《串行数字视频信传输系统课件》由会员分享，可在线阅读，更多相关《串行数字视频信传输系统课件（59页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、三三串行数字视频信号传输系统串行数字视频信号传输系统SDI接口接口（续）3串行数字信号传输接口串行数字信号传输接口SDI 3 33 3 4:2:2串行数字分量信号的接口电路串行数字分量信号的接口电路串行数字视频信号传输系统课件334:2:2串行数字分量信号的接口电路串行数字分量信号的接口电路（1 1） 4:2:2 4:2:2串行数字分量输出接口电路串行数字分量输出接口电路并串转换器为并串转换器为1010比特移位寄存器，工作时钟频率为比特移位寄存器，工作时钟频率为1010倍的输入倍的输入信号速率，信号速率，270MH270MHZ Z。 串行时钟信号发生：串行时钟信号发生：压控振荡器（压控振荡器（
2、VCOVCO）产生串行时钟信号）产生串行时钟信号, , 振荡频率振荡频率1010倍输入并行倍输入并行时钟频率。时钟频率。通过锁相环路与并行时钟信号锁定。通过锁相环路与并行时钟信号锁定。滤波器参数决定于锁相环的捕捉范围和同步范围。滤波器参数决定于锁相环的捕捉范围和同步范围。通过锁相产生的串行时钟信号保留了输入并行时钟的低频抖动通过锁相产生的串行时钟信号保留了输入并行时钟的低频抖动和漂移。和漂移。 电缆推动电缆推动 在在NRZINRZI变换器的输出端接有多个线路推动放大器，数字输出需每变换器的输出端接有多个线路推动放大器，数字输出需每路单独用一个输出推动器路单独用一个输出推动器。串行数字视频信号传
3、输系统课件4：2：2串行数字分量输出接口电路串行数字分量输出接口电路串行数字视频信号传输系统课件 4:2:2串行数字分量输入接口电路串行数字视频信号传输系统课件（2) 4:2:22) 4:2:2串行数字分量输入接口电路串行数字分量输入接口电路 自动电缆均衡器：用于校正长电缆引起的高频损自动电缆均衡器：用于校正长电缆引起的高频损耗，均衡量可在电缆长度耗，均衡量可在电缆长度0300m0300m范围自动调整，范围自动调整，在在135MHz135MHz达达302dB302dB 时钟再生：时钟再生：从经过电缆均衡的输入信号再生从经过电缆均衡的输入信号再生270MHz270MHz时钟信号，时钟信号，通过一
4、个带宽为通过一个带宽为2MHz2MHz的锁相环路控制压控振荡器，的锁相环路控制压控振荡器，使再生时钟的频率和相位与输入信号的时钟锁定，使再生时钟的频率和相位与输入信号的时钟锁定，振荡频率振荡频率270MHz270MHz。再生的再生的270MHz270MHz时钟信号送到时钟信号送到NRZINRZI到到NRZNRZ变换器和解变换器和解扰器，也送到定时发生器，产生扰器，也送到定时发生器，产生27MHz27MHz的时钟信号，的时钟信号，供串并变换器用。供串并变换器用。串行数字视频信号传输系统课件3 34 4:2:24 4:2:2串行数字分量信号的特性参数串行数字分量信号的特性参数及测量及测量(1) (
5、1) 特性参数特性参数“数字悬崖数字悬崖”：在数字信号传输中，当数字信号波形损伤程：在数字信号传输中，当数字信号波形损伤程度达到一个门限时，误码率超过临界值，图像质量突然崩溃，度达到一个门限时，误码率超过临界值，图像质量突然崩溃，出现任何人都能看得出的明显的严重损伤。出现任何人都能看得出的明显的严重损伤。同轴电缆会使数字信号波形产生失真，但在波形失真和噪声同轴电缆会使数字信号波形产生失真，但在波形失真和噪声相当严重时仍能保证觉察不到图像质量损伤。相当严重时仍能保证觉察不到图像质量损伤。在模拟视频技术中波形失真对图像质量的损伤很容易觉察、在模拟视频技术中波形失真对图像质量的损伤很容易觉察、图像质
6、量损伤也是逐渐明显的。图像质量损伤也是逐渐明显的。发送端、传输媒体、接收端的特性都会影响传输的波形和图发送端、传输媒体、接收端的特性都会影响传输的波形和图像质量，在工程上可用下表列出的特性参数来衡量系统中像质量，在工程上可用下表列出的特性参数来衡量系统中各部分对图像质量的损伤。各部分对图像质量的损伤。串行数字视频信号传输系统课件串行分量信号特性参数串行分量信号特性参数串行数字视频信号传输系统课件在工程上关注的特性在工程上关注的特性 1 1） 评估设备和技术评估设备和技术检验设备的特性是否符合国际的和本国的标准，检验设备的特性是否符合国际的和本国的标准，评估它对病理信号的鲁棒性评估它对病理信号的
7、鲁棒性 2 2） 安装后的验收测试安装后的验收测试确认设备工作是否满意，可少测一些参数。确认设备工作是否满意，可少测一些参数。 3 3）维护测试）维护测试这种测试为保证设备的工作如同安装时那样好，这种测试为保证设备的工作如同安装时那样好，并校验设备修理后是否恢复到原来的特性水准。并校验设备修理后是否恢复到原来的特性水准。下表列出各种工程应用到的特性参数。下表列出各种工程应用到的特性参数。串行数字视频信号传输系统课件串行数字分量特性参数及其应用串行数字分量特性参数及其应用串行数字视频信号传输系统课件（2）发送端参数的测量发送端参数的测量1）输出信号特性测量输出信号特性测量对发端输出的对发端输出的
8、270Mbps270Mbps速率的数字信号进行测量，要速率的数字信号进行测量，要求精确、快速和可重现。求精确、快速和可重现。用数字示波器看用数字示波器看270Mbps270Mbps的串行数字信号波形，测量的串行数字信号波形，测量一组参数并在荧屏上显示出测量结果。一组参数并在荧屏上显示出测量结果。6 6个测量参数值：幅度、上升时间、下降时间、过冲、个测量参数值：幅度、上升时间、下降时间、过冲、下冲和绝对抖动值。下冲和绝对抖动值。测量系统可采用泰克的数字分量信号发生器测量系统可采用泰克的数字分量信号发生器TSG-422TSG-422和和WFM 601MWFM 601M测量仪，或用测量仪，或用VM7
9、00-TVM700-T。以下四图是发端输出信号测量波形，以下四图是发端输出信号测量波形，示波器触发与无抖动的示波器触发与无抖动的270MHz信号锁定信号锁定串行数字视频信号传输系统课件较好的较好的270Mbps270Mbps的串行数字信号波形的串行数字信号波形串行数字视频信号传输系统课件过量过冲（短电缆）串行数字视频信号传输系统课件30米电缆测量串行数字视频信号传输系统课件100米电缆终端测量串行数字视频信号传输系统课件2 2） 输出反射损耗输出反射损耗 反射损耗用网络分析仪测量，测量频率范围在反射损耗用网络分析仪测量，测量频率范围在300kHz300MHz300kHz300MHz。在在270
10、MHz270MHz上大于上大于15dB15dB。 3 3） 电磁辐射（电磁辐射（EMREMR）各国都有自己的电磁辐射能量限制规定各国都有自己的电磁辐射能量限制规定。串行数字视频设备，串行数字视频设备，特别是大型切换矩阵，可能有较多的电磁辐射。对数字系统做出特别是大型切换矩阵，可能有较多的电磁辐射。对数字系统做出以下几项规定：以下几项规定：BNCBNC插座插座/ /头的外壳应与设备的机壳连接。头的外壳应与设备的机壳连接。各机壳之间以及机壳与机架之间应有良好的电气连接各机壳之间以及机壳与机架之间应有良好的电气连接。（。（模拟模拟视频为避免地回路引入交流声的问题，同轴电缆的屏蔽层及视频为避免地回路引
11、入交流声的问题，同轴电缆的屏蔽层及BNCBNC插头插头/ /座外壳在电气上与设备的机壳不连接）座外壳在电气上与设备的机壳不连接）所有设备的机架都要在电气上与地可靠地连接，机架之间也要电所有设备的机架都要在电气上与地可靠地连接，机架之间也要电气连接良好。气连接良好。对信号在数字部分与模拟部分之间连接必须认真处理，在接收模对信号在数字部分与模拟部分之间连接必须认真处理，在接收模拟信号的输入端必须采用差分放大器，避免地回路引入交流声。拟信号的输入端必须采用差分放大器，避免地回路引入交流声。测量设备和安装系统的电磁辐射要用校准天线和频谱分析仪测量，测量设备和安装系统的电磁辐射要用校准天线和频谱分析仪测
12、量，串行数字视频信号传输系统课件（3 3） 传输媒体的参数测量传输媒体的参数测量1 1） 电缆特性阻抗的测量电缆特性阻抗的测量电缆的特性阻抗也用网络分析仪测量。一根长电缆，比如说电缆的特性阻抗也用网络分析仪测量。一根长电缆，比如说100m100m，它的终端用精确的，它的终端用精确的7575电阻负载终接，在电阻负载终接，在300kHz300kHz270MHz270MHz带宽内测量它的反射损耗。带宽内测量它的反射损耗。2 2） 电缆衰减量的测量电缆衰减量的测量因为衰减量与频率有关，所以要用频谱分析仪或网络分析仪测因为衰减量与频率有关，所以要用频谱分析仪或网络分析仪测量同轴电缆的衰减量。量同轴电缆的
13、衰减量。3 3） 电缆屏蔽效果的测量电缆屏蔽效果的测量用频谱分析仪测量电缆屏蔽效果，对一根很长的电缆终端用精用频谱分析仪测量电缆屏蔽效果，对一根很长的电缆终端用精确确7575电阻负载终接，再送入电阻负载终接，再送入270Mbps270Mbps码率的串行数字信号。码率的串行数字信号。像测量电磁辐射那样，在离电缆像测量电磁辐射那样，在离电缆1m1m远的位置上用校准天线和远的位置上用校准天线和频谱分析仪来测量电缆屏蔽效果。频谱分析仪来测量电缆屏蔽效果。串行数字视频信号传输系统课件（4 4） 接收端的参数测量接收端的参数测量1 1） 输入反射损耗输入反射损耗测量方法同输出反射损耗。短电缆的反射损耗影响
14、大，长电测量方法同输出反射损耗。短电缆的反射损耗影响大，长电缆的匹配不良影响小。反射损耗低时会引起数据波形失真，缆的匹配不良影响小。反射损耗低时会引起数据波形失真，影响接收端的时钟恢复。影响接收端的时钟恢复。2）电缆均衡能力电缆均衡能力在检验接收端的电缆均衡能力时，逐步增加输入信号用的电在检验接收端的电缆均衡能力时，逐步增加输入信号用的电缆长度，在彩色监视器上观看接收端的输出图像，注视明显缆长度，在彩色监视器上观看接收端的输出图像，注视明显丢失的像素。如果接收输入端的信杂比（丢失的像素。如果接收输入端的信杂比（SNR）太低，就会）太低，就会发生误码，图像上会出现像素丢失。发生误码，图像上会出现
15、像素丢失。在接收端的噪声主要是接收设备输入级的热噪声。但长电缆在接收端的噪声主要是接收设备输入级的热噪声。但长电缆对传输信号电平衰减太大，使输入端信杂比降低到对传输信号电平衰减太大，使输入端信杂比降低到20dB以下以下电缆对高频信号的衰减量大，使数据的抖动量加大，会出现电缆对高频信号的衰减量大，使数据的抖动量加大，会出现像素丢失现象。像素丢失现象。均衡器的设计应使电缆均衡能力在均衡器的设计应使电缆均衡能力在270Mbps比特率上，允许比特率上，允许接入信号的电缆长度达接入信号的电缆长度达200300m。串行数字视频信号传输系统课件3）误码率）误码率误码率（误码率（BER）用下式表示：）用下式表
16、示：BER=每秒钟的误码数每秒钟的误码数/比特率比特率如果比特率为如果比特率为270Mbps，每帧信号有一个比特错误，每帧信号有一个比特错误，则对则对625/50制式，制式，BER等于等于BER=25/（270106）=0.93107误码的视觉检测有很强的主观性，一般来说，只要看误码的视觉检测有很强的主观性，一般来说，只要看到了误码，这个设备就不符合要求。到了误码，这个设备就不符合要求。测量测量BER存在以下问题：存在以下问题：1）测量）测量BER时必须停止设备的正常应用，因为测量仪器时必须停止设备的正常应用，因为测量仪器需要用一组指定的不同比特率的伪随机序列。需要用一组指定的不同比特率的伪随
17、机序列。2）这套测试序列与串行数字信号的格式不同，有些设备）这套测试序列与串行数字信号的格式不同，有些设备不能处理这种测试序列。不能处理这种测试序列。3）如果系统内没有噪声，而只有突发性的错误，则测量）如果系统内没有噪声，而只有突发性的错误，则测量BER是没有意义的。是没有意义的。串行数字视频信号传输系统课件下表对三种典型的比特率计算出在不同观测时间下表对三种典型的比特率计算出在不同观测时间内只有一个比特错误的内只有一个比特错误的BER值。值。串行数字视频信号传输系统课件4数字音频的复用数字音频的复用41音频辅助数据格式音频辅助数据格式625/50标准，行消隐期间辅助数据块长标准，行消隐期间辅
18、助数据块长280个字。每个数据包最多可个字。每个数据包最多可送送262个个10比特并行字。这些字是：比特并行字。这些字是：1）三个辅助数据标志字（三个辅助数据标志字（ADF）：）：0003FF3FF，标志辅助数据的，标志辅助数据的出现和数据包的开始。出现和数据包的开始。2）数据标识字（数据标识字（DID）：标志数据包的数据内容，可用不同）：标志数据包的数据内容，可用不同DID定义定义4组声音通路。组声音通路。3）数据块记数字（数据块记数字（DBN）：使接收端能通过数算具有共同）：使接收端能通过数算具有共同DID数数据包的数，验证传送的完整性。在数据流切换和开关情况下，这据包的数，验证传送的完整
19、性。在数据流切换和开关情况下，这个计数器能发出一个标志给声音处理系统，以用一个适当的静音个计数器能发出一个标志给声音处理系统，以用一个适当的静音电路消除过渡噪声，如劈拍声和喀呖声。电路消除过渡噪声，如劈拍声和喀呖声。4）数据数目字（数据数目字（DC）：指示每个数据包内的用户数据字数。）：指示每个数据包内的用户数据字数。5）可变的用户数据字（可变的用户数据字（UDW），最多容许），最多容许255个字。个字。6）校验和字（校验和字（CS）：在接收端用来确定数据包的有效性。）：在接收端用来确定数据包的有效性。串行数字视频信号传输系统课件标准规定的辅助数据包结构标准规定的辅助数据包结构串行数字视频信号
20、传输系统课件42SMPTE272M标准推荐的实施标准标准推荐的实施标准SMPTE272M标准为插入音频辅助数据推荐了两种基本工作模式：标准为插入音频辅助数据推荐了两种基本工作模式：（1）最低实施标准最低实施标准：称为：称为A级标准，其特点如下：级标准，其特点如下：1)音频字分辨率音频字分辨率20比特；比特；2)抽样频率为抽样频率为48kHz；3)音频数据与视频数据同步；音频数据与视频数据同步；4)只有一组只有一组4路音频通路；路音频通路；5)接收端缓存大小为接收端缓存大小为48个音频抽样。个音频抽样。音频数据包从音频数据包从AES/EBU信息数据流形成。下图表示出，怎样从信息数据流形成。下图表
21、示出，怎样从一个一个AES/EBU串行数据流的第串行数据流的第0帧的子帧帧的子帧1（通路（通路1）抽出）抽出20个比个比特音频数据以及有关的特音频数据以及有关的V（样值有效性）、（样值有效性）、U（用户数据）和（用户数据）和C（通路状态）比特，总共（通路状态）比特，总共23比特，并映射成比特，并映射成3个个10比特辅助数据比特辅助数据字字X、X+1和和X+2。放弃了。放弃了4个首标比特、个首标比特、4个附加比特和个附加比特和1个奇偶个奇偶校验比特。校验比特。串行数字视频信号传输系统课件从从AES/EBU串行音频数据流形成的辅助音频数据包串行音频数据流形成的辅助音频数据包串行数字视频信号传输系统
22、课件用这三个用这三个10比特数据字还原的音频数据结构比特数据字还原的音频数据结构这三个字紧接着辅助数据头插入，字这三个字紧接着辅助数据头插入，字X中有中有2个比特指示通路号，奇个比特指示通路号，奇偶校验对前偶校验对前26个比特计算，所有字的地址个比特计算，所有字的地址b9除外。除外。同一个同一个AES/EBU串行数据流中的第串行数据流中的第2路声音信息（通路路声音信息（通路2）以同样的）以同样的方式接第一路插入。方式接第一路插入。第第2个个AES/EBU串行数据流的串行数据流的0帧接续插入，以完成一组声音（帧接续插入，以完成一组声音（4路音频）的插入。所用的各种标志反映不同的通路识别和帧识别路
23、音频）的插入。所用的各种标志反映不同的通路识别和帧识别方法。方法。AES/EBU规定，每个规定，每个192帧的序列形成一个块。每一帧包含帧的序列形成一个块。每一帧包含2个子帧个子帧（子帧（子帧1和子帧和子帧2，即通路，即通路1和通路和通路2）。）。在一个辅助音频流中，在一个辅助音频流中，2帧（帧（4个子帧）为一组。每组包含个子帧）为一组。每组包含2个抽样个抽样对，两个抽样对分别来自对，两个抽样对分别来自2个个AES/EBU串行数据流。串行数据流。每个抽样对可用每个抽样对可用3种方法鉴别：种方法鉴别：1)AES1（CH1/CH2）和）和AES2（CH1/CH2）2)CH1/CH2和和CH3/CH
24、43)CH00/CH01和和CH10/CH11串行数字视频信号传输系统课件格式化的音频数据结构格式化的音频数据结构bit地址地址字字X字字X+1字字X+2b9b8反码反码b8反码反码b8反码反码b8音频音频5音频音频14Pb7音频音频4音频音频13Cb6音频音频3音频音频12Ub5音频音频2音频音频11Vb4音频音频1音频音频10音频音频19b3音频音频0音频音频9音频音频18b2通路通路1音频音频8音频音频17b1通路通路2音频音频7音频音频16b0Z音频音频6音频音频15串行数字视频信号传输系统课件（2）全全AES实施标准实施标准全全AES实施标准与几种工作能力（实施标准与几种工作能力（B
25、级到级到J级）相关联：标准特点：级）相关联：标准特点：1)音频字分辨力为音频字分辨力为24比特；比特；2)抽样频率为抽样频率为32，44.1或或48kHz；3)音频数据与视频数据同步或不同步；音频数据与视频数据同步或不同步；4)可插入多达可插入多达4组组4通路音频；通路音频；5)接收端缓存大小为接收端缓存大小为64个音频样点；个音频样点；6)具有任何一路音频与视频数据信号之间的延时指示。具有任何一路音频与视频数据信号之间的延时指示。扩展数据包：扩展数据包：为传输额外多出的信息，增加了为传输额外多出的信息，增加了2个附加数据包。对于个附加数据包。对于24比特分辨比特分辨力的工作模式，两个力的工作
26、模式，两个AES1子帧的子帧的4个附加比特组成一个个附加比特组成一个8比特字比特字称为称为AES1信号的附加信号的附加(AUX)字。所有字。所有AES信号的信号的AUX字组成一字组成一个扩展数据包。这个数据包有同样的包头结构和一个规定个扩展数据包。这个数据包有同样的包头结构和一个规定DID数数码，紧接相关的音频数据包插入辅助数据空位上。码，紧接相关的音频数据包插入辅助数据空位上。串行数字视频信号传输系统课件音频控制包音频控制包音频控制包传送信息，如音频帧数、抽样频率、有效声音通音频控制包传送信息，如音频帧数、抽样频率、有效声音通路路数及每个音频通路相对视频的延迟时间等。控制包是数及每个音频通路
27、相对视频的延迟时间等。控制包是每场只传送一次的包，作为在第每场只传送一次的包，作为在第11行辅助数据空间出现的行辅助数据空间出现的第一个包。第一个包。对于最低对于最低AES实施标准，控制包是自由选择的。实施标准，控制包是自由选择的。音频数据插在位于行消隐区的三个辅助数据空间的最后一个音频数据插在位于行消隐区的三个辅助数据空间的最后一个空间内。空间内。串行数据流的切换在第串行数据流的切换在第9行进行，不推荐在紧接着后一行行进行，不推荐在紧接着后一行的行辅助数据空间插入声音数据。的行辅助数据空间插入声音数据。在接收端的解复用器中必须有一个在接收端的解复用器中必须有一个64样点的缓存器，以无样点的缓
28、存器，以无缝地还原数字信号。缝地还原数字信号。串行数字视频信号传输系统课件43数字音频插入电路数字音频插入电路（1）音频复用器音频复用器串并变换，两路输入数字音频数据流分别送入解串器，对双相位串并变换，两路输入数字音频数据流分别送入解串器，对双相位标志（标志（BPM）编码信号进行解码，并进行串并变换。）编码信号进行解码，并进行串并变换。缓存器，由缓存器，由FIFO电路组成。电路组成。格式化电路，格式化电路，对对AES/EBU信号信号,在每个子帧的在每个子帧的32比特中去掉比特中去掉4比比特首标特首标(X或或Y或或Z)、4比特附加数据（比特附加数据（AUX）、1比特子帧奇偶校比特子帧奇偶校验位（
29、验位（P），剩下的），剩下的23比特中有比特中有20比特音频数据、比特音频数据、1个样值有效性个样值有效性比特（比特（V）、）、1个用户比特（个用户比特（U）、）、1个音频通路状态比特（个音频通路状态比特（C）。）。23个比特被格式化成个比特被格式化成3个个10比特音频辅助数据字比特音频辅助数据字X、X+1和和X+2。复用器，把格式化的音频和延时的视频复用复用器，把格式化的音频和延时的视频复用,音频被复用到辅助音频被复用到辅助数据空间。视频延时为了匹配数字音频处理的延时。数据空间。视频延时为了匹配数字音频处理的延时。串行器把复用的音视频变成串行数据。串行器把复用的音视频变成串行数据。缓存器缓存
30、器FIFO，可保持音频数据率为常数。若缓存器溢出，则会，可保持音频数据率为常数。若缓存器溢出，则会根据需要删除一些根据需要删除一些AES/EBU样值，直到排除缓存器溢出。如果缓样值，直到排除缓存器溢出。如果缓存器下溢，一些存器下溢，一些AES/EBU样值就被复制，直到缓存恢复正常。样值就被复制，直到缓存恢复正常。串行数字视频信号传输系统课件音频复用器方框图串行数字视频信号传输系统课件（2）音频解复用器音频解复用器解串器（解串器（S/P）：）：复用的串行音频输入信号变成并行信号复用的串行音频输入信号变成并行信号视频延时电路：用于匹配音频处理电路的延时。视频延时电路：用于匹配音频处理电路的延时。存
31、储器存储器FIFO：为每个：为每个AES/EBU流设一个缓存器。音频缓存器流设一个缓存器。音频缓存器溢出时，根据需要将删除一定的音频帧，直到缓存器溢出停止。溢出时，根据需要将删除一定的音频帧，直到缓存器溢出停止。音频缓存器发生下溢时，将复制一定的音频缓存器发生下溢时，将复制一定的AES/EBU帧，帧，直到音直到音频缓存恢复正常。频缓存恢复正常。格式化电路：加入在复用器中已去掉的信息，如格式化电路：加入在复用器中已去掉的信息，如4比特首标、比特首标、4比特附加数据和比特附加数据和1比特奇偶校验位，恢复原比特奇偶校验位，恢复原32比特比特AES/EBU子子帧数据序列。帧数据序列。变换器：把数据序列
32、编成双相位标志（变换器：把数据序列编成双相位标志（BPM）通道码。）通道码。串行器：延时的视频数据重新变成串行数字信号。串行器：延时的视频数据重新变成串行数字信号。串行数字视频信号传输系统课件音频解复用器音频解复用器串行数字视频信号传输系统课件五五4:2:2标准的标准的16/9与与4/3宽高比宽高比在发展宽高比为在发展宽高比为16/9的数字的数字HDTV和和SDTV时，出现一种倾向时，出现一种倾向在标准扫描在标准扫描中用中用16/9宽高比制作视频素材。现有两种宽高比制作视频素材。现有两种处理方式。处理方式。串行数字视频信号传输系统课件1保持相同水平分辨率的保持相同水平分辨率的16/9和和4/3
33、目的：目的：使使16/9和和4/3两种宽高比格式具有同样的水平分辨率。两种宽高比格式具有同样的水平分辨率。16/9格式的亮度信号抽样频率需要提高到格式的亮度信号抽样频率需要提高到18MHZ，有效行的样点数为有效行的样点数为960个。个。每个色差信号的抽样频率提高到每个色差信号的抽样频率提高到9MHZ，有效行的样点数为有效行的样点数为480个。个。以以3.375MHZ为基本频率，亮度和色度抽样频率之比可写为：为基本频率，亮度和色度抽样频率之比可写为：5.333：2.665：2.665。其比特并行数据率提高到。其比特并行数据率提高到36兆字兆字/秒。秒。有些切换矩阵和录像机可以支持这种方式。有些切
34、换矩阵和录像机可以支持这种方式。串行数字视频信号传输系统课件两种两种16/9格式与格式与4：2：24/3格式的比较格式的比较52S52S串行数字视频信号传输系统课件2保持抽样频率相同的保持抽样频率相同的16/9和和4/3目的：目的：保持保持16/9和和4/3两格式的抽样频率相等，即保持有效行的样点数两格式的抽样频率相等，即保持有效行的样点数相同，其比特数据速率也相同。相同，其比特数据速率也相同。16/9格式的水平分辨率就降低了格式的水平分辨率就降低了25%。两种格式的摄像机只是镜头视场角和两种格式的摄像机只是镜头视场角和CCD的宽度不同的宽度不同监视器也只是扫描幅度不同。监视器也只是扫描幅度不
35、同。用于用于4:2:2标准标准4/3格式的视频分配、切换、记录设备等都可格式的视频分配、切换、记录设备等都可以处理这种以处理这种16/9格式信号。用格式信号。用4/3格式的特技设备处理格式的特技设备处理16/9格格式信号时会发生图像偏移。式信号时会发生图像偏移。这种这种16/9格式的亮度和色度抽样频率之比仍为格式的亮度和色度抽样频率之比仍为4:2:2，有些文，有些文献也称它为献也称它为4:2:2的的16/9格式格式K:CCD宽高宽高串行数字视频信号传输系统课件六六数字分量信号的合法（数字分量信号的合法（legal）和有效（和有效（valid）问题）问题1合法的合法的数字分量信号的合法性由所对应
36、的模拟信号决定。最终重现图像时数字分量信号的合法性由所对应的模拟信号决定。最终重现图像时仍需模拟信号。若数字分量信号变换出的模拟分量信号是有效的，仍需模拟信号。若数字分量信号变换出的模拟分量信号是有效的，即一定是合法的即一定是合法的模拟分量信号限定的电平范围：模拟分量信号限定的电平范围：亮度信号亮度信号Y和和R、G、B信号信号0700mVpp，色差信号色差信号350mVpp（100%彩条）或彩条）或262.5mVpp（75%彩条）彩条）如果一套模拟分量信号的三个分量电平都在规定的电平范围之内，如果一套模拟分量信号的三个分量电平都在规定的电平范围之内，则这套信号算是合法的。则这套信号算是合法的。
37、但从一套合法的但从一套合法的Y，RY，BY信号变换出信号变换出R、G、B信号可能是信号可能是非法的。非法的。串行数字视频信号传输系统课件RY在黄色位置上叠加一个信号，但并未在黄色位置上叠加一个信号，但并未超过超过350mVpp，仍是合法的。，仍是合法的。串行数字视频信号传输系统课件2有效的有效的但变换成但变换成R、G、B时，时，R信号超过了信号超过了700mV，成为，成为不合法。这套不合法。这套Y、BY和和RY信号是无效的，所能重信号是无效的，所能重现出的颜色在色域图外。现出的颜色在色域图外。一套合法的模拟分量信号能够编码成合法的复合信一套合法的模拟分量信号能够编码成合法的复合信号，即是有效的
38、分量信号。或者说一套合法的模拟号，即是有效的分量信号。或者说一套合法的模拟分量信号最后能重现出色域图内的颜色便是有效的。分量信号最后能重现出色域图内的颜色便是有效的。有效的信号都是合法的。有效的信号都是合法的。摄像机输出的摄像机输出的R、G、B信号总是有效的。但是有些信号总是有效的。但是有些视频设备产生无效的信号，虽然它们产生的原始信视频设备产生无效的信号，虽然它们产生的原始信号都是合法的。号都是合法的。串行数字视频信号传输系统课件合法但无效的一套合法但无效的一套Y、BY和和RY信号信号R信号超过了信号超过了700mV，成为不合法，成为不合法串行数字视频信号传输系统课件七七串行数字传输接口串行
39、数字传输接口SDTI1SDTI系统系统1998.7.SMPTE推出推出SDTI接口标准，称接口标准，称SMPTE305M标准。标准。SDTI数字信号格式和同步信息与数字信号格式和同步信息与SDI相同，将压缩的数字信相同，将压缩的数字信号打包后作为有效数据放在有效行内。号打包后作为有效数据放在有效行内。SDTI接口可传送打接口可传送打包的各类压缩数据流，并支持元数据，能四倍实时速度传输包的各类压缩数据流，并支持元数据，能四倍实时速度传输数据流。压缩数据不需要解压，直接通过矩阵和切换台分配数据流。压缩数据不需要解压，直接通过矩阵和切换台分配传到目的地。传到目的地。各种压缩信号本是各种压缩信号本是9
40、或或8比特字的数据流，经格式化器映射为比特字的数据流，经格式化器映射为10比特字数字流，经过比特字数字流，经过SDI编码，成为标准的编码，成为标准的SDI数字流。数字流。通过通过SDI系统后，到接收端首先进行电缆均衡，再进行系统后，到接收端首先进行电缆均衡，再进行SDI解码，然后经反格式化，从解码，然后经反格式化，从10比特映射为比特映射为9比特或比特或8比特数字比特数字流，恢复成打包的压缩信号流，恢复成打包的压缩信号。串行数字视频信号传输系统课件SDTI系统框图系统框图串行数字视频信号传输系统课件2SDTI的信号格式及一般规定的信号格式及一般规定有效行内数据流是打包的数字信号。每一行都传送有
41、效行内数据流是打包的数字信号。每一行都传送EAV和和SAV定时信息。每行的包头数据做为辅助数据放在定时信息。每行的包头数据做为辅助数据放在EAV后，所有的后，所有的有效数据（有效数据（USERDATA）都放在）都放在SAV和和EAV之间。在包头数据之间。在包头数据和和SAV之间可放置其它辅助数据之间可放置其它辅助数据该标准规定该标准规定10比特字组合数字流，压缩的数字信号本是比特字组合数字流，压缩的数字信号本是8比特字，比特字，加一个奇偶校验位后成为加一个奇偶校验位后成为9比特字，又加一个奇偶校验位的补码比特字，又加一个奇偶校验位的补码后成为后成为10比特字。比特字。10比特字用比特字用B0B
42、9表示，表示，B9是最高位是最高位（MSB）。字时钟码率仍采用）。字时钟码率仍采用27MHz，传输的数字流码率仍为，传输的数字流码率仍为270Mbps。SDTI的信号电平和接插件都与的信号电平和接插件都与SMPTE259M及及ITURBT656所规定的相同。所规定的相同。SDTI数据流完全透明地在现有数字演播室内流通。在矩阵和分数据流完全透明地在现有数字演播室内流通。在矩阵和分配系统中不进行特技混合转换，不管数据流的内容，只利用其配系统中不进行特技混合转换，不管数据流的内容，只利用其中的中的SAV和和EAV同步信息，在规定的切换点正确地进行切换，同步信息，在规定的切换点正确地进行切换，不需要对
43、数据流进行解压。不需要对数据流进行解压。串行数字视频信号传输系统课件一行一行SDTI信号的格式信号的格式串行数字视频信号传输系统课件计算计算SDTI的有效数据率时必须考虑以下因素：的有效数据率时必须考虑以下因素：1)对对625/50扫描标准，第一场的第扫描标准，第一场的第6行及其上下相邻行和第二行及其上下相邻行和第二场的第场的第319行及其相邻行，总共行及其相邻行，总共6行，不能传送有效数据，以保行，不能传送有效数据，以保证切换时不损伤数据；证切换时不损伤数据；2)在行消隐期间应去掉包头数据、在行消隐期间应去掉包头数据、SAV和和EAV字，总共字，总共61个字；个字；3）在）在SDTI数据流中
44、不传送辅助数据时，也可在包头后立即传数据流中不传送辅助数据时，也可在包头后立即传送有效数据；送有效数据；4)在数字有效行的在数字有效行的1440个字中应去掉个字中应去掉2个个CRC字。字。考虑以上因素计算考虑以上因素计算SDTI接口传输有效数据流最高码率：接口传输有效数据流最高码率：25帧帧/秒秒619行行/帧帧1438+（28861）字字/行行8比特比特/字字206Mbps对对270Mbps的码率标准，的码率标准，SDTI接口可传输有效数据流的最大接口可传输有效数据流的最大码率约为码率约为200Mbps；对于；对于360Mbps的标准（的标准（16：9格式），可格式），可传输有效数据流的最大
45、码率约为传输有效数据流的最大码率约为270Mbps。串行数字视频信号传输系统课件3包头的数据包结构包头的数据包结构辅助数据标志辅助数据标志ADF3个字，个字，数据数目（数据数目（DC）1个字个字数据识别（数据识别（DID）1个字，个字，包头数据包头数据Headerdata46个字个字第二数据识别第二数据识别SDID1个字，个字，校验和（校验和（CS）1个字个字串行数字视频信号传输系统课件包头的数据格式包头的数据格式(1)辅助数据格式辅助数据格式ADF、DID、SDID、DC和和CS都符合都符合ANSI/SMPTE291M和和ITURBT.11/12的规定。的规定。1）数据识别（数据识别（DID
46、）DID中中B7B0的值为的值为40H，B8是是B7B0的偶奇偶校验位，的偶奇偶校验位，B9是是B8的反码。的反码。H表示表示16进制数，以下类同。进制数，以下类同。2）第二数据识别（第二数据识别（SDID）SDID中的中的B7B0的值为的值为01H，B8是是B7B0的偶奇偶校验位，的偶奇偶校验位，B9是是B8的反码。的反码。3）数据数目（数据数目（DC）DC中的中的B7B0的值为的值为2EH，表示包头数据中可有，表示包头数据中可有46个字说个字说明头数据的含义。明头数据的含义。B8是是B7B0的偶奇偶校验位，的偶奇偶校验位，B9是是B8的的反码。反码。串行数字视频信号传输系统课件(2)行号（
47、行号（Linenumber）共共2个字：行号个字：行号0和行号和行号1。为了校正数据的连续性，用行号表示出行的序号，为了校正数据的连续性，用行号表示出行的序号，1525（525行）或行）或1625（625行）。行）。编号说明与编号说明与SMPTE125M和和ITURBT.601中的相同。中的相同。L9L0表示行号，表示行号，R5R0作为储备，并置作为储备，并置“0”。EP1是是L7L0的偶奇偶校验位。的偶奇偶校验位。EP2是是R5R0、L9、L8的偶奇偶校验位。的偶奇偶校验位。字结构字结构串行数字视频信号传输系统课件（3）行号行号CRC行号循环冗余校验码，共行号循环冗余校验码，共2个字：行号个
48、字：行号CRC0和和行号行号CRC1，每个字都用每个字都用9比特作为校验码，并初始值都置比特作为校验码，并初始值都置“0”。跟随每个行号都插入一个行号。跟随每个行号都插入一个行号CRC，其生成方程式符合其生成方程式符合ITUTX.25。表达式为：。表达式为：G（x）=x18+x15+x14+1串行数字视频信号传输系统课件（1）编码和授权地址标志（编码和授权地址标志（CodeandAAI）1个字个字1）Code：表示净负荷字长，与：表示净负荷字长，与AAI共用一个字共用一个字编码比特的意义如下：编码比特的意义如下：比特：比特：B3B2B1B0意义意义0000SDI专用专用00001440个字净负
49、荷个字净负荷00101920个字净负荷（个字净负荷（16：9）2）AAI：授权地址标志，：授权地址标志， 与与CodeCode共用一个字，用共用一个字，用B7B4B7B4构成的构成的1616个不同状态，表示目的地个不同状态，表示目的地和源地址字的格式。和源地址字的格式。串行数字视频信号传输系统课件（5 5） 目的地地址和源地址目的地地址和源地址 表示按表示按AAI授权接入设备的地址，授权接入设备的地址，目的地和源地址各用目的地和源地址各用16个字表示个字表示，若若16个字都是个字都是“0”时，即表示没有目的地和时，即表示没有目的地和源地址的要求，为缺省状态。源地址的要求，为缺省状态。串行数字视
50、频信号传输系统课件（6）数据块类型数据块类型1个字个字表示净负荷数据的区段，分为固定长度的块和可变长表示净负荷数据的区段，分为固定长度的块和可变长度的块，以下称固定长块和可变长块。字中的度的块，以下称固定长块和可变长块。字中的B7和和B6为块类型的前缀，其定义如下：为块类型的前缀，其定义如下：比特比特B7B6意义意义00没有纠错码（没有纠错码（ECC）的固定长块。）的固定长块。01有有ECC的固定长块。的固定长块。10未定义的块。未定义的块。11可变长块。可变长块。串行数字视频信号传输系统课件1）固定长块大小：固定长块大小：标准规定了允许的块长及对应的标准规定了允许的块长及对应的B5B0值，例
51、如：值，例如：用块类型字的用块类型字的B5B0表示。净负荷数据包由数据类型表示。净负荷数据包由数据类型+数数据块组成，一包接一包的排列据块组成，一包接一包的排列串行数字视频信号传输系统课件2）可变长块大小可变长块大小可变长块大小的值为：可变长块大小的值为：比特比特B7B6B5B4B3B2B1B0大小大小11000001可变长块允许任意长度连续字块。下一个数据包可可变长块允许任意长度连续字块。下一个数据包可以紧接着前一个包，也可以放到下一行去。若块长超以紧接着前一个包，也可以放到下一行去。若块长超过一行净负荷总字数，则需用多行分段传送。在这种过一行净负荷总字数，则需用多行分段传送。在这种情况下，
52、表示字长的码情况下，表示字长的码code和和AAI通过包头内的扩展数通过包头内的扩展数据标志在传送部分字块的各行内重复出现。据标志在传送部分字块的各行内重复出现。串行数字视频信号传输系统课件（7）净负荷循环冗余校验标志（净负荷循环冗余校验标志（PayloadCRCflag）一个字，表示净负荷一个字，表示净负荷CRC插入与否插入与否,用用B7B0表示，其值及含表示，其值及含义：义：01HCRC插在净负荷末端插在净负荷末端00H未插入未插入CRC02HFFH备用备用（8）扩展数据标志（扩展数据标志（DataExtensionFlag）只有一个字，表示在包头数据与只有一个字，表示在包头数据与SAV之
53、间是否有扩展数据包。之间是否有扩展数据包。（9）储备数据储备数据储备的包头扩展数据储备的包头扩展数据(reserved03)位于扩展数据标志之后，位于扩展数据标志之后，储备数据的缺省值为储备数据的缺省值为200H（10）包头循环冗余校验码（包头循环冗余校验码（HeaderCRC）在每个包头数据后都插入在每个包头数据后都插入HeaderCRC，生成方程式与行号，生成方程式与行号CRC的相同。的相同。串行数字视频信号传输系统课件4净负荷（用户数据）格式净负荷（用户数据）格式（1）用户数据块用户数据块每个字由每个字由8个比特加个比特加1个偶奇偶校验位组成，个偶奇偶校验位组成，B9是是B8的反码。的反
54、码。（2）用户数据块头用户数据块头用户数据块以数据块头开始。可变长数据块的块头设有分离码用户数据块以数据块头开始。可变长数据块的块头设有分离码（separator）和计数字（）和计数字（wordcount）。可变长块以分离码）。可变长块以分离码开始，字块结束时用结束码（开始，字块结束时用结束码（endcode）作为结束标志。）作为结束标志。1）分离码和结束码分离码和结束码分离码的值为分离码的值为309H：B9B8B7B6B5B4B3B2B1B01100001001结束码的值为结束码的值为30AH：B9B8B7B6B5B4B3B2B1B01100001010串行数字视频信号传输系统课件 固定长块
55、结构固定长块结构 可变长块数据结构可变长块数据结构数据块数据块结构图结构图串行数字视频信号传输系统课件2）计数字（计数字（wordcount）由由4个字组成，个字组成，4个字中的比特个字中的比特C31C0表示用户数据块的字表示用户数据块的字数。每个字中的数。每个字中的B8为奇偶校验位，为奇偶校验位，B9为为B8的反码。没有的反码。没有字数目指示时，字数目指示时，C31C0都是都是“0”。在接收设备中，即。在接收设备中，即使没有字数目指示也能设法对数据进行解码。使没有字数目指示也能设法对数据进行解码。串行数字视频信号传输系统课件3) 数据类型（Data type）1个字，用于标识数据流的类型。用
56、B7B0表示256种不同的数据类型。现在已经在 SMPTE注册的据类型有以下各种：串行数字视频信号传输系统课件（3）净负荷净负荷CRC（PayloadCRC）如果包头数据中的如果包头数据中的CRC标志指示有净负荷标志指示有净负荷CRC插入，插入，则净负荷则净负荷CRC就插在字地址就插在字地址1438和和1439。CRC的生成方程式也与行号的生成方程式也与行号CRC相同。相同。SDTI接口标准，将接口标准，将8比特字的压缩数字信号在格比特字的压缩数字信号在格式化时加个奇偶校验位后成为式化时加个奇偶校验位后成为9比特字，又加比特字，又加1位反位反码成为码成为10比特字，适合比特字，适合SDI接口。接口。串行数字视频信号传输系统课件
