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李海洪

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支持10、12及16位的色彩深度的HDMI系统

高解析多媒体影音接口(HDMI)已经成为所有高分辨率电视 (HDTV),以及其它提供数字内容多媒体来源之间的标准接口。随着新系统导入HDMI 1.3标准,高分辨率的影像数据将使电视影像变得更为清晰鲜明。HDMI 1.3规格除了包括让色彩更生动逼真的色深(Deep Color)技术外,更具备了自动影音同步功能(简称唇型同步功能)、无耗损HD音讯格式,「xvYCC」扩大色域空间,以及全新的迷你接头等其它功能。

色深系统支持10、12及16位的色彩深度(RGB或YCbCr),消除目前高对比显示器普遍面临的色带现象,使得影像色彩更加鲜活,并为消费者提供更为逼真、具感染力的电视影像体验。色深技术借着在纯黑与纯白间增加许多倍的灰阶,传送更多层次的色彩,让屏幕上的色彩能够流畅地转换,改善逐渐增加对比的显示器质量。

全新的规格同时也支持「xvYCC」色彩标准,大幅扩张目前HDTV标准的色域空间,让色彩更精确的重现,呈现出肉眼可以辨识的任何色彩。HD-DVD与蓝光播放器等最新的高分辨率设备,都将内建这些先进的色彩功能。然而,就算硬设备都已到位,内容供货商却是将色深内容置入光盘片与否的最终决定者。最新的热门游戏机Play Station 3(图一)亦内建了色深功能,将可为使用者创造出更具感染力的游戏体验。



图一:内建HDMI 1.3规格的系统,如游戏机、HD-DVD,或蓝光DVD播放器等设备,利用传输速度高达340MHz的数据链路,与显示器系统直接连接。

想要完全支持内容来源设备与HDTV之间更快的数据传输速度,连接线也必须能够处理更高的频宽讯号。HDMI 1.3规格界定了两种新的连接线种类,使供货商得以更清楚区隔它们的系统必须使用哪种连接线:

标准连接线(又称为第一类)-该连接线支持的速度可达75MHz,相等于是720p或1080i的分辨率。
高速连接线(又称为第二类)-该连接线支持的速度高达340MHz,相等于是1080p的分辨率,具备色深及更高的更新速率。

尽管大部分既有连接线通过标准连接线的检测,但在这些连接线中,许多(特别是3公尺或更短的连接线)仍可通过高速连接线的检测。这些连接线可能只需重新定性,以确认其可通过高速连接线的检测。若要让一般质量或是很长的连接线能够支持高达340 HMz的速度,最关键的因素将是把均衡器电路整合至HDMI的接收器芯片。当HDMI界面的时程锁定在高速时,该均衡器将大幅改善因高速而导致的讯号耗损。

系统导入问题

要将色深功能导入HDMI 1.3规格,设计工程师必须特别注意两项主要的效能表现领域:更高的数据传输速率与更佳的色彩深度。之所以必须注意数据传输速率,是因为当色深功能导入后,每秒格数内必须传送更多的色彩数据。在HDMI 1.3标准中,最大的单一连接频宽已经增加至340 MHz,将可容许整合数据传输数度达到每秒10.2 Gbit/s。如此大的频宽让显示器得以支持以更高每格速率传送出来的影片文件(例如120Hz),并在每个影片格中容纳更多的色彩数据。

尽管目前具备色深功能的设备普遍都支持12位的色彩深度,但是具备HDMI 1.3设备的发射器与接收器电路,则必须建置更宽的内部数据信道,以容纳每组件可达16位的色彩深度。任何导入色深功能的特定应用集成电路(ASIC),都必须加宽芯片上的数据信道,扩大每秒格数的影像储区,并增加内部逻辑的速度,以在同一格数时间中处理更多的数据。

尽管MPEG2、MPEG4、H.264、AVC等目前普遍使用的内容压缩标准为每单位像素组件8位色彩,但在数据来源设备的电路上进行影片档案处理,却可以将8位字符扩充到10或更高的位字符,让处理过程中保留更多的精确度,进而改善色彩精凖度。这样的处理可能会移动色彩边界,以高于8位的精确度,更精凖反映讯号。即便是在具备8位色彩深度的DVD播放器、视讯转换器,以及HDTV上以色深功能进行更佳的影片档案处理,仍能明显的看到视觉效果的改善。不过,最令人兴奋的应用,还是那些原来就以高于8位色彩深度来创作与处理的内容。

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