视频输入输出接口和信号格式

视频输入输出接口和信号格式

一、传输接口

按照发展先后来概述：

(1)CVBS：Composite Video Broadcast Signal，复合视频广播信号。

它是最早期的一种图像数据传输方法，是将模拟视频信号和声音信号结合，并调制到视频载波之前的一种格式。复合视频包含色差（色调和饱和度）和亮度信息，并将它们同步在消隐脉冲中，用同一信号传输。这种接口有3根线：白（左声道）、红（右声道）、黄（视频信号），如图所示：

由于是采用亮度和色度信号频谱间置方法复合在一起，所以会导致亮、色的串扰以及清晰度降低等问题。

(2)S-video：即S端子，它是将亮度信号Y和色度信号C分开传输，这样就可确保亮度和色度信号不相互干扰。

(3)VGA：Video Graghic Array，又叫显示绘图阵列，它采用非对称分布的15Pin 连接方式，共有15针，分成3排，每排5个孔。

(4)DVI：Digital Visual Interface，即数字视频接口。它采用全数字传输，可有效降低干扰和提高性能。对于DVI接口，有很多规范，常见的是DVI-D（Digital）和DVI-I（Integrated），DVI-I只能传输数字信号，可以用它来连接显卡和平板电视等。

(5)HDMI：High Definition Multimedia Interface，即高清晰度多媒体接口。它与DVI不同，可以同时传输视频和音频信号，由于音频和视频信号采用同一条电缆，可大大简化系统的安装。

除了上述有代表性的接口之外，另外还有一些典型接口，比如：色差分量接口（三基色输入）、SCART（欧洲通用视频接口）、BNC端口输入（R、G、B、行同步、场同步5个连接头），SDI（串行数字接口）等等。

二、视频输出的数字信号格式

相关名词：

ITU:International Telecommunications Union （国际电信联盟）

ITU-R:Radiocommunication sector of ITU （国际电信联盟无线电通信部门）CCIR:International Radio Consultative Committee （国际无线电咨询委员会）

ITU-R BT.601(CCIR601旧称)：16位数据传输，21芯，Y、U、V信号同时传输ITU-R BT.656(CCIR656旧称)：8位数据传输，9芯，串行视频传输，不需要同步信号，传输速率是601的2倍（先传Y，后传UV）

即：CCIR601要通过行、场同步两根信号线来传递行、场同步信息；

而CCIR656不需要这两根信号线，它可通过8位数据线实现“软”同步。

CCIR656 = CCIR601 + Hsync + Vsync

目前来说，比较常见的一般也都是BT.656标准规范的。

常见的数字输出格式有：

(1)Bayer stream: 原始数据输出，不经任何处理

(2)RGB stream: RGB444,RGB555,RGB565等格式

(3)CCIR656stream: YCbCr422等格式（更适合后端的各种处理或者标准显示等）

摄像头的数据输出格式一般分为CCIR601、CCIR656、RAW RGB等格式，此处说的RGB格式应该就是CCIR601或CCIR656格式。而RAW RGB格式与一般的RGB格式是有区别的。我们知道，Sensor的感光原理是通过一个一个的感光点对光进行采样和量化，但，在Sensor中，每一个感光点只能感光RGB中的一种颜色。所以，通常所说的30万像素或130万像素等，指的是有30万或130万个感光点。每一个感光点只能感光一种颜色。

但是，要还原一个真正图像，需要每一个点都有RGB三种颜色，所以，对于CCIR601或656的格式，在Sensor模组的内部会有一个ISP模块，会将 Sensor采集到的数据进行插值和特效处理，例如：如果一个感光点感应的颜色是R，那么，ISP 模块就会根据这个感光点周围的G、B感光点的数值来计算出此点的G、B值，那么，这一点的RGB值就被还原了，然后在编码成601或656的格式传送给Host。

而RAW RGB格式的Sensor则是将没个感光点感应到的RGB数值直接传送给Host，由Host来进行插值和特效处理。

Raw RGB 每个像素只有一种颜色（R、G、B中的一种）；

RGB 每个像素都有三种颜色，每一个的值在0~255之间；

在手机摄像头的测试过程中，由sensor输出的数据就是Raw data（Raw RGB），经过彩色插值就变成RGB；

sensor输出的数据格式，主要分两种：YUV（比较流行），RGB，这就是sonsor 的数据输出；这其中的GRB就是Raw RGB，是sensor的bayer阵列获取的数据（每种传感器获得对应的颜色亮度）；

但是输出的数据不等于就是图像的实际数据，模组测试时，就要写一个软件，完成数据采集（获得Raw data）－>彩色插值（目的是获得RGB格式，便于图像显示）－>图像显示；这样就可以发现整个模组是否正常，有无坏点，脏点的等，检测出不良品；（软件的处理过程当中，为了获得更好的图像质量，还需要白平衡，gamma校正，彩色校正）；

而在手机的应用中，手机根据相机模组的数据格式，提供一个ISP（主要用于RGB 格式的），配合软件，使照相功能得到应用。