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DV接口技術淺析

時間:2005-06-08 19:48:38人氣:193作者:網友整理
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DV接口技術淺析
在民用DV和專業的DVCAM等係列機器中,人們可看到一個扁平的四芯或六芯端口,就是人們通常說的DV數字接口,Sony公司將其命名為i.LINK,它符合IEEE 1394標準,具有如下特點:
    1)直接傳輸數字數據,因此沒有圖像音頻的劣化。
    2)隻需一根電纜,將視頻、音頻、控製等信號進行數據多工傳輸。
    3)具有熱插拔功能,可在多種設備之間進行數據傳輸

一. IEEE1394標準概述:
    1394標準是以兩對雙絞線來傳輸,在每個方向的傳輸都使用兩對雙絞線,並采用DS 線的方式,即發送數據到雙絞線中的一條,信號到另外一條。
    1394標準規定的數據比特率有3種:
    98.304Mbps(S100)
    196.608Mbps(S200)
    393.216Mbps(S400)

    該格式高速的機器支持速率慢的機器,每個機器最多有26個接口,當連接各機器的接口時,最多可使63台機器連成一個網絡,但此連接不能環通,這樣每個連接級實際最多15個。在1394上,連接時要做格式化處理。圖1(a)為一普通連接,圖1(b)為樹型連接,樹型連接可自動分配各機器的地址。



    在1394標準上,一台機器通過中繼可傳輸信號給其他機器,且可將相同內容的信號傳送給網絡裏的所有機器。但為了防止無序的傳輸和接收,機器在開始發送前需要獲得總線(BUS)的使用權。為得到使用權,需先等總線的開放,然後發送要求使用總線的請求信號到其樹結構中的位置高的母機,接到要求的這台母機再向更高的母機傳送,最後信號到達位置最高的母機(樹根)Route。最高母機接收到總線要求信號後,再依相反步驟發送使用允許信號。接收到使用允許信號的機器才可傳送數據信息。當同時有多台機器提出發送請求時,隻能有一台接收發送允許信號,其它機器則被拒絕。(圖2)

    如上所述,在1394標準下眾多機器需要爭奪總線使用權,輪流地使用一個總線。但圖像和聲音等實時性的信號就需要定期的通信,否則就可能會丟失數據。所以需使用同步(Isochronous)的通信方式(圖3)。我們在進行網絡格式化時,曾經使用管理節點(node)的概念,即圖2中的A、C、B等點,這樣隻需管理節點分配一定的區域用於同步通信。樹根(Route)每125微秒發送定期開始包,接收區域的機器,如圖2中的F、D、E等點,一旦收到定期包,它就可以發送數據。基於以上處理,接收區域的機器每隔125微秒就能得到發送信號的機會,這樣可防止丟失數據。


    當同步通信使用的區域總量超過總線的容量時,就不可能分配區域,這時就不能使用同步通信,這一點,應引起注意。


二. AV協議


    AV協議是指使用1394標準的傳輸數字視頻的同步通信格式。



    在數字DV中,磁帶上的視頻信號(壓縮後)由DIF塊構成,每個DIF塊含80byte的塊數據。對於525/60(NTSC)製,150個DIF塊構成一IDF序列,10個IDF序列構成一視頻幀。圖4給出了一幀的結構(NTSC),實際上視頻信號是由異步包傳輸的,我們看到,一個異步數據包由6個DIF塊構成,25個包構成一IDF序列,這樣一幀由250個包傳輸。在每個IDF的150個DIF裏,第一個包的第一個DIF塊為包頭信息,接著是2個子碼DIF塊,然後是3個輔助DIF塊,剩餘的是9個音頻DIF塊和135個視頻DIF塊。在同步通信上每125微秒傳輸一個包,每個包傳輸5,619DIF(=29.97x10x50x125x10-6)塊。

    異步通信包的結構見圖5。包的第一個quadlet(32比特)是1394標準規定的包頭(Headder)。包頭的CRC(循環冗餘碼)和數據CRC之間是1394標準定義的數據區(data field)。數據區的最前麵追加CIP首,用它表示AV的信息。CIP首的SYT區是為了與幀配合而用的時間標記。


三. DV端子


    DV格式且符合1394標準的數字視頻接口稱為DV端子,DV端子處理的是壓縮的圖像信號,經誤碼校正後在圖像擴展前取出的信號。





    1394標準的標準端子為含電源的6芯連接器,見圖6。但是考慮到掌上型攝錄機使用這個端子,線太粗,不易操作,很不方便。采用更軟的線更易於操作和小型化,故Sony公司小型DVCAM設備上的DV端子采用了去掉電源的小型4芯連接線,參看圖7。對應DV端子的直徑4.0毫米,最長4.0米,對應速度S100。

    與1394標準電纜相比,區別如下:
    A.電源線省略,信號線隻有2對。
    B.信號線使用AWG32號線。
    C.單個信號線沒有屏蔽,而是將整體進行屏蔽。


四. 應用


    DV端子是第一個能傳輸視頻信號的數字接口。在編輯時數字到數字是保證畫麵高質量的一個方法。它沒有圖像和聲音的劣化,可製作與原版帶一樣質量的備份帶,也可通過一台攝像機的數字複製做無畫質差別的編輯。目前,已有“品尼高”或“Canopus”的帶DV口的圖像卡出售,有了它,加上計算機和一台含DV口的錄像機,隻需通過一根線即可進行編輯和複製。可以預期,隨著非線性編輯和DV技術的日益發展,DV端子將有更廣泛的應用。

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