使HDMI系統適用于深色應用
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深色系統能夠提供10位、12位和16位的色深（RGB或YCbCr），從而為大家帶來(lái)更為鮮艷的色彩和更為逼真的電視體驗，解決了當今高對比顯示技術(shù)常見(jiàn)的帶狀干擾（bandingartifacts）問(wèn)題。深色技術(shù)能夠在最暗的黑色值和最亮的白色值之間提供更多灰色陰影，從而提高了對比度增加后的顯示質(zhì)量，在屏幕上呈現出更為流暢的色彩圖像。
新版本還增加了對“xvYCC”色彩標準的支持，從而極大地擴展了現有高清電視的色譜，在屏幕上實(shí)現肉眼能夠分辨出的所有色彩，且呈現更為精準。（本文的附表列出HDMI1.3版本的改進(jìn)。）
這種先進(jìn)的色彩顯示技術(shù)將被應用于新型高清設備中，如高清DVD與Blu-ray播放器等，但是否將“深色”內容應用于磁盤(pán)中將取決于內容提供商。深色技術(shù)還被應用于最新的游戲機產(chǎn)品之中，如索尼PlayStation3（圖1），為游戲機玩家帶來(lái)更為生動(dòng)的游戲體驗。
圖1.運用HDMI1.3版本的系統，如游戲機、高清DVD或Blu-rayDVD播放器，可使用數據傳輸速率高達340MHz的數據鏈接直接與顯示子系統相連。
為了完全實(shí)現源設備和高清電視之間的高數據傳輸速率，系統所用電纜必須能夠處理更強的帶寬信號。HDMI1.3版本定義了兩種新型電纜，廠(chǎng)商根據不同的系統進(jìn)行選擇：
標準電纜（也稱(chēng)為1類(lèi)電纜）：這種電纜支持的最高數據速率可達75MHz，對應于720p和1080i分辨率。
高速電纜（也稱(chēng)為2類(lèi)電纜）：這種電纜支持的數據速率可達340MHz，對應于1080p分辨率、深色與高刷新率。
雖然現有的電纜大部分被測定為標準電纜，但其中的許多產(chǎn)品（尤其是3米或3米以下長(cháng)度的電纜）都能夠通過(guò)高速電纜測試。這種電纜只需對其特性進(jìn)行重新設定即可通過(guò)高速電纜測試。集成在HDMI接收器芯片上的片上平衡電路是使電纜獲得極限性能或更大長(cháng)度以支持最高可達340MHz的高數據速率的關(guān)鍵因素。當HDMI接口在高速率下被阻斷的時(shí)候，這種平衡電路能夠在為信號衰減提供顯著(zhù)補償。
系統實(shí)施事宜
為實(shí)施HDMI1.3版本的“深色”技術(shù)，設計者應注意兩個(gè)關(guān)鍵領(lǐng)域的問(wèn)題：更高的數據速率與更高色深度。在深色技術(shù)中，每一個(gè)幀必須傳遞更多的色彩數據，因此數據速率更高。在HDMI1.3標準下，最大單鏈接帶寬已增加到340MHz，使合計數據傳輸速率達到10.2Gbits/秒。大帶寬允許顯示技術(shù)支持視頻以更高的幀速率傳輸（如120Hz），且每視頻幀能傳遞更多色彩數據。
HDMI1.3設備的接收與發(fā)送電路必須配備更寬的內部數據通道，以適應最高可達每分量（component）16位的色深（12位是現有深色設備支持的最常用色深）。任何實(shí)施了深色技術(shù)的ASIC都必須增加芯片上數據通道的寬度，擴大幀緩沖，并增加邏輯電路內部速度以便在相同的幀時(shí)間內處理更多數據。
使用現有壓縮標準（如MPEG2、MPEG4、H.264、AVC等）編碼的內容為每像素分量8位色彩，但源電路的視頻處理仍可將8位字擴展為10位或更高，以高度的位數確保處理過(guò)程中的色彩精準度。處理過(guò)程可能會(huì )改變色彩界限，采用8以上的位數以精確再現信號。即使對于具有8位色彩調色盤(pán)的DVD播放器、機頂盒或高清電視，在視頻處理中運用深色技術(shù)，仍可使其畫(huà)質(zhì)獲得明顯提高。最令人驚喜的是，這項新標準可以實(shí)現在本地創(chuàng )建、并且使用8位以上色深對內容完成進(jìn)處理。
處理30位、36位和48位像素的能力，即在4:4:4色空間（原始對象）中意味著(zhù)每色彩分量10位、12位和16位，能夠提供優(yōu)質(zhì)畫(huà)面。高精度10位與12位色深可被任何源設備或處理器用于視頻處理并擴展原有的8位數據，同樣，某些顯示器也可將其用于內部視頻處理。一些顯示器中的嵌入處理器可擴展所需比特位，以實(shí)現對8位/分量的透明支持，并實(shí)施附加處理，以最小化帶狀干擾。
連接源設備與接收器
任何源設備與接收器之間的HDMI連接都具有智能化的特點(diǎn)，即接收器的EDIDROM芯片將顯示所支持的全部音頻和視頻格式，包括色深模式。這種方式可以使用戶(hù)享受到經(jīng)過(guò)自動(dòng)優(yōu)化、達到最佳質(zhì)量模式的音頻與視頻體驗，所有連接在一起的HDMI設備都能夠對這種功能提供相互支持。
在讀取接收器的容量之后，源設備將進(jìn)行自我設置，使用接收器支持的恰當的視頻時(shí)序和色深格式發(fā)送數據流。如果與接收器相連的具有深色功能的源接口只支持8位色深而不支持深色功能，那么源設備必須發(fā)送被編碼為8位色深的視頻。如果源設備不支持連接至深色接收器的色深接口，那么此源設備須尋找另外一種接收器能夠支持的色深模式（如8位模式），再輸出合適的兼容視頻信號。
深色的實(shí)施不會(huì )對HDMI的物理層或8位至10位TMDS編碼層產(chǎn)生直接影響。要傳輸8位以上的附加像素數據，必須增加HDMI接口的時(shí)鐘速率，以在相同的幀時(shí)間內容納附加像素。在12位色深（每視頻幀像素數據是8位色深的1.5倍）的情況下，72位色深（包含兩個(gè)36位像素數據）被容納進(jìn)三個(gè)8位像素幀（8位紅、8位綠、8位藍＝24位/幀 * 3幀＝72位），TMDS時(shí)鐘以1.5倍以上的速率運行。
為創(chuàng )建能夠提供并顯示深色內容的系統，源設備與接收器子系統需要能夠支持50%以上增速的HDMI發(fā)射器與接收器芯片，以處理深色帶來(lái)的更高的數據傳輸速率。SiliconImage公司的VastLaneSiI9134HDMI1.3發(fā)射器（圖2）以及SiI9125HDMI1.3接收器（圖3）均可反向兼容此前的HDMI1.2產(chǎn)品（由于總線(xiàn)接口較大，因此不可插腳兼容）。SiI9134在其自身和提供內容的系統控制器之間需要更寬的數據通路，這是發(fā)射端（源）的主要變化。
圖2.當在SiI9134等源端電路上集成HDMI1.3版本邏輯時(shí)，發(fā)射器需要連接到系統控制器更寬的數據接口（36位），用于對視頻內容進(jìn)行解碼。
圖3.HDMI接口（如SiI9125）的接收選項，處理兩個(gè)高速HDMI1.3數據鏈接，對數據流進(jìn)行解碼并將數據重新格式化為傳輸到顯示子系統的36位并行數據字。
與上一代發(fā)射器產(chǎn)品類(lèi)似，SiI9134等為HDMI1.3設計的芯片必須配備高速數據加密引擎，以使用名為高帶寬數字內容保護（HDCP）的加密標準為內容提供保護。HDCP能夠確保內容通過(guò)HDMI鏈接安全傳輸。由于音頻數據被嵌入在TMDS流中，因此HDCP加密能夠同時(shí)保護音頻與視頻數據。
當系統控制器為HDMI發(fā)射器芯片提供未經(jīng)壓縮的并行視頻數據時(shí)，發(fā)射器將在加密數據之前對并行視頻數據進(jìn)行TMDS串行轉換和色空間轉換，再將其作為兼容HDMI信號發(fā)射出去。提供未經(jīng)壓縮的音頻與視頻數據的系統控制器通常為融入源設備的ASIC設計，如高清DVD/Blu-ray播放器、機頂盒或游戲機等。這種電路必須進(jìn)行改進(jìn)以滿(mǎn)足深色技術(shù)的要求。
典型子系統的控制器包括壓縮解碼器、將音頻數據流由組合數據流中分離出來(lái)的運算邏輯（組合數據流由磁盤(pán)中讀取，或被匯入機頂盒），以及幀緩沖控制邏輯。在通常情況下，常用的DRAM可被用來(lái)存儲數據，因此幀緩沖可位于A(yíng)SIC外部。HDMI1.3版本的幀緩沖通常要大于HDMI1.2系統的幀緩沖，以存儲深色圖像的色彩內容。
與上一代HDMI接收器芯片類(lèi)似，HDMI1.3版本接收器解決方案包括一部HDCP解密引擎，用于對被保護內容進(jìn)行正確解碼。舉例來(lái)說(shuō)，每一部SiI9125都使用完全集成的獨特HDCP密鑰編程，以提供對保護內容的便捷訪(fǎng)問(wèn)，同時(shí)減少系統廠(chǎng)商的制造復雜度和制造成本。接收器芯片捕捉高速串行數據流，對比特流進(jìn)行解碼并將數據轉換為適當的并行格式（如用于色深的36位，或用于標準色彩的24位）并傳輸到顯示子系統中。
除因支持深色而需要更寬的數據通道外，高清顯示子系統基本上沒(méi)有改變。實(shí)現這一變動(dòng)只需對現有電路進(jìn)行簡(jiǎn)單改進(jìn)，因此系統電子成本幾乎沒(méi)有增加。這樣，設計者就無(wú)需費力更新高清顯示器/接收器以處理深色數據，尤其是許多高清顯示子系統已經(jīng)具有處理比HDMI1.2版本更豐富的色彩的能力。這些微小的設計變動(dòng)將使系統具備強大的HDMI1.3版本深色功能，提供栩栩如生的鮮明色彩，使用戶(hù)享受到逼真的電視體驗。
MichaelSchumacher，技術(shù)營(yíng)銷(xiāo)經(jīng)理
AnjumTanveer，產(chǎn)品營(yíng)銷(xiāo)高級經(jīng)理
SiliconImage公司，加利福尼亞州森尼維耳市（Sunnyvale）
HDMI 版本表
1.3版本 | 1.1版本 | 1.0版本 | ||
發(fā)布日期 | 2006年6月 | 2005年12月 | 2004年5月 | 2002年12月 |
視頻帶寬 | 340 MHz (10 Gbps) 1080p，刷新率最高為120Hz | 165 MHz (5 Gbps) 1080p，刷新率60Hz | 165 MHz (5 Gbps) 1080p，刷新率60Hz | 165 MHz (5 Gbps) 1080p，刷新率60Hz |
色深 | 24，30，36，48 位 | 24 位 | 24 位 | 24 位 |
色彩空間 | xvYCC，RGB，YCbCr | RGB，YCbCr | RGB, YCbCr | RGB, YCbCr |
音頻 | 杜比 True HD，DTS-HD，SACD，DVD音頻，PCM，杜比數字，DTS | SACD，DVD音頻，PCM，杜比數字，DTS | DVD音頻，PCM，杜比數字，DTS | PCM，杜比數字，DTS |
控制 | CEC | CEC | CEC | CEC |
連接器 | 迷你HDMI，A型 | A型 | A型 | A型 |
說(shuō)明: 所有新版本均向后兼容先前版本。
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