视频基本原理 -视频接口之 - S-Video 接口

上文我们介绍模拟视频接口中最基础的复合视频接口CVBS， 接下来我们介绍S-Video接口。...



上文我们介绍模拟视频接口中最基础的复合视频接口CVBS， 接下来我们介绍S-Video接口。

二， S 端子

S-Video具体英文全称叫SeparateVideo，为了达到更好的视频效果，人们开始探求一种更快捷优秀、清晰度更高的视频传输方式，这就是曾经在模拟视频时代如日中天的S-Video(也称二分量视频接口) 。Separate Video 的意义就是将Video 信号分开传送，也就是在AV接口的基础上将色度信号C和亮度信号Y进行分离，再分别以不同的通道进行传输。



其中， Y通道(Luma)包含了所有亮度信息和同步信号：



而C通道(Chroma)则包含了颜色调制信息和解调的参考信息(Color Burst).



S-Video接口出现并发展于上世纪90年代后期,通常采用标准的4 芯(不含音效) 或者扩展的7 芯(含音效)接口。这两种接口模式下， S-Video只支持和CVBS一样的NTSC和PAL制式的隔行模拟视频信号， 具体可以参考前文，“视频基本原理 -视频接口之 - CVBS接口”，以及“视频基本原理 --电视信号的基本参数和时序波形”，“视频基本原理 -- 三大彩色电视制式”。

S-Video接口同复合视频接口一样，现在是视频设备的标配。即使现在已经普及高清晰度电视，甚至超高清电视的时代， 我们已经很少用到这两个接口了， 但是他们仍然牢牢的霸占着大多数视频设备（视频输出设备和视频显示设备）的接口电路端子。同复合视频接口（AV接口）相比，由于它不再进行Y/C混合传输，因此也就无需再进行亮色分离和解码工作，而且由于使用各自独立的传输通道在很大程度上避免了视频设备内信号串扰而产生的图像失真，极大提高了图像的清晰度。但S-Video仍要将两路色差信号(Cr Cb)混合为一路色度信号C，进行传输然后再在显示设备内解码为Cb 和Cr 进行处理，这样多少仍会带来一定信号损失而产生失真(这种失真很小但在严格的广播级视频设备下进行测试时仍能发现)，而且由于Cr Cb 的混合导致色度信号的带宽也有一定的限制，所以S-Video 虽然已经比较优秀但离完美还相去甚远。

S-Video虽不是最好的，但考虑到当时的市场状况和综合成本等其它因素，它还是当时条件下应用最普遍的视频接口之一。下图是标准的S-Video接口和接口电缆。



S端子又可以分为三种类型：

1．普通S端子

最常见的4针型D端子是标准的S端子类型(也有称为5针型，包含下面的固定针)，也是通用的一种规格。大部分的视频设备， 如电视机以及DVD等视频源上都是这种接口。接口示意图就是上面的图例， 除了Y和C以外， 还有两个接地针， 分别称为YG和CG。实际上视频信号的传输主要取决于传输线的质量，如果主观能够接受不易觉察的图像质量下降并使用高品质信号线，信号的传输距离可以达到30米



2．增强型S端子

标准的7针S-Video比较4针的多出了一路复合信号，可以单独分离输出RCA信号（复合信号），在显卡上就可以省去一个黄色的VIDEO输出接口。虽然多出的2针功能和定义各不相同，但一般都是把这两针作为标准AV视频信号输出，这样就使得这个7针接口即能分离出一路4针标准S端子信号，又能分离出一路标准的AV视频信号。有的配备7针S端子的显卡配备一个一转二的转接输出装置，可以分成S端子和AV输出两种模式。从这个角度来说7针接口要优越于5针标准借口。不过，绝大多数情况下S端子明显比AV视频输出效果优秀，且大部分电视机都具备这样的接口，所以从这个角度来说配备S同时又配备AV就显得有些添足之嫌了。



原先许多显卡都是采用的这种接口，这种7针接口并非标准接口，这样就决定了不同厂家的7针接口有可能在多出的2针的定义上有所不同。不过除了多出的2针外，7针接口兼容4针标准接头，我们也能使用4针连线。

还有部分显卡自带的7针S-Video能够提供色差输出，其针脚的定义有别于上述标准，定义如下:



通过这个接口， 可以通过转接线缆输出分量接口YPbPr。关于分量接口的具体定义可以见下文。

3．8针S-端子 接口：

八针S端子，是在七针S端子基础上又增加了一针,作为分量输出的Y。这样，和上述7针S端子相比，输出分量色差输出就可以不复用Y信号， 可以输出完整的两路Y/C 和（Y、Pr、Pb）信号。



4．九针接口的S端子

9针的S端子接口母头见下图所示：



其针脚定义比较标准较多，一般为两种:

一种是为其中4针是标准S端子，2针是标准AV视频信号输出，余下2针用作音频信号输出。

另一种是具备VinVout功能或是HDTV功能的S端子，具备色差输出YPbPr或YCbCr，曾经市场流行的ATI和Navidia显卡都带此种高清功能。此时的9针针脚定义分别为Y，Pr，Pb三种信号用6针和复合视频信号用2针。



在技术不断的提高下出现了YPbPr（YCbCr）输出方式。色差输出，视频色差输入接口其通常采用YPbPr和YCbCr两种标识，一般来说前者表示逐行扫描色差输出，后者表示隔行扫描色差输出，也称分量视频接口，具体的说明后面会做详细介绍。显卡上YPbPr接口采用9针扩展S端子接口，然后通过色差输出线将其独立传输。从严格意义上来讲，显卡YPbPr接口可以看做是S端子的扩展。





注意：因为7针和9针的S端子不是标准接口，具体的针脚定义请参考产品的使用手册。虽然NVIDIA6系列以上、ATI X系列以上的显卡和S3 S18显卡都使用9针S端子作色差输出，但它们显卡定义的输出线序不同，因此互相不能通用，像N卡和A卡在销售时都附带了9针接口的色差转换线。

不过这种接口通常都不会兼容标准5针S端子，我们需要使用转接盒等设备扩展出S端子才能使用。除了可以为显卡增加电视输出功能外，还可以支持视频采集功能。需要注意的是：并不是所有采用这种接口的显卡都带视频输入功能，也有一部分显卡虽然采用了这种接口，但只是将其作为普通的S端子使用。

综上所述， S-端子在历史上有很多不同的接口模式， 特别是在电脑显卡的输入输出接口的发展过程中，发挥了很大作用。不过， 随着数字视频的发展， 其他模式的S-端子已经很少见到， 唯有最早的标准4针（5针）S-端子）还在目前的电视机，以及其他视频设备上被保留着。

如果要实现S-Video模拟视频到数字视频 BT656的转换， 可以选择ADI公司的ADV7180，以及新一代的ADV718X和ADV728X， 支持S端子 Y/C模拟输入， TTL BT656或者 MIPI CSI输出。

如果需要从数字视频信号到S端子输出， 则可以选择ADI公司的ADV739X系列芯片。详细资料以及设计可以搜索ADI网站。

关于视频接口的基础知识，可以参考前文

“视频基本原理 -视频接口综述”，

“视频基本原理 -视频接口之- CVBS接口”。



关于AD转换电路的基本知识， 可以点击文末左下角阅读原文链接阅读。

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