一. 图像传感器数据格式(即图像格式,软件方面)
1.1 图像传感器数据
常日所说的30万像素或130万像素等,指的是有30万或130万个感光点。每一个感光点只能感光一种颜色。图像传感器原始数据是RAW RGB格式(R、G、B中的一种),每个像素只有一种颜色。在Sensor模组的内部会有一个ISP模块,会将Sensor采集到的数据进行插值和殊效处理,例如:如果一个感光点感应的颜色是R,那么,ISP模块就会根据这个感光点周围的G、B感光点的数值来打算出此点的G、B值,那么,这一点的RGB值就被还原了,然后在编码成601或656的格式传送给Host。经由彩色插值就变成RGB。RGB 每个像素都有三种颜色,每一个的值在0~255之间。

1.2 输出的数据格式
图像传感器输出格式紧张分两种:YUV(比较盛行),RGB,YCbCr。
图像传感器将光旗子暗记转换为RGB三基色电旗子暗记。视频旗子暗记色差旗子暗记 由于摄像机中的原始旗子暗记和电视机、监视器里的终极旗子暗记都是RGB旗子暗记,因此利用RGB旗子暗记作为视频旗子暗记的传输和记录办法无疑会有较高的图像质量。但在实际运用中每每不是这样,由于一则这会极大地加宽视频旗子暗记带宽,增加干系设备本钱;二则这也与现行的黑白电视不兼容。为此三基色旗子暗记按一定比例组合成亮度(Y)和色度(U,V)旗子暗记,它们之间的关系如下:
即:蓝色差旗子暗记(B-Y)、赤色差(R-Y)两个 色差旗子暗记和一个亮度旗子暗记(Y)。色差接口在XBOX、PS2、PS3、DVD中有色差旗子暗记输出。家用电视机中有色差旗子暗记输入端子,有两个插头,一个插头为蓝色代表蓝色差旗子暗记,一个插头为赤色代表赤色差旗子暗记。色差旗子暗记可以转换为RGB、YUV、Video等旗子暗记。为了使U、V和Y能在一个频带内传输,到达黑白/彩色视频旗子暗记吸收兼容的目的,还需将这两个色度旗子暗记进行正交幅度调制。设U(t),V(t)为色度旗子暗记,Y(t)为亮度旗子暗记,
RGB RGB是最常见的色彩空间。这个中的RGB便是Raw RGB,是sensor的bayer阵列获取的数据(每种传感器得到对应的颜色亮度); 但是输出的数据不即是便是图像的实际数据,模组测试时,就要写一个软件,完成数据采集(得到Raw data)->彩色插值(目的是得到RGB格式,便于图像显示)->图像显示; YUV是一种基本色差空间,被PAL,NTSC,SECAM用于符合色差视频标准。Y表示亮度,U和V表示色调。常用格式:---YUV 4:4:4--YUV 4:2:2--YUV 4:2:0--YUV 4:1:1YCbCr是将YUV缩放和偏移的改动版本。
1.3 数据编码标准
(1)采样频率为了担保旗子暗记的同步,采样频率必须是电视旗子暗记行频的倍数。CCIR为NTSC、PAL和SECAM制式制订的共同的电视图像采样标准:fs=13.5MHz这个采样频率恰好是PAL、SECAM制行频的864倍,NTSC制行频的858倍,可以担保采样时采样时钟与行同步旗子暗记同步。对付4:2:2的采样格式,亮度旗子暗记用fs频率采样,两个色差旗子暗记分别用fs/2=6.75MHz的频率采样。由此可推出色度分量的最小采样率是3.375MHz。
(2)分辨率根据采样频率,可算出对付PAL和SECAM制式,每一扫描行采样864个样本点;对付NTSC制则是858个样本点。由于电视旗子暗记中每一行都包括一定的同步旗子暗记和回扫旗子暗记,故有效的图像旗子暗记样本点并没有那么多,CCIR 601规定对所有的制式,其每一行的有效样本点数为720点。由于不同的制式其每帧的有效行数不同(PAL和SECAM制为576行,NTSC制为484行),CCIR定义720×484为高清晰度电视HDTV(High Definition TV)的基本标准。实际打算机显示数字视频时,常日采取下表的参数:电视制式 分辨率 帧 率NTSC 640×480 30PAL 768×576 25
(3) 数据量CCIR 601规定,每个样本点都按8位数字化,也即有256个等级。但实际上亮度旗子暗记占220级,色度旗子暗记占225级,其它位作同步、编码等掌握用。如果按fs的采样率、4:2:2的格式采样,则数字视频的数据量为:13.5(MHz)×8(bit)+2×6.75(MHz)×8(bit) = 27Mbyte / s同样可以算出,如果按4:4:4的办法采样,数字视频的数据量为每秒40兆字节!
按每秒27兆字节的数据率打算,一段10秒钟的数字视频要占用270兆字节的存储空间。按此数据率,一张680兆字节容量的光盘只能记录约25秒的数字视频数据信息,而且纵然目前高倍速的光驱,其数据传输率也远远达不到每秒27兆字节的传输哀求,视频数据将无法实时回放。这种未压缩的数字视频数据量对付目前的打算机和网络来说无论是存储或传输都是不现实的,因此,在多媒体中运用数字视频的关键问题是数字视频的压缩技能。
(4)视频压缩格式
二.视频旗子暗记(即硬件电子的电压电流旗子暗记)
视频旗子暗记协议有RGB/TTL, LVDS,VGA, HDMI, MIPI, TYPE-C, DP, BT656/601, BT1120,DVI、SDI、Camera link、HS-LINK、CoaXPress,标清CVBS、高清仿照(AHD,CVI,TVI)、COAX-FPD LINK III等。
RGB/TTL、MIPI、LVDS常用于芯片之间通讯;目前在视频会议领域CVBS、VGA、DVI、HDMI、SDI利用最广泛,在广播电视领域CVBS、HDMI、SDI利用最广泛,在安防领域CVBS、SDI利用最广泛。
--VGA是Video Graphics Array的缩写,是打算机的常用仿照输出接口。常见的分辨率有1024x768、1280x1024、1600x1200.
--HDMI是High Definition Multimedia Interface的缩写,是数字高清多媒体接口。HDMI 1.2的最大视频带宽为3.96 Gbps,这在工业相机运用比较广泛,但是在消费电子领域HDMI目前已经发展到2.0版本,最大视频带宽为14.4 Gbps。
--DVI是Digital Visual Interface的缩写,也是打算机的常用输出接口,该接口是数字接口。
--HS-LINK接口是由DALSA公司牵头定义
--SDI是Serial Digital Interface的缩写,是一种广播级的高清数字输入和输出端口,常用于广播电视的摄像机接口,SDI接口的传输速率上限为2.97Gbps.SDI接口采取和CVBS接口一样的BNC接口,采取单根铜轴进行旗子暗记传输,布线施工非常方便,传输间隔可达300米,在最初的广电领域和安防领域非常受欢迎。
--CVBS是标清仿照视频旗子暗记接口,分辨率为720x576(PAL制)或者720X480(NTSC制)。
--高清仿照
AHD TVI CVI都是仿照摄像机的升级版,俗称同轴,三种名称只是用的方案系统不一样而已,比较仿照的效果清晰,和仿照的外不雅观都是一样的bnc接口,视频线传输,优点都是实时流畅,占用储存空间小,但是和仿照的要用不同的录像机。
CVI,全名为“高清复合影像接口”(High Definition Composite Video Interface,HDCVI),是由浙江大华技能株式会社自主研发,于2012年底公布的规格;TVI,全名叫“高清影像传输接口”(High Definition Transport Video Interface,HDTVI),则是由来自美国硅谷的Techpoint Inc公司研发,也是目前杭州海康威视数字技能株式会社主力推广的规格AHD,全名为“仿照高清”(Analog High Definition),则是由韩国Nextchip公司推出的仿照高清办理方案。CVI、TVI、AHD在同轴线缆上实现高清传输,且传输间隔增长明显;都具有比较普通仿照更高清晰度、无亮色串扰的效果;比较SDI传输更远、抗滋扰能力强;比较网络高清具有没有延时、图像无损、操作方便等特点。-- AHD仿照高清摄像机,是仿照摄像头的一种,它和传统仿照设备一样操作,用普通视频线SYV-75-3或者75-5同轴线传输,但是可以实现低本钱、长间隔、抗滋扰、无延时的百万像素级高清视频传输。--HDTVI高清视频传输接口摄像机,它是一种基于同轴电缆的高清视频传输规格。HDCVI高清复合视频高清摄像机,是一种基于同轴电缆的高清视频传输规范,采取仿照调制技能传输逐行扫描的高清视频。HDCVI技能采取自主知识产权的自适应技能,担保了在75-3及以上规格的同轴电缆至少传输500米高质量高清视频,打破了高清视频现有传输技能的传输极限。 在利用中,CVI、TVI、AHD都沿袭仿照标清传输的路子和方法,可减少施工支配的繁芜度,降落辅材本钱及掩护繁芜度,以及对施工职员的技能哀求;适用于旧系统的升级改造,可在不改变原有系统的根本上,将标清轻松升级为高清。 CVI、TVI、AHD仿照高清差异--COAX-FPD LINK III
汽车领域常用德州仪器推出的COAX-FPD LINK III的接口方案,利用同轴线传输。
不同旗子暗记接口须要通过转换芯片才能传输通信:
三.视频接口常用的连接器
视频旗子暗记常与音频旗子暗记分开传输,视频传输质量:复合视频旗子暗记 < S视频旗子暗记 < 色差分量旗子暗记<VGA < DVI <HDMI.
3.1复合视频旗子暗记(标准AV接口)
复合视频接口(AV接口或Video接口),是目前最普遍的一种视频接口,险些所有电视机、影碟机都有这个接口。它是音频、视频分离的视频接口,一样平常由三个独立RCA插头(又叫梅花接口、RCA接口)组成,个中V接口连接稠浊视频旗子暗记,为黄色插口;L接口连接左声道声音旗子暗记,为白色插口;R接口连接右声道声音旗子暗记,为赤色插口。复合视频接口有两种端子:RCA端子和BNC端子。RCA端子便是常日所说的莲花头和莲花座,BNC端子便是BNC头和BNC座。RCA端子既可用在复合视频接口,也可用在音频接口,如果用在音频接口的话,常日又叫3.5莲花头。
BNC连接器75表示电阻,后面的3和5表示其绝缘外径(3mm/5mm )。视频线:75-3传输间隔约200米;75-5传输间隔约500米;75-7通报速率间隔约为500--800米;75-9通报速率间隔约1000---1500米;75-12传速间隔约为2000----3500米。RCA连接器(俗称莲花头)
3.2 S-端子(或Y/C )
S接口也是非常常见的接口,其全称是Separate Video,也称为SUPER VIDEO。S-Video连接规格是由日本人开拓的一种规格,S指的是“SEPARATE(分离)”,它将亮度和色度分离输出,避免了稠浊视讯讯号输出时亮度和色度的相互滋扰。S接口实际上是一种五芯接口,由两路视亮度旗子暗记、两路视频色度旗子暗记和一起公共屏蔽地线共五条芯线组成。
3.3 视频色差输入接口
分量视频接口也叫色差输出/输入接口,又叫3RCA。分量视频接口常日采取YPbPr和YCbCr两种标识。分量视频接口/色差端子是在S端子的根本上,把色度(C)旗子暗记里的蓝色差(b)、赤色差(r)分开发送,其分辨率可达到600线以上,可以输入多种等级讯号,从最基本的480i到倍频扫描的480P,乃至720P、1080i等等。如显卡上YPbPr接口采取9针S端子(mini-DIN)然后通过色差输出线将其独立传输。
3.4 VGA
VGA是Video Graphics Adapter的缩写,旗子暗记类型为仿照类型,视频输出真个接口为15针母插座,视频输入连线真个接口为15针公插头。VGA端子含红(R)、黄(G)、篮(B)三基色旗子暗记和行(HS)、场(VS)扫描旗子暗记。
3.5 DVI+DP
DVI接口与VGA都是电脑中最常用的接口,与VGA不同的是,DVI因此全数字传输的接口,以是在画质上担保了完备无压缩的传输。但并不代表其只是在电脑中的接口,实际上,无论VGA与DVI在其他领域运用的都非常广泛,比如数字化的电视等等。
标准DP接口:宽约17MM,高约6.3MM;
DVI-D接口:DVI 24+1接口,宽约24MM,高约7.8MM,DVI-D只能传输数字旗子暗记;
DVI-I接口:DVI 24+5接口,宽约24MM,高约7.8MM,DVI-I可传输数字旗子暗记与仿照旗子暗记,可用于数模转换DVI转VGA。
3.6 DB
D型接口是电脑上常见的数据接口,因形状似字母D,故而命名。
DB9 :宽约18MM,高约9MM,串行通信接口RS232 即DB9针接口;
DB25:宽约38MM,高约8MM,并行打印机 LPT 25孔 --DB25
DB36:宽约50MM,高约13MM,并口打印机 36针
3.7苹果系列
苹果专有的 DVI 连接器将仿照和视频旗子暗记加上 USB 和电源线合二为一。现在,苹果利用标准的 DVI 连接器,但是你可能会在旧设备上创造这些显示器连接器。
苹果系列接口紧张分3个类型,见上图。
--Mini DP接口:宽约7.6MM,高约4.6MM。Mini DP接口与DP接口协议同等,可互转;
--ThunderBolt:雷电接口,宽约7.6MM,高约4.6MM。绿联Mini DP接口完美兼容雷电接口;
--Mini DVI接口:宽约11.3MM,高约7MM。
3.8 HDMI
高清晰度多媒体接口(英文:High Definition Multimedia Interface,HDMI)是一种数字化视频/音频接口技能,是适宜影像传输的专用型数字化接口,其可同时传送音频和影音旗子暗记,最高数据传输速率为5Gbps。同时无需在旗子暗记传送提高行数/模或者模/数转换。HDMI可搭配宽带数字内容保护(HDCP),以防止具有著作权的影音内容遭到未经授权的复制。
常见的HDMI接口有3类,如上图示。
HDMI A TYPE:标准HDMI接口,宽约15MM, 高约5MM;
HDMI C TYPE:Mini HDMI接口,宽约10.5MM, 高约2.5MM;
HDMI D TYPE:Micro HDMI接口,宽约6MM, 高约2.3MM,手机等数码设备高清接口
3.9 USB
3.10 以太网
3.11 音频接口