2012年3月20日 星期二

視訊端子與訊號


最近拿到一塊板子,明明是VGA端子,但是輸出的訊號卻是YPbPr。公司的螢幕都無法正常顯示,最後使用optima的投影機才搞定,花了我不少時間,現在將所收集的資訊彙整如下:

端子

1. RCA端子(RCA connector, RCA:Radio Corporation of America)
    俗稱梅花頭,色差端子與AV端子都採用此種接頭。
AV端子(Composite video connector)又稱複合端子,其實就是 RCA端子,共有三條RCA,通常是黃色的RCA端子傳送影像,另外配合兩條紅色與白色的RCA端子傳送音訊。

色差端子(Component Video Connector),使用三條RCA傳送明度(Y)、彩度(Cb)、同步脈衝(Cr),綠色傳送Y, 藍色傳送Cb, 紅色傳送Cr 



2. S端子(SCART接頭)
將視頻數據分成兩個單獨訊號(光亮度(Y)和色度(C))進行傳送的模擬訊號S端子, 與AV端子比較,AV端子的Video將所有視訊訊號(類比視訊,如NTSC, PAL, SECAM)打包成一個整體進行傳送。




3. VGA(Video Graphics Array)
通常也稱為D-SUB,中文稱為「視頻圖形陣列」。VGA是為了以映像管(陰極射線管)為基礎的顯示裝置而設計,傳送的單位是水平掃瞄線,因此並未使用數位化的離散信號。





4.  DVI(Digital Visual Interface),
中文稱為「數位視訊介面」,一般DVI有DVI-D, DVI-I, DVI-I 是同時含有DSub的RGB訊號跟DVI的數位訊號。




5. HDMI

全數位的影像和聲音傳輸模式,可以傳送無壓縮的視頻和音頻。





訊號

雖然每種端子預設都有固定的傳輸訊號,但有時廠商為了省事,在實作時會允許可以經由同一個端子輸出不同的訊號。但是這樣會增加互通時的困難,就是我剛遇到的這種情況。以下會簡介訊號與端子的關係。

若想要進行不同端子間訊號的轉換,首先先要了解各個端子原始設計時,傳送的是哪種訊號, 另外還得區分訊號屬於 analog 或是 digital 。
  •    AV端子:analog (Y/U/V integrated)
  •    色差端子:analog (Y/U/V seperated, YPbPr)
  •    VGA:   analog(RGB)
  •    DVI-D: digital(TMDS)
  •    DVI-A: analog(RGB)
  •    DVI-I:   analog(RGB) + digital(TMDS)
  •    SCART: analog (S-Video(Y/C) or RGB)
  •    HDMI:  digital(TMDS+encryption)
註:RGB與YUV可以透過數學公式轉換。

轉換時的注意事項:

  1. 若是傳輸的訊號相同,只是接頭不同,則確定每隻腳所傳送的訊號後,直接更改接腳轉換應該就可以了。
  2. 若是傳輸的訊號不同,則需要轉換顏色空間,同時也需要轉換接腳,甚至analog要轉成digital,這部份就需要透過晶片幫忙轉換。
  3. 需要注意SOG (Sync On Gree),即把同步訊號混合在綠色訊號裡,此同步訊號靠人工是不可能分離出來的啊,不過網路上有賣此種轉換器,可以利用Google找找。

 
  以下試舉幾個轉換的例子:
  • VGA端子:因為有15 隻腳,可以利用不同的接腳來傳送RGB或YPbPr的訊號。例如 optima 投影機的 VGA端子,可以同時支援這RGB/SCART/YPbPr 三種訊號。
  • DVI端子:可以傳送TMDS 訊號,若是加上HDMI端子的轉換線,就可以將TMDS訊號送往支援HDMI的螢幕。 
  • 色差端子:電視遊樂器通常會提供AV/色差端子,但是若想要在一般只支援VGA的LCD螢幕玩遊戲,便需要將YPbPr訊號轉成RGB

Reference
1. 各端子介紹 http://zh.wikipedia.org/wiki/
2. YPbPr 轉 RGB  http://electronmania.blogspot.com/2010/11/ypbprrgb-vga.html