(méi)有內置1394接口，所以在短時(shí)期內還無(wú)法得到廣泛關(guān)注。

　　綜上所述，目前HDMI接口是最先進(jìn)的多媒體通訊接口，無(wú)論從對信號的傳輸帶寬上還是從色彩數上還有傳輸距離上均是領(lǐng)先的同時(shí)也比較適合實(shí)時(shí)視頻會(huì )議。同時(shí)，我們看到目前高清液晶電視/等離子電視以及家庭影院投影機等顯示設備都基本配置了HDMI接口，這也充分說(shuō)明HDMI接口是未來(lái)信號接口的主流發(fā)展方向。

　　下表對HDMI、DVI、IEEE 1394 三種接口進(jìn)行了對比。

	HDMI 1.3	DVI	IEEE 1394 B
端口數量	1	1	1
最大傳輸格式	1080p	1080p	－
信號傳輸模式	無(wú)壓縮轉換的數字視頻信號	無(wú)壓縮轉換的數字視頻信號	經(jīng)過(guò)壓縮的數字視頻信號
同時(shí)音頻傳輸	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,但只能傳輸單一聲道音頻信號
傳輸帶寬	5Gbps	8Gbps	800Mbps
傳輸距離	抗衰減能力強，距離限制小。傳輸距離20米左右，可達50米	抗衰減能力弱，距離限制大。傳輸距離5米左右	實(shí)際4.5米.理論支持100米時(shí)，無(wú)法得到適合高清傳輸的帶寬
數字信號色深	12bit，可以滿(mǎn)足36bit高逼真畫(huà)面。適合于下一代高清視頻	8bit，最大支持24bit 畫(huà)面	－

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