视频输入输出接口和信号格式
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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。