浅析HDMI数字接口标准
2008-01-08
作者：佚名
几十年来，视频信号接口经历了从最初的RCA接口（即AV接口，见图1），到目前流行的S端子接口、RCA色差分量接口（见图2），以及PC领域通用D-Sub接口（VGA端子）的发展，模拟视频接口技术在今天的视频产品上随处可见。
图1
图2
但随着计算机多媒体技术、高清晰" title="高清晰">高清晰数字电视(HDTV)的飞速发展，如果我们仍然用模拟接口来传输信号，数字显示" title="数字显示">数字显示设备就会显得很浪费，显示效果反而不如同档次的模拟显示设备。这是因为在显示高清晰度图像时，模拟技术往往都需要在信号处理的时候增加边缘过渡(DLTI)或在扫描的时候增加扫描速度调制(SVM)来改善图像质量，而数字显示设备则是“点对点”精确控制，先寻址到这个“发光点”，然后“告诉”它发多强的光，发光点和相邻的4点之间是一清二楚的，各发各的光。数字显示设备接收到模拟信号后，进行的第一个处理就是“模转数”，从而导致图像细节的损失，画质变差。
针对信号传输中的损失问题，用来传输无压缩" title="无压缩">无压缩高清晰数字信号的专用数字接口应运而生。1999年4月，基于Silicon Image公司的TMDS(Time Minimized Differential Signal)编码技术发展起来的数字视频接口(Digital Visual Interface)DVI 1.0标准正式颁布（见图3）。
图3
DVI的出现，为视频信号提供了数字→数字传输的快捷方案，它的传输速度高达8Gbps(165MHz×24bit×2)，支持超过1600×1200@85Hz的UXGA或者2048×1536@75Hz的QXGA图像以及720p、1080i、1080p" title="1080p">1080p的高清晰数字电视信号的无压缩实时传输。现在DVI接口成了PDP和LCD、DLP投影机的标准数字接口，而PC显卡大都配备DVI输出接口。
发展并没有到此停步，就在DVI诞生后的第三年，2002年4月日立、松下、飞利浦、Silicon Image、索尼、汤姆逊、东芝联合组成HDMI组织，之后同年12月高清晰数字多媒体接口(High-definition Digital Multimedia Interface)HDMI 1.0标准颁布，提出将取代DVI成为新的专用于数字视频/音频传输标准（见图4）。HDMI最高提供了5Gbps的传输带宽，支持的数字视频格式：
图4
SXGA：1280×1024@85Hz
UXGA：1600×1200@60Hz
SDTV：480i、480p、576i、576p
HDTV：720p、1080i、1080p
支持的数字音频格式：
CD：16bit/32kHz、44.1kHz、48kHz
DVD-Video：24bit/8通道96kHz数字音频
DVD-Audio：1通道的24bit/192kHz
从上面的介绍我们看到，DVI的发展势头不错，而且从带宽和支持的视频格式来看DVI也优于HDMI。那为什么说HDMI要取代DVI呢？让我们来看看这其中的原因。
1.DVI的弊端
（1）DVI是面向电脑开发的，因此一共具有29只针脚，与现有消费性电子所用的视频端子（如AV端子、S端子）相比，DVI接头的体积过大。
（2）DVI的规格能力远超消费性电子产品的需求，两路TMDS信号完全用不着，1路TMDS信号（Single-Link，而非Dual-Link）就足够实现720p、1080i、1080p等高分辨率的视频输出。
（3）DVI可以兼容PC的模拟视频信号（即RGB信号），但和今天多用于DVD播放机、大屏幕电视的色差端子的模拟视频信号以及数字色差信号YCbCr却不兼容。
（4）只支持PC领域的8位RGB信号（True Color的24bit，即三原色各自有8bit）。然而今天的数字电视，都已具有显示接近相片画质的36bit高逼真画面，所以三原色也必须提升至12bit的Color Depth（原色深度），这方面DVI无法满足。
（5）DVI的线缆长度不能超过8米否则将影响画面质量。
（6）和PC领域相比，家庭数字影音" title="数字影音">数字影音消费方面需要的线路连接繁杂。相信各位都有看过自家电视机后面的线路，除有线电视信号线外，还有AV Center、DVD播放机、电视游戏机等的信号线，整个音视频的线路紊乱性与复杂度可以用“惨不忍睹”来形容！所以我们迫切需要收敛这些纠缠紊乱的线路，将数字音视频信号的传送统一到一个新接口规格中。显然由于DVI不支持传输数字音频，故无法胜任。
（7）DVI不能完全确保数字视频的播放安全，且防拷机制仍被认为不够强制、不够周全。
2.HDMI的优势
可见虽然DVI完全可以满足无压缩高清晰视频信号的传输，但其过大的体积和单一的功能似乎只能受困于PC领域。相比之下，HDMI却能在各领域左右逢源。HDMI的优势在于：
（1）HDMI更为精小，且具有“即插即用”的特点。因此只要一连接，即可自动采用相应模式传输信号。
（2）HDMI可以看成是DVI的强化版，两者可以通用，通过简单的转接器就能兼容DVI 1.0。
（3）带宽方面，虽然HDMI不及DVI，但事实上DVI的某些高规格对于消费电子领域并无太大意义。现有HDTV至多使用2.0Gbps～2.2Gbps的数字传输带宽（以1080p模式而言），HDMI 1.0即可达5Gbps，这表示同时传输两个HDTV的视讯数据都绰绰有余。而在消费电子方面最需要的模拟兼容，在HDMI上也能较好地实现，色彩也支持更高质量10/12位数字视频信号。
（4）与DVI相比HDMI接口可同时传输音频及视频信号。支持DVD－Audio等最先进的数字音频格式，支持8声道96kHz或立体声192kHz数码音频传送，而且只用一条HDMI线连接，免除数码音频接线。同时HDMI标准所具备的额外空间可以应用在日后升级的音视频格式中。
（5）DVI的线缆长度不能超过8米否则将影响画面质量，而HDMI基本没有线缆的长度限制。另外，在现今的影音设备连接中，常用的色差端子要用上3条线路，而Dolby Digital 5.1则会用上6条，即共有9条线路；若使用8声道＋色差端子则足足有11条线，但改用HDMI后只需要1条线即可，大幅降低线路紊乱性。
（6）HDMI提供AV.Link功能，你可以只用一个遥控器控制全部音/视频设备的基本功能。
（7）HDMI支持HDCP数字防拷技术。即可以在信号输出、输入两端运行验证程序，确认是经过授权才开始传输正确的数字信号。
HDMI有很多优点，但也需要设备厂商的支持才行。从眼下的发展情况来看，受HDMI的影响而在将来会有所动作的设备包括：PC显示器，PC显卡，高清晰投影设备，所有数字电视，DVD、硬盘录像机，AV影音中心，游戏设备，以及PMC（Personal Media Center），DV摄像机等手持媒体播放装置。
今天的市场上，支持HDMI的产品越来越多。比如松下的S688 DVD影碟机，PHILIPS 42PD300等离子电视，另外国产厂商如夏新、创维也在其最新的DVD、电视产品中加入了HDMI接口。
总之，随着高清晰视频设备产业、数字影音产业的迅速成长，作为一个数字显示设备与数字影音设备之间的桥梁，HDMI必将成为新一代数字影音设备的接口标准并在日后取代DVI。