視頻會(huì)議之視頻系統(tǒng)術(shù)語

《視頻會(huì)議之視頻系統(tǒng)術(shù)語》由會(huì)員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《視頻會(huì)議之視頻系統(tǒng)術(shù)語（30頁珍藏版）》請(qǐng)?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。

1、 . ...../ n ...../ 視頻系統(tǒng)術(shù)語 目前，國外各個(gè)視頻會(huì)議生產(chǎn)廠家都陸續(xù)推出了自己的各種高清或超清產(chǎn)品，都在不遺余力的宣傳圖像分辨率。但是，要達(dá)到高清/超清的視頻會(huì)議，單單有720p或者1080p的圖像分辨率是不夠的。視頻會(huì)議作為多媒體的一種應(yīng)用，整個(gè)系統(tǒng)涉與到前端視頻采集、圖像的編碼能力、高質(zhì)量的網(wǎng)絡(luò)傳輸、高清晰的視頻顯示設(shè)備。另外，如果我們?cè)谟^看高清晰視頻圖像的時(shí)候，不能得到一個(gè)更清晰、連續(xù)的音頻效果，那么這個(gè)過程實(shí)際上就沒有任何意義，所以高質(zhì)量音頻的重要性完全不亞于視頻。所以在高清或者超清的視頻會(huì)議中有幾個(gè)關(guān)鍵的知識(shí)點(diǎn)需要

2、了解：高清的視頻分辨率、高清視頻顯示設(shè)備的接口、高質(zhì)量的音頻傳輸接口、高質(zhì)量的音頻。技術(shù)的發(fā)展都是循序漸進(jìn)的過程，在本文檔中不但列出了高清視頻的相關(guān)術(shù)語，還把非高清視頻系統(tǒng)中的相關(guān)術(shù)語也一并列出，這樣會(huì)有一個(gè)很直觀的比較過程。 1???????? 視頻接口 我們經(jīng)常在家里的電視機(jī)、各種播放器上，視頻會(huì)議產(chǎn)品和監(jiān)控產(chǎn)品的編解碼器的視頻輸入/輸出接口上看到很多視頻接口，這些視頻接口哪些是模擬接口、哪些是數(shù)字接口，哪些接口可以傳輸高清圖像等，下面就做一個(gè)詳細(xì)的介紹。 目前最基本的視頻接口是復(fù)合視頻接口、S-vidio接口；另外常見的還有色差接口、VGA接口、DVI接口、HDMI接口、SDI接口

3、。 ? 1.1????? 復(fù)合視頻接口 1.1.1?????? 接口圖 ??????? 1.1.2?????? 說明 復(fù)合視頻接口也叫AV接口或者Video接口，是目前最普遍的一種視頻接口，幾乎所有的電視機(jī)、影碟機(jī)類產(chǎn)品都有這個(gè)接口。 它是音頻、視頻分離的視頻接口，一般由三個(gè)獨(dú)立的RCA插頭（又叫梅花接口、RCA接口）組成的，其中的V接口連接混合視頻信號(hào)，為黃色插口；L接口連接左聲道聲音信號(hào)，為白色插口；R接口連接右聲道聲音信號(hào)，為紅色插口。 ? 1.1.3?????? 評(píng)價(jià) 它是一種混合視頻信號(hào)，沒有經(jīng)過RF射頻信號(hào)調(diào)制、放大、檢波、解調(diào)等過程，信號(hào)保真度相對(duì)較好。圖像

4、品質(zhì)影響受使用的線材影響大，分辨率一般可達(dá)350-450線，不過由于它是模擬接口，用于數(shù)字顯示設(shè)備時(shí)，需要一個(gè)模擬信號(hào)轉(zhuǎn)數(shù)字信號(hào)的過程，會(huì)損失不少信噪比，所以一般數(shù)字顯示設(shè)備不建議使用。 ? 1.2????? S-Video接口 1.2.1?????? 接口圖 ???????????? ????????? 1.2.2?????? 說明 S接口也是非常常見的接口，其全稱是Separate Video，也稱為SUPER VIDEO。S-Video連接規(guī)格是由日本人開發(fā)的一種規(guī)格，S指的是“SEPARATE（分離）”，它將亮度和色度分離輸出，避免了混合視訊訊號(hào)輸出時(shí)亮度和色度的相互干擾

5、。S接口實(shí)際上是一種五芯接口，由兩路視亮度信號(hào)、兩路視頻色度信號(hào)和一路公共屏蔽地線共五條芯線組成。 ? 1.2.3?????? 評(píng)價(jià) 同AV 接口相比，由于它不再進(jìn)行Y/C混合傳輸，因此也就無需再進(jìn)行亮色分離和解碼工作，而且使用各自獨(dú)立的傳輸通道在很大程度上避免了視頻設(shè)備信號(hào)串?dāng)_而產(chǎn)生的圖像失真，極提高了圖像的清晰度。但S-Video 仍要將兩路色差信號(hào)(Cr Cb)混合為一路色度信號(hào)C，進(jìn)行傳輸然后再在顯示設(shè)備解碼為Cb和Cr進(jìn)行處理，這樣多少仍會(huì)帶來一定信號(hào)損失而產(chǎn)生失真(這種失真很小但在嚴(yán)格的廣播級(jí)視頻設(shè)備下進(jìn)行測(cè)試時(shí)仍能發(fā)現(xiàn)) 。而且由于Cr Cb的混合導(dǎo)致色度信號(hào)的帶寬也有一定

6、的限制，所以S-Video雖然已經(jīng)比較優(yōu)秀，但離完美還相去甚遠(yuǎn)。S-Video雖不是最好的，但考慮到目前的市場(chǎng)狀況和綜合成本等其它因素，它還是應(yīng)用最普遍的視頻接口之一。 ? 1.3????? YPbPr /YCbCr色差接口 1.3.1?????? 接口圖 ??????????? 1.3.2?????? 說明 色差接口是在S接口的基礎(chǔ)上，把色度（C）信號(hào)里的藍(lán)色差（b）、紅色差（r）分開發(fā)送，其分辨率可達(dá)到600線以上。它通常采用YPbPr 和YCbCr兩種標(biāo)識(shí)，前者表示逐行掃描色差輸出，后者表示隔行掃描色差輸出?，F(xiàn)在很多電視類產(chǎn)品都是靠色差輸入來提高輸入訊號(hào)品質(zhì)，而且透過色差接

7、口，可以輸入多種等級(jí)訊號(hào)，從最基本的480i到倍頻掃描的480p，甚至720p、1080i等等，都是要通過色差輸入才有辦法將信號(hào)傳送到電視當(dāng)中。 ? 1.3.3?????? 評(píng)價(jià) 由電視信號(hào)關(guān)系可知，我們只需知道Y、Cr、Cb的值就能夠得到G（綠色）的值，所以在視頻輸出和顏色處理過程中就統(tǒng)一忽略綠色差Cg而只保留Y Cr Cb，這便是色差輸出的基本定義。作為S-Video的進(jìn)階產(chǎn)品，色差輸出將S-Video傳輸?shù)纳刃盘?hào)C分解為色差Cr和Cb，這樣就避免了兩路色差混合譯碼并再次分離的過程，也保持了色度信道的最大帶寬，只需要經(jīng)過反矩陣譯碼電路就可以還原為RGB三原色信號(hào)而成像，這就最大限度

8、地縮短了視頻源到顯示器成像之間的視頻信號(hào)信道，避免了因繁瑣的傳輸過程所帶來的影像失真，所以色差輸出的接口方式是目前最好模擬視頻輸出接口之一。 ? 1.4????? VGA接口 1.4.1?????? 接口圖 ???????????????????? 1.4.2?????? 說明 VGA接口也叫D-Sub接口。VGA接口是一種D型接口，上面共有15針，分成三排，每排五個(gè)。VGA接口是顯卡上應(yīng)用最為廣泛的接口類型，絕大多數(shù)的顯卡都帶有此種接口。迷你音響或者家庭影院擁有VGA接口就可以方便的和計(jì)算機(jī)的顯示器連接，用計(jì)算機(jī)的顯示器顯示圖像。 ? 1.4.3?????? 評(píng)價(jià) VGA

9、接口傳輸?shù)娜匀皇悄M信號(hào)，對(duì)于以數(shù)字方式生成的顯示圖像信息，通過數(shù)字/模擬轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)變?yōu)镽、G、B三原色信號(hào)和行、場(chǎng)同步信號(hào)，信號(hào)通過電纜傳輸?shù)斤@示設(shè)備中。對(duì)于模擬顯示設(shè)備，如模擬CRT顯示器，信號(hào)被直接送到相應(yīng)的處理電路，驅(qū)動(dòng)控制顯像管生成圖像。而對(duì)于LCD、DLP等數(shù)字顯示設(shè)備，顯示設(shè)備中需配置相應(yīng)的A/D（模擬/數(shù)字）轉(zhuǎn)換器，將模擬信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)閿?shù)字信號(hào)。在經(jīng)過D/A和A/D二次轉(zhuǎn)換后，不可避免地造成了一些圖像細(xì)節(jié)的損失。VGA接口應(yīng)用于CRT顯示器無可厚非，但用于數(shù)字電視之類的顯示設(shè)備，則轉(zhuǎn)換過程的圖像損失會(huì)使顯示效果略微下降。 ? 1.5????? DVI接口 1.5.1??????

10、 接口圖 目前的DVI接口分為兩種： ?????????????? 一個(gè)是DVI-D接口，只能接收數(shù)字信號(hào)，接口上只有3排8列共24個(gè)針腳，其中右上角的一個(gè)針腳為空。不兼容模擬信號(hào)。 ????????????????? 另外一種則是DVI-I接口，可同時(shí)兼容模擬和數(shù)字信號(hào)。兼容模擬幸好并不意味著模擬信號(hào)的接口D-Sub接口可以連接在DVI-I接口上，而是必須通過一個(gè)轉(zhuǎn)換接頭才能使用，一般采用這種接口的顯卡都會(huì)帶有相關(guān)的轉(zhuǎn)換接頭。 ? 1.5.2?????? 說明 I全稱為Digital Visual Interface，它是1999年由Silicon Image、Intel

11、（英特爾）、Compaq（康柏）、、（）、、Fujitsu（）等公司共同組成DDWG（Digital Display Working Group，數(shù)字顯示工作組）推出的接口標(biāo)準(zhǔn)。它是以Silicon Image公司的PanalLink接口技術(shù)為基礎(chǔ)，基于TMDS（Transition Minimized Differential Signaling，最小化傳輸差分信號(hào)）電子協(xié)議作為基本電氣連接。TMDS是一種微分信號(hào)機(jī)制，可以將象素?cái)?shù)據(jù)編碼，并通過串行連接傳遞。產(chǎn)生的數(shù)字信號(hào)由發(fā)送器按照TMDS協(xié)議編碼后通過TMDS通道發(fā)送給接收器，經(jīng)過解碼送給數(shù)字顯示設(shè)備。一個(gè)DVI顯示系統(tǒng)包括一個(gè)傳送器和

12、一個(gè)接收器。傳送器是信號(hào)的來源，可以建在顯卡芯片中，也可以以附加芯片的形式出現(xiàn)在顯卡PCB上；而接收器則是顯示器上的一塊電路，它可以接受數(shù)字信號(hào)，將其解碼并傳遞到數(shù)字顯示電路中，通過這兩者，顯卡發(fā)出的信號(hào)成為顯示器上的圖象。 ? 1.5.3?????? 評(píng)價(jià) 顯示設(shè)備采用DVI接口具有主要有以下兩大優(yōu)點(diǎn)：1、速度快DVI傳輸?shù)氖菙?shù)字信號(hào)，數(shù)字圖像信息不需經(jīng)過任何轉(zhuǎn)換，就會(huì)直接被傳送到顯示設(shè)備上，因此減少了數(shù)字→模擬→數(shù)字繁瑣的轉(zhuǎn)換過程，大大節(jié)省了時(shí)間，因此它的速度更快，有效消除拖影現(xiàn)象，而且使用DVI進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，信號(hào)沒有衰減，色彩更純凈，更逼真。 2、畫面清晰　　計(jì)算機(jī)部傳輸?shù)氖嵌M(jìn)

13、制的數(shù)字信號(hào)，使用VGA接口連接液晶顯示器的話就需要先把信號(hào)通過顯卡中的D/A（數(shù)字/模擬）轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)變?yōu)镽、G、B三原色信號(hào)和行、場(chǎng)同步信號(hào)，這些信號(hào)通過模擬信號(hào)線傳輸?shù)揭壕Р窟€需要相應(yīng)的A/D（模擬/數(shù)字）轉(zhuǎn)換器將模擬信號(hào)再一次轉(zhuǎn)變成數(shù)字信號(hào)才能在液晶上顯示出圖像來。在上述的D/A、A/D轉(zhuǎn)換和信號(hào)傳輸過程中不可避免會(huì)出現(xiàn)信號(hào)的損失和受到干擾，導(dǎo)致圖像出現(xiàn)失真甚至顯示錯(cuò)誤，而DVI接口無需進(jìn)行這些轉(zhuǎn)換，避免了信號(hào)的損失，使圖像的清晰度和細(xì)節(jié)表現(xiàn)力都得到了大大提高。 ? 1.6????? SDI接口 1.6.1?????? 接口圖 ?????????????????? 1.6.2?

14、????? 說明 SDI接口是“數(shù)字分量串行接口”。串行接口是把數(shù)據(jù)的各個(gè)比特以與相應(yīng)的數(shù)據(jù)通過單一通道順序傳送的接口。由于串行數(shù)字信號(hào)的數(shù)據(jù)率很高，在傳送前必須經(jīng)過處理。用擾碼的不歸零倒置（NRZI）來代替早期的分組編碼，其標(biāo)準(zhǔn)為SMPTE-259M和EBU-Tech-3267，標(biāo)準(zhǔn)包括了含數(shù)字音頻在的數(shù)字復(fù)合和數(shù)字分量信號(hào)。在傳送前，對(duì)原始數(shù)據(jù)流進(jìn)行擾頻，并變換為NRZI碼，確保在接收端可靠地恢復(fù)原始數(shù)據(jù)。這樣在概念上可以將數(shù)字串行接口理解為一種基帶信號(hào)調(diào)制。SDI接口能通過270Mb/s的串行數(shù)字分量信號(hào)，對(duì)于16：9格式圖像，應(yīng)能傳送360Mb/s的信號(hào)。 1.6.3??????

15、評(píng)價(jià) SDI接口不能直接傳送壓縮數(shù)字信號(hào)，數(shù)字錄像機(jī)、硬盤等設(shè)備記錄的壓縮信號(hào)重放后，必須經(jīng)解壓并經(jīng)SDI接口輸出才能進(jìn)入SDI系統(tǒng)。如果反復(fù)解壓和壓縮，必將引起圖像質(zhì)量下降和延時(shí)增加，為此各種不同格式的數(shù)字錄像機(jī)和非線性編輯系統(tǒng)，規(guī)定了自己的用于直接傳輸壓縮數(shù)字信號(hào)的接口。（a）索尼公司的串行數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)接口SDDI（SerialDigital Data Interface），用于Betacam-SX非線性編輯或數(shù)字新聞傳輸系統(tǒng)，通過這種接口，可以4倍速從磁帶上載到磁盤。（b）索尼公司的4倍速串行數(shù)字接口QSDI（QuarterSerial Digital Interface），在DVCAM錄

16、像機(jī)編輯系統(tǒng)中，通過該接口以4倍速從磁帶上載到磁盤、從磁盤下載到磁帶或在盤與盤之間進(jìn)行數(shù)據(jù)拷貝。（c）松下公司的壓縮串行數(shù)字接口CSDI（CompressionSerial Digital Interface），用于DVCPRO和Digital-S數(shù)字錄像機(jī)、非線性編輯系統(tǒng)中，由帶基到盤基或盤基之間可以4倍速傳輸數(shù)據(jù)。以上三種接口互不兼容，但都與SDI接口兼容。在270Mb/s的SDI系統(tǒng)中，可進(jìn)行高速傳輸。這三種接口是為建立數(shù)字音視頻網(wǎng)絡(luò)而設(shè)計(jì)的，這類網(wǎng)絡(luò)不象計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)那樣使用握手協(xié)議，而使用同步網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，不會(huì)因路徑不同而出現(xiàn)延時(shí)。人們常在SDI信號(hào)中嵌入數(shù)字音頻信號(hào)，也就是將數(shù)字音頻信號(hào)插

17、入到視頻信號(hào)的行、場(chǎng)同步脈沖（行、場(chǎng)消隱）期間與數(shù)字分量視頻信號(hào)同時(shí)傳輸。 ? 1.7????? HDMI接口 1.7.1?????? 接口圖 1.7.2?????? 說明 HDMI的英文全稱是“High? Definition Multimedia”，中文的意思是高清晰度多媒體接口。HDMI接口可以提供高達(dá)5Gbps的數(shù)據(jù)傳輸帶寬，可以傳送無壓縮的音頻信號(hào)與高分辨率視頻信號(hào)。同時(shí)無需在信號(hào)傳送前進(jìn)行數(shù)/?；蛘吣?數(shù)轉(zhuǎn)換，可以保證最高質(zhì)量的影音信號(hào)傳送。應(yīng)用HDMI的好處是：只需要一條HDMI線，便可以同時(shí)傳送影音信號(hào)，而不像現(xiàn)在需要多條線材來連接；同時(shí)，由于無線進(jìn)行數(shù)/

18、模或者模/數(shù)轉(zhuǎn)換，能取得更高的音頻和視頻傳輸質(zhì)量。對(duì)消費(fèi)者而言，HDMI技術(shù)不僅能提供清晰的畫質(zhì)，而且由于音頻/視頻采用同一電纜，大大簡化了家庭影院系統(tǒng)的安裝。 ? 1.7.3?????? 評(píng)價(jià) 2002年的4月，日立、、、Silicon Image、、湯姆遜、東芝共7家公司成立了HDMI組織開始制定新的專用于數(shù)字視頻/音頻傳輸標(biāo)準(zhǔn)。2002年歲末，高清晰數(shù)字多媒體接口(High-definition Digital Multimedia Interface)HDMI 1.0標(biāo)準(zhǔn)頒布。與DVI相比，HDMI可以傳輸數(shù)字音頻信號(hào)，并增加了對(duì)HDCP的支持，同時(shí)提供了更好的DDC可選功能。H

19、DMI支持5Gbps的數(shù)據(jù)傳輸率，最遠(yuǎn)可傳輸15米，足以應(yīng)付一個(gè)1080p的視頻和一個(gè)8聲道的音頻信號(hào)。而因?yàn)橐粋€(gè)1080p的視頻和一個(gè)8聲道的音頻信號(hào)需求少于4GB/s，因此HDMI還有很大余量。這允許它可以用一個(gè)電纜分別連接DVD，接收器和PRR。此外HDMI支持EDID、DDC2B，因此具有HDMI的設(shè)備具有“即插即用”的特點(diǎn)，信號(hào)源和顯示設(shè)備之間會(huì)自動(dòng)進(jìn)行“協(xié)商”，自動(dòng)選擇最合適的視頻/音頻格式。 HDMI在針腳上和I兼容，只是采用了不同的封裝： HDMI to DVI-D轉(zhuǎn)接頭： HDMI to DVI-D轉(zhuǎn)接線： 1.8????? IEEE1394接口 1.8.1

20、?????? 接口圖 ????????????????? 1.8.2?????? 說明 IEEE 1394也稱為火線或iLink，它能夠傳輸數(shù)字視頻和音頻與機(jī)器控制信號(hào)，具有較高的帶寬，且十分穩(wěn)定。通常它主要用來連接數(shù)碼攝像機(jī)、DVD錄像機(jī)等設(shè)備。IEEE 1394接口有兩種類型：6針的六角形接口和4針的小型四角形接口。6針的六角形接口可向所連接的設(shè)備供電，而4針的四角形接口則不能。 1.8.3?????? 評(píng)價(jià) 它的設(shè)計(jì)初衷是成為電子設(shè)備(包括便攜式攝像機(jī)、個(gè)人電腦、數(shù)字電視機(jī)、音/視頻接收器、DVD播放機(jī)、打印機(jī)等)之間的一個(gè)通用連接接口。1394電纜可以傳輸不同類型的數(shù)字信號(hào)

21、，包括視頻、音頻、數(shù)碼音響、設(shè)備控制命令和計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)。IEEE 1394主要的性能特點(diǎn)如下： 數(shù)字接口：數(shù)據(jù)能夠以數(shù)字形式傳輸，不需要模數(shù)轉(zhuǎn)換，從而降低了設(shè)備的復(fù)雜性，保證了信號(hào)的質(zhì)量。 熱插拔：即系統(tǒng)在全速工作時(shí)，IEEE 1394設(shè)備也可以插入或拆除，用戶會(huì)發(fā)現(xiàn)，增添一個(gè)1394器件，就像將電源線插入其電氣插座中一樣容易。 ? 1.9????? BNC接口 1.9.1?????? 接口圖 ????????????????? 1.9.2?????? 說明 BNC接口是指同軸電纜接口，BNC接口用于75歐同軸電纜連接用，提供收（RX）、發(fā)（TX）兩個(gè)通道，它用于非平衡信號(hào)的連

22、接。 ? 1.9.3?????? 評(píng)價(jià) BNC（同軸電纜卡環(huán)形接口）接口主要用于連接高端家庭影院產(chǎn)品以與專業(yè)視頻設(shè)備。BNC電纜有5個(gè)連接頭，分別接收紅、綠、藍(lán)、水平同步和垂直同步信號(hào)。BNC接頭可以讓視頻信號(hào)互相間干擾減少，可達(dá)到最佳信號(hào)響應(yīng)效果。此外，由于BNC接口的特殊設(shè)計(jì)，連接非常緊，不必?fù)?dān)心接口松動(dòng)而產(chǎn)生接觸不良。 2???????? 音頻接口 除了高清視頻帶來的視覺上的沖擊，音頻方面質(zhì)量也有很大提高，能給大家?guī)砀普娴默F(xiàn)場(chǎng)效果。對(duì)于目前經(jīng)常提到的音頻接口做一個(gè)說明。 2.1????? RCA模擬音頻 RCA接頭就是常說的蓮花頭，利用RCA線纜傳輸模擬信號(hào)是目前最

23、普遍的音頻連接方式。每一根RCA線纜負(fù)責(zé)傳輸一個(gè)聲道的音頻信號(hào)，所以立體聲信號(hào)，需要使用一對(duì)線纜。對(duì)于多聲道系統(tǒng)，就要根據(jù)實(shí)際的聲道數(shù)量配以一樣數(shù)量的線纜。立體聲RCA音頻接口，一般將右聲道用紅色標(biāo)注，左聲道則用藍(lán)色或者白色標(biāo)注。 ? 2.2????? 平衡模擬音頻 大三芯插頭 ? XLR接口 與RCA模擬音頻線纜直接傳輸聲音的方式完全不同，平衡模擬音頻（Balanced Analog Audio）接口使用兩個(gè)通道分別傳送信號(hào)一樣而相位相反的信號(hào)。接收端設(shè)備將這兩組信號(hào)相減，干擾信號(hào)就被抵消掉，從而獲得高質(zhì)量的模擬信號(hào)。平衡模擬音頻通常采用XLR接口和大三芯接口。XLR俗稱

24、卡儂頭，有三針插頭和鎖定裝置組成。由于采用了鎖定裝置，XLR連接相當(dāng)牢靠。大三芯接口則采用直徑為6.35毫米的插頭，其優(yōu)點(diǎn)是耐磨損，適合反復(fù)插拔。平衡模擬音頻連接主要出現(xiàn)在高級(jí)模擬音響器材或?qū)I(yè)音頻設(shè)備上。 ? 2.3????? S/PDIF S/PDIF（Sony/Philips Digital Interface，索尼和飛利浦?jǐn)?shù)字接口）是由SONY公司與PHILIPS公司聯(lián)合制定的一種數(shù)字音頻輸出接口。該接口廣泛應(yīng)用在CD播放機(jī)、聲卡與家用電器等設(shè)備上，能改善CD的音質(zhì)，給我們更純正的聽覺效果。該接口傳輸?shù)氖菙?shù)字信號(hào)，所以不會(huì)像模擬信號(hào)那樣受到干擾而降低音頻質(zhì)量。需要注意的是，S/P

25、DIF接口是一種標(biāo)準(zhǔn)，同軸數(shù)字接口和光線接口都屬于S/PDIF接口的疇。 ? 2.4????? 數(shù)字同軸 數(shù)字同軸（Digital Coaxial）是利用S/PDIF接口輸出數(shù)字音頻的接口。同軸線纜有兩個(gè)同心導(dǎo)體，導(dǎo)體和屏蔽層共用同一軸心。同軸線纜是由絕緣材料隔離的銅線導(dǎo)體，阻抗為75歐姆，在里層絕緣材料的外部是另一層環(huán)形導(dǎo)體與其絕緣體，整個(gè)電纜由聚氯乙烯或特氟綸材料的護(hù)套包住。同軸電纜的優(yōu)點(diǎn)是阻抗穩(wěn)定，傳輸帶寬高，保證了音頻的質(zhì)量。雖然同軸數(shù)字線纜的標(biāo)準(zhǔn)接頭為BNC接頭，但市面上的同軸數(shù)字線材多采用RCA接頭。 ? 2.5????? 光纖 光纖（Optical）以光脈沖的

26、形式來傳輸數(shù)字信號(hào)，其材質(zhì)以玻璃或有機(jī)玻璃為主。光纖同樣采用S/PDIF接口輸出，其是帶寬高，信號(hào)衰減小，常常用于連接DVD播放器和AV功放，支持PCM數(shù)字音頻信號(hào)、Dolby以與DTS音頻信號(hào)。 ? 2.6????? 鳳凰頭 鳳凰頭也經(jīng)常被用來作為音頻的輸入和輸出端口。 3???????? 視頻分辨率 3.1????? CIF CIF是常用的標(biāo)準(zhǔn)化圖像格式（Common Intermediate Format）。在H.323協(xié)議簇中，規(guī)定了視頻采集設(shè)備的標(biāo)準(zhǔn)采集分辨率。CIF = 352×288像素。 CIF格式具有如下特性： (1) 電視圖像的空間分辨率為家用錄像系統(tǒng)(

27、Video Home System，VHS)的分辨率，即352×288。 (2) 使用非隔行掃描。 (3) 使用NTSC幀速率，30幅/秒。 (4) 使用1/2的PAL水平分辨率，即288線。 (5) 對(duì)亮度和兩個(gè)色差信號(hào)(Y、Cb和Cr)分量分別進(jìn)行編碼，它們的取值圍同ITU-R BT.601。即黑色=16，白色=235，色差的最大值等于240，最小值等于16。 ??? 下面為5種CIF 圖像格式的參數(shù)說明。 sub-QCIF 128×96 QCIF?????????????????????????? 176×144 CIF????????????????????????

28、???????????? 352×288 4CIF??????????????????????????? 704×576 9CIF??????????????????????????? 1056×864?? 16CIF????????????????????????? 1408×1152 目前在視頻會(huì)議行業(yè)中使用CIF、4CIF，而在監(jiān)控行業(yè)中使用CIF、HALF D1、D1等幾種分辨率。 3.2????? DCIF 在視頻監(jiān)控中，經(jīng)過研究發(fā)現(xiàn)一種更為有效的監(jiān)控視頻編碼分辨率（DCIF），其像素為528×384。DCIF分辨率的是視頻圖像來歷是將奇、偶兩個(gè)HALF D1，經(jīng)反隔

29、行變換，組成一個(gè)D1（720*576），D1作邊界處理，變成4CIF（704×576），4CIF經(jīng)水平3/4縮小、垂直2/3縮小，轉(zhuǎn)換成528×384。528×384的像素?cái)?shù)正好是CIF像素?cái)?shù)的兩倍，為了與常說的2CIF（704*288）區(qū)分，我們稱之為DOUBLE CIF，簡稱DCIF。顯然，DCIF在水平和垂直兩個(gè)方向上，比Half D1更加均衡。 3.3????? Dx系列/720p/1080p Dx系列是數(shù)字電視系統(tǒng)顯示格式的標(biāo)準(zhǔn)，共分為如下五種規(guī)格。我們經(jīng)常說的高清視頻、超高清視頻的720p和1080p也是數(shù)字電視系統(tǒng)的顯示格式。 D1：480i格式（525i）：720×480

30、（水平480線，隔行掃描），和NTSC模擬電視清晰度一樣，行頻為15.25kHz，相當(dāng)于我們所說的4CIF（720×576）。 D2：480p格式（525p）：720×480（水平480線，逐行掃描），較D1隔行掃描要清晰不少，和逐行掃描DVD規(guī)格一樣，行頻為31.5kHz。 D3：1080i格式（1125i）：1920×1080（水平1080線，隔行掃描），高清采用最多的一種分辨率，分辨率為1920×1080i/60HZ，行頻為33.75kHz。 D4：720p格式（750p）：1280×720（水平720線，逐行掃描），雖然分辨率較D3要低，但是因?yàn)橹鹦袙呙?，市面上更多人感覺相對(duì)于1

31、080i（實(shí)際逐次540線）視覺效果更加清晰。在最大分辨率達(dá)到1920×1080的情況下，D3要比D4感覺更加清晰，尤其是文字表現(xiàn)力上，分辨率為1280×720p/60HZ，行頻為45kHz。 D5：1080p格式（1125p）：1920×1080（水平1080線，逐行掃描），目前民用高清視頻的最高標(biāo)準(zhǔn)，分辨率為1920×1080p/60HZ，行頻為67.5KHZ。 其中D1 和D2標(biāo)準(zhǔn)是我們一般模擬電視的最高標(biāo)準(zhǔn)，并不能稱的上高清晰，D3的1080i標(biāo)準(zhǔn)是高清晰電視的基本標(biāo)準(zhǔn)，它可以兼容720p格式，而D5的1080p只是專業(yè)上的標(biāo)準(zhǔn)，并不是民用級(jí)別的，上面所給出的60HZ只是理想狀態(tài)下

32、的場(chǎng)頻，而它的行頻為67.5KHZ，目前還沒有如此高行頻的電視問世，實(shí)際在專業(yè)領(lǐng)域里1080p的場(chǎng)頻只有24HZ，25HZ和30HZ。??? 需要指出的一點(diǎn)是，DVI接口是日本獨(dú)有的特殊接口，國電視幾乎沒有帶這種接口的，最多的是色差接口，而色差接口最多支持到D4，理論上肯定沒有HDMI（純數(shù)字信號(hào)，支持到1080p)的最高清晰度高，但在1920×1080以下分辨率的電視機(jī)上，一般也沒有很大差別。 4???????? 音頻技術(shù) 視頻通訊過程是視頻和音頻的實(shí)時(shí)雙向完整通訊過程。在這個(gè)過程中我們?yōu)榱双@得高清晰視頻圖像，有時(shí)卻忽略了另外一個(gè)重要的過程——音頻通訊過程。如果我們?cè)谟^看高清晰視頻圖像的

33、時(shí)候，不能得到一個(gè)更清晰、連續(xù)的音頻效果。那么這個(gè)過程實(shí)際上就沒有任何意義，所以其重要性甚至超過視頻。在傳統(tǒng)的視頻會(huì)議系統(tǒng)中音頻技術(shù)發(fā)展極其緩慢，原因在于目前應(yīng)用于視頻通訊的音頻編解碼壓縮標(biāo)準(zhǔn)都是為了保持傳輸時(shí)的低帶寬占用和較高的編解碼效率，從而將音頻信號(hào)的采樣頻率、采樣精度和采樣圍指標(biāo)做了極大的降低，使得所能提供的音頻清晰度和還原性都有很大程度上的衰減。與用于存儲(chǔ)和回放非實(shí)時(shí)壓縮協(xié)議的標(biāo)準(zhǔn)（如OGG、MP3等）相比，音頻的保真度非常低。這樣就在某種程度上對(duì)現(xiàn)場(chǎng)聲音的還原達(dá)不到要求。目前傳統(tǒng)視頻通訊過程中主要采用的是G.711、G.722、G.722.1、G.728等音頻標(biāo)準(zhǔn)，音頻寬度僅有50

34、Hz－7KHz單聲道，而人耳所能感知的自然界的頻響能力可以達(dá)到20Hz－20KHz，因此，在對(duì)現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境音的還原過程中過多的音頻信息的丟失造成了無法真實(shí)表現(xiàn)現(xiàn)場(chǎng)情況。所以在高清晰視頻通訊過程中我們勢(shì)必要有一種相輔助的音頻處理方式解決此問題。使整個(gè)高清晰通訊過程更去近于完美。 目前國際上對(duì)音頻處理技術(shù)上標(biāo)準(zhǔn)較多，在對(duì)下一代實(shí)時(shí)交互音頻處理上可以采用MPEG-1 Layer 2或AAC系列音頻，對(duì)選用標(biāo)準(zhǔn)的原則是，音頻頻響圍要達(dá)到22KHz，這樣就幾乎可以覆蓋了人耳聽覺的全部圍，甚至在高頻方面還有所超越，能夠使現(xiàn)場(chǎng)音頻得到真實(shí)自然的還原，并且在還原時(shí)可以采用雙聲道立體聲回放，使整個(gè)視頻通訊的聲音有

35、更強(qiáng)的臨近感，達(dá)到CD級(jí)音質(zhì)。同時(shí)在對(duì)鏈路帶寬的適應(yīng)和編解碼效率上達(dá)到最佳。下面是各種音頻編碼標(biāo)準(zhǔn)的說明： 4.1????? G.711 類型：Audio 制定者：ITU-T 所需頻寬：64Kbps 特性：算法復(fù)雜度小，音質(zhì)一般優(yōu)點(diǎn)：算法復(fù)雜度低，壓縮比?。–D音質(zhì)>400kbps），編解碼延時(shí)最短（相對(duì)其它技術(shù)）缺點(diǎn)：占用的帶寬較高備注：70年代CCITT公布的G.711 64kb/s脈沖編碼調(diào)制PCM。 ? 4.2????? G.721 制定者：ITU-T 所需帶寬：32Kbps 音頻頻寬：3.4KHZ 特性：相對(duì)于PCMA和PCMU，其壓縮比較高，可以提供2：1的壓

36、縮比。優(yōu)點(diǎn)：壓縮比大缺點(diǎn)：聲音質(zhì)量一般備注：子帶ADPCM（SB-ADPCM）技術(shù)。G.721標(biāo)準(zhǔn)是一個(gè)代碼轉(zhuǎn)換系統(tǒng)。它使用ADPCM轉(zhuǎn)換技術(shù)，實(shí)現(xiàn)64 kb/s A律或μ律PCM速率和32 kb/s速率之間的相互轉(zhuǎn)換。 ? 4.3????? G.722 制定者：ITU-T 所需帶寬：64Kbps 音頻寬度：7KHZ 特性：G722能提供高保真的語音質(zhì)量優(yōu)點(diǎn)：音質(zhì)好缺點(diǎn)：帶寬要求高備注：子帶ADPCM（SB-ADPCM）技術(shù) ? 4.4????? G.722.1 制定者：ITU-T 所需帶寬：32Kbps/24Kbps 音頻寬度：7KHZ 特性：可實(shí)現(xiàn)比G.722 編解

37、碼器更低的比特率以與更大的壓縮。目標(biāo)是以大約一半的比特率實(shí)現(xiàn)? G.722 大致相當(dāng)?shù)馁|(zhì)量。優(yōu)點(diǎn)：音質(zhì)好缺點(diǎn)：帶寬要求高備注：目前大多用于電視會(huì)議系統(tǒng)。 ? 4.5????? G.722.1附錄C 制定者：ITU-T 所需帶寬：48Kbps/32Kbps/4Kbps 音頻寬度：14KHZ 特性：采用自Polycom 的Siren?14 專利算法，與早先的寬頻帶音頻技術(shù)相比具有突破性的優(yōu)勢(shì)，提供了低時(shí)延的14 kHz 超寬頻帶音頻，而碼率不到MPEG4 AAC-LD 替代編解碼器的一半，同時(shí)要求的運(yùn)算能力僅為十分之一到二十分之一，這樣就留出了更多的處理器周期來提高視頻質(zhì)量或者運(yùn)行因特

38、網(wǎng)應(yīng)用程序，并且移動(dòng)設(shè)備上的電池續(xù)航時(shí)間也可延長。優(yōu)點(diǎn)：音質(zhì)更為清晰，幾乎可與CD 音質(zhì)媲美，在視頻會(huì)議等應(yīng)用中可以降低聽者的疲勞程度。缺點(diǎn)：是Polycom的專利技術(shù)。備注：目前大多用于電視會(huì)議系統(tǒng) ? 4.6????? G.723(低碼率語音編碼算法) 制定者：ITU-T 所需帶寬：5.3Kbps/6.3Kbps 音頻寬度：3.4KHZ 特性：語音質(zhì)量接近良，帶寬要求低，高效實(shí)現(xiàn)，便于多路擴(kuò)展，可利用C5402片16kRAM實(shí)現(xiàn)53coder。達(dá)到ITU-TG723要求的語音質(zhì)量，性能穩(wěn)定?？捎糜贗P語音信源編碼或高效語音壓縮存儲(chǔ)。優(yōu)點(diǎn)：碼率低，帶寬要求較小。并達(dá)到ITU-TG

39、723要求的語音質(zhì)量，性能穩(wěn)定。缺點(diǎn)：聲音質(zhì)量一般備注：G.723語音編碼器是一種用于多媒體通信，編碼速率為5.3kbits/s和6.3kbit/s的雙碼率編碼方案。G.723標(biāo)準(zhǔn)是國際電信聯(lián)盟（ITU）制定的多媒體通信標(biāo)準(zhǔn)中的一個(gè)組成部分，可以應(yīng)用于IP等系統(tǒng)中。其中，5.3kbits/s碼率編碼器采用多脈沖最大似然量化技術(shù)（MP－MLQ），6.3kbits/s碼率編碼器采用代數(shù)碼激勵(lì)線性預(yù)測(cè)技術(shù)。 ? 4.7????? G.723.1(雙速率語音編碼算法) 制定者：ITU-T 所需帶寬：5.3Kbps(22.9) 音頻寬度：3.4KHZ 特性：能夠?qū)σ魳泛推渌纛l信號(hào)進(jìn)行壓縮和

40、解壓縮，但它對(duì)語音信號(hào)來說是最優(yōu)的。G.723.1采用了執(zhí)行不連續(xù)傳輸?shù)撵o音壓縮，這就意味著在靜音期間的比特流中加入了人為的噪聲。除了預(yù)留帶寬之外，這種技術(shù)使發(fā)信機(jī)的調(diào)制解調(diào)器保持連續(xù)工作，并且避免了載波信號(hào)的時(shí)通時(shí)斷。優(yōu)點(diǎn)：碼率低，帶寬要求較小。并達(dá)到ITU-TG723要求的語音質(zhì)量，性能穩(wěn)定,避免了載波信號(hào)的時(shí)通時(shí)斷。缺點(diǎn)：語音質(zhì)量一般備注：G.723.1算法是ITU-T建議的應(yīng)用于低速率多媒體服務(wù)中語音或其它音頻信號(hào)的壓縮算法，其目標(biāo)應(yīng)用系統(tǒng)包括H.323、H.324等多媒體通信系統(tǒng)。目前該算法已成為IP系統(tǒng)中的必選算法之一。 ? 4.8????? G.728 制定者：ITU-T

41、 所需帶寬：16Kbps/8Kbps 音頻寬度：3.4KHZ 特性：用于IP、衛(wèi)星通信、語音存儲(chǔ)等多個(gè)領(lǐng)域。G.728是一種低時(shí)延編碼器，但它比其它的編碼器都復(fù)雜，這是因?yàn)樵诰幋a器中必須重復(fù)做50階LPC分析。G.728還采用了自適應(yīng)后置濾波器來提高其性能。優(yōu)點(diǎn)：后向自適應(yīng)，采用自適應(yīng)后置濾波器來提高其性能缺點(diǎn)：比其它的編碼器都復(fù)雜備注：G.728 16kb/s短延時(shí)碼本激勵(lì)線性預(yù)測(cè)編碼（LD-CELP）。1996年ITU公布了G.728 8kb/s的CS－ACELP算法，可以用于IP、衛(wèi)星通信、語音存儲(chǔ)等多個(gè)領(lǐng)域。16 kbps G.728低時(shí)延碼激勵(lì)線性預(yù)測(cè)。 ? ?? ? G.72

42、8是低比特線性預(yù)測(cè)合成分析編碼器（G.729和G.723.1）和后向ADPCM編碼器的混合體。G.728是LD-CELP編碼器，它一次只處理5個(gè)樣點(diǎn)。對(duì)于低速率（56~128 kbps）的綜合業(yè)務(wù)數(shù)字網(wǎng)（ISDN）可視，G.728是一種建議采用的語音編碼器。由于其后向自適應(yīng)特性，因此G.728是一種低時(shí)延編碼器，但它比其它的編碼器都復(fù)雜，這是因?yàn)樵诰幋a器中必須重復(fù)做50階LPC分析。G.728還采用了自適應(yīng)后置濾波器來提高其性能。 ? 4.9????? G.729 制定者：ITU-T 所需帶寬：8Kbps 音頻寬度：3.4KHZ 特性：在良好的信道條件下要達(dá)到長話質(zhì)量，在有隨機(jī)比特

43、誤碼、發(fā)生幀丟失和多次轉(zhuǎn)接等情況下要有很好的穩(wěn)健性等。這種語音壓縮算法可以應(yīng)用在很廣泛的領(lǐng)域中，包括ＩＰ、無線通信、數(shù)字衛(wèi)星系統(tǒng)和數(shù)字專用線路。? ?? ? G.729算法采用“共軛結(jié)構(gòu)代數(shù)碼本激勵(lì)線性預(yù)測(cè)編碼方案”（CS-ACELP）算法。這種算法綜合了波形編碼和參數(shù)編碼的優(yōu)點(diǎn)，以自適應(yīng)預(yù)測(cè)編碼技術(shù)為基礎(chǔ)，采用了矢量量化、合成分析和感覺加權(quán)等技術(shù)。? ?? ? G.729編碼器是為低時(shí)延應(yīng)用設(shè)計(jì)的，它的幀長只有10ms，處理時(shí)延也是10ms，再加上5ms的前視，這就使得G.729產(chǎn)生的點(diǎn)到點(diǎn)的時(shí)延為25ms，比特率為8 kbps。優(yōu)點(diǎn)：語音質(zhì)量良，應(yīng)用領(lǐng)域很廣泛，采用了矢量量化、合成分析和感

44、覺加權(quán)，提供了對(duì)幀丟失和分組丟失的隱藏處理機(jī)制。缺點(diǎn)：在處理隨機(jī)比特錯(cuò)誤方面性能不好。備注：國際電信聯(lián)盟（ITU-T）于1995年11月正式通過了G.729。ITU-T建議G.729也被稱作“共軛結(jié)構(gòu)代數(shù)碼本激勵(lì)線性預(yù)測(cè)編碼方案”(CS-ACELP)，它是當(dāng)前較新的一種語音壓縮標(biāo)準(zhǔn)。G.729是由美國、法國、日本和加拿大的幾家著名國際電信實(shí)體聯(lián)合開發(fā)的。 ? 4.10G.729A 制定者：ITU-T 所需帶寬：8Kbps(34.4) 音頻寬度：3.4KHZ 特性：復(fù)雜性較G.729低，性能較G.729差。優(yōu)點(diǎn)：語音質(zhì)量良，降低了計(jì)算的復(fù)雜度以便于實(shí)時(shí)實(shí)現(xiàn)，提供了對(duì)幀丟失和分組丟失的

45、隱藏處理機(jī)制缺點(diǎn)：性能較G.729差備注：96年ITU-T又制定了G.729的簡化方案G.729A，主要降低了計(jì)算的復(fù)雜度以便于實(shí)時(shí)實(shí)現(xiàn)，因此目前使用的都是G.729A。 ? 4.11MPEG-1 audio layer 1 制定者：MPEG 所需帶寬：384kbps（壓縮4倍） 音頻寬度：特性：編碼簡單，用于數(shù)字盒式錄音磁帶，2聲道，VCD中使用的音頻壓縮方案就是MPEG-1層Ⅰ。優(yōu)點(diǎn)：壓縮方式相對(duì)時(shí)域壓縮技術(shù)而言要復(fù)雜得多，同時(shí)編碼效率、聲音質(zhì)量也大幅提高，編碼延時(shí)相應(yīng)增加?？梢赃_(dá)到“完全透明”的聲音質(zhì)量（EBU音質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)）缺點(diǎn)：頻寬要求較高備注：MPEG-1聲音壓縮編碼是國際上第

46、一個(gè)高保真聲音數(shù)據(jù)壓縮的國際標(biāo)準(zhǔn)，它分為三個(gè)層次：--層1(Layer 1)：編碼簡單，用于數(shù)字盒式錄音磁帶--層2(Layer 2)：算法復(fù)雜度中等，用于數(shù)字音頻廣播(DAB)和VCD等--層3(Layer 3)：編碼復(fù)雜，用于互聯(lián)網(wǎng)上的高質(zhì)量聲音的傳輸，如MP3音樂壓縮10倍 ? 4.12MPEG-1 audio layer 2,即MP2 制定者：MPEG 所需帶寬：256～192kbps（壓縮6～8倍） 音頻寬度：特性：算法復(fù)雜度中等，用于數(shù)字音頻廣播(DAB)和VCD等，2聲道，而MUSICAM由于其適當(dāng)?shù)膹?fù)雜程度和優(yōu)秀的聲音質(zhì)量，在數(shù)字演播室、DAB、DVB等數(shù)字節(jié)目的制作

47、、交換、存儲(chǔ)、傳送中得到廣泛應(yīng)用。優(yōu)點(diǎn)：壓縮方式相對(duì)時(shí)域壓縮技術(shù)而言要復(fù)雜得多，同時(shí)編碼效率、聲音質(zhì)量也大幅提高，編碼延時(shí)相應(yīng)增加?？梢赃_(dá)到“完全透明”的聲音質(zhì)量（EBU音質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)）缺點(diǎn)：備注：同MPEG-1 audio layer 1 ? 4.13MPEG-1 audio layer 3(MP3) 制定者：MPEG 所需帶寬：128～112kbps（壓縮10～12倍） 音頻寬度：特性：編碼復(fù)雜，用于互聯(lián)網(wǎng)上的高質(zhì)量聲音的傳輸，如MP3音樂壓縮10倍，2聲道。MP3是在綜合MUSICAM和ASPEC的優(yōu)點(diǎn)的基礎(chǔ)上提出的混合壓縮技術(shù)，在當(dāng)時(shí)的技術(shù)條件下，MP3的復(fù)雜度顯得相對(duì)較高，編碼不

48、利于實(shí)時(shí)，但由于MP3在低碼率條件下高水準(zhǔn)的聲音質(zhì)量，使得它成為軟解壓與網(wǎng)絡(luò)廣播的寵兒。優(yōu)點(diǎn)：壓縮比高，適合用于互聯(lián)網(wǎng)上的傳播缺點(diǎn)：MP3在128KBitrate與以下時(shí)，會(huì)出現(xiàn)明顯的高頻丟失備注：同MPEG-1 audio layer 1 4.14MPEG-2 audio layer 制定者：MPEG 所需帶寬：與MPEG-1層1，層2，層3一樣音頻寬度： 特性：MPEG-2的聲音壓縮編碼采用與MPEG-1聲音一樣的編譯碼器，層1, 層2和層3的結(jié)構(gòu)也一樣，但它能支持5.1聲道和7.1聲道的環(huán)繞立體聲。優(yōu)點(diǎn)：支持5.1聲道和7.1聲道的環(huán)繞立體聲缺點(diǎn)：備注：MPEG-2的聲音壓縮

49、編碼采用與MPEG-1聲音一樣的編譯碼器，層1, 層2和層3的結(jié)構(gòu)也一樣，但它能支持5.1聲道和7.1聲道的環(huán)繞立體聲。 ? 4.15AAC-LD (dvanced Audio Coding，先進(jìn)音頻編碼) 制定者：MPEG所需帶寬：48-64 kbps 音頻寬度：22KHZ 特性：提供高質(zhì)量的低延時(shí)的音頻編碼標(biāo)準(zhǔn)，以其20ms的算法延時(shí)提供更高的比特率和各種聲音信號(hào)的高質(zhì)量音頻。 缺點(diǎn)：? 備注：超寬帶編解碼器技術(shù)支持高達(dá)48KHz采樣率的語音傳輸，與傳統(tǒng)的窄帶與寬帶語音編解碼器相比大幅提高了音質(zhì)。該技術(shù)可提供接近CD音質(zhì)的音頻，數(shù)據(jù)速率高達(dá)48–64kbps，不僅提高了IP

50、語音與視頻應(yīng)用的清晰度，而且支持音樂傳輸功能。高清語音通道支持更高的采樣率，配合音頻編解碼器的高保真音效，顯著豐富并擴(kuò)展了頻譜兩端的音質(zhì)圍，有效改善了語音回響性能，提高了清晰度。 視頻基礎(chǔ)知識(shí) 多媒體的應(yīng)用已經(jīng)深入人們生活，視頻會(huì)議已經(jīng)成為工作會(huì)議、教學(xué)中重要的手段之一。高清電視、高清視訊也是現(xiàn)在人們茶余飯后的談資，那么什么是高清的標(biāo)準(zhǔn)？什么是高清的分辨率？計(jì)算機(jī)行業(yè)中的顯示器與電視行業(yè)中的分辨率有什么區(qū)別？為什么視頻會(huì)議、數(shù)字電視在圖像采樣上采用子采樣的方式？高清視頻會(huì)議和高清電視是怎么統(tǒng)一起來的？本文就為你解開視頻的層層面紗，深入了解視頻會(huì)議的基礎(chǔ)知識(shí)。 1 逐行掃描與隔行掃描 隔

51、行（interlaced）和逐行（progressive）都是CRT時(shí)代顯示器的水平掃描方式。CRT的每一幀畫面都通過電器槍自上而下的掃描來完成。這一過程中，如果逐一完成每一條水平掃描線，就稱作逐行掃描。如果先掃描所有奇數(shù)掃描線，再完成偶數(shù)掃描線，就是隔行掃描，每一幀(Frame)圖像通過兩場(chǎng)(Filed)掃描完成，第一場(chǎng)只掃描奇數(shù)行，第二場(chǎng)只掃描偶數(shù)行。 圖1 隔行掃描(左圖是奇數(shù)場(chǎng)，右圖是偶數(shù)場(chǎng)) 圖2 逐行掃描 進(jìn)入到數(shù)字時(shí)代，雖然采用液晶、等離子等數(shù)字技術(shù)的電視機(jī)本身不再采用CRT掃描顯示方式，但是隔行和逐行卻仍然成為高清信號(hào)的兩種格式。經(jīng)常見到的720p、1080i、1

52、080p中的P就是指逐行掃描，I指隔行掃描。 逐行掃描和隔行掃描的特點(diǎn)： ????????? 逐行掃描的圖像畫面平滑、無閃爍； ????????? 隔行掃描行間閃爍比較明顯、會(huì)造成鋸齒現(xiàn)象，它們是由組成單一幀的兩個(gè)視場(chǎng)間的相對(duì)位移造成的； ????????? 隔行掃描是一種壓縮方式，用幀周期一半的時(shí)間，通過偏置兩個(gè)視場(chǎng)來組建一幀，減少了一半需要傳輸或儲(chǔ)存的信息量；對(duì)于未被壓縮的隔行高清晰度視頻，這個(gè)數(shù)據(jù)產(chǎn)生速度大約是前面的兩倍。 ? ????????? 圖3 逐行掃描與隔行掃描圖像質(zhì)量對(duì)比 2 顏色空間 2.1 光和顏色 可見光是波長在380 nm～780 nm 之間的電

53、磁波，我們看到的大多數(shù)光不是一種波長的光，而是由許多不同波長的光組合成的。如果光源由單波長組成，就稱為單色光源。該光源具有能量，也稱強(qiáng)度。實(shí)際中，只有極少數(shù)光源是單色的，大多數(shù)光源是由不同波長組成，每個(gè)波長的光具有自身的強(qiáng)度。這稱為光源的光譜分析。 顏色是視覺系統(tǒng)對(duì)可見光的感知結(jié)果。研究表明，人的視網(wǎng)膜有對(duì)紅、綠、藍(lán)顏色敏感程度不同的三種錐體細(xì)胞。紅、綠和藍(lán)三種錐體細(xì)胞對(duì)不同頻率的光的感知程度不同，對(duì)不同亮度的感知程度也不同。 自然界中的任何一種顏色都可以由R，G，B 這3 種顏色值之和來確定，以這三種顏色為基色構(gòu)成一個(gè)RGB 顏色空間，基色的波長分別為700 nm(紅色)、546.1nm

54、(綠色)和435.8 nm(藍(lán)色)。 顏色＝R(紅色的百分比)＋G(綠色的百分比)＋B(藍(lán)色的百分比)，只要其中一種不是由其它兩種顏色生成，可以選擇不同的三基色構(gòu)造不同的顏色空間。 ???????? 圖4 顏色構(gòu)成原理 2.2 顏色的度量 圖像的數(shù)字化首選要考慮到如何用數(shù)字來描述顏色。國際照明委員會(huì)CIE（International Commission on Illumination ）對(duì)顏色的描述作了一個(gè)通用的定義，用顏色的三個(gè)特性來區(qū)分顏色。這些特性是色調(diào)，飽和度和明度，它們是顏色所固有的并且是截然不同的特性。??? 色調(diào)(hue)又稱為色相，指顏色的外觀，用于區(qū)別顏色的名稱

55、或顏色的種類。色調(diào)用紅、橙、黃、綠、青、藍(lán)、靛、紫等術(shù)語來刻畫。用于描述感知色調(diào)的一個(gè)術(shù)語是色彩(colorfulness)。??? 飽和度(saturation)是相對(duì)于明度的一個(gè)區(qū)域的色彩，是指顏色的純潔性，它可用來區(qū)別顏色明暗的程度。完全飽和的顏色是指沒有滲入白光所呈現(xiàn)的顏色，例如僅由單一波長組成的光譜色就是完全飽和的顏色。??? 明度(brightness)是視覺系統(tǒng)對(duì)可見物體輻射或者發(fā)光多少的感知屬性。它和人的感知有關(guān)。由于明度很難度量，因此國際照明委員會(huì)定義了一個(gè)比較容易度量的物理量，稱為亮度(luminance) 來度量明度，亮度(luminance)即輻射的能量。明度的一個(gè)極端

56、是黑色(沒有光)，另一個(gè)極端是白色，在這兩個(gè)極端之間是灰色。??? 光亮度(lightness)是人的視覺系統(tǒng)對(duì)亮度(luminance)的感知響應(yīng)值，光亮度可用作顏色空間的一個(gè)維，而明度(brightness)則僅限用于發(fā)光體,該術(shù)語用來描述反射表面或者透射表面。 2.3 顏色空間 顏色空間是表示顏色的一種數(shù)學(xué)方法，人們用它來指定和產(chǎn)生顏色，使顏色形象化。顏色空間中的顏色通常使用代表三個(gè)參數(shù)的三維坐標(biāo)來指定，這些參數(shù)描述的是顏色在顏色空間中的位置，但并沒有告訴我們是什么顏色，其顏色要取決于我們使用的坐標(biāo)。 從技術(shù)上角度區(qū)分，顏色空間可考慮分成如下三類： ????????? RGB 型

57、顏色空間/計(jì)算機(jī)圖形顏色空間：這類模型主要用于電視機(jī)和計(jì)算機(jī)的顏色顯示系統(tǒng)。例如，RGB，HSI, HSL 和HSV 等顏色空間。 ????????? XYZ 型顏色空間/CIE 顏色空間：這類顏色空間是由國際照明委員會(huì)定義的顏色空間，通常作為國際性的顏色空間標(biāo)準(zhǔn)，用作顏色的基本度量方法。例如，CIE 1931 XYZ，L*a*b，L*u*v 和LCH 等顏色空間就可作為過渡性的轉(zhuǎn)換空間。 ????????? YUV 型顏色空間/電視系統(tǒng)顏色空間：由廣播電視需求的推動(dòng)而開發(fā)的顏色空間，主要目的是通過壓縮色度信息以有效地播送彩色電視圖像。例如，YUV，YIQ，ITU-R BT.601 Y'C

58、bCr, ITU-R BT.709 Y'CbCr 和SMPTE-240M Y'PbPr等顏色空間。 2.4 顏色空間的轉(zhuǎn)換 不同顏色可以通過一定的數(shù)學(xué)關(guān)系相互轉(zhuǎn)換： ????????? 有些顏色空間之間可以直接變換。例如，RGB 和HSL，RGB 和HSB，RGB 和R'G'B', R'G'B'和Y'CrCb，CIE XYZ 和CIE L*a*b*等。 ????????? 有些顏色空間之間不能直接變換。例如，RGB 和CIE La*b*, CIE XYZ和HSL，HSL 和Y'CbCr 等，它們之間的變換需要借助其他顏色空間進(jìn)行過渡。 其中，R'G'B'和Y'CbCr 兩個(gè)彩色空間之

59、間的轉(zhuǎn)換關(guān)系可以用下式表示：??? ? ???????????????????? Y = 0.299R + 0.587G + 0.114B ??? ? ???????????????????? Cr = (0.500R - 0.4187G- 0.0813B) + 128 ??? ? ???????????????????? Cb = (-0.1687R - 0.3313G + 0.500B) + 128 圖5 色彩空間的變換 Y'CbCr中，Y表示亮度，CbCr表示色差。Y'CbCr彩色空間的特點(diǎn)： ????????? 亮度信號(hào)和色度信號(hào)相互獨(dú)立的? ----可以對(duì)這些單色圖分別

60、進(jìn)行編碼。這就是為什么黑白電視能接收彩色電視信號(hào)的原因。 ????????? 人眼對(duì)彩色細(xì)節(jié)的分辨能力遠(yuǎn)比對(duì)亮度細(xì)節(jié)的分辨能力低----可以把幾個(gè)相鄰像素不同的彩色值當(dāng)作一樣的彩色值來處理，從而減少所需的存儲(chǔ)容量和傳輸量。 3 電視制式 3.1 彩色電視制式 目前世界上現(xiàn)行的彩色電視制式有三種：NTSC 制、PAL 制和SECAM 制。這里不包括高清晰度彩色電視HDTV (High-Definition television)。 1. NTSC制式 NTSC(National Television Systems Committee)彩色電視制是1952 年美國國家電視標(biāo)準(zhǔn)委員會(huì)定

61、義的彩色電視廣播標(biāo)準(zhǔn)，稱為正交平衡調(diào)幅制。美國、加拿大等大部分西半球國家，以與日本、國、菲律賓等國和中國的采用這種制式。??? NTSC 彩色電視制的主要特性是：??? (1) 525 行/幀, 30 幀/秒(29.97 fps, 33.37 ms/frame)；??? (2) 高寬比：電視畫面的長寬比(電視為4:3；電影為3:2；高清晰度電視為16:9)；??? (3) 隔行掃描，一幀分成2 場(chǎng)(field)，262.5 線/場(chǎng)；??? (4) 在每場(chǎng)的開始部分保留20 掃描線作為控制信息，因此只有485 條線的可視數(shù)據(jù)；??? (5) 每行63.5 微秒，水平回掃時(shí)間10 微秒(包含5 微

62、秒的水平同步脈沖)，所以顯示時(shí)間是53.5 微秒；??? (6) 顏色模型：YIQ。??? 一幀圖像的總行數(shù)為525 行，分兩場(chǎng)掃描。行掃描頻率為15750 Hz，周期為63.5μs；場(chǎng)掃描頻率是60 Hz，周期為16.67 ms；幀頻是30 Hz，周期33.33ms。每一場(chǎng)的掃描行數(shù)為525/2=262.5 行。除了兩場(chǎng)的場(chǎng)回掃外，實(shí)際傳送圖像的行數(shù)為480 行。 2. PAL制式??? 由于NTSC 制存在相位敏感造成彩色失真的缺點(diǎn)，因此德國于1962 年制定了PAL(Phase-Alternative Line)制彩色電視廣播標(biāo)準(zhǔn)，稱為逐行倒相正交平衡調(diào)幅制。德國、英國等一些西歐國家，

63、以與中國、朝鮮等國家采用這種制式。??? PAL 電視制的主要掃描特性是：??? (1) 625 行(掃描線)/幀，25 幀/秒(40 ms/幀)；??? (2)長寬比(aspect ratio)：4:3；??? (3) 隔行掃描，2 場(chǎng)/幀，312.5 行/場(chǎng)；??? (4) 顏色模型：YUV。 3. SECAM制式??? 法國制定了SECAM (法文：Sequential Coleur Avec Memoire)彩色電視廣播標(biāo)準(zhǔn)，稱為順序傳送彩色與存儲(chǔ)制。法國、聯(lián)與東歐國家采用這種制式。世界上約有65 個(gè)地區(qū)和國家試驗(yàn)這種制式。??? 這種制式與PAL 制類似，其差別是SECAM 中的色

64、度信號(hào)是頻率調(diào)制(FM)，而且它的兩個(gè)色差信號(hào)：紅色差(R'-Y')和藍(lán)色差(B'-Y')信號(hào)是按行的順序傳輸?shù)?。圖像寬高比為4:3，625 線，50 Hz，6 MHz 電視信號(hào)帶寬，總帶寬8 MHz。 ? 表1 電視制式的比較 制式名 歷史 應(yīng)用 區(qū)別 NTSC制(National Television Systems Committee)正交平衡調(diào)幅制 1952年美國國家電視標(biāo)準(zhǔn)委員會(huì)定義的彩色電視廣播標(biāo)準(zhǔn) 美國、加拿大等大部分西半球國家，以與日本、國、菲律賓等國和中國的采用這種制式 525行/幀, 30幀/秒;隔行掃描;顏色模型：YIQ? PAL制(Phase-A

65、lternative Line)逐行倒相正交平衡調(diào)幅制 德國(當(dāng)時(shí)的西德)于1962年制定 德國、英國等一些西歐國家，以與中國、朝鮮等國家采用這種制式 625行(掃描線)/幀，25幀/秒;隔行掃描，2場(chǎng)/幀，;顏色模型：YUV SECAM制。(法文：Sequential Coleur Avec Memoire)順序傳送彩色與存儲(chǔ)制 法國制定 法國、聯(lián)與東歐國家采用這種制式。世界上約有65個(gè)地區(qū)和國家試驗(yàn)這種制式 625行(掃描線)/幀，25幀/秒;隔行掃描 ? 3.2 彩色電視的顏色空間 在彩色電視中，用Y、C1, C2 彩色表示法分別表示亮度信號(hào)和兩個(gè)色差信號(hào)，C1，C

66、2 的含義與具體的應(yīng)用有關(guān)。在NTSC 彩色電視制中，C1，C2 分別表示I、Q 兩個(gè)色差信號(hào)；在PAL 彩色電視制中，C1，C2 分別表示U、V 兩個(gè)色差信號(hào)；在CCIR 601 數(shù)字電視標(biāo)準(zhǔn)中，C1，C2 分別表示Cr，Cb 兩個(gè)色差信號(hào)。所謂色差是指基色信號(hào)中的三個(gè)分量信號(hào)(即R、G、B)與亮度信號(hào)之差。 (1) NTSC 的YIQ 顏色空間與RGB 顏色空間的轉(zhuǎn)換關(guān)系如下：??? Y=0.30R+0.59G+0.11B ??? I=0.74(R－Y)－0.27(B－Y) = 0.60R+0.28G+0.32B ??? Q=0.48(R－Y)－0.27(B－Y) = 0.21R+0.52G+0.31B (2) PAL 的YUV 顏色空間與RGB 顏色空間的轉(zhuǎn)換關(guān)系如下：??? Y=0.30R+0.59G+0.11B ??? U=0.493(B－Y) = －0.15R－0.29G+0.44B ??? Q=0.877(R－Y) = 0.62R－0.52G－0.10B 4 視頻圖像采樣 模擬視頻的數(shù)字化包括不少技術(shù)問題，如電視信號(hào)具有不同的制式而且采用復(fù)合的YUV 信號(hào)