在上半篇中，我们提到了：

摄像头中的视频接口模拟与数字信号并存，数字视频接口在突飞猛进的发展的同时，模拟视频接口仍然在高速发展。但显示器中的视频接口未来将会变成纯数字信号，模拟信号不再发展，仅在一些低成本应用中沿用。另外在显示器视频接口中，因为显示器对实时性的要求，几乎没有带编码（Encode）的视频接口。但在摄像头应用中，带编码的视频接口将会一直存在，在部分领域（如IPC）带编码将会一直是主流。

    对于摄像头视频接口而言，正如之前提到的，模拟信号在摄像头视频接口中也得到了蓬勃发展，从模拟标清到模拟高清到模拟4K，模拟信号在摄像头视频传输接口领域得到了持续发展。另外因为个别场景对传输距离、数据带宽有要求，有不少编码后的视频接口。

 

1. 模拟摄像头

1.1 第一代：标清摄像头

• CVBS，composite video baseband signal，复合视频信号
  • 也有人称之为：Color，Video，Blanking，Sync
• 常常使用3根线（RCA线）来传输音视频：
  • 白线：左声道
  • 红线：右声道
  • 黄线：CVBS视频信号（视频信号只需要一根线即可传输）
• 复合视频信号：
  • 包括亮度和色度的单路模拟信号
  • 分辨率一般可达350-450线
  • 亮度和色度是间插在一起的，在信号重放时很难恢复完全一致的色彩
  • 图像品质受使用的线材影响大

▲CVBS视频接口

▲CVBS视频波形信号

1.2 第二代：高清、全高清

• AHD：Analog High Definition
  • 由韩国Nextchip提出
  • 更先进的伪亮色分离、EQ、降噪技术，获得更清晰的图像分辨率
  • 图像分辨率最高支持3840×2160，媲美LVDS传输的数字信号图像
  • 最高支持500米的图像传输
  • 接收端可以兼容CVBS信号
  • 有很多车规产品。在车载电子产品上市场占有率较大。

▲AHD视频接口在汽车中的应用

▲AHD视频接口芯片代表厂商

1.3 第三代：最高4k

• HDCVI（High Definition Composite Video Interface，高清复合视频接口）：
  • 浙江大华于2012年发布的具备完全自主知识产权的视频接口
  • 使用同轴电缆点对点传输
  • 使用75-3规格同轴电缆可以做到1280×720 500米，1920×1080 300米。
  • CVI3.0提供了对4k视频的支持。
  • 成本相对较低，技术相对封闭。
• TVI（High Definition Transport Video Interface，高清影像传输接口）：
  • 美国Techpoint公司研发，国内海康主要支持
  • 使用同轴电缆点对点传输
  • 使用75-3规格同轴电缆可以做到300-500米
  • 生态相对开放

 

2. 数字摄像头

2.1 有压缩的数字摄像头传输接口：IPC/USB

• IPC（IP Camera）：
  • 由网络编码模块和摄像机组合而成
  • 输出图像经过编码，所以对通信带宽要求低，但实时性不强
  • 一般由Sensor+后端SoC两个主要IC组成。后端SoC完成ISP、视频编码、音频编码、红外灯控制、视频信号发送等诸多功能。
  • 可以直接接入互联网。
  • 主流厂商：海思、富瀚微、TI、安霸
• USB（USB Camera）：
  • 由USB接口模块与摄像机组合而成
  • 输出图像经过编码，所以对通信带宽要求低
  • 一般由单芯片组成，芯片完成所有图像获取、ISP、视频编码、音频编码、红外灯控制、USB信号传输等功能
  • 可以直接连接PC
  • 主流厂商：松翰、灵通、建荣

▲IPC

▲USB摄像头

2.2 无压缩的数字摄像头传输接口：SDI/HD-SDI/3G-SDI  & HD-BaseT

• SDI（Serial Digital Interface ，串行数字视频接口）：
  • 由SMPTE提出
  • 3G-SDI可以实时传输1080p@60Hz信号，在此之前只能使用两根同轴线经由HD-SDI 1.485Gbps传输（SMPTE 372M）
  • 传输距离远，可达100米

	Standard	Datarates
Standard Definition (SD)	SMPTE 259M	270 Mbps (And others not widely used)
High Definition (HD)	SMPTE 292M	1.485 Gbps 1.483 Gbps
3 Gbps (3G)	SMPTE 424M	2.97 Gbps 2.967 Gbps

▲SDI联盟的广告

• HD-BaseT：
  • 2010年由HD-BaseT联盟提出
  • 使用网线进行实时高清视频传输，最长支持100米
  • 最高数据速率10.2Gbit/s（使用5类线/6类线）
  • 支持POE

2.3 无压缩的数字摄像头传输接口：Serdes

• 在汽车行业，大家都习惯把经过单根同轴线缆传输数字视频信号的方式叫做LVDS（低压差分信号）传输。其实跟视频传输领域的LVDS是两个完全不同的概念。
• 最大的两个玩家：TI & Maxim
• 基本原理：
  • 将每秒几十到几百兆个像素点（每个像素点16bit-32bit长度）做串行化为Gbps级的数据包
  • 通过单根同轴线或一对双绞线进行最远长达10-15m的传输
• 最大优势：
  • 视频信号线、音频信号线、控制线、电源线  四线合一
• 其他玩家：
  • Rohm：ClocklessLink；
  • Thine：V-By-One；
  • Inova：APIX；
  • Sony：GVIF；
  • Amba：？？

▲Inova家的APIX接口

 

3. 对内摄像头接口

对内的摄像头接口几乎都是数字接口。其中又以DVP与MIPI使用的最为广泛。

3.1 DVP（ITU BT601/656/1120）

• DVP：Digital Video Port 或Digital Video Parallel，并行视频接口。
• 包含以下引脚：
  • PCLK：sensor输出时钟
  • VSYNC：场同步
  • HSYNC：行同步
  • D[0:11]：并行视频数据
• ITU BT601/BT656/BT1120都是DVP的一种
• “类BT656接口”
• PCLK≈(FrameRate x PixelPerFrame x BitsPerPixel)/datawidth
• DVP中PCLK一般不宜超过100MHz
  • EMC考虑
  • 信号完整性考虑

引脚名称	类型	信号电平	信号定义
D[0:11]	输出	TTL	YUV数据线
VSYNC	输出	TTL	垂直同步信号，高有效
HSYNC	输出	TTL	水平同步信号，高有效
PCLK	输出	TTL	像素时钟信号
GND	地	地	信号地

▲DVP接口引脚定义

3.2  MIPI（(Mobile Industry Processor Interface）

• 2003年由MIPI联盟设计
• 包含CSI与DSI，分别对应摄像头接口应用与显示器接口应用。
• 一对差分时钟线，若干对差分数据线（一般为1/2/4对）。
• 采用了ECC和CRC编码，具有一定的纠错能力