Последовательный цифровой интерфейс - Serial digital interface

Эта статья о последовательном цифровом интерфейсе, используемом в профессиональном видео. Общие сведения о последовательных интерфейсах см. последовательная связь.
SDI
Последовательный цифровой интерфейс
Разъем BNC 75 Ом.jpg
Последовательный цифровой интерфейс использует Разъемы BNC
Год начался1989 (1989)
ОрганизацияSMPTE (Общество инженеров кино и телевидения)

Последовательный цифровой интерфейс (SDI) - это семья цифровое видео интерфейсы первый стандартизирован SMPTE (Общество инженеров кино и телевидения) в 1989 году.[1][2] Например, МСЭ-R BT.656 и SMPTE 259M определить цифровой видео интерфейсы используется для транслировать -повышение видео. Родственный стандарт, известный как последовательный цифровой интерфейс высокой четкости (HD-SDI), стандартизован в SMPTE 292M; это обеспечивает номинальную скорость передачи данных 1,485 Гбит / с.[3]

Были введены дополнительные стандарты SDI для поддержки увеличения разрешения видео (HD, UHD и выше), частота кадров, стереоскопическое (3D) видео и глубину цвета. Двойной канал HD-SDI состоит из пары каналов SMPTE 292M, стандартизированных SMPTE 372M в 1998 г .;[2] это обеспечивает номинальный интерфейс 2,970 Гбит / с, используемый в приложениях (например, цифровое кино или HDTV 1080P), которые требуют большей точности и разрешения, чем может обеспечить стандартный HDTV. 3G-SDI (стандартизировано в SMPTE 424M ) состоит из одного последовательного канала со скоростью 2,970 Гбит / с, который позволяет заменить двухканальный HD-SDI. 6G-SDI и 12G-SDI стандарты были опубликованы 19 марта 2015 г.[4][5]

Эти стандарты используются для передачи несжатое, незашифрованное цифровое видео сигналы (необязательно включая встроенный звук и временной код) в телевизионных устройствах; их также можно использовать для пакетированных данных. SDI используется для соединения различных частей оборудования, таких как записывающие устройства, мониторы, ПК и видеомикшеры. Коаксиальные варианты в спецификации имеют длину, но обычно менее 300 метров (980 футов). Варианты оптоволокна спецификации, такие как 297M, допускают передачу на большие расстояния, ограниченную только максимальной длиной волокна или повторителями. SDI и HD-SDI обычно доступны только в профессиональном видеооборудовании из-за различных лицензирование соглашения ограничивают использование незашифрованных цифровых интерфейсов, таких как SDI, запрещая их использование в потребительском оборудовании. Поддержка нескольких профессиональных видео и HD-видео Зеркалка камеры и все потребительские камеры с поддержкой несжатого видео используют HDMI интерфейс, часто называемый чистый HDMI. Есть разные комплекты модов для существующих DVD плееры и другие устройства, которые позволяют пользователю добавлять к этим устройствам последовательный цифровой интерфейс.[нужна цитата ]

Электрический интерфейс

Все используют различные стандарты последовательного цифрового интерфейса (один или несколько) коаксиальные кабели с Разъемы BNC, с номинальным сопротивлением 75 Ом. Это тот же тип кабеля, который используется в аналоговых видеоустройствах, что потенциально упрощает обновление (хотя могут потребоваться более качественные кабели для длительных прогонов с более высокими битрейтами). Заданная амплитуда сигнала на источнике 800 мВ (± 10%) от пика до пика; гораздо более низкие напряжения могут быть измерены на приемнике из-за затухание. С помощью выравнивание на приемнике можно передавать SDI со скоростью 270 Мбит / с на расстояние более 300 метров (980 футов) без использования повторителей, но предпочтительны более короткие длины. Битрейты HD имеют меньшую максимальную длину цикла, обычно 100 метров (330 футов).[6][7]

Несжатый цифровой компонент сигналы передаются. Данные закодированы в NRZI формат, а регистр сдвига с линейной обратной связью используется, чтобы карабкаться данные, чтобы уменьшить вероятность того, что на интерфейсе будут присутствовать длинные строки нулей или единиц. Интерфейс самосинхронизируется и самосинхронизируется. Кадрирование производится путем обнаружения специального синхронизация шаблон, который появляется в (незашифрованном) последовательном цифровом сигнале как последовательность из десяти единиц, за которыми следуют двадцать нулей (двадцать единиц и сорок нулей в HD); эта битовая комбинация недопустима где-либо еще в пределах полезной нагрузки данных.

Стандарты

СтандартИмяВведеноБитрейтПримеры форматов видео
SMPTE 259MSD-SDI1989[2]270 Мбит / с, 360 Мбит / с, 143 Мбит / с и 177 Мбит / с480i, 576i
SMPTE 344MED-SDI2000[8]540 Мбит / с480p, 576p
SMPTE 292MHD-SDI1998[2]1,485 Гбит / с и 1,485 / 1,001 Гбит / с720p, 1080i
SMPTE 372MДвойной канал HD-SDI2002[2]2,970 Гбит / с и 2,970 / 1,001 Гбит / с1080p60
SMPTE 424M3G-SDI2006[2]2,970 Гбит / с и 2,970 / 1,001 Гбит / с1080p60
SMPTE ST 20816G-SDI2015[4]6 Гбит / с1080p120, 2160p30
SMPTE ST 208212G-SDI2015[5]12 Гбит / с2160p60
SMPTE ST 208324G-SDIВ развитии[9][10]24 Гбит / с2160п120, 4320п30

Битрейт

В последовательном цифровом видеосигнале используются несколько битрейтов:

  • За Стандартное определение Для приложений, как определено SMPTE 259M, возможные скорости передачи данных составляют 270 Мбит / с, 360 Мбит / с, 143 Мбит / с и 177 Мбит / с. 270 Мбит / с - безусловно, наиболее часто используемый; хотя интерфейс 360 Мбит / с (используется для широкоформатный стандартное определение). Интерфейсы 143 и 177 Мбит / с предназначались для передачи композитно-кодированных (NTSC или же PAL ) видео в цифровом виде и теперь считаются устаревшими.
  • За улучшенное определение приложений (в основном 525P) определены несколько интерфейсов со скоростью 540 Мбит / с, а также стандарт интерфейса для двухканального интерфейса со скоростью 270 Мбит / с. Они встречаются редко.
  • За HDTV приложений, последовательный цифровой интерфейс определяется SMPTE 292M. Определены две скорости передачи данных: 1,485 Гбит / с и 1,485 / 1,001 Гбит / с. Коэффициент 1 / 1.001 предоставляется, чтобы позволить SMPTE 292M поддерживать видеоформаты с частотой кадров 59,94 Гц, 29,97 Гц и 23,98 Гц, чтобы быть совместимым с существующими NTSC системы. Версия стандарта 1,485 Гбит / с поддерживает другие широко используемые частоты кадров, включая 60 Гц, 50 Гц, 30 Гц, 25 Гц и 24 Гц. Обычно в совокупности оба стандарта используют номинальную скорость передачи данных 1,5 Гбит / с.
  • Для приложений очень высокой четкости, требующих большего разрешения, частоты кадров или точности цветопередачи, чем может обеспечить интерфейс HD-SDI, стандарт SMPTE 372M определяет двойная ссылка интерфейс. Как следует из названия, этот интерфейс состоит из двух межсоединений SMPTE 292M, работающих параллельно. В частности, двухканальный интерфейс поддерживает форматы 10-бит, 4: 2: 2, 1080P с частотой кадров 60 Гц, 59,94 Гц и 50 Гц, а также 12-битную глубину цвета, кодирование RGB и 4:4:4 выборка цвета.
  • Интерфейс с номинальной скоростью 3 Гбит / с (точнее, 2,97 Гбит / с, но обычно называемый «3 гигабит») был стандартизирован SMPTE как 424M в 2006 году. Пересмотренный в 2012 году как SMPTE ST 424: 2012, он поддерживает все функции, поддерживаемые двойным интерфейсом 1,485 Гбит / с, но для этого требуется только один кабель, а не два.

Прочие интерфейсы

SMPTE 297-2006 определяет оптоволоконную систему для передачи цифровых сигналов с последовательным двоичным кодом. Он предназначен для передачи сигналов SMPTE ST 259 (от 143 до 360 Мбит / с), сигналов SMPTE ST 344 (540 Мбит / с), SMPTE ST 292-1 / -2 (1.485 Гбит / с и 1.485 / 1.001 Гбит / с) и сигналы SMPTE ST 424 (2.970 Гбит / с и 2.970 / 1.001 Гбит / с). В дополнение к оптическим спецификациям, ST 297 также требует проведения испытаний на безопасность лазеров, и что все оптические интерфейсы имеют маркировку, указывающую на соответствие требованиям безопасности, применение и совместимость.[11]

8-битный параллельный цифровой интерфейс определяется МСЭ-R Рек. 601; это устарело (однако многие пункты в различных стандартах учитывают возможность 8-битного интерфейса).

Формат данных

В приложениях SD и ED формат последовательных данных определяется шириной 10 бит, тогда как в приложениях HD он имеет ширину 20 бит, разделенных на два параллельных 10-битных потока данных (известных как Y и C). Поток данных SD устроен следующим образом:

Cb Y Cr Y 'Cb Y Cr Y'

тогда как потоки данных HD организованы следующим образом:

Y
Y Y 'Y Y' Y Y 'Y Y'
C
Cb Cr Cb Cr Cb Cr Cb Cr

Для всех последовательных цифровых интерфейсов (за исключением устаревших составных кодировок) собственная цветовая кодировка 4:2:2 YCbCr формат. Канал яркости (Y) кодируется с полной полосой пропускания (13,5 МГц в SD 270 Мбит / с, ~ 75 МГц в HD), а два канала цветности (Cb и Cr) подвергаются субдискретизации по горизонтали и кодируются с половинной шириной полосы (6,75 МГц. или 37,5 МГц). Образцы Y, Cr и Cb являются совмещенный (получен в один и тот же момент времени), а выборка Y 'получена в момент времени на полпути между двумя соседними выборками Y.

Выше Y относится к яркость образцы, а от C до цветность образцы. Cr и Cb также относятся к красному и синему каналам «цветового различия»; видеть Компонентное видео для дополнительной информации. В этом разделе обсуждается только собственная цветовая кодировка SDI; возможны другие цветовые кодировки, если рассматривать интерфейс как общий 10-битный канал данных. Использование других кодировок колориметрии и преобразование в и из RGB цветовое пространство, обсуждается ниже.

Полезная нагрузка видео (а также полезная нагрузка вспомогательных данных) может использовать любое 10-битное слово в диапазоне от 4 до 1019 (00416 до 3FB16) включительно; значения 0–3 и 1,020–1,023 (3FC16–3FF16) зарезервированы и не могут появляться в полезной нагрузке. Эти зарезервированные слова имеют две цели; они используются как для Пакеты синхронизации и для Вспомогательные данные заголовки.

Пакеты синхронизации

Пакет синхронизации (широко известный как опорный сигнал синхронизации или же TRS) происходит непосредственно перед первой активной выборкой в ​​каждой строке и сразу после последней активной выборки (и перед началом горизонтальное гашение область, край). Пакет синхронизации состоит из четырех 10-битных слов, первые три слова всегда одинаковы - 0x3FF, 0, 0; четвертый состоит из 3 битов флага вместе с кодом исправления ошибок. В результате возможны 8 различных пакетов синхронизации.

В интерфейсах HD-SDI и Dual Link пакеты синхронизации должен происходят одновременно в потоках данных Y и C. (Некоторая задержка между двумя кабелями в двухканальном интерфейсе допустима; ожидается, что оборудование, поддерживающее двухканальный канал, буферизует ведущий канал, чтобы позволить другому каналу догнать). В интерфейсах SD-SDI и расширенного определения существует только один поток данных и, следовательно, только один пакет синхронизации за раз. Помимо вопроса о том, сколько пакетов появляется, их формат одинаков во всех версиях последовательно-цифрового интерфейса.

Биты флагов, найденные в четвертом слове (широко известные как Слово XYZ) известны как H, F и V. Бит H указывает на начало горизонтального пробела; и биты синхронизации, непосредственно предшествующие области горизонтального гашения, должны иметь значение H, равное единице. Такие пакеты обычно называют Конец активного видео, или же EAV пакеты. Аналогично, пакет, появляющийся непосредственно перед началом активного видео, имеет значение H, равное 0; это Начало активного видео или же SAV пакет.

Точно так же бит V используется для указания начала области вертикального гашения; пакет EAV с V = 1 указывает, что следующая строка (считается, что строки начинаются с EAV) является частью вертикальный интервал, пакет EAV с V = 0 указывает, что следующая строка является частью активного изображения.

Бит F используется в переплетенный и сегментированная рамка форматы, чтобы указать, идет ли строка из первого или второго поля (или сегмента). В прогрессивная развертка форматах бит F всегда устанавливается в ноль.

Счетчик строк и CRC

В последовательном цифровом интерфейсе высокой четкости (и в двухканальном HD) предусмотрены дополнительные контрольные слова для повышения надежности интерфейса. В этих форматах четыре образца, следующие сразу за пакетами EAV (но не за пакетами SAV), содержат циклическая проверка избыточности поле и индикатор количества строк. Поле CRC предоставляет CRC предыдущей строки (CRC вычисляются независимо для потоков Y и C) и может использоваться для обнаружения битовые ошибки в интерфейсе. Поле счетчика строк указывает номер строки текущей строки.

CRC и количество строк не предусмотрены в интерфейсах SD и ED. Вместо этого специальный пакет вспомогательных данных, известный как Пакет EDH может быть дополнительно использован для проверки данных с помощью CRC.

Нумерация строк и образцов

Каждой выборке в данном потоке данных присваивается уникальный номер строки и выборки. Во всех форматах первой выборке, следующей сразу за пакетом SAV, присваивается номер выборки 0; следующий образец - образец 1; вплоть до слова XYZ в следующем пакете SAV. В интерфейсах SD, где есть только один поток данных, 0-я выборка - это выборка Cb; первый образец - это образец Y, второй образец - образец Cr, а третий образец - образец Y '; узор повторяется оттуда. В интерфейсах HD каждый поток данных имеет свою собственную нумерацию отсчетов, поэтому 0-й отсчет потока данных Y является отсчетом Y, следующий отсчет - отсчетом Y 'и т. Д. Аналогично, первый образец в потоке данных C - это Cb, за ним следует Cr , затем снова Cb.

Строки нумеруются последовательно, начиная с 1, до количества строк в кадре указанного формата (обычно 525, 625, 750 или 1125 (Sony HDVS )). Определение строки 1 несколько произвольно; однако это однозначно оговорено соответствующими стандартами. В системах с 525 строками первая вертикальная пустая строка - это строка 1, тогда как в других системах с чересстрочной разверткой (625 и 1125 строк) первая строка после перехода бита F в ноль - это строка 1.

Обратите внимание, что считается, что строки начинаются с EAV, тогда как нулевой образец - это образец, следующий за SAV. Это дает несколько сбивающий с толку результат: первая выборка в данной строке видео 1080i - это номер образца 1920 (первый образец EAV в этом формате), а строка заканчивается следующим образцом 1919 (последний активный образец в этом формате). Обратите внимание, что это поведение несколько отличается от аналоговых видеоинтерфейсов, где считается, что переход строки происходит в синхроимпульсе, который происходит примерно на полпути через горизонтальную область гашения.

Нумерация ссылок

Нумерация каналов является проблемой только в многоканальных интерфейсах. Первая ссылка ( начальный link), присваивается номер ссылки 1, последующим ссылкам присваиваются возрастающие номера ссылок; так что второй (вторичный) канал в двухканальной системе - это канал 2. Номер канала данного интерфейса указывается пакетом VPID, расположенным в вертикальном пространстве вспомогательных данных.

Обратите внимание, что структура данных в двухканальном режиме разработана таким образом, что первичный канал может передаваться в одноканальный интерфейс и при этом производить пригодное для использования (хотя и несколько ухудшенное) видео. Дополнительная ссылка обычно содержит такие вещи, как дополнительные LSB (в 12-битных форматах), отсчеты без учета стоимости в дискретизированном видео с соотношением сторон 4: 4: 4 (так что первичная ссылка все еще действительна 4: 2: 2) и альфа-каналы или каналы данных. Если второй канал в двухканальной конфигурации 1080P отсутствует, первый канал по-прежнему содержит действительный сигнал 1080i.

В случае видео 1080p60, 59,94 или 50 Гц по двойному каналу; каждая ссылка содержит действительный сигнал 1080i с той же частотой поля. Первая ссылка содержит 1-ю, 3-ю и 5-ю строки нечетных полей и 2-ю, 4-ю, 6-ю и т. Д. Строки четных полей, а вторая ссылка содержит четные строки на нечетных полях и нечетные строки на четных. поля. Когда две ссылки объединяются, в результате получается изображение с прогрессивной разверткой с более высокой частотой кадров.

Вспомогательные данные

Основная статья: Вспомогательные данные

Нравиться SMPTE 259M, SMPTE 292M поддерживает SMPTE 291M стандарт для вспомогательных данных. Вспомогательные данные предоставляются как стандартизованный транспорт для полезной нагрузки, не связанной с видео, в последовательном цифровом сигнале; он используется для таких вещей, как встроенные аудио, субтитры, таймкод и другие метаданные. Вспомогательные данные обозначаются пакетом из 3 слов, состоящим из 0, 3FF, 3FF (противоположность заголовка пакета синхронизации), за которым следует идентификационный код из двух слов, слово подсчета данных (указывающее от 0 до 255 слов полезной нагрузки), фактическая полезная нагрузка и контрольная сумма из одного слова. Помимо использования в заголовке, коды, запрещенные для полезной нагрузки видео, также запрещены для полезной нагрузки вспомогательных данных.

Конкретные приложения вспомогательных данных включают встроенное аудио, EDH, VPID и SDTI.

В двухканальных приложениях; вспомогательные данные в основном находятся по первичной ссылке; вторичный канал должен использоваться для вспомогательных данных только в том случае, если на первичном канале нет места. Единственным исключением из этого правила является пакет VPID; на обоих каналах должен присутствовать действующий пакет VPID.

Встроенный звук

Оба последовательных интерфейса HD и SD обеспечивают 16 каналов эмбедированного звука. Два интерфейса используют разные методы инкапсуляции звука: SD использует стандарт SMPTE 272M, а HD использует стандарт SMPTE 299M. В любом случае сигнал SDI может содержать до шестнадцати аудиоканалов (8 пар), встроенных 48 кГц, 24-битных аудиоканалов вместе с видео. Обычно 48 кГц, 24 бита (20 бит в SD, но с возможностью расширения до 24 бит) PCM звук сохраняется способом, напрямую совместимым с AES3 цифровой аудиоинтерфейс. Они помещаются в периоды (по горизонтали) гашения, когда сигнал SDI не несет ничего полезного, так как приемник генерирует свои собственные сигналы гашения от TRS.

В двухканальных приложениях доступно 32 аудиоканала, так как каждый канал может передавать 16 каналов.

SMPTE ST 299-2: 2010 расширяет интерфейс 3G SDI для передачи 32 аудиоканалов (16 пар) по одному каналу.

EDH

Поскольку интерфейс стандартного определения не содержит контрольной суммы, CRC или другой проверки целостности данных, EDH (Обнаружение и обработка ошибок ) пакет может быть дополнительно размещен в вертикальном интервале видеосигнала. Этот пакет включает в себя значения CRC как для активного изображения, так и для всего поля (за исключением тех строк, в которых может происходить переключение, и которые не должны содержать полезных данных); оборудование может вычислять свой собственный CRC и сравнивать его с полученным CRC для обнаружения ошибок.

EDH обычно используется только со стандартным интерфейсом определения; наличие слов CRC в интерфейсе HD делает пакеты EDH ненужными.

VPID

VPID (или идентификатор полезной нагрузки видео ) пакеты все чаще используются для описания формата видео. В ранних версиях последовательного цифрового интерфейса всегда можно было однозначно определить формат видео путем подсчета количества строк и отсчетов между H и V переходами в TRS. С введением двухканальных интерфейсов и сегментированная рамка стандарты, это уже невозможно; таким образом, стандарт VPID (определенный SMPTE 352M) предоставляет способ однозначно и однозначно идентифицировать формат полезной нагрузки видео.

Полезная нагрузка видео и гашение

Активная часть видеосигнала определяется как те отсчеты, которые следуют за пакетом SAV и предшествуют следующему пакету EAV; где для соответствующих пакетов EAV и SAV бит V установлен в ноль. Именно в активной части хранится фактическая информация об изображении.

Кодировка цвета

В последовательном цифровом интерфейсе возможно несколько цветовых кодировок. По умолчанию (и наиболее распространенный случай) 10-битные линейно дискретизированные видеоданные, закодированные как 4: 2: 2. YCbCr. (YCbCr - цифровое представление YPbPr цветовое пространство). Образцы видео хранятся, как описано выше. Слова данных соответствуют уровням сигналов соответствующих видеокомпонентов следующим образом:

  • Канал яркости (Y) определяется таким образом, что уровню сигнала 0 мВ назначается кодовое слово 64 (40 в шестнадцатеричном формате), а для 700 милливольт (полная шкала) назначается кодовое слово 940 (3AC в шестнадцатеричном формате).
  • Для каналов цветности 0 мВ назначается кодовое слово 512 (200 в шестнадцатеричной системе), -350 мВ назначается кодовое слово 64 (40 в шестнадцатеричной системе), а +350 мВ назначается кодовое слово 960 (3C0 в шестнадцатеричной системе).

Обратите внимание, что масштабирование каналов яркости и цветности нет идентичный. Минимальный и максимальный из этих диапазонов представляют собой предпочтительные пределы сигнала, хотя полезная нагрузка видео может выходить за пределы этих диапазонов (при условии, что зарезервированные кодовые слова 0 - 3 и 1020 - 1023 являются никогда используется для полезной нагрузки видео). Кроме того, соответствующий аналоговый сигнал может выходить за пределы этого диапазона.

Колориметрия

Поскольку YPbPr (и YCbCr) оба получены из RGB цветовое пространство, требуется средство преобразования. Есть три колориметрии обычно используется с цифровым видео:

  • Приложения SD и ED обычно используют колориметрическую матрицу, указанную в МСЭ-R Рек. 601.
  • Большинство приложений HD, Dual Link и 3 Гбит / с используют другую матрицу, указанную в МСЭ-R Рек. 709.
  • 1035-строчные стандарты HD, определенные SMPTE 260M (в основном используются в Япония и теперь в значительной степени считается устаревшим), использовала колориметрическую матрицу, указанную в SMPTE 240M. Эта колориметрия в настоящее время используется редко, поскольку форматы из 1035 строк были заменены форматами из 1080 строк.

Другие цветовые кодировки

Интерфейсы Dual-link и 3 Гбит / с дополнительно поддерживают другие цветовые кодировки, помимо 4: 2: 2 YCbCr, а именно:

  • 4: 2: 2 и 4: 4: 4 YCbCr, с дополнительным альфа (используется для линейной манипуляции, a.k.a. альфа-композитинг ) или канал данных (используется для полезной нагрузки, не связанной с видео)
  • 4: 4: 4 RGB, также с дополнительным альфа-каналом или каналом данных
  • 4: 2: 2 YCbCr, 4: 4: 4 YCbCr и 4: 4: 4 RGB, с 12 битами информации о цвете на выборку, а не 10. Обратите внимание, что сам интерфейс по-прежнему 10 бит; дополнительные 2 бита на канал мультиплексируются в дополнительный 10-битный канал на втором канале.

Если используется кодирование RGB, все три основных цвета кодируются тем же способом, что и канал Y; значение 64 (40 в шестнадцатеричном формате) соответствует 0 мВ, а 940 (3AC в шестнадцатеричном формате) соответствует 700 мВ.

12-битные приложения масштабируются аналогично их 10-битным аналогам; дополнительные два бита считаются LSB.

Вертикальные и горизонтальные области гашения

Для частей вертикальной и горизонтальной областей гашения, которые не используются для вспомогательных данных, рекомендуется присвоить выборкам яркости кодовое слово 64 (40 шестнадцатеричных), а выборкам цветности присвоить 512 (200 шестнадцатеричных); оба соответствуют 0 мВ. Допускается кодирование аналоговой информации о вертикальном интервале (например, вертикальный интервал временного кода или тестовые сигналы с интервалом вертикальной развертки) без нарушения интерфейса, но такое использование нестандартно (и вспомогательные данные являются предпочтительным средством передачи метаданных). Однако преобразование аналоговых сигналов синхронизации и пакетных сигналов в цифровые не рекомендуется, как и в цифровом интерфейсе.

Различные форматы изображений имеют разные требования к цифровому гашению, например, все так называемые 1080-строчные HD-форматы имеют 1080 активных строк, но всего 1125 строк, а остальные представляют собой вертикальное гашение.[1]

Поддерживаемые форматы видео

Различные версии последовательного цифрового интерфейса поддерживают множество видеоформатов.

  • Интерфейс со скоростью 270 Мбит / с поддерживает 525-строчное чересстрочное видео с частотой поля 59,94 Гц (частота кадров 29,97 Гц) и 625-строчное чересстрочное видео с частотой 50 Гц. Эти форматы хорошо совместимы с NTSC и PAL -B / G / D / K / I системы соответственно; и условия NTSC и PAL часто (неправильно) используются для обозначения этих форматов. (PAL - это составная схема кодирования цветов, и этот термин не определяет линейный стандарт, хотя он чаще всего встречается с 625i), в то время как последовательный цифровой интерфейс - кроме устаревших форм 143 Мбит / с и 177 Мбит / с - является стандартом компонентов.
  • Интерфейс 360 Мбит / с поддерживает широкоэкранный формат 525i и 625i. Его также можно использовать для поддержки 525p, если используется выборка 4: 2: 0.
  • Различные интерфейсы со скоростью 540 Мбит / с поддерживают форматы 525p и 625p.
  • Интерфейсы с номинальной скоростью 1,5 Гбит / с поддерживают большинство видео высокой четкости форматы. Поддерживаемые форматы: 1080 / 60i, 1080 / 59.94i, 1080 / 50i, 1080 / 30p, 1080 / 29.97p, 1080 / 25p, 1080 / 24p, 1080 / 23.98p, 720 / 60p, 720 / 59.94p и 720 /. 50шт. Кроме того, существует несколько форматов 1035i (устаревший японский телевизионный стандарт), стандарты 720p с половинной полосой пропускания, такие как 720 / 24p (используются в некоторых приложениях для преобразования фильмов и необычны, поскольку содержат нечетное количество выборок на строку.[нужна цитата ]) и различные форматы 1080psf (прогрессивный, сегментированный кадр). Форматы прогрессивно сегментированных кадров отображаются как чересстрочное видео но содержат видео с прогрессивной разверткой. Это сделано для поддержки аналоговых мониторов и телевизоров, многие из которых не способны синхронизироваться с низкими частотами поля, такими как 30 Гц и 24 Гц.
  • Двухканальный интерфейс HD поддерживает 1080 / 60p, 1080 / 59.94p и 1080 / 50p, а также кодирование 4: 4: 4, большую глубину цвета, кодирование RGB, альфа-каналы и нестандартные разрешения (часто встречающиеся в компьютерной графике или цифровое кино ).
  • Четырехканальный интерфейс HD-SDI поддерживает разрешение UHDTV-1 2160 / 60p

Связанные интерфейсы

В дополнение к обычному последовательному цифровому интерфейсу, описанному здесь, существует несколько других подобных интерфейсов, которые похожи на последовательный цифровой интерфейс или содержатся в нем.

SDTI

Основная статья: Последовательный интерфейс передачи данных

Существует расширенная спецификация SDTI (Последовательный интерфейс передачи данных), что позволяет сжать (т. е. DV, MPEG и другие) видеопотоки, передаваемые по линии SDI. Это позволяет передавать несколько видеопотоков по одному кабелю или передавать видео быстрее, чем в реальном времени (2x, 4x, ...). Родственный стандарт, известный как HD-SDTI, предоставляет аналогичные возможности через интерфейс SMPTE 292M.

Интерфейс SDTI определяется SMPTE 305M. Интерфейс HD-SDTI определяется SMPTE 348M.

КАК И Я

Основная статья: асинхронный последовательный интерфейс

Спецификация асинхронного последовательного интерфейса (ASI) описывает, как транспортировать транспортный поток MPEG (MPEG-TS), содержащий несколько видеопотоков MPEG, медный коаксиальный кабель с сопротивлением 75 Ом или многомодовое оптоволокно. ASI - популярный способ передачи широковещательных программ с студии до оборудования финальной передачи, прежде чем оно попадет к зрителям, сидящим дома.

Стандарт ASI является частью Цифровое видеовещание (DVB) стандарт.

SMPTE 349M

Стандарт SMPTE 349M: передача форматов изображений с альтернативными источниками через SMPTE 292M, определяет средства для инкапсуляции нестандартных видеоформатов и видео с более низкой скоростью передачи данных в интерфейсе HD-SDI. Этот стандарт позволяет, например, мультиплексировать несколько независимых видеосигналов стандартной четкости на интерфейс HD-SDI и передавать по одному проводу. Этот стандарт не просто регулирует синхронизацию EAV и SAV для соответствия требованиям форматов с более низким битрейтом; вместо этого он предоставляет средства, с помощью которых можно использовать весь формат SDI (включая слова синхронизации, вспомогательные данные и полезную нагрузку видео). инкапсулированный и передается как полезная нагрузка обычных данных в потоке 292M.

Мультимедийный интерфейс высокой четкости (HDMI)

HDMI в SDI конвертер
Основная статья: HDMI

В HDMI interface - компактный аудио / видео интерфейс для передачи несжатое видео данные и сжатые / несжатые цифровые аудио данные с HDMI-совместимого устройства на совместимое компьютерный монитор, видеопроектор, цифровое телевидение, или же цифровой звук устройство. Он в основном используется в потребительской сфере, но все чаще используется в профессиональных устройствах, включая несжатое видео, часто называемое чистый HDMI.

G.703

Основная статья: G.703

Стандарт G.703 - еще один высокоскоростной цифровой интерфейс, изначально разработанный для телефонии.

HDcctv

Основная статья: HDcctv

Стандарт HDcctv воплощает адаптацию SDI для приложений видеонаблюдения.

CoaXPress

Основная статья: CoaXPress

Стандарт CoaXPress - еще один высокоскоростной цифровой интерфейс, изначально разработанный для интерфейсов промышленных камер. Скорость передачи данных для CoaXPress достигает 12,5 Гбит / с по одному коаксиальному кабелю. Канал восходящей линии связи со скоростью 41 Мбит / с и питание по коаксиальному кабелю также включены в стандарт.

Рекомендации

  1. ^ а б Чарльз А. Пойнтон (2003). Цифровое видео и HDTV. Морган Кауфманн. ISBN  978-1-55860-792-7.
  2. ^ а б c d е ж Джон Хадсон (2013). «SDI 3 Гбит / с для передачи 1080p50 / 60, 3D, UHDTV1 / 4k и выше» (PDF).
  3. ^ Фрэнсис Рамси, Джон Уоткинсон (2004). Справочник по цифровому интерфейсу. ISBN  9780240519098.
  4. ^ а б ST 2081-10: 2015 - Отображение исходных изображений и вспомогательных данных на 2160 и 1080 строк для одноканального 6G-SDI. IEEE. 2015-03-19. Дои:10.5594 / SMPTE.ST2081-10.2015.
  5. ^ а б ST 2082-10: 2015 - Отображение исходного изображения и вспомогательных данных на 2160 строк для 12G-SDI. IEEE. 2015-03-19. Дои:10.5594 / SMPTE.ST2082-10.2015.
  6. ^ Консультации по использованию интерфейсов HD-SDI 3 Гбит / с (PDF). European Broadcasting Un. Июль 2011 г.. Получено 20 июля 2015.
  7. ^ «Рекомендуемое расстояние передачи при последовательной цифровой скорости передачи данных» (PDF). Belden. Belden. Архивировано из оригинал (PDF) на 2015-02-26. Получено 20 июля 2015.
  8. ^ «Транспортировка альтернативных исходных форматов с помощью Рекомендации МСЭ-R BT.1120» (PDF). Международный союз электросвязи. Получено 27 февраля, 2019.
  9. ^ [мертвая ссылка ]
  10. ^ «Ежеквартальный отчет по стандартам за март 2014 г. (стр. 28)» (PDF). SMPTE. SMPTE. Получено 19 сентября 2014.
  11. ^ SMPTE (2013). «SDI 3 Гбит / с для передачи 1080p50 / 60, 3D, UHDTV1 / 4k и выше» (PDF).

Источники

Стандарты

  • Общество инженеров кино и телевидения: SMPTE 274M-2005: Структура выборки изображения, цифровое представление и эталонные последовательности цифрового времени для нескольких скоростей изображения
  • Общество инженеров кино и телевидения: SMPTE 292M-1998: Последовательный битовый цифровой интерфейс для телевидения высокой четкости
  • Общество инженеров кино и телевидения: SMPTE 291M-1998: пакет вспомогательных данных и пространственное форматирование
  • Общество инженеров кино и телевидения: SMPTE 372M-2002: интерфейс Dual Link 292M для растрового изображения 1920 x 1080

внешняя ссылка