視頻矩陣的作用及技術(shù)設(shè)計(jì)要點(diǎn)解析
來(lái)源:中國(guó)數(shù)字音視網(wǎng) 編輯:數(shù)字音視工程 2009-04-25 00:00:00 加入收藏
1. 視頻矩陣的作用
在現(xiàn)代多媒體會(huì)議室,為了滿足不同演示場(chǎng)合的需求,通常會(huì)具備多種不同的音視頻信號(hào)源和顯示終端,雖然這些音視頻信號(hào)源和顯示終端也可能會(huì)同時(shí)具備復(fù)合視頻(Composite-Video)、超級(jí)視頻(S-Video)、分量視頻(Component-Video)甚至數(shù)字視頻(DVI、SDI)的接口,但目前在多媒體視像會(huì)議中被普遍使用的還是復(fù)合視頻矩陣,主要的原因在如下幾方面:* 復(fù)合視頻具備良好的穩(wěn)定性、兼容性和通用性,傳輸帶寬小,傳輸距離長(zhǎng)。但色度和亮度共享4.2MHz(NTSC)或5.0~5.5MHz(PAL)的頻率帶寬,互相之間有比較大的串?dāng)_,對(duì)器材和傳輸線纜的要求標(biāo)準(zhǔn)不高,信號(hào)源豐富,預(yù)埋線纜投資較低。
* 超級(jí)視頻(S-Video)雖然在減少亮度損耗、亮度/色度串?dāng)_方面明顯優(yōu)于復(fù)合視頻,但對(duì)于目前常見的液晶投影機(jī)、DLP投影機(jī)并達(dá)不到非常明顯的區(qū)別,而且預(yù)埋線纜投資是復(fù)合視頻的兩倍,所以在工程長(zhǎng)距離傳輸沒有得到普遍的使用。
* 分量視頻在信號(hào)格式的級(jí)別上已經(jīng)明顯高于復(fù)合視頻或超級(jí)視頻,但目前在會(huì)議室多數(shù)是為電腦顯示(VGA或RGBHV信號(hào)格式)服務(wù),對(duì)器材和傳輸線纜的要求很高(取決于預(yù)期的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)和投資預(yù)算),預(yù)埋線纜投資很高。
* 類似Y,R-Y,B-Y、Y,Cr,Cb的分量視頻信號(hào)目前主要應(yīng)用在廣電行業(yè),而且會(huì)逐漸向SDI或HD-SDI的數(shù)字信號(hào)格式過渡,由于信號(hào)源和資金預(yù)算的限制,會(huì)議室使用不多。DVI信號(hào)由于有效傳輸距離的限制(5米左右),目前沒有得到廣泛應(yīng)用。
綜上所敘,習(xí)慣上音視頻矩陣沒有特別的注明都默認(rèn)是復(fù)合視頻格式。以復(fù)合視頻格式輸出的主要設(shè)備有:攝像機(jī)、實(shí)物展臺(tái)、有線電視解調(diào)器、遠(yuǎn)程視像會(huì)議、磁帶錄像機(jī)、DVD光碟機(jī)等,音視頻矩陣在系統(tǒng)中介于視頻源與顯示或復(fù)用終端之間,負(fù)責(zé)將不同的音視頻信號(hào)源按用戶的意愿進(jìn)行集中調(diào)控。
按照輸入、輸出通道的不同,常見的視頻矩陣一般有8×2、8×4、8×8、16×4、16×8、16×16、32×8、32×16、32×32、64×16、64×32、64×64、128×128等。常規(guī)的理解是乘號(hào)前面的數(shù)字代表輸入通道的多少,乘號(hào)后面的數(shù)字代表輸出通道的多少。不論矩陣的輸入輸出通道多少,它們的控制方法都大致相同:前面板按鍵控制、分離式鍵盤控制、第三方控制(RS-232/422/485等),早期有一些國(guó)產(chǎn)矩陣通過繼電器吸合控制,這種技術(shù)目前已經(jīng)淘汰。
與BGBHV矩陣一樣,設(shè)計(jì)一個(gè)視頻矩陣的基本原則也是根據(jù)信號(hào)源和顯示終端數(shù)量的多少以決定矩陣的通道數(shù),由于矩陣規(guī)格的差異(通道數(shù)的多少)在價(jià)格上的體現(xiàn)非常明顯,在預(yù)算一定的情況下,使選擇一個(gè)矩陣的通道數(shù)也會(huì)變得比較敏感,對(duì)于以后的擴(kuò)展也是一個(gè)考驗(yàn)。除此之外,下面敘述的幾個(gè)技術(shù)指標(biāo)也是作為器材選型需要考慮的重要因素。
2. 視頻信號(hào)的帶寬
復(fù)合視頻信號(hào)根據(jù)制式的不同,信號(hào)的帶寬也有一定的差異,見下表。由于復(fù)合視頻的傳輸帶寬相對(duì)比較窄,目前在系統(tǒng)設(shè)計(jì)中并不是一個(gè)主要的考慮因素,但在設(shè)計(jì)時(shí)需要考慮整個(gè)系統(tǒng)傳輸?shù)膸捚款i。專業(yè)的音視頻矩陣目前普遍都高達(dá)150MHz(-3dB,滿負(fù)載)的帶寬,由于應(yīng)用的要求不同,大部分監(jiān)控矩陣都不會(huì)提供帶寬的參數(shù),偶然提供的標(biāo)稱帶寬也比較含糊,極有可能是內(nèi)部某個(gè)芯片的帶寬而已,但因?yàn)橐曨l矩陣的電子線路涉及大量的信號(hào)分配與切換,這種矩陣的標(biāo)稱帶寬會(huì)存在很多的瓶頸,真正使用中會(huì)暴露許多帶寬不夠引發(fā)的問題。
PAL B/G/H | PAL I | PAL D | PAL N | PAL M | NTSC | SECAM | |
每幀線數(shù) | 625線 | 625線 | 625線 | 625線 | 525線 | 525線 | 625線 |
行頻范圍KHz | 15.625 | 15.625 | 15.625 | 15.625 | 15.75 | 15.734 | 15.625 |
場(chǎng)頻范圍Hz | 50 | 50 | 50 | 50 | 60 | 60 | 50 |
彩色副載波MHz | 4.43 | 4.43 | 4.43 | 3.58 | 3.58 | 3.58 | 4.4 |
信號(hào)帶寬MHz | 5.5 | 6 | 6.5 | 4.5 | 4.5 | 4.5 | 6.5 |
3. 滿負(fù)載-3dB衰減點(diǎn)
視頻信號(hào)在理想效果內(nèi)的傳輸帶寬范圍或傳輸距離稱為-3dB點(diǎn),也稱為1/2功率衰減點(diǎn)。在-3dB點(diǎn)范圍內(nèi),信號(hào)不會(huì)在處理或傳輸?shù)倪^程中產(chǎn)生嚴(yán)重?fù)p失,任何有信號(hào)輸入輸出的器材都會(huì)存在帶寬的限制,視頻信號(hào)平坦的頻率響應(yīng)在-3dB點(diǎn)之前,同時(shí)還要注意所選擇的器材帶寬是否在“滿負(fù)載(Fully Loaded)”的狀態(tài)測(cè)試。因?yàn)橛泻芏嗥放频臉?biāo)稱參數(shù)是在“點(diǎn)對(duì)點(diǎn)”的狀態(tài)下測(cè)試,當(dāng)系統(tǒng)在滿負(fù)載下運(yùn)行時(shí),傳輸帶寬會(huì)大打折扣,這種標(biāo)稱的參數(shù)就顯得沒有任何意義。下表歸納了不同衰減點(diǎn)對(duì)實(shí)際信號(hào)電平的對(duì)應(yīng)值:
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