谈谈数字高清晰电视的“接口标准”问题

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自从今年以来，“数字高清”彩电成了大家关注的焦点。不过，因为是“新鲜事物”，总会有一些疑问。其中，我们国产的数字高清电视的接口是不是真正的符合“国际数字高清晰电视接口标准”的问题一直在我的心中萦绕。通过我查阅了大量的资料，终于对这个问题有了比较明确的解释。

我们可以分两部分来探讨：第一部分从国际上制定“标准”的角度来谈；另一部分就从目前国产“数字高清（HDTV-Ready）的现状来看。

首先，我们从世界的角度详细的谈谈数字高清晰电视的“接口标准”问题。

八十年代中期，从日本开始全岛大搞所谓的HDTV，实际上是“模拟方式”下的高清晰，到美国在上世纪九十年代初制定出了“数字HDTV的标准”，实际上就向全世界发出了一个明确的信号，“数字HDTV的标准”才是真正的“国际标准”。这个标准一出台，就连日本也不得不重新审视自己的“模拟”HD。因此，可以说，数字HDTV一面市就是一直在“制定标准，到修改标准，再到制定标准”的“怪圈”中不断的“折腾”着。

这也难怪，巨大的经济利益和相关技术的不断进步使得在制定“游戏规则”成为“博弈”多方参与者致胜的关键所在。但技术的领先优势以及市场的培育成熟度更是其“制定标准”的核心。

数字高清晰电视的接口技术标准也是整个数字高清晰电视标准的重要部分。

目前，“流行的”数字高清晰电视的接口共有三个，第一个是DVI；第二是HDMI标准的端子；第三个是IEEE1394端子，也是i Live端子或“火线”。

我们先介绍DVI接口。目前，采用DVI接口的消费类产品已为数众多。DVI接口规范问世于1999年，是数字显示工作组（Digtal Display Working Group）所推出的一项成果，该小组成员包括康柏、富士通、惠普、IBM、英特尔、NEC以及Silicon lmage等厂家。其设计的最初目的，是为了实现个人电脑和平面显示器之间的数字化连接，这也是此项技术在当前最常用的领域。如果读者们最近购买了一台中高档个人电脑的话，那么你手中的这台电脑就很可能配置了DVI信号输出接口。

从本质上来说，DVI是一种24位数字式RGB接口其基础是一种名叫最小化的传输差分信号的技术。在单条DVI连接通道中，有三对低电压差分信号通路，分别用来进行红、绿、蓝三种色度分量和同步信号的传输。除此之外，还有第四对信号通道。用来传送各像素的时钟频率。每一个长度为8个数位的RGB分量信号数据都是以串行数位流方式进行传送的。最高传输率可以达到每秒1.65千兆位（1.65Gbps）。因此，单条DVI连接通道的最大传输率就可以达到4.95 Gbps。在任何人看来，这样的传输速度都快得惊人，而实际上，每个由8位数构成的字节，都是以10个位数的方式来进行传输的——这也是使传输损耗最小化的方式之一。因此，用预先述数据传输的实际可用带宽应为3.96Gbps，这依然是一个相当出色的指标。在这一带宽之下，单条DVI连接通道就可以在数据未经压缩的情况下，轻而易举的完成美国先进电视制式委员会（ATSC）所定义的所有格式的高清晰度电视节目信号的传送任务，而且，在计算机上的显示图像可达1600×1200像数（UXGA），甚至还能满足1080p／60（即1920×1080像数，刷新率为60赫兹）图像传输对带宽的要求。要知道，1080p／60已经是当前高清晰度视频格式的最高规格了。如果采用双通道DVI接口，其最大传输率可达到9.9Gbps（可用带宽为7.92Gbps），显示图像可以达到刷新率为60赫兹的2048×1536像数（QXGA）画面。

与此同时，DVI规范不仅允许传输同步信号和数字视频信号，还可以传输模拟RGB信号。

这里牵涉到了一个高带宽数字节目的保护问题，对此，英特尔公司在其他公司的协助下，制定了高带宽数字节目保护规范（简称HDCP），其目的在于防止经由DVI接口传送的节目遭到非法复制，这一规范得到了大多数好莱坞影片公司，卫星电视节目以及有线电视节目供应上的认可。

于是，将HDCP规范应用到DVI接口，我们就获得一种叫“DVI＋HDCP”的应用方案。如果将HDCP应用在高清晰度电视机、高清晰度显示器或者电视机顶盒上时，我们就得到了IEA／CEA—861标准（最新为IEA／CEA—861B标准）。这一标准定义了数字电视节目信号通过类似DVI这样的非压缩式数字接口进行传输时采用的传输方式（有标准、加强以及高清晰度三种传输方式），同时也对视频信号同步，像素格式，数据传输结构等细节问题加以规范。将这一系列标准应用到与高清晰度视频节目兼容的设备上，我们就得到一种通常称作“DVI-HDCP”接口应用方案。

下面介绍HDMI规范标准。

根据其设计，DVI连接无论是否结合HDCP规范，其高速采用“最小化的传输差分信号技术”的通道始终只能进行视频及同步信号的传输。要想获得实用效果，DVI还有许多需要改进的地方，而这也是人们制定高清晰度多媒体接口规范（简称HDMI）的目的之一。HDMI是日立、英特尔、松下、菲利浦、索尼、汤普逊、东芝、Silicon Image等厂家共同努力的成果其1.0版本发表前不久，许多好莱坞制片商、卫星电视节目供应商，还有消费电子产品制造商都已纷纷表示支持这一规范。到目前为止，市场上还没有大量出现符合这一规范的产品。

HDMI的主要技术基础是DVI-HDTV，HDMI所增加的功能便是数字音频信号的传输，并且，在音频设备之间实现了基本控制数据的传输。为了增强其作为消费类影音产品接口的竞争力，HDMI采用了更小的接头，强化了对数字式高清晰度色差分量（Y/Cb/Cr）格式的支持，其性能以远远超过了IEA／CEA-861B标准所作为的规定。

HDMI的音频处理能力足可满足未来的需要，并且做到向后兼容，不仅可以传输我们已经熟知并且喜爱的杜比数码和DTS等经过压缩的多声道数字音频信号，也可以传输未经压缩的数字音频信号。在后一种情况下，HDMI所支持的声道数达8个之多，量化精度可达24位，采样频率高达192千赫。这些性能指标在进行高清晰度视频节目传送时也都可以同时达到。HDMI是利用视频信号的逆程消隐期间进行音频数据传输的，因此不会占用可用视频传输带宽，而且，完全向后兼容于未将音频传输考虑在内的早期DVI产品。

除了以上所述之外，HDMI还有其它旨在确保高保真的图像和声音质量的功能。在HDMI规范中，信号输出设备可以指定画面的分辨率和宽高比，以及声音的编码方式，采样频率和声道分配等参数。尤其值得注意的是，IEA／CEA-861B标准只为每一个RGB和Y／Cb／Cr分量信号提供了8个数位的支持。而HDMI则为每一个4∶2∶2 Y／Cb／Cr分量信号提供了高达12个数位的支持。与之同时，目前专业用于高清晰度节目处理技术和数字影院也只支持到10个数位。一个有待观望的问题是，究竟会有多少符合HDMI规范的产品会有效支持8位分量的图像模式，但我们还是可以对10位分量产品的普及持谨慎乐观的态度，至少在高端市场上我们有理由对此感到乐观。

最后需要说明的是，HDMI接口规范采用的是19针接口，其尺寸也远远小于DVI接头。这些小型接头可以使连接线更加方便地穿过电缆导管和墙壁，使永久性的家庭影院系统设置变得更加方便。

最后，我们谈一下1394能否成为最终的解决方案？

HDMI并不是唯一针对消费类影音产品而设计的数字接口方案，IEEE1394也是为这一幕的而开发的。1394贸易联盟认为，IEEE1394是比DVI更好的影音设备连接方案。目前，1394接口的最大传输率为每秒400兆位（400Mbps）。这样的传输率根本无法传送未经压缩的逐行扫描或者高清晰度节目，也就是说，通过1394接口接受高清晰度节目信号的显示设备必须内置MPEG-2解码器。现在，我们来分析一下目前市场上各种显示设备的接口情况。所有内置高清晰度电视节目调谐器的显示设备都配备有MPEG-2解码器，但没有1394接口。而且，大多数高清晰度电脑显示器既没有1394接口，也没有内置MPEG-2解码器。而不具备1394接口的高清晰度兼容显示设备都配有模拟色差分量信号（Y/Pb/Pr）输入接口或者RGB输入接口，越来越多的新产品也已经开始配置DVI接口。

根据上述分析，那些采用1394接口的设备，如机顶盒等，要想获得实际应用，还应该配置一组模拟信号输出接口，或者符合HDCP规范的DVI信号输出接口，或者两者兼而有之。如果相关产品制造商要想售出更多的产品，至少应该做到这一点。

HDMI是否成为数字影音接口的最终方案呢？我们将拭目以待。

就国产“数字高清（HDTV-Ready）的现状来看，几个“实力”厂家大多采用了逐行色差分量接口（Y/Cb/Cr）和RGB接口的方案，而没有采用IEEE1394接口的方案。采用的前者方案应该说就是“DVI＋HDCP”的应用方案的“简化版”。但是，它们还是不符合HDMI标准。因为，HDMI标准的接口不仅对其视频带宽有具体要求（前面有说明），而且，特别强调了对数字音频的支持，如压缩的杜比数码和DTS信号和未经压缩的多声道信号等，其量化精度可达24位，采样频率高达192千赫。这两点，国产HDTV-Ready彩电，包括16∶9的“高端”电视，以及机顶盒都没有做到。所谓的低端机，我就不说了。但是，高端机一定不能做成有缺陷的“残废机”！

目前，国产HDTV-Ready彩电正在经历这种考验——数字高清晰度接口的“不确定性”。如果HDMI接口标准最终成为“国际标准”。那么，无论是国内的生产厂家还是消费者还是有可能笑到最后的。

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HDMI是未来的接口之星，人们档次提高了，对画面影像的要求也高了.