1、音视频输入输出信号格式与接口一、视频信号类型及接口我们在音视频系统工程基础课程中已经对音视频系统中各类常见信号接口的知识进行了学习，接下来，我们对各类信号，尤其是视频信号进行比较分析。在实际的工程技术中，随着视频清晰度的不断提高，从早期的 RF 信号开始，经历了 AV、S-video、YCbCrYPbPr、VGA、DVI、HDMI 等各种信号类型。1. RF：电视机上的 TV 接口又称 RF 射频输入接口，这是最早在电视机上出现的接口，用于接收从天线接收到的电视信号，目前在有线电视领域也是一个常用的接口。RF 信号是视频信号(CVBS)和音频信号(Audio)混合编码生成的一种高频调制信号(R
2、F)，采用同轴电缆传输，由于音视频信号之间相互干扰较大，它的视频清晰度是视频信号中最低的，但采用 75 阻抗的线材减少了阻抗不匹配和信号反射对于图像的影响，适合于长距离传输。2. Video：这类接口通常与音频接口（Audio）一起称为 AV 接口，又称 RCA接口（俗称莲花头），AV 信号是对 RF 信号的改进，也是最常见的音视频连接方式。一般来说，传输 AV 信号用三根信号线，传输 Video 信号的线头接口用黄色表示，音频信号分为左右声道分别用红色和白色表示。AV 信号的改进之处在于将视频信号和音频信号分离传输，在成像方面很大程度避免了视频与音频相互干扰对画质的影响，但由于 Video
3、信号依旧是将亮度信号和色度信号进行混合传输，因此，也称 Composite 复合视频端口，需要在终端显示设备上需要进行对亮度和色度的分离，色度、亮度的相互干扰以及分离过程造成的信号损失使得画面并不是特别出色，水平清晰度在 300 电视线左右。目前，AV 接口广泛用于电视与 DVD 连接，也是每台电视必备的接口之一。3. S-video：称为 S 端子，是 Super-Video(超级视频信号)或 Separate-Video(分离视频信号)的简称。S-video 接口分别用两条 75 欧的同轴电缆传输模拟视频信号，一条电缆传送亮度信号，另一条电缆传送色度信号。S-video与 Video 不同
4、的是将亮度和色度信号分开传输，减少了影像在“分离”、“合音视频输入输出信号格式与接口成”转换过程中的信号损失，降低了设备内信号干扰而产生的图像失真，能够有效的提高画质的清晰程度。S 端子支持设备最大显示分辨率为 1024*768，常见的 S-video 接口有三种：4 针、7 针和 9 针。目前，电视机、影碟机、投影机等设备配接的都是 4 针插头，而实际上是一种五芯接口，由两路亮度信号（亮度信号和亮度信号接地）、两路色度信号（色度信号和色度信号接地）和一路公共屏蔽地线共五条芯线组成，使用时要注意插入的方向和位置，以免弄弯针头。4. YCbCrYPbPr：YCbCrYPbPr 指分量信号（Com
5、ponent）也称色差信号，实质上是将 S-video 的色度信号再分解为色差 Cr、Cb，这样就避免了两路色差混合编码和分离的过程。一般利用三根信号线将视频信号分离成亮度（Y）信号和两路色差信号（去掉亮度信号后的色彩差异信号 Cb、Cr）进行传输，在三条线的接头处分别用绿、蓝、红色进行区别，这三条线如果相互之间插错了，可能会显示不出画面或是显示出奇怪的色彩，其所还原的信号质量比 Video 和 S-video 好。色差分为逐行和隔行显示， YCbCr 表示的是隔行，YPbPr 表示则是逐行，如果电视只有 YCbCr分量端子的话，则说明电视不能支持逐行分量，用 YPbPr 分量端子的话则支持逐
6、行和隔行两种分量。目前档次较高的电视一般拥有 2 组或 3 组分量接口，而稍差一些的电视可能只有一组隔行，色差分量信号在 DVD、PS2、XBOX、NGC 等视频设备上都可以使用。5. RGBHV 信号：将视频信号分解为“R、G、B、H、V”五种信号，利用三基色原理对图像进行编码，即红、绿、蓝三种视频信号外加行（黑色）、场（黄色）同步信号，分别使用五根 BNC 线进行传输。除此之外，RGsB、RsGsBs、RGBs 均是常见传输模式。RGsB：同步信号附加在绿色通道，使用三根同轴电缆进行传输；RsGsBs：同步信号附加在红、绿、蓝三个通道，使用三根同轴电缆进行传输；音视频输入输出信号格式与接口
7、RGBs: 同步信号作为一个独立通道，使用四根同轴电缆进行传输；RGBHV：同步信号作为行、场两个独立通道，使用五根同轴电缆进行传输6. VGA：VGA 信号是一种模拟视频信号，VGA（Video Graphics Array）接口，也叫 D-Sub 接口。VGA 接口是一种 D 型接口，上面共有 15 针，分成三排，每排五个，常用于电脑显卡的输出接口，是电脑主机与显示器之间的桥梁，负责向显示器输出相应的图像信号，是一种模拟接口。由于传统的 CRT 模拟显示设备无法直接接收并显示电脑 CPU 处理的数字信号，计算机内部以数字方式生成的显示图像信息，被显卡中的数字/模拟转换器（ D/A 转换转变
8、为 R、G、三原色信号和行、场同步信号并通过显卡的 VGA 接口输出到模拟显示器以获得视频画面（VGA 接口的制作），在数模转换过程中会造成画质的失真。VGA 接口是显卡上应用最为广泛的接口类型，目前大多数计算机与外部显示设备之间都是通过模拟 VGA 接口连接，在不少低端产品中，VGA 接口也常用于连接 LCD、DLP等数字显示设备，但在显示设备中需配置相应的/（模拟/数字）转换器，将模拟信号转变为数字信号方能接收，这样，在经过/和/2 次转换后，图像细节的损失就更大了。）VGA 信号的组成分为五种：RGBHV，分别是红、绿、蓝三原色和行、场同步信号。VGA 传输距离非常短，在实际工程中为了传
9、输更远的距离，人们把 VGA线拆开，将 RGBHV 五种信号分离出来，分别用五根同轴电缆传输，这种传输方式叫 RGB 传输，习惯上这种信号也叫 RGB 信号，在本质上 RGB 和 VGA 是没有太大区别。7. DVI 接口：DVI（Digital Visual Interface，18 针连接头）接口广泛应用于电脑和数字电视领域，与 VGA 接口不同的是，DVI 采用全数字传输方式，是一种数字化接口，采用 DVI 接口可以将计算机产生的数字信号不加转换地直接传输到 LCD 等数字显示设备中，避免了通过模拟传输方式（如色差端子、RGBHV 端子、VGA 端子等模拟传输方式）传输信号的过程中的数字
10、-模拟转换过程，提高了图像显示质量，但有效传输距离仅有 5m 左右。音视频输入输出信号格式与接口8. HDMI 接口：HDMI（High Definition Multimedia），中文的意思是高清晰度多媒体接口，与 DVI 接口一样采用全数字传输方式，不同的是，HDMI 接口不但可以提供全数字的视频信号，而且还可以同时传输音频，而数字化的传输不会像射频那样出现视频与音频干扰导致画质不佳的情况。HDMI 接口可提供高达 5Gbps 的数据传输带宽，最远可传输 15 米，传送无压缩的音频信号及高分辨率视频信号，支持同时传输一个 1080p 的视频和一个 8 声道的音频信号，能有效解决系统连线杂
11、乱的问题。9. SDI 接口SDI 是一种数字视频格式，用于广播级视频传输，通常使用 75 欧的 BNC 端子、带屏蔽的同轴电缆进行设备的连接，电缆最大有效长度为 250m，最高传输速率为 270Mbps。二、音频信号接口类型1. Audio：传输 Audio 信号通常采用 RCA 接口，又称非平衡式接口或莲花接口。RCA 端子采用同轴传输信号（BNC）的方式，中轴用来传输信号，外沿一圈的接触层用来接地，也可以用来传输数字音频信号和模拟视频信号。RCA 音频端子一般成对地用不同颜色标注：右声道用红色（R）；左声道用黑色或白色(L)。在 5.1 及以上声道中，中置和环绕声道连接线也会用其他的颜色
12、标注来方便接线，但整个系统中，无论哪种颜色的 RCA 接头，在电气性能上都是一样的。2. TRS（6.35mm）,俗称“大三芯”，音频设备连接插头，用于非平衡立体声信号的传输，此时功能与 RCA 插头一样，也可用于平衡信号的传输，类同XLR 接头。3. XLR 卡侬头XLR 称为“卡侬接头”、“平衡端子”、“麦克风插头”，用于平衡立体声信号的传输，是一种三线的连接端子，三根导线分别是正极（高端）、负极音视频输入输出信号格式与接口（低端）和屏蔽（接地）。一般来讲应用在专业或广播电视领域，XLR 端子的优势在于平衡线性传输信号，这样可以在长距离传送音频信号时大大减少电子系统在工作时由于电磁、射频干
13、扰而产生的噪音和哼声，但在消费类家用电器中，XLR 传输的优势并不非常明显。4. 微型 3.5mm 音频接头CD 播放机、MP3 播放机、计算机电脑声卡均使用微型音频插孔用于音频立体声信号的输入输出。在音频系统应用中，经常会需要将微型接口的音频输出（例如计算机声卡音频输出）转换成 RCA 左右两路音频信号用于后级设备的输入端（例如功率放大器或调音台）。三、其它接口1. IEEE1394 接口IEEE1394 接口，中文译名是火线接口，支持外部设备热插拔，可为外部设备提供电源，典型数据传输速率为 400Mbps，目前改进型的 1394 接口传输速率可达到 800Mbps，常用于计算机与数字摄像机
14、、视频录像机以及其他“创作型”音视频器材的连接。2. BNC 接口（ Bayonet Nut Connector）BNC 是 同 轴 电 缆 接 口 ，也称 Q9 接头，用 75 欧 同 轴 电 缆 连 接 。3. USB 接口USB 的中文意思是通用串行总线（Universal Serial Bus），是一种计算机及周边设备（数码相机、数字摄像机、MP3 播放机、移动硬盘、键盘鼠标、打印机等）之间的“即插即用”接口。USB 网络连接线有两种规格，一种只是USB 文件传输电缆(data-link)；而另一种带有网卡功能的 USB 网络适配电缆（net-link），通过 USB 端口到 USB
15、HUB，提供了更快更便捷的方法建立计算机网络，取代了以往的网卡。我们知道通常电脑上的 USB 口是主口(Host)，它音视频输入输出信号格式与接口只能与连接在 USB 从口上的设备通讯，如键盘、鼠标、扫描仪等。而电脑间的通讯，通常使用以太网(Ethernet)或并/串口。通过专用的 USB 控制芯片，可以在两台具备 USB 主口的设备间实现点对点通讯，在外观上，两种线差别不大。目前在市场上销售的 USB 连接线或 U 盘大多数为 USB 1.1 标准的，高速方式的传输速率为 12Mbps，低速方式的传输速率为 1.5Mbps。USB2.0 规范是由USB1.1 规范演变而来的，它的传输速率达到
16、了 480Mbps，足以满足大多数外设的速率要求。但是 usb2.0 目前也分为两个版本。full SPEED（全速版），其实就是 usb1.1 版本；high SPEED（高速版）才是真正的 2.0 接口。4. RJ-45 接口RJ-45 接 口 是 以 太 网 最 为 常 用 的 接 口 ， RJ-45 是 一 个 常 用 名 称 ， 使 用 由国 际 性 的 接 插 件 标 准 定 义 的 8 个 位 置 （ 8 针 ） 的 模 块 化 插 头 ， 其 制 作 规 范 我们 将 在 第 八 章 中 进 行 详 细 说 明 。5. RS232 接口RS232 是一种在计算机和连接设备之间进
17、行低速通信的接口，大多为 9 针插头，最大传输速率为 20Kbps，线缆最长 15m。同类接口还存在RS422、RS485，几种接头间可以相互转换。四、视频格式的转换不同格式的视频信号在亮度、色度、对比度、清晰度和分辨率等各个方面有所不同，按清晰度质量级别从高到低对各类视频格式进行排序，依次是DVI、RGBHV（VGA）、HDTV、SDI、Y-Pb-Pr、S-Video、Video、RF。一般来说，高级别格式向低级别格式转换，会造成信号的损失，没有太大意义，但在特殊情况下可以使用，例如将 DVI 信号转换成 SDI 或 RGBHV 信号，虽然损失了清晰度，但可以实现长距离传输；低级别格式通过倍
18、频、信号调节等信号处理设备可以向高级别格式转换，能产生较为明显的质量提升。目前，可以在市场上购置到各类信号接口间的转换器和适配线缆，实现多种视频格式的互换。音视频输入输出信号格式与接口音视频信号输出格式及插口来源: ChinaUnix 博客 日期： 2008.01.09 10:45 ( 共有条评论) 我要评论音视频信号输出格式及插口http:/ RF 输入/输出：电视插头插口是射频输出的意思，是将信号以电视信号传输，主要是供给一些老式不带其他输入的电视机使用。不过现在的 DVD 中基本已经取消了这种输出接口。2、Composite 复合视频端子 AV 黄色 Video 端子：这种端子的外形和用
19、于传输模拟和数字同轴信号的 RCA 端子一样，其名称的来源是因为复合视频端子通过单线同时传输色度（各种色彩）和亮度（黑色与白色）信号，通常外观标注为黄色。从使用上来讲，只要是 RCA 插头、用同轴方式传输信号的线材都可以用来传输复合视频信号，不过特别设计的75 阻抗的线材能还原更优秀的图像，特别是在长距离传输时区别更明显。这是因为特别设计的线材更能够减少阻抗不匹配和信号反射对于图像的影响，减少重影。将亮度信号和色度信号复合在一条信号线上传输。这种传输的好处是不需要调制就可以接受信号，但是由于亮度和色度在一条信号线上传输，所以画面并不是特别出色，水平解像度一般在300线左右，色彩也会有些干扰。图
20、中黄色端子线为 Video 视频端子线。3、S 端子输入/ 输出：01年以后的电视带 S 端子输入，投影仪也带S 端子最早是为了 S-VHS 录像机而开发的。S 端子和复合端子不同的是将亮度和色度信号分开传输，降低了他们之间的干扰，因此可以或者大约450线的清晰度和更好的色纯度。现在的 DVD 机上也都标配了 S 端子！S 端子采用的是独有的四针插头（正式名称是 mini-DIN 连接头） 。在使用时一定要搞清楚插入的方向和位置，如果使蛮力瞎插，会弄弯针头，造成插头损坏。4、Component 色差视频端子分量输入/ 输出：分量端子也叫色差端子，一般利用3根信号线分别传送亮色和两路色差信号。S
21、 端子更高。分量端子与前面的端子有一个很大的不同就是可以接受逐行扫描信号，而前面几种只可以接受隔行扫描信号。分量端子的视频质量也要比色差视频端子的英文名来源于这种端子是把视频信号分离为3个不同的基本部分（Component）来进行传输。因音视频输入输出信号格式与接口此色差端子采用3条分离的信号线传输信号，所还原的信号质量也要好过复合端子和 S 端子。从外形上讲，色差端子是与普通的 RCA 端子是一样的，不过是将3根线组合在一起使用，但3根线所传输的信号是完全不同的。这3组信号分别是：亮度（以 Y 标注） ，以及从三原色信号中的两种蓝色和红色去掉亮度信号后的色彩差异信号（标注为 Pb 和 Pr）
22、 ，在三条线的接头处分别用绿、蓝、红色进行区别。这三条线如果相互之间插错了，可能会显示不出画面， 或者显示出奇怪的色彩来。在有的器材上，还可以看得到色差视频端子被标注成“Wideband”（宽频） 、 “HDTV-Ready”（HDTV 预备） 、 “HDTV-Capable”（HDTV 可用）等等，这些标注意味着可以从HDTV 调谐器、逐行扫描 DVD 播放机、倍线器或其他的一些视频处理设备中输出色差信号，并且也可以在高清晰度电视和监视器上正常显示。如果你的电视机不具备接收高清晰度信号和逐行扫描信号的功能，即使用色差端子输入这些信号也得不到什么画质上的优势。5、RGB HD 输入/输出：这是
23、用五根线来传输视频信号的传输方式。其中3路用来分别传输 R、G、B 三种色彩信号，另外两路用于传输辅助信号。RGB HD 传输的清晰度相当高， 可以达到1000线以上。“RGB+H/V”代表红、绿、蓝视频信号外加上水平、垂直视频信号。这是在专业视频显示和电脑显示屏上长期使用的一种传输方式，如今被应用到了 HDTV 领域，你可以在HDTV 显示器和投影机（包括一些并非是高清晰度的型号）上看到这种5头的输入端口。一般来讲，RGB+H/V 输出输入端子都采用如图中那样的6、VGA 输入/输出：电脑显示器插头也叫 D-SUB 接口 ，是常见于电脑上的一种接口，最近也被用在了 DVD 播放器上，VGA接
24、口可以再现稳定清晰的图像，但是却在图像的色彩上差了一些。对于有过把电脑显示器接到主机上的人来说，VGA 这种标准的15针 D 型口端子应该是比较熟悉的了。从信号传输的原理来讲，VGA 端子和 RGB+H/V 端子是一样的，只不过外形有所不同。在视频器材上，VGA 端子多用在 HDTV 调谐器上作信号输出，或是用在 HDTV 显示器和投影机上作信号输入。16、BNC以这种插口发明人的名字命名）插头插孔，这种连接头采用插入并旋紧的方式，多用在专业的实验室设备上，提供极其牢靠的连接。有的时候，RCA 连接头也会应用到这种连接方式上，例如：从电脑或专业视频设备中用 RGB+H/V 端子输出信号，信号线
25、的另一端用 VGA 端子输出信号，但这种使用方法成本比较高昂。7、DVI-D 输入/输出：这也是首先在电脑上发展起来的一种接口，与 VGA 不同的是，DVI-D 采用了纯数字传输方式，可以进行不损失的图像传输，是新一代的传输方式。DVI 的全称是 “Digital Visual Interface，数字视频界面”，同 VGA 和 RGB+H/V 端子一样，也是从电脑领域内移植到家用器材上。DVI 采用一个近似长方形的18针连接头单向传输数字视频信号，例如：从 HDTV 调谐器到 HDTV 显示器传输视频信号。由于 DVI 连接方音视频输入输出信号格式与接口式完全避免了通过模拟视频信号传输方式（
26、如色差端子、RGB+H/V 端子、VGA 端子这类宽带视频连接方式都仍然是模拟传输）传输信号的过程中的数字-模拟的转换过程，因此对于固定像素的等离子、LCD、DLP 等显示方式来说，有着更大的潜力实现更优秀的数字视频显示质量。在一些最新的 HDTV 设备上，DVI 连接方式已经得到应用，为了避免 DVI 数字信号被非法复制，这些机器上还同时采用了 HDCP（High-bandwidth Digital Content Protection，宽带8、HDMI 输入/输出：HDMI 不但可以传输数字图像，也可以传输数字音频。不过现阶段搭载 HDMI 的机器非常少，但是以后会越来越多。二、音频接线端
27、子(接口类型 )1、RCA 音频接线端子Audio 端子（白色左声道 L，红色右声道 R）这是目前为止最为常见的一种音/视频接线端子，这种双线连接方式的端子早在收音机出的时代便由 RCA 录音公司发明出来，还有一个更老式、也比较奇怪的称呼叫作“唱盘”接头。RCA 端子采用同轴传输信号的方式，中轴用来传输信号，外沿一圈的接触层用来接地，也可以用来传输数字音频信号和模拟 视频信号。RCA 音频端子一般成对地用不同颜色标注：右声道用红色（字母“R”表示“ 右”或者“红色”） ；左声道用黑色或白色。有的时候，中置和环绕声道连接线会用其他的颜色标注来方便接线时区分，但整个系统中所有的 RCA 接头在电气
28、性能上都是一样的。一般来讲，RCA 立体声音频线都是左右声道为一组，每声道外观上是一根线。2、XLR 平衡端子这是一种三线的连接端子，三根导线分别是正极、负极和屏蔽。XLR 被称作“平衡端子”和“麦克风插头”，一般来讲应用在专业或广播电视领域，但在一些 Hi-End 级别的消费器材中也得到采用，在前级放大器和后级放大器之间进行信号传输。在连接方面，三线 XLR插头输出音频信号，而三线插孔输入音频信号。XLR 端子的优势在于平衡线性传输信号，这样可以在长距离传送音频信号时大大减少电子系统工作时的电磁、射频干扰而在音频信号中产生的噪音和哼声。不过呢，在一般的消费类家用电器中，XLR 传输的优势并不是非常明显3、Coaxial 同轴端子桔红色和黑色进行标注端子按照 SPDIF（Sony-Philips Digital Interface Format，索尼-飞利浦数字界面格式）的标准，外观与 RCA 模拟音频端子一样的线材也可以用于传输数字音频信号。同轴端子可以用于传输立体声（CD 格式）或多声道（杜比数字/DTS）数字信号，插头一般用桔红色和黑色进行标注。 尽管任何采用 RCA 插头的线材都可以用来传输数字音频信号，但是最好还是使用专门为数字音频设计的线材，以取得尽可能好的传输效果，也就是说，插头和插孔的阻抗都要标注为75。音视频输入输出信号格式与接口
