HD-SDI
HD-SDI是專業高清設備所采用的主要無壓縮高清視頻1.5Gbps傳輸接口。該接口始于1996年，采用RG-6同軸電纜，定義為SMPTE(美國電影電視工程師協會) 292M，是高清信號中等距離傳輸的較佳選擇。該接口標準于2006年進行過一次升級，基礎的技術數據并沒有改變，但對該接口標準與SMPTE相關標準的關系則通過路線圖做了一次梳理。
本篇文章之所以討論HD-SDI接口，是想向大家介紹該接口的一些變化。隨著視頻工業的不斷進步，對于傳輸帶寬以及色彩深度都有了更高的要求，數字影院領域的工作者們深知HD-SDI接口的好處，經常在對數據傳輸帶寬有很高要求的數字影院投影機上使用到該接口的變種。
SMTPE 292M標準定義了如何以1.485Gbps的速率，通過串行數字接口傳輸10比特1024級4:2:2抽樣格式的高清分量視頻。該數字分量包含了74.250MHz的全帶寬亮度通道，這是4:2:2中的‘4’。兩個分立的色度通道有足夠的帶寬傳輸一倍半于37.125MHz采樣速率的信號，這是4:2:2中的兩個‘2’。如此之高的性能不但足以應付高清電視，還可以應對數字影院每秒30幀12比特4096級的信號傳輸。
更多比特更好畫質
SMTPE 372M標準定義了雙鏈路HD-SDI接口傳輸4:4:4信號（兩條獨立卻協同工作的同軸電纜，每個接口的傳輸速率為1.485Gbps，那么總的傳輸速率就是2.970Gbps）。該標準可支持10/12比特分量以及RGB信號源以及一個“alpha”通道。Alpha通道提供了對色度鍵控以及背景事項剪裁兩個功能的支持。當alpha通道作為當前通道，采樣結構將是4:4:4:4，SMTPE 372M通過兩個獨立的通道來傳輸圖像信號。表1列出了4:2:2、4:4:4、4:4:4:4的數據結構以及可實現的幀率。
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信號采樣格式/ 像素比特數 |
幀/場率 |
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4:2:2(Y’Cb’Cr’)/10-bit |
60、60/1.001、50幀逐行 |
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4:4:4(R’G’B’)、4:4:4:4(R’G’B’+A)/10-bit |
30、30/1.001、25、24、24/1.001幀逐行；PsF 60、60/1.001、50幀隔行 |
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4:4:4(R’G’B’)/12-bit |
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4:4:4(Y’Cb’Cr’)、4:4:4:4(Y’Cb’Cr’+A)/10-bit |
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4:4:4(Y’Cb’Cr’)/12-bit |
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4:2:2(Y’Cb’Cr’)/12-bit |
數字影院通常采用12比特4:4:4格式的信號，這意味著每個通道將是全帶寬的12比特色深RGB或是分量信號。參照表1可看出，幀率有一個比較寬的范圍，但數字影院通常采用24幀的逐行掃描。自從該標準成為SMTPE 292M的一個補充，HD-SDI的原始格式則因為它的多樣性，被諸多數字影院所采用。
SMPTE：424M和425M
雙鏈路HD-SDI確實進了一步，但該種接口要求設備能夠處理信號傳輸過程中兩條鏈路上傳輸信號之間一定程度的時間偏差，由此要求兩條傳輸線的長度要高度一致，以盡量防止時間偏差的出現。兩個信號之間的時間偏差要控制在40個十億分之一秒以內。如果能夠將兩條鏈路上的信號控制好，雙鏈路HD-SDI會不會更吸引人呢？SMPTE 424M以及425M的出現，給出了一個肯定的答案。
SMPTE 424M以及425M兩個標準都能滿足3Gbps HD-SDI接口所涉及的“雙率”要求。SMPTE 424M在物理接口上做出了定義，SMPTE 425M則從圖像格式細節上做出了定義。424M可以讓兩個常規的10比特HD-SDI數據流在同一條鏈路上交互多元傳輸。為了將同一數據源作為兩路獨立的HD-SDI數據傳輸，時鐘頻率將要翻倍，這被稱為424M的“虛擬接口”。通過75歐姆的RG-6同軸電纜以及BNC接頭傳輸，其額定損耗僅與標準的292M HD-SDI接口相仿。唯一不同的地方就是：-20dB處計算線纜損耗的頻率一倍于時鐘頻率，也就是由743MHz變成了1.485GHz。總體來說，同樣的線纜同樣的距離，損耗大概翻倍，或者說，在同樣的要求下，只能傳輸一半的距離。
SMPTE 425M標準支持10比特以及12比特的3Gbps數據流。表2簡略的列出了在雙率標準下支持的圖像格式。可支持10比特的4:2:2分量信號，最高可支持4:4:4的12比特分量以及RGB信號。圖像色彩的比特數越大，圖像越生