使HDMI系统适于深色应用

　 高清媒体接口(HDMI)已成为高清电视(HDTV)与其显示内容媒体源之间的标准接口。HDMI 1.3版本传输的视频数据将具有更高的分辨率，呈现出来的清晰、明快的画面内容也将比以往更为丰富。HDMI 1.3版本的特点包括深色技术(Deep Color)带来的更加生动鲜明的色彩，以及多项其他改进，如更为出色的声音与画面的同步功能、支持无损高清音频格式、xvYCC扩展色谱以及全新的小型连接器等。

　　深色系统能够提供10位、12位和16位的色深(RGB或YCbCr)，从而为用户带来更为鲜艳的色彩和更为逼真的电视体验，解决了当今高对比度显示技术常见的带状干扰(banding artifacts)问题。 深色技术能够在最暗的黑色值和最亮的白色值之间提供更多灰色阴影，从而提高了对比度增加后的显示质量，能在屏幕上呈现出更为流畅的色彩图像。

　　新版本还增加了对xvYCC色彩标准的支持，从而极大地扩展了现有高清电视的色谱，在屏幕上实现肉眼能够分辨出的所有色彩，且呈现更为精准(见表1)。

　　这种先进的色彩显示技术将被应用于新型高清设备中，如高清DVD与蓝光播放器等，但是否将深色内容应用于磁盘中将取决于内容提供商。深色技术还被应用于最新的游戏机产品中，如索尼PlayStation 3(见图1)，为游戏机玩家带来更为生动的游戏体验。

　　 图1 运用HDMI 1.3版本的系统

　　为了完全实现源设备和高清电视之间的高数据传输速率，系统所用电缆必须能够处理更强的带宽信号。HDMI 1.3版本定义了两种新型电缆，厂商根据不同的系统进行选择：

　　·标准电缆(也称为1类电缆)：这种电缆支持的最高数据速率可达75MHz，对应于720p和1080i分辨率。

　　·高速电缆(也称为2类电缆)：这种电缆支持的数据速率可达340MHz，对应于1080p分辨率、深色与高刷新率。

　　虽然现有的电缆大部分被测定为标准电缆，但其中的许多产品(尤其是3米或3米以下长度的电缆)只需对特性进行重新设定就能通过高速电缆测试。集成在HDMI接收器上的片上平衡电路是使电缆获得极限性能或更大长度，以支持最高可达340MHz高数据速率的关键因素。当HDMI接口在高速率下被阻断时，这种平衡电路能够为信号衰减提供显著补偿。

　　系统实施

　　为实施HDMI 1.3版本的深色技术，设计者应注意两个关键领域的问题：更高的数据速率与更高色深度。在深色技术中，每一帧必须传递更多的色彩数据，因此数据速率更高。在HDMI 1.3标准下，最大单链接带宽已增加到340MHz，使合计数据传输速率达到10.2Gbps。大带宽允许显示技术支持视频以更高的帧速率传输(如120Hz)，且每视频帧能传递更多色彩数据。

　　HDMI 1.3设备的接收与发送电路必须配备更宽的内部数据通道，以适应最高可达每分量(component)16位的色深(12位是现有深色设备支持的最常用色深)。任何实施了深色技术的ASIC都必须增加芯片上数据通道的宽度，以扩大帧缓冲，并增加逻辑电路内部速度以便在相同的帧时间内处理更多数据。

　　使用现有压缩标准(如MPEG2、MPEG4、H.264、AVC等)编码的内容为每像素分量8位色彩，但源电路的视频处理仍可将8位字扩展为10位或更高，以更高位数确保处理过程中的色彩精准度。处理过程可能会改变色彩界限，采用8以上的位数以精确再现信号。即使对于具有8位色彩调色盘的DVD播放器、机顶盒或高清电视，在视频处理中运用深色技术，仍可使其画质获得明显提高。最令人惊喜的是，这项新标准可以实现在本地创建，并且使用8位以上色深对内容完成处理。

　　处理30位、36位和48位像素的能力，即在4:4:4色空间(原始对象)中意味着每个色彩分量为10位、 12位和16位，能够提供优质画面。高精度10位与12位色深可被任何源设备或处理器用于视频处理并扩展原有的8位数据，同样，某些显示器也可将其用于内部视频处理。一些显示器中的嵌入式处理器可扩展所需比特位，以实现对8位/分量的透明支持，并实施附加处理，以最小化带状干扰。

　　连接源设备与接收器

　　任何源设备与接收器之间的HDMI连接都具有智能化的特点，即接收器的EDID ROM芯片将显示所支持的全部音频和视频格式，包括色深模式。这种方式可以使用户享受到经过自动优化、达到最佳质量模式的音频与视频体验，所有连接在一起的HDMI设备都能够对这种功能提供相互支持。

　　在读取接收器的容量之后，源设备将进行自我设置，使用接收器支持的恰当的视频时序和色深格式发送数据流。如果与接收器相连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，那么源设备必须发送被编码为8位色深的视频。如果源设备不支持连接至深色接收器的色深接口，那么此源设备须寻找另外一种接收器能够支持的色深模式(如8位模式)，再输出合适的兼容视频信号。

深色技术的实施不会对HDMI的物理层或8位至10位TMDS编码层产生直接影响。要传输8位以上的附加像素数据，必须增加HDMI接口的时钟速率，以便在相同的帧时间内容纳附加像素。在12位色深(每视频帧像素数据是8位色深的1.5倍)的情况下，72位色深(包含两个36位像素数据)被容纳进3个8位像素帧中(8位红、8位绿、8位蓝=24位/帧×3帧=72位)，TMDS时钟以1.5倍以上的速率运行。