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视频信号基础知识
1.1信号的基础知识
1.1.1模拟RGB信号(ARGB)
1.1.1.1 定义
RGB模拟基色视频信号是具有相同带宽,经过伽马校正的红、绿、蓝原色信号。信号中包含同步脉冲信号和行场消隐信号。R、G、B信号同步产生并携带同时生成的图像信息。
1.1.1.2 信号通道
RGB信号接口的三个分离通道用于传输特定的信号,如表1-1所示。
表1-1 视频信号通道
通道 RGB信号集 符号表示 通道1 红色信号 R 通道2 绿色信号 G 通道3 蓝色信号 B 当使用复合RGB信号时,至少在绿通道上加载同步信号;也可以将同步信号与RGB信号分离传输。
1.1.1.3信号接口时序图
ARGB信号具有多种变种形式, RGB信号既可以与同步信号分离,又可以与同步信号复合。前者是最简单的RGBHV信号,后者目前最常见的是在绿通道上加载同步信号,也称RGsB信号,同步信号加载于绿色数据通道上,有时G也称其为SoG信号,表示其加载上了同步信号。
1) RGB信号与同步信号分离时(RGBHV)
a) RGB信号:700mVp-p, 正极性,75(;
b) 行同步信号(HS):300mVp-p,TTL电平,负极性,高阻;
c) 场同步信号(VS):300mVp-p,TTL电平,负极性,高阻。
图1.1 1280×720p,50Hz的时序参数,图中省略了R、G、B相关颜色信号。1280表示水平方向上的有效像素值,720表示垂直高度上的有效扫描行数,p表示是逐行扫描信号,不需要进行去隔行处理了(i表示隔行扫描信号),50Hz表示的是场频。在实际的信号时序格式中,除了有效的扫描值外,为了信号消隐和同步的需要,通常还附加有许多信号前肩( Front porch)、后肩(back porch)、前(上)界(Front/Top Border)、后(下)界(Back(Bottom) Border)以及行同步信号(Hor Blank Time)、场同步信号(Ver Blank Time)等。
图1.1 1280×720p,50Hz的时序参数(分离同步信号) 图片来自参考文献1
2)RGB信号与同步信号复合时(通常在绿通道上加载同步信号):
a) 复合同步信号其波形见图1.2;
b) RGB信号:700mVp-p,正极性,75(;
c) 复合同步信号:±300mV。
图1.2复合同步信号(颜色通道加载上同步信号) 图片来自参考文献1
图1.3是1280×720p,50Hz的时序参数(复合同步信号)。
图1.3 1280×720p,50Hz的时序参数(复合同步信号)图片来自参考文献1
1.1.1.4连接端子
1) 75(的BNC类型的连接端子(包括插头和插座)
RGBHV信号的相关线缆颜色表示如下:
R(红色线缆)
G(绿色线缆)
B(蓝色线缆)
HS(黑色线缆)
VS(黄色线缆)
图1.4 RGBHV 线缆
2)小D形15针接口连接端子(包括插头和插座)
小D形15针孔座连接器的示意图与针脚分配如图1.5和表1-2所示。
图1.5小D形15针孔座连接器
表1-2 小D形15针孔座连接器针脚分配
插孔编号 分配 插孔编号 分配 1 红色视频 9 保留 2 绿色视频 10 逻辑地线 3 蓝色视频 11 保留 4 保留 12 I2C数据(SDA、DDC1/2B) 5 DDC地线 13 行同步HS 6 红色视频地线 14 场同步VS 7 绿色视频地线 15 I2C时钟(SCL、DDC2B) 8 ? 1.1.1.5 典型信号——VGA接口
计算机的VGA输出接口是典型的模拟RGB信号(analog RGB,简称ARGB)。
15针的VGA接口如图1.6所示
图 1.6 15针VGA接口
其中1、2、3三针分别是R、G、B模拟视频信号的输出端口;13针是HSYNC(行同步信号)、14针是VSYNC(场同步信号),这两个是时钟信号,它们用来确定CRT显示器扫描点的周期性移动;5是地线,10是同步信号地线,12、15是串行总线通讯通道;常见的9针是空的,不过4、11有时也为空。在实际使用中,4、5、6、7、8、10、11可以接在一起共同作为地线使用。
这15针中,最关键的是1、2、3针的R、G、B模拟视频信号、13针的HSYNC以及14针的VSYNC信号。
CRT显示器每一个时刻只有一个像素点发亮,屏幕扫描路径如图1.7所示:
图 1.7 屏幕扫描路线图
每一行从左向右、每一屏从上到下扫描。其中在每一行扫到最右端后,电子枪需要返回屏幕最左端,这称为“水平回扫”;而进行回扫的期间内,必须保证电子枪不射出电子,称作“消隐期”。同理,每一屏扫到最下方时,也有“垂直回扫”。为了保证正常显示,消隐期要略大于回扫期,
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