數字視頻基礎(二)

轉自https://blog.csdn.net/shanghaiqianlun/article/details/26484771

 

2.    常用數字視頻標準
2.1 BT656
    首先要理解模擬PAL/NTSC的視頻信號的波形:

    要進行視頻的數字傳輸,首先我們要將模擬視頻信號數字化,獲得每個像素的YUV值,一般採用YUV422格式,僅僅傳輸圖像數據還不行,還要傳輸行同步、場同步、奇偶場信號、以及每行圖像什麼時候開始的,什麼時候結束的。這樣在接收端才能正確接收和理解數據,並獲得視頻的重現。

     SAV(有效視頻開始)和EAV(有效視頻結束)碼,反映了模擬視頻的同步信號。由前導符FF、00、00開始,這三個字節的前導符在視頻數據中是不可能存在的,XY爲狀態字,每一位定義如下:

         有時我們會看到BT.601,其與656的差別不過是數據流中缺少了同步信息,所以,必須另外有HS、VS、FIED、DE等同步信息才能完整傳輸數字視頻。

         大部分情況我們使用8bit的BT656,標準本身是支持10bit的。

         BT656主要是針對PAL/NTSC等標清視頻。時鐘頻率是27MHz。注意採樣頻率灰度爲12.5MHz,色度爲6.25MHz。

         隨着高清視頻的發展的需要,又推出了BT1120標準,它與BT656是類似的,只不過時鐘頻率更高了,以適合高清視頻的傳輸。

2.2 OpenLDI和CameraLink
2.2.1 OpenLDI
OpenLDI:Open LVDS Display Intrerface是通過LVDS信號來傳輸視頻。

先了解一下LVDS:Low-voltage differentialsignaling. 低電壓差分信號。

  

          LVDS能帶寬極高,可達數G。

         模擬VGA信號的時序:


         OpenLDI有以下幾種傳輸方式:

(1)18bit單像素非平衡

(2)24bit單像素非平衡


(3)18bit雙像素非平衡

(4)24bit雙像素非平衡

(5)18bit單像素平衡模式

         平衡模式,是每個週期除了像素和控制信息外,還增加了一位,這一位叫直流平衡位(DCBAL:DC Balance)。DCBAL位的目的是使得信號線上的直流偏置最小,爲了最小化直流分量,是需要對傳輸的數據進行修改才能實現的。如果數據沒有被修改的週期,DCBAL=0,否則,DCBAL=1。

         類似還有24bit單像素平衡模式、以及雙像素的18bit、24bit平衡模式。

         因爲平衡模式我們使有的比較少,具體算法不在這裏介紹。可參考有關文檔。

         OPENLDI的時鐘可能不高,但是數據線上的頻率卻很高,這是需要注意的。

 

2.2.2 CameraLink
2.2.2.1 概述
         OpenLDI標準定義了視頻傳輸的方式,在此基礎上添加一些控制信號、通訊、所使用的連接器定義,由此構成可CameraLink標準。CameraLink最大時鐘頻率就是85MHz

CameraLink有5種配置:因爲視頻的分辨率越來越高,也即像素時鐘越來越高,比如單色640x480@60Hz的點頻是25.175MHz(Lite),彩色1024x768@60Hz點頻是65MHz(Base),彩色1280x1024@60Hz點頻是108MHz(Medium),所以,不同的配置是爲了滿足不同分辨率和精度的視頻傳輸的要求。相當於車速不變,增加車道以提高車流量。

l  Lite:支持10bit,端口A、B,1個電纜連接器

l  Base:支持24bit,端口A、B、C,1個電纜連接器

l  Medium:支持48bit,端口A、B、C、D、E、F,2個電纜連接器

l  Full:支持64bit,端口A、B、C、D、E、F、G、H,2個電纜連接器

l  80 Bit。支持80bit,端口A、B、C、D、E、F、G、H、I、J,2個電纜連接器

連接器定義:

CameraLink的信號:

除了數據通道,還有:

(1)4個使能信號:

l  FVAL:幀有效(FVAL),高有效,表示有效行。

l  LVAL:行有效,高有效,表示有效像素

l  DVAL:數據有效,高表示數據有效。對80bit配置,這個信號用來傳輸數據。

l  Spare:備用。對80bit配置,這個信號用來傳輸數據。

(2)對Base/Medium/Full/80bit配置,還有下面攝像機控制信號:CC1、CC2、CC3、CC4。而對Lite配置,僅有CC一個控制信號。

(3)通訊:波特率至少9600,1個起始位,1個停止位、無奇偶校驗、無握手信號。

l  SerTFG:串行通訊差分對,去幀捕捉器。對Lite配置,這個信號被分配在一個攜帶圖像數據的差分對上。見位分配。

l  SerTC:串行通訊差分對,去攝像機。

端口(Port)的概念:一個端口是8bit寬,從信號連接的角度來說,1個端口可傳輸8bit的數,但是到底這8bit數是什麼並沒有規定。

Tap的概念:Tap表示一個類型的數據,比如:Red數據、Green數據、或Blue數據、灰度數據,或偶像素數據、或奇像素數據。比如:

1)       用一個Base配置來傳輸24bit的RGB,RGB的每個數據是8bit,那麼我們就說是3個TAP,每個TAP是8bit。

2)       如果我們用一個Medium配置來傳輸雙像素RGB,RGB數據是8bit,那麼我們就說是6個TAP,每個TAP是8bit。

3)       如果我們用Lite配置來傳輸黑白圖像,亮度用10bit數來表示,那麼,我們說1個TAP,每個TAP是10bit。

CameraLink標準應該對如下一些內容作出明確定義:

1)       我們知道要傳輸的圖像數據是由一個或多個Tap組成的,先要定義這些Tap的每一位是如何分配在Port上的,這就是第2.2.2.1節定義的位的分配(Bit Assignment)。

2)       然後要定義Port的每一位及LVAL、FVAL、FVAL、SPARE處於LVDS時鐘週期的哪個相位,也就是是Port每一位與收發器的RX/Tx腳位之間的關係。這個問題在2.2.2.2節位的位置(Bit Allocation)中定義。

3)       標準還要定義每個Port位於哪個通道連接,或者說哪個芯片上,或者說是在X連接通道上,還是Y、Z連接通道上?這一點由第2.2.2.3節的配置的框圖來定義。

2.2.2.1位的分配(Bit Assignment)

2.2.2.2位的位置(Bit Allocation)

2.2.2.3硬件路由和框圖

 

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