此文包括視頻數(shù)據(jù)格式、傳輸協(xié)議、端子等內(nèi)容。
一. 圖像傳感器數(shù)據(jù)格式（即圖像格式，軟件方面）1.1 圖像傳感器數(shù)據(jù)通常所說的30萬像素或130萬像素等，指的是有30萬或130萬個感光點。每一臺感光點只能感光一種顏色。圖像傳感器原始數(shù)據(jù)是RAW RGB格式（R、G、B中的一種），每個像素只有一種顏色。在Sensor模組的內(nèi)部會有一臺ISP模塊，會將Sensor采集到的數(shù)據(jù)進(jìn)行插值和特效處理，例如：如果一臺感光點感應(yīng)的顏色是R，那么，ISP模塊就會根據(jù)這個感光點周圍的G、B感光點的數(shù)值來計算出此點的G、B值，那么，這一點的RGB值就被還原了，然后在編碼成601或656的格式傳送給Host。經(jīng)過彩色插值就變成RGB。RGB 每個像素都有三種顏色，每一臺的值在0~255之間。
1.2 輸出的數(shù)據(jù)格式 圖像傳感器輸出格式主要分兩種：YUV（比較流行），RGB，YCbCr。
圖像傳感器將光信號轉(zhuǎn)換為RGB三基色電信號。視頻信號色差信號 由于攝像機中的原始信號和電視機機、監(jiān)視器里的最終信號都是RGB信號，因此使用RGB信號作為視頻信號的傳輸和記錄方式無疑會有較高的圖像質(zhì)量。但在實際應(yīng)用中往往不是這樣，因為一則這會極大地加寬視頻信號帶寬，增加相關(guān)設(shè)備成本；二則這也與現(xiàn)行的黑白電視機不兼容。為此三基色信號按一定比例組合成亮度(Y)和色度(U，V)信號，它們之間的關(guān)系如下：
即：藍(lán)色差信號(B-Y)、紅色差(R-Y)兩個色差信號和一臺亮度信號（Y）。色差接口在XBOX、PS2、PS3、DVD中有色差信號輸出。家用電視機機中有色差信號輸入端子，有兩個插頭，一臺插頭為藍(lán)色代表藍(lán)色差信號，一臺插頭為紅色代表紅色差信號。色差信號可以轉(zhuǎn)換為RGB、YUV、Video等信號。為了使U、V和Y能在一臺頻帶內(nèi)傳輸，到達(dá)黑白/彩色視頻信號接收兼容的目的，還需將這兩個色度信號進(jìn)行正交幅度調(diào)制。設(shè)U(t)，V(t)為色度信號，Y(t)為亮度信號，
- RGB
RGB是最常見的色彩空間。這其中的RGB就是Raw RGB，是sensor的bayer陣列獲取的數(shù)據(jù)（每種傳感器獲得對應(yīng)的顏色亮度）； 但是輸出的數(shù)據(jù)不等于就是圖像的實際數(shù)據(jù)，模組測試時，就要寫一臺軟件，完成數(shù)據(jù)采集（獲得Raw data）－>彩色插值（目的是獲得RGB格式，便于圖像顯示）－>圖像顯示；
- YUV是一種基本色差空間，被PAL，NTSC,SECAM用于符合色差視頻標(biāo)準(zhǔn)。Y表示亮度，U和V表示色調(diào)。
常用格式：
---YUV 4：4：4
--YUV 4：2：2
--YUV 4：2：0
--YUV 4：1：1
1.3 數(shù)據(jù)編碼標(biāo)準(zhǔn)（1）采樣頻率為了保證信號的同步，采樣頻率必須是電視機信號行頻的倍數(shù)。CCIR為NTSC、PAL和SECAM制式制定的共同的電視機圖像采樣標(biāo)準(zhǔn)：
fs＝13.5MHz
這個采樣頻率正好是PAL、SECAM制行頻的864倍，NTSC制行頻的858倍，可以保證采樣時采樣時鐘與行同步信號同步。對于4：2：2的采樣格式，亮度信號用fs頻率采樣，兩個色差信號分別用
fs／2＝6.75MHz的頻率采樣。由此可推出色度分量的最小采樣率是3.375MHz。
（2）分辨率根據(jù)采樣頻率，可算出對于PAL和SECAM制式，每一掃描行采樣864個樣本點；對于NTSC制則是858個樣本點。由于電視機信號中每一行都包括一定的同步信號和回掃信號，故有效的圖像信號樣本點并沒有那么多，CCIR 601規(guī)定對所有的制式，其每一行的有效樣本點數(shù)為720點。由于不同的制式其每幀的有效行數(shù)不同（PAL和SECAM制為576行，NTSC制為484行），CCIR定義720×484為超清晰度電視機HDTV（High Definition TV）的基本標(biāo)準(zhǔn)。實際計算機顯示數(shù)字視頻時，通常采用下表的參數(shù)：
電視機制式分辨率幀 率
NTSC640×480 30
PAL 768×57625
（3） 數(shù)據(jù)量 CCIR 601規(guī)定，每個樣本點都按8位數(shù)字化，也即有256個等級。但實際上亮度信號占220級，色度信號占225級，其它位作同步、編碼等控制用。如果按fs的采樣率、4：2：2的格式采樣，則數(shù)字視頻的數(shù)據(jù)量為：
13.5(MHz)×8(bit)＋2×6.75(MHz)×8(bit) = 27Mbyte / s
同樣可以算出，如果按4：4：4的方式采樣，數(shù)字視頻的數(shù)據(jù)量為每秒40兆字節(jié)！按每秒27兆字節(jié)的數(shù)據(jù)率計算，一段10秒鐘的數(shù)字視頻要占用270兆字節(jié)的存儲空間。按此數(shù)據(jù)率，一張680兆字節(jié)容量的光盤只能記錄約25秒的數(shù)字視頻數(shù)據(jù)信息，而且即使目前高倍速的光驅(qū)，其數(shù)據(jù)傳輸率也遠(yuǎn)遠(yuǎn)達(dá)不到每秒27兆字節(jié)的傳輸要求，視頻數(shù)據(jù)將無法實時回放。這種未壓縮的數(shù)字視頻數(shù)據(jù)量對于目前的計算機和網(wǎng)絡(luò)來說無論是存儲或傳輸都是不現(xiàn)實的，因此，在多媒體中應(yīng)用數(shù)字視頻的關(guān)鍵問題是數(shù)字視頻的壓縮技術(shù)。
（4）視頻壓縮格式二.視頻信號（即硬件電子的電壓電流信號）視頻信號協(xié)議有RGB/TTL, LVDS，VGA, HDMI, MIPI, TYPE-C, DP, BT656/601, BT1120,DVI、SDI、Camera link、HS-LINK、CoaXPress，標(biāo)清CVBS、超清模擬（AHD,CVI,TVI）、COAX-FPD LINK III等。
RGB/TTL、MIPI、LVDS常用于芯片之間通訊；目前在視頻會議領(lǐng)域CVBS、VGA、DVI、HDMI、SDI使用最廣泛，在廣播電視機領(lǐng)域CVBS、HDMI、SDI使用最廣泛，在安防領(lǐng)域CVBS、SDI使用最廣泛。
--VGA是Video Graphics Array的縮寫，是計算機的常用模擬輸出接口。常見的分辨率有1024x768、1280x1024、1600x1200.
--HDMI是High Definition Multimedia Interface的縮寫，是數(shù)字超清多媒體接口。HDMI 1.2的最大視頻帶寬為3.96 Gbps,這在工業(yè)相機應(yīng)用比較廣泛，但是在消費電子領(lǐng)域HDMI目前已經(jīng)發(fā)展到2.0版本，最大視頻帶寬為14.4 Gbps。
--DVI是Digital Visual Interface的縮寫，也是計算機的常用輸出接口，該接口是數(shù)字接口。
--HS-LINK接口是由DALSA公司牽頭定義
--SDI是Serial Digital Interface的縮寫，是一種廣播級的超清數(shù)字輸入和輸出端口，常用于廣播電視機的攝像機接口，SDI接口的傳輸速率上限為2.97Gbps.SDI接口采用和CVBS接口一樣的BNC接口，采用單根銅軸進(jìn)行信號傳輸，布線施工非常省事，傳輸距離可達(dá)300米，在最初的廣電領(lǐng)域和安防領(lǐng)域非常受歡迎。
--CVBS是標(biāo)清模擬視頻信號接口，分辨率為720x576（PAL制）或者720X480（NTSC制）。
--超清模擬
AHD TVI CVI都是模擬攝像機的升級版，俗稱同軸，三種名稱只是用的方案系統(tǒng)不一樣而已，相比模擬的效果清晰，和模擬的外觀都是一樣的bnc接口，視頻線傳輸，優(yōu)點都是實時流暢，占用儲存空間小，但是和模擬的要用不同的錄像機。
- CVI，全名為“超清復(fù)合影像接口”（High Definition Composite Video Interface，HDCVI），是由浙江大華技術(shù)股份有限公司自主研發(fā)，于2012年底公布的規(guī)格；
- TVI，全名叫“超清影像傳輸接口”（High Definition Transport Video Interface，HDTVI），則是由來自美國硅谷的Techpoint Inc公司研發(fā)，也是目前杭州?？低晹?shù)字技術(shù)股份有限公司主力推廣的規(guī)格
- AHD，全名為“模擬超清”（Analog High Definition），則是由韓國Nextchip公司推出的模擬超清解決方案。
CVI、TVI、AHD在同軸線纜上實現(xiàn)超清傳輸，且傳輸距離增長明顯;都具有相比普通模擬更超清晰度、無亮色串?dāng)_的效果;相比SDI傳輸更遠(yuǎn)、抗干擾能力強;相比網(wǎng)絡(luò)超清具有沒有延時、圖像無損、操作省事等特點。
-- AHD模擬超清攝像機，是模擬攝像頭的一種，它和傳統(tǒng)模擬設(shè)備一樣操作，用普通視頻線SYV-75-3或者75-5同軸線傳輸，但是可以實現(xiàn)低成本、長距離、抗干擾、無延時的百萬像素級超清視頻傳輸。
--HDTVI超清視頻傳輸接口攝像機，它是一種基于同軸電纜的超清視頻傳輸規(guī)格。HDCVI超清復(fù)合視頻超清攝像機，是一種基于同軸電纜的超清視頻傳輸規(guī)范，采用模擬調(diào)制技術(shù)傳輸逐行掃描的超清視頻。HDCVI技術(shù)采用自主知識產(chǎn)權(quán)的自適應(yīng)技術(shù)，保證了在75-3及以上規(guī)格的同軸電纜至少傳輸500米高質(zhì)量超清視頻，突破了超清視頻現(xiàn)有傳輸技術(shù)的傳輸極限。
在使用中，CVI、TVI、AHD都沿襲模擬標(biāo)清傳輸?shù)耐緩胶头椒?，可減少施工部署的復(fù)雜度，降低輔材成本及維護(hù)復(fù)雜度，以及對施工人員的技術(shù)要求;適用于舊系統(tǒng)的升級改造，可在不改變原有系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，將標(biāo)清輕松升級為超清。
CVI、TVI、AHD模擬超清區(qū)別
--COAX-FPD LINK III
汽車領(lǐng)域常用德州儀器推出的COAX-FPD LINK III的接口方案，使用同軸線傳輸。
不同信號接口需要通過轉(zhuǎn)換芯片才能傳輸通信：
三.視頻接口常用的鏈接器視頻信號常與音頻信號分開傳輸，視頻傳輸質(zhì)量：復(fù)合視頻信號 < S視頻信號 < 色差分量信號<VGA < DVI <HDMI.
3.1復(fù)合視頻信號（標(biāo)準(zhǔn)AV接口） 復(fù)合視頻接口（AV接口或Video接口），是目前最普遍的一種視頻接口，幾乎所有電視機機、影碟機都有這個接口。它是音頻、視頻分離的視頻接口，一般由三個獨立RCA插頭（又叫梅花接口、RCA接口）組成，其中V接口鏈接混合視頻信號，為黃色插口；L接口鏈接左聲道聲音信號，為白色插口；R接口鏈接右聲道聲音信號，為紅色插口。復(fù)合視頻接口有兩種端子：RCA端子和BNC端子。RCA端子就是通常所說的蓮花頭和蓮花座，BNC端子就是BNC頭和BNC座。RCA端子既可用在復(fù)合視頻接口，也可用在音頻接口，如果用在音頻接口的話，通常又叫3.5蓮花頭。
- BNC鏈接器
75表示電阻，后面的3和5表示其絕緣外徑(3mm/5mm )。視頻線：75-3傳輸距離約200米；75-5傳輸距離約500米；75-7傳遞速度距離約為500--800米；75-9傳遞速度距離約1000---1500米；75-12傳速距離約為2000----3500米。
3.2 S-端子(或Y/C ）S接口也是非常常見的接口，其全稱是Separate Video，也稱為SUPER VIDEO。S-Video鏈接規(guī)格是由日本人開發(fā)的一種規(guī)格，S指的是“SEPARATE（分離）”，它將亮度和色度分離輸出，避免了混合視訊訊號輸出時亮度和色度的相互干擾。S接口實際上是一種五芯接口，由兩路視亮度信號、兩路視頻色度信號和一路公共屏蔽地線共五條芯線組成。
3.3 視頻色差輸入接口分量視頻接口也叫色差輸出/輸入接口，又叫3RCA。分量視頻接口通常采用YPbPr和YCbCr兩種標(biāo)識。分量視頻接口/色差端子是在S端子的基礎(chǔ)上，把色度（C）信號里的藍(lán)色差（b）、紅色差（r）分開發(fā)送，其分辨率可達(dá)到600線以上，可以輸入多種等級訊號，從最基本的480i到倍頻掃描的480P，甚至720P、1080i等等。如顯卡上YPbPr接口采用9針S端子（mini-DIN）然后通過色差輸出線將其獨立傳輸。
3.4 VGAVGA是Video Graphics Adapter的縮寫，信號類型為模擬類型，視頻輸出端的接口為15針母插座，視頻輸入連線端的接口為15針公插頭。VGA端子含紅（R）、黃（G）、籃（B）三基色信號和行（HS）、場（VS）掃描信號。
3.5 DVI+DPDVI接口與VGA都是電腦中最常用的接口，與VGA不同的是，DVI是以全數(shù)字傳輸?shù)慕涌?，所以在畫質(zhì)上保證了完全無壓縮的傳輸。但并不代表其只是在電腦中的接口，實際上，無論VGA與DVI在其他領(lǐng)域應(yīng)用的都非常廣泛，比如數(shù)字化的電視機等等。
標(biāo)準(zhǔn)DP接口:寬約17MM，高約6.3MM;
DVI-D接口：DVI 24+1接口，寬約24MM,高約7.8MM，DVI-D只能傳輸數(shù)字信號;
DVI-I接口：DVI 24+5接口，寬約24MM,高約7.8MM，DVI-I可傳輸數(shù)字信號與模擬信號，可用于數(shù)模轉(zhuǎn)換DVI轉(zhuǎn)VGA。
3.6 DB D型接口是電腦上常見的數(shù)據(jù)接口，因形狀似字母D，故而命名。
DB9 ：寬約18MM,高約9MM，串行通信接口RS232 即DB9針接口;
DB25：寬約38MM,高約8MM，并行打印機 LPT 25孔 --DB25
DB36：寬約50MM,高約13MM，并口打印機 36針
3.7蘋果系列 蘋果專有的 DVI 鏈接器將模擬和視頻信號加上 USB 和電源線合二為一。目前，蘋果使用標(biāo)準(zhǔn)的 DVI 鏈接器，但是你可能會在舊設(shè)備上發(fā)現(xiàn)這些顯示器鏈接器。
蘋果系列接口主要分3個類型，見上圖。
--Mini DP接口：寬約7.6MM,高約4.6MM。Mini DP接口與DP接口協(xié)議一致，可互轉(zhuǎn);
--ThunderBolt：雷電接口，寬約7.6MM,高約4.6MM。綠聯(lián)Mini DP接口完美兼容雷電接口;
--Mini DVI接口：寬約11.3MM,高約7MM。
3.8 HDMI 超清晰度多媒體接口（英文：High Definition Multimedia Interface，HDMI）是一種數(shù)字化視頻/音頻接口技術(shù)，是適合影像傳輸?shù)膶Ｓ眯蛿?shù)字化接口，其可同時傳送音頻和影音信號，最高數(shù)據(jù)傳輸速度為5Gbps。同時無需在信號傳送前進(jìn)行數(shù)/模或者模/數(shù)轉(zhuǎn)換。HDMI可搭配寬帶數(shù)字內(nèi)容保護(hù)（HDCP），以防止具有著作權(quán)的影音內(nèi)容遭到未經(jīng)授權(quán)的復(fù)制。
常見的HDMI接口有3類，如上圖示。
HDMI A TYPE：標(biāo)準(zhǔn)HDMI接口，寬約15MM, 高約5MM;
HDMI C TYPE：Mini HDMI接口，寬約10.5MM, 高約2.5MM;
HDMI D TYPE：Micro HDMI接口，寬約6MM, 高約2.3MM，手機等數(shù)碼設(shè)備超清接口
3.9 USB 3.10 以太網(wǎng)3.11 音頻接口
