Interfaz digital serial

Este artículo trata sobre la interfaz digital en serie utilizada en vídeo profesional. Para las interfaces seriales en general, consulte comunicación en serie .

IDE

Interfaz digital serial
La interfaz digital en serie utiliza conectores BNC
Año iniciado	1989 ( 1989 )
Organización	SMPTE (Sociedad de ingenieros cinematográficos y televisivos)

La interfaz digital serial ( SDI ) es una familia de interfaces de video digital estandarizadas por primera vez por SMPTE (Sociedad de Ingenieros de Cine y Televisión) en 1989. ^{[1] [2]} Por ejemplo, ITU-R BT.656 y SMPTE 259M definen digital interfaces de video utilizadas para video de calidad de transmisión . Un estándar relacionado, conocido como interfaz digital en serie de alta definición (HD-SDI), está estandarizado en SMPTE 292M ; esto proporciona una velocidad de datos nominal de 1,485 Gbit / s. ^[3]

Se han introducido estándares SDI adicionales para admitir el aumento de las resoluciones de video (HD, UHD y más), velocidades de cuadro , video estereoscópico (3D), ^{[4] [5]} y profundidad de color. ^[6] HD-SDI de doble enlace consta de un par de enlaces SMPTE 292M, estandarizados por SMPTE 372M en 1998; ^[2] Esto proporciona una interfaz nominal de 2.970 Gbit / s utilizada en aplicaciones (como cine digital o HDTV 1080P) que requieren mayor fidelidad y resolución que la que puede proporcionar la HDTV estándar. 3G-SDI (estandarizado en SMPTE 424M ) consiste en un solo enlace serial de 2.970 Gbit / s que permite reemplazar HD-SDI de doble enlace. 6G-SDI yLos estándares 12G-SDI se publicaron el 19 de marzo de 2015. ^{[7] [8]}

Estos estándares se utilizan para la transmisión de señales de video digital sin comprimir y sin cifrar (que incluyen opcionalmente audio incorporado y código de tiempo) dentro de las instalaciones de televisión; también se pueden utilizar para datos empaquetados. SDI se utiliza para conectar diferentes equipos como grabadoras, monitores, PC y mezcladores de visión. Las variantes coaxiales de la especificación varían en longitud, pero suelen ser inferiores a 300 metros (980 pies). Las variantes de fibra óptica de la especificación, como 297M, permiten la transmisión a larga distancia limitada solo por la longitud máxima de fibra o los repetidores. SDI y HD-SDI generalmente solo están disponibles en equipos de video profesionales debido a que existen varias licenciasLos acuerdos restringen el uso de interfaces digitales no cifradas, como SDI, y prohíben su uso en equipos de consumo. Varias cámaras DSLR con capacidad para video profesional y video HD y todas las cámaras de consumo con capacidad para video sin comprimir utilizan la interfaz HDMI , a menudo llamada HDMI limpia . Hay varios kits de modificación para reproductores de DVD existentes y otros dispositivos, que permiten al usuario agregar una interfaz digital en serie a estos dispositivos. ^{[ cita requerida ]}

Interfaz eléctrica

Los diversos estándares de interfaz digital en serie utilizan (uno o más) cables coaxiales con conectores BNC , con una impedancia nominal de 75 ohmios . Este es el mismo tipo de cable que se usa en configuraciones de video analógico, lo que potencialmente facilita las actualizaciones (aunque pueden ser necesarios cables de mayor calidad para recorridos largos a velocidades de bits más altas). La amplitud de señal especificada en la fuente es 800 mV (± 10%) pico a pico; Se pueden medir voltajes mucho más bajos en el receptor debido a la atenuación . Usando ecualizaciónen el receptor, es posible enviar SDI de 270 Mbit / s a ​​más de 300 metros (980 pies) sin el uso de repetidores, pero se prefieren longitudes más cortas. Las velocidades de bits HD tienen una longitud máxima de ejecución más corta, generalmente 100 metros (330 pies). ^{[9] [10]}

Se transmiten señales de componentes digitales sin comprimir . Los datos se codifican en formato NRZI y se utiliza un registro de desplazamiento de retroalimentación lineal para codificar los datos y reducir la probabilidad de que haya largas cadenas de ceros o unos en la interfaz. La interfaz se sincroniza y se sincroniza automáticamente. El encuadre se realiza mediante la detección de un patrón de sincronización especial , que aparece en la señal digital en serie (no codificada) como una secuencia de diez unos seguidos de veinte ceros (veinte unos seguidos de cuarenta ceros en HD); este patrón de bits no es legal en ningún otro lugar dentro de la carga útil de datos.

Estándares

Estándar	Nombre	Introducido	Bitrates	Formatos de video de ejemplo
SMPTE 259M	SD-SDI	1989 [2]	270 Mbit / s, 360 Mbit / s, 143 Mbit / sy 177 Mbit / s	480i, 576i
SMPTE 344M	ED-SDI	2000 [11]	540 Mbit / s	480p, 576p
SMPTE 292M	HD-SDI	1998 [2]	1,485 Gbit / sy 1,485 / 1,001 Gbit / s	720p, 1080i
SMPTE 372M	HD-SDI de doble enlace	2002 [2]	2.970 Gbit / sy 2.970 / 1.001 Gbit / s	1080p60
SMPTE 424M	3G-SDI	2006 [2]	2.970 Gbit / sy 2.970 / 1.001 Gbit / s	1080p60
SMPTE ST 2081	6G-SDI	2015 [7]	6 Gbit / s	1080p120, 2160p30
SMPTE ST 2082	12G-SDI	2015 [8]	12 Gbit / s	2160p60
SMPTE ST 2083	24G-SDI	En desarrollo [12] [13]	24 Gbit / s	2160p120, 4320p30

Tasas de bits

Se utilizan varias velocidades de bits en la señal de vídeo digital en serie:

• Para aplicaciones de definición estándar , según lo definido por SMPTE 259M, las velocidades de bits posibles son 270 Mbit / s, 360 Mbit / s, 143 Mbit / sy 177 Mbit / s. 270 Mbit / s es, con mucho, el más utilizado; aunque a veces se encuentra la interfaz de 360 ​​Mbit / s (utilizada para la definición estándar de pantalla ancha ). Las interfaces de 143 y 177 Mbit / s se diseñaron para la transmisión digital de video con codificación compuesta ( NTSC o PAL ) y ahora se consideran obsoletas.
• Para aplicaciones de definición mejorada (principalmente 525P), hay varias interfaces de 540 Mbit / s definidas, así como un estándar de interfaz para una interfaz de 270 Mbit / s de doble enlace. Rara vez se encuentran.
• Para aplicaciones de HDTV , la interfaz digital en serie está definida por SMPTE 292M. Se definen dos velocidades de bits, 1,485 Gbit / sy 1,485 / 1,001 Gbit / s. El factor de 1 / 1,001 se proporciona para permitir que SMPTE 292M admita formatos de vídeo con velocidades de cuadro de 59,94 Hz, 29,97 Hz y 23,98 Hz, para que sea compatible con los sistemas NTSC existentes . La versión de 1,485 Gbit / s del estándar admite otras velocidades de cuadro de uso generalizado, incluidas 60 Hz, 50 Hz, 30 Hz, 25 Hz y 24 Hz. Es común referirse colectivamente a ambos estándares como si se usara una tasa de bits nominal de 1,5 Gbit / s.
• Para aplicaciones de muy alta definición, que requieren mayor resolución, velocidad de fotogramas o fidelidad de color que la que puede proporcionar la interfaz HD-SDI, el estándar SMPTE 372M define la interfaz de enlace dual . Como sugiere el nombre, esta interfaz consta de dos interconexiones SMPTE 292M que operan en paralelo. En particular, la interfaz de enlace dual admite formatos de 10 bits, 4: 2: 2, 1080P a velocidades de cuadro de 60 Hz, 59,94 Hz y 50 Hz, así como una profundidad de color de 12 bits, codificación RGB y 4: 4 : Muestreo de 4 colores.
• Una interfaz nominal de 3 Gbit / s (más exactamente, 2,97 Gbit / s, pero comúnmente conocida como "3 gig") fue estandarizada por SMPTE como 424M en 2006. Revisada en 2012 como SMPTE ST 424: 2012, es compatible con todas las Funciones compatibles con la interfaz dual de 1,485 Gbit / s, pero solo requiere un cable en lugar de dos.

Otras interfaces

SMPTE 297-2006 define un sistema de fibra óptica para transmitir señales digitales en serie de bits Está diseñado para transmitir señales SMPTE ST 259 (143 a 360 Mbit / s), señales SMPTE ST 344 (540 Mbit / s), SMPTE ST 292-1 / -2 señales (1.485 Gbit / sy 1.485 / 1.001 Gbit / s) y señales SMPTE ST 424 (2.970 Gbit / sy 2.970 / 1.001 Gbit / s). Además de la especificación óptica, ST 297 también exige pruebas de seguridad láser y que todas las interfaces ópticas están etiquetadas para indicar cumplimiento de seguridad, aplicación e interoperabilidad. ^[14]

Una interfaz digital paralela de 8 bits se define en la Rec. UIT-R. 601 ; esto es obsoleto (sin embargo, muchas cláusulas en los diversos estándares dan cabida a la posibilidad de una interfaz de 8 bits).

Formato de datos

En las aplicaciones SD y ED, el formato de datos en serie se define en 10 bits de ancho, mientras que en las aplicaciones HD, tiene 20 bits de ancho, divididos en dos flujos de datos paralelos de 10 bits (conocidos como Y y C ). El flujo de datos SD se organiza así:

Cb Y Cr Y 'Cb Y Cr Y'

mientras que los flujos de datos HD se organizan así:

Y

YY 'YY' YY 'YY'

C

Cb Cr Cb Cr Cb Cr Cb Cr

Para todas las interfaces digitales seriales (excluidas las codificaciones compuestas obsoletas), la codificación de color nativa es el formato YCbCr 4: 2: 2 . El canal de luminancia (Y) se codifica en el ancho de banda completo (13,5 MHz en SD de 270 Mbit / s, ~ 75 MHz en HD), y los dos canales de crominancia (Cb y Cr) se submuestrean horizontalmente y se codifican a la mitad del ancho de banda (6,75 MHz o 37,5 MHz). Las muestras Y, Cr y Cb se ubican conjuntamente (se adquieren en la misma instancia en el tiempo), y la muestra Y 'se adquiere en el momento a mitad de camino entre dos muestras Y adyacentes.

En lo anterior, Y se refiere a muestras de luminancia y C a muestras de crominancia . Cr y Cb se refieren además a los canales de "diferencia de color" rojo y azul; consulte Vídeo de componentes para obtener más información. Esta sección solo analiza la codificación de color nativa de SDI; son posibles otras codificaciones de color tratando la interfaz como un canal de datos genérico de 10 bits. El uso de otras codificaciones de colorimetría y la conversión hacia y desde el espacio de color RGB se analiza a continuación .

La carga útil de video (así como la carga útil de datos auxiliares) puede usar cualquier palabra de 10 bits en el rango de 4 a 1019 (004 ₁₆ a 3FB ₁₆ ) inclusive; los valores 0–3 y 1,020–1,023 (3FC ₁₆ –3FF ₁₆ ) están reservados y pueden no aparecer en ninguna parte de la carga útil. Estas palabras reservadas tienen dos propósitos; se utilizan tanto para paquetes de sincronización como para encabezados de datos auxiliares .

Paquetes de sincronización

Un paquete de sincronización (comúnmente conocido como señal de referencia de tiempo o TRS ) ocurre inmediatamente antes de la primera muestra activa en cada línea, e inmediatamente después de la última muestra activa (y antes del inicio de la región de supresión horizontal ). El paquete de sincronización consta de cuatro palabras de 10 bits, las primeras tres palabras son siempre iguales: 0x3FF, 0, 0; el cuarto consta de 3 bits de bandera, junto con un código de corrección de errores. Como resultado, hay 8 paquetes de sincronización diferentes posibles.

En las interfaces HD-SDI y de enlace dual, los paquetes de sincronización deben ocurrir simultáneamente en los flujos de datos Y y C. (Se permite cierta demora entre los dos cables en una interfaz de enlace dual; se espera que el equipo que admita el enlace dual almacene en búfer el enlace principal para permitir que el otro enlace se ponga al día). En SD-SDI y las interfaces de definición mejorada, solo hay un flujo de datos y, por lo tanto, solo un paquete de sincronización a la vez. Aparte de la cuestión de cuántos paquetes aparecen, su formato es el mismo en todas las versiones de la interfaz serie-digital.

Los bits de banderas que se encuentran en la cuarta palabra (comúnmente conocida como la palabra XYZ ) se conocen como H, F y V. El bit H indica el comienzo del espacio en blanco horizontal; y los bits de sincronización que preceden inmediatamente a la región de supresión horizontal deben tener H puesto a uno. Estos paquetes se denominan comúnmente paquetes de fin de vídeo activo o EAV . Asimismo, el paquete que aparece inmediatamente antes del inicio del vídeo activo tiene H puesto a 0; este es el paquete Start of Active Video o SAV .

Asimismo, el bit V se utiliza para indicar el inicio de la región de supresión vertical; un paquete EAV con V = 1 indica que la siguiente línea (se considera que las líneas comienzan en EAV) es parte del intervalo vertical , un paquete EAV con V = 0 indica que la siguiente línea es parte de la imagen activa.

El bit F se utiliza en formatos de trama entrelazada y segmentada para indicar si la línea proviene del primer o segundo campo (o segmento). En los formatos de exploración progresiva , el bit F siempre se pone a cero.

Contador de línea y CRC

En la interfaz digital en serie de alta definición (y en HD de doble enlace), se proporcionan palabras de verificación adicionales para aumentar la solidez de la interfaz. En estos formatos, las cuatro muestras que siguen inmediatamente a los paquetes EAV (pero no los paquetes SAV) contienen un campo de verificación de redundancia cíclica y un indicador de recuento de líneas. El campo CRC proporciona un CRC de la línea anterior (los CRC se calculan de forma independiente para los flujos Y y C) y se pueden utilizar para detectar errores de bits en la interfaz. El campo de recuento de líneas indica el número de línea de la línea actual.

El CRC y los recuentos de líneas no se proporcionan en las interfaces SD y ED. En su lugar, se puede utilizar opcionalmente un paquete de datos auxiliar especial conocido como paquete EDH para proporcionar una verificación CRC de los datos.

Numeración de líneas y muestras

A cada muestra dentro de un flujo de datos dado se le asigna una línea y un número de muestra únicos. En todos los formatos, a la primera muestra que sigue inmediatamente al paquete SAV se le asigna el número de muestra 0; la siguiente muestra es la muestra 1; hasta la palabra XYZ en el siguiente paquete SAV. En las interfaces SD, donde solo hay un flujo de datos, la muestra 0 es una muestra Cb; la primera muestra es una muestra Y, la segunda muestra una muestra de Cr y la tercera muestra es la muestra Y '; el patrón se repite desde allí. En las interfaces HD, cada flujo de datos tiene su propia numeración de muestra, por lo que la muestra 0 del flujo de datos Y es la muestra Y, la siguiente muestra es la muestra Y ', etc. Asimismo, la primera muestra del flujo de datos C es Cb, seguida de Cr , seguido de Cb nuevamente.

Las líneas se numeran secuencialmente, comenzando desde 1, hasta el número de líneas por cuadro del formato indicado (normalmente 525, 625, 750 o 1125 ( Sony HDVS )). La determinación de la línea 1 es algo arbitraria; sin embargo, está especificado de forma inequívoca por las normas pertinentes. En los sistemas de 525 líneas, la primera línea del blanco vertical es la línea 1, mientras que en otros sistemas entrelazados (625 y 1125 líneas), la primera línea después de la transición del bit F a cero es la línea 1.

Tenga en cuenta que se considera que las líneas comienzan en EAV, mientras que la muestra cero es la muestra que sigue a SAV. Esto produce el resultado algo confuso de que la primera muestra en una línea dada de video 1080i es la muestra número 1920 (la primera muestra EAV en ese formato), y la línea termina en la siguiente muestra 1919 (la última muestra activa en ese formato). Tenga en cuenta que este comportamiento difiere algo de las interfaces de video analógicas, donde se considera que la transición de línea ocurre en el pulso de sincronización, que ocurre aproximadamente a la mitad de la región de supresión horizontal.

Numeración de enlaces

La numeración de enlaces es solo un problema en las interfaces de enlaces múltiples. Al primer enlace (el enlace principal ) se le asigna un número de enlace de 1, a los enlaces siguientes se les asigna un número de enlace creciente; por lo que el segundo enlace ( secundario ) en un sistema de doble enlace es el enlace 2. El número de enlace de una interfaz dada se indica mediante un paquete VPID ubicado en el espacio de datos auxiliares vertical.

Tenga en cuenta que el diseño de los datos en el enlace dual está diseñado para que el enlace principal se pueda alimentar a una interfaz de un solo enlace y aún así producir video utilizable (aunque algo degradado). El enlace secundario generalmente contiene cosas como LSB adicionales (en formatos de 12 bits), muestras sin costo en video muestreado 4: 4: 4 (para que el enlace principal siga siendo válido 4: 2: 2) y canales alfa o de datos . Si el segundo enlace de una configuración de enlace dual 1080P está ausente, el primer enlace aún contiene una señal 1080i válida.

En el caso de video de 1080p60, 59.94 o 50 Hz a través de un enlace dual; cada enlace contiene una señal 1080i válida a la misma velocidad de campo. El primer enlace contiene las líneas 1, 3 y 5 de los campos impares y las líneas 2, 4, 6, etc. de los campos pares, y el segundo enlace contiene las líneas pares en los campos impares y las líneas impares en los campos pares. campos. Cuando se combinan los dos enlaces, el resultado es una imagen de barrido progresivo a la velocidad de fotogramas más alta.

Datos auxiliares

Artículo principal: datos auxiliares

Al igual que SMPTE 259M , SMPTE 292M admite el estándar SMPTE 291M para datos auxiliares. Los datos auxiliares se proporcionan como un transporte estandarizado para cargas útiles que no son de video dentro de una señal digital en serie; se utiliza para cosas como audio incrustado , subtítulos , código de tiempo y otros tipos de metadatos . Los datos auxiliares se indican mediante un paquete de 3 palabras que consta de 0, 3FF, 3FF (lo opuesto al encabezado del paquete de sincronización), seguido de un código de identificación de dos palabras, una palabra de recuento de datos (que indica 0-255 palabras de carga útil), la carga útil real y una suma de comprobación de una palabra. Aparte de su uso en el encabezado, los códigos prohibidos para la carga útil de video también están prohibidos para la carga útil de datos auxiliares.

Las aplicaciones específicas de datos auxiliares incluyen audio integrado, EDH, VPID y SDTI.

En aplicaciones de doble enlace; los datos auxiliares se encuentran principalmente en el enlace principal; el enlace secundario se utilizará para datos auxiliares solo si no hay espacio en el enlace principal. Una excepción a esta regla es el paquete VPID; ambos enlaces deben tener presente un paquete VPID válido.

Audio incrustado

Las interfaces seriales HD y SD proporcionan 16 canales de audio integrado. Las dos interfaces usan diferentes métodos de encapsulación de audio: SD usa el estándar SMPTE 272M, mientras que HD usa el estándar SMPTE 299M. En cualquier caso, una señal SDI puede contener hasta dieciséis canales de audio (8 pares) canales de audio integrados de 48 kHz y 24 bits junto con el vídeo. Normalmente, se almacena audio PCM de 48 kHz, 24 bits (20 bits en SD, pero ampliable a 24 bits) , de una manera directamente compatible con la interfaz de audio digital AES3 . Estos se colocan en los períodos de supresión (horizontal), cuando la señal SDI no transporta nada útil, ya que el receptor genera sus propias señales de supresión desde el TRS.

En aplicaciones de doble enlace, hay disponibles 32 canales de audio, ya que cada enlace puede transportar 16 canales.

SMPTE ST 299-2: 2010 amplía la interfaz 3G SDI para poder transmitir 32 canales de audio (16 pares) en un solo enlace.

EDH

Como la interfaz de definición estándar no lleva ninguna suma de control, CRC u otra verificación de integridad de datos, se puede colocar opcionalmente un paquete EDH ( Detección y manejo de errores ) en el intervalo vertical de la señal de video. Este paquete incluye valores CRC tanto para la imagen activa como para todo el campo (excluyendo aquellas líneas en las que puede ocurrir la conmutación y que no deben contener datos útiles); el equipo puede calcular su propio CRC y compararlo con el CRC recibido para detectar errores.

Por lo general, EDH solo se usa con la interfaz de definición estándar; la presencia de palabras CRC en la interfaz HD hace que los paquetes EDH sean innecesarios.

VPID

Los paquetes VPID (o identificador de carga útil de video ) se utilizan cada vez más para describir el formato de video. En las primeras versiones de la interfaz digital en serie, siempre era posible determinar de forma única el formato de video contando el número de líneas y muestras entre las transiciones H y V en el TRS. Con la introducción de interfaces de enlace dual y estándares de tramas segmentadas , esto ya no es posible; por lo tanto, el estándar VPID (definido por SMPTE 352M) proporciona una manera de identificar de manera única e inequívoca el formato de la carga útil de video.

Carga útil y supresión de video

La parte activa de la señal de vídeo se define como aquellas muestras que siguen a un paquete SAV y preceden al siguiente paquete EAV; donde los paquetes EAV y SAV correspondientes tienen el bit V puesto a cero. Es en la parte activa donde se almacena la información de la imagen real.

Codificación de color

Son posibles varias codificaciones de color en la interfaz digital en serie. El valor predeterminado (y el caso más común) son datos de video muestreados linealmente de 10 bits codificados como 4: 2: 2 YCbCr . (YCbCr es una representación digital del espacio de color YPbPr ). Las muestras de video se almacenan como se describe arriba. Las palabras de datos corresponden a los niveles de señal de los respectivos componentes de video, de la siguiente manera:

• El canal luma (Y) se define de manera que a un nivel de señal de 0 mV se le asigna la palabra de código 64 (40 hex), y a 700 milivoltios (escala completa) se le asigna la palabra de código 940 (3AC hex).
• Para los canales cromáticos, a 0 mV se le asigna la palabra de código 512 (200 hex), a -350 mV se le asigna una palabra de código de 64 (40 hex) y a +350 mV se le asigna una palabra de código de 960 (3C0 hex).

Tenga en cuenta que la escala de los canales de luminancia y crominancia no es idéntica. El mínimo y el máximo de estos rangos representan los límites de señal preferidos, aunque la carga útil de video puede aventurarse fuera de estos rangos (siempre que las palabras de código reservadas de 0 - 3 y 1020 - 1023 nunca se utilicen para la carga útil de video). Además, la señal analógica correspondiente puede tener desviaciones más fuera de este rango.

Colorimetría

Como YPbPr (y YCbCr) se derivan del espacio de color RGB , se requiere un medio de conversión. Hay tres colorimetrías que se utilizan normalmente con vídeo digital:

• Las aplicaciones SD y ED suelen utilizar una matriz de colorimetría especificada en la Rec. UIT-R. 601 .
• La mayoría de las aplicaciones de HD, enlace dual y 3 Gbit / s utilizan una matriz diferente, especificada en la Rec. UIT-R. 709 .
• Los estándares HD de 1035 líneas especificados por SMPTE 260M (utilizados principalmente en Japón y ahora considerados obsoletos en gran medida), utilizaban una matriz de colorimetría especificada por SMPTE 240M. En la actualidad, esta colorimetría se utiliza poco, ya que los formatos de 1035 líneas han sido reemplazados por los de 1080 líneas.

Otras codificaciones de color

Las interfaces de doble enlace y 3 Gbit / s también admiten otras codificaciones de color además de 4: 2: 2 YCbCr, a saber:

• 4: 2: 2 y 4: 4: 4 YCbCr, con un canal alfa opcional (utilizado para codificación lineal, también conocido como composición alfa ) o de datos (utilizado para carga útil que no es de video)
• 4: 4: 4 RGB, también con un canal alfa o de datos opcional
• 4: 2: 2 YCbCr, 4: 4: 4 YCbCr y 4: 4: 4 RGB, con 12 bits de información de color por muestra, en lugar de 10. Tenga en cuenta que la interfaz en sí sigue siendo de 10 bits; los 2 bits adicionales por canal se multiplexan en un canal adicional de 10 bits en el segundo enlace.

Si se utiliza una codificación RGB, los tres primarios se codifican de la misma manera que el canal Y; un valor de 64 (40 hex) corresponde a 0 mV y 940 (3AC hex) corresponde a 700 mV.

Las aplicaciones de 12 bits se escalan de manera similar a sus contrapartes de 10 bits; los dos bits adicionales se consideran LSB .

Regiones de supresión vertical y horizontal

Para las porciones de las regiones de supresión vertical y horizontal que no se utilizan para datos auxiliares, se recomienda que a las muestras de luma se les asigne la palabra de código 64 (40 hex) y a las muestras de crominancia 512 (200 hex); ambos corresponden a 0 mV. Está permitido codificar información de intervalo vertical analógica (como código de tiempo de intervalo vertical o señales de prueba de intervalo vertical) sin romper la interfaz, pero dicho uso no es estándar (y los datos auxiliares son el medio preferido para transmitir metadatos). Sin embargo, no se recomienda la conversión de señales analógicas de sincronización y ráfagas a digitales, y tampoco es necesario en la interfaz digital.

Los diferentes formatos de imagen tienen diferentes requisitos para la supresión digital, por ejemplo, todos los llamados formatos HD de 1080 líneas tienen 1080 líneas activas, pero 1125 líneas en total, siendo el resto supresión vertical. ^[1]

Formatos de video compatibles

Las diversas versiones de la interfaz digital en serie admiten numerosos formatos de video.

• La interfaz de 270 Mbit / s admite vídeo entrelazado de 525 líneas a una velocidad de campo de 59,94 Hz (velocidad de fotogramas de 29,97 Hz) y vídeo entrelazado de 625 líneas y 50 Hz. Estos formatos son altamente compatibles con los sistemas NTSC y PAL -B / G / D / K / I respectivamente; y los términos NTSC y PAL se utilizan a menudo (incorrectamente) para referirse a estos formatos. (PAL es un esquema de codificación de color compuesto, y el término no define el estándar de línea, aunque generalmente se encuentra con 625i), mientras que la interfaz digital en serie, además de las formas obsoletas de 143 Mbit / sy 177 Mbit / s, es un componente estándar.
• La interfaz de 360 ​​Mbit / s admite pantallas panorámicas 525i y 625i. También se puede utilizar para admitir 525p, si se utiliza un muestreo 4: 2: 0.
• Las diversas interfaces de 540 Mbit / s admiten los formatos 525p y 625p.
• Las interfaces nominales de 1,5 Gbit / s admiten la mayoría de los formatos de vídeo de alta definición . Los formatos admitidos incluyen 1080 / 60i, 1080 / 59.94i, 1080 / 50i, 1080 / 30p, 1080 / 29.97p, 1080 / 25p, 1080 / 24p, 1080 / 23.98p, 720 / 60p, 720 / 59.94p y 720 / 50p. Además, hay varios formatos 1035i (un estándar de televisión japonés obsoleto), estándares de 720p de ancho de banda medio como 720 / 24p (que se utilizan en algunas aplicaciones de conversión de películas y son inusuales porque tiene un número impar de muestras por línea ^{[ cita requerida ]).} ) y varios formatos de 1080psf (cuadro progresivo, segmentado). Los formatos de fotogramas segmentados progresivos aparecen como vídeo entrelazadopero contienen video que se escanea progresivamente. Esto se hace para admitir monitores y televisores analógicos, muchos de los cuales son incapaces de bloquearse a velocidades de campo bajas, como 30 Hz y 24 Hz.
• La interfaz HD de doble enlace admite 1080 / 60p, 1080 / 59.94p y 1080 / 50p, así como codificación 4: 4: 4, mayor profundidad de color, codificación RGB, canales alfa y resoluciones no estándar (que se encuentran a menudo en gráficos de computadora o cine digital ).
• Una interfaz de enlace cuádruple de HD-SDI admite resolución UHDTV-1 2160 / 60p

Interfaces relacionadas

Además de la interfaz digital en serie normal que se describe aquí, hay varias otras interfaces similares que son similares a una interfaz digital en serie o están contenidas en ella.

SDTI

Artículo principal: Interfaz de transporte de datos en serie

Existe una especificación ampliada llamada SDTI ( Interfaz de transporte de datos en serie ), que permite transportar secuencias de vídeo comprimidas (es decir , DV , MPEG y otras) a través de una línea SDI. Esto permite múltiples transmisiones de video en un cable o una transmisión de video más rápida que en tiempo real (2x, 4x, ...). Un estándar relacionado, conocido como HD-SDTI, proporciona una capacidad similar en una interfaz SMPTE 292M.

La interfaz SDTI está especificada por SMPTE 305M. La interfaz HD-SDTI está especificada por SMPTE 348M.

ASI

Artículo principal: interfaz serial asíncrona

La especificación de la interfaz serial asíncrona (ASI) describe cómo transportar un flujo de transporte MPEG (MPEG-TS), que contiene múltiples flujos de video MPEG, sobre un cable coaxial de cobre de 75 ohmios o fibra óptica multimodo. ASI es una forma popular de transportar programas de transmisión desde el estudio hasta el equipo de transmisión final antes de que llegue a los espectadores sentados en casa.

El estándar ASI es parte del estándar Digital Video Broadcast (DVB).

SMPTE 349M

El estándar SMPTE 349M: Transporte de formatos de imagen de origen alternativo a través de SMPTE 292M , especifica un medio para encapsular formatos de video no estándar y de menor tasa de bits dentro de una interfaz HD-SDI. Este estándar permite, por ejemplo, multiplexar varias señales de video de definición estándar independientes en una interfaz HD-SDI y transmitirlas por un cable. Este estándar no solo ajusta la sincronización de EAV y SAV para cumplir con los requisitos de los formatos de menor tasa de bits; en su lugar, proporciona un medio por el cual un formato SDI completo (incluidas las palabras de sincronización, los datos auxiliares y la carga útil de video) se puede encapsular y transmitir como una carga útil de datos ordinaria dentro de un flujo 292M.

Interfaz multimedia de alta definición (HDMI)

Convertidor de HDMI a SDI

Artículo principal: HDMI

El HDMI interfaz es una interfaz de audio compacto / video para la transferencia de vídeo sin comprimir datos y comprimido / sin comprimir digitales de audio de datos desde un dispositivo compatible con HDMI a un compatible monitor de ordenador , un proyector de vídeo , televisión digital , o audio digital dispositivo. Se usa principalmente en el área del consumidor, pero cada vez más se usa en dispositivos profesionales, incluido el video sin comprimir, a menudo llamado HDMI limpio .

G.703

Artículo principal: G.703

El estándar G.703 es otra interfaz digital de alta velocidad, originalmente diseñada para telefonía.

HDcctv

Artículo principal: HDcctv

El estándar HDcctv incorpora la adaptación de SDI para aplicaciones de videovigilancia, que no debe confundirse con TDI, un formato similar pero diferente para cámaras de videovigilancia.

CoaXPress

Artículo principal: CoaXPress

El estándar CoaXPress es otra interfaz digital de alta velocidad, originalmente diseñada para interfaces de cámaras industriales. Las velocidades de datos de CoaXPress llegan a 12,5 Gbit / s con un solo cable coaxial. El estándar también incluye un canal de enlace ascendente de 41 Mbit / sy alimentación por cable coaxial.

Referencias

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1. Charles A. Poynton (2003). Video digital y HDTV . Morgan Kaufmann. ISBN 978-1-55860-792-7.
2. John Hudson (2013). "3Gb / s SDI para transporte de 1080p50 / 60, 3D, UHDTV1 / 4k y más allá" (PDF) .
3. Francis Rumsey, John Watkinson (2004). Manual de interfaz digital . ISBN 9780240519098.
4. "AJA presenta el mini convertidor Hi5-3D para monitoreo estéreo 3D de Scott Gentry - ProVideo Coalition" .
5. http://pro.jvc.com/pro/attributes/HDTV/manual/IF_2D3D1MANUAL_061810.pdf
6. "Señalización y transporte de HDR y video de amplia gama de colores a través de interfaces 3G-SDI" . 23 de mayo de 2020 - a través de tech.ebu.ch.
7. ST 2081-10: 2015 - Imagen de origen de 2160 líneas y 1080 líneas y mapeo de datos auxiliares para 6G-SDI de enlace único . IEEE. 2015-03-19. doi : 10.5594 / SMPTE.ST2081-10.2015 .
8. ST 2082-10: 2015 - Imagen de origen de 2160 líneas y mapeo de datos auxiliares para 12G-SDI . IEEE. 2015-03-19. doi : 10.5594 / SMPTE.ST2082-10.2015 .
9. Asesoramiento sobre el uso de interfaces HD-SDI de 3 Gbit / s (PDF) . European Broadcasting Un. Julio de 2011 . Consultado el 20 de julio de 2015 .
10. "Distancia de transmisión recomendada a velocidades de datos digitales en serie" (PDF) . Belden . Belden. Archivado desde el original (PDF) el 26 de febrero de 2015 . Consultado el 20 de julio de 2015 .
11. "Transporte de formatos de fuente alternativos a través de la Recomendación UIT-R BT.1120" (PDF) . Unión Internacional de Telecomunicaciones . Consultado el 27 de febrero de 2019 .
12. ^{[ enlace muerto ]}
13. "Informe trimestral de normas de marzo de 2014 (página 28)" (PDF) . SMPTE . SMPTE . Consultado el 19 de septiembre de 2014 .
14. SMPTE (2013). "3Gb / s SDI para transporte de 1080p50 / 60, 3D, UHDTV1 / 4k y más allá" (PDF) .

Fuentes

Estándares

• Society of Motion Picture and Television Engineers: SMPTE 274M-2005: Estructura de muestra de imagen, representación digital y secuencias de referencia de temporización digital para múltiples velocidades de imagen
• Sociedad de Ingenieros de Cine y Televisión: SMPTE 292M-1998: Interfaz digital bit-serial para televisión de alta definición
• Sociedad de Ingenieros de Cine y Televisión: SMPTE 291M-1998: Formato de espacio y paquetes de datos auxiliares
• Sociedad de Ingenieros de Cine y Televisión: SMPTE 372M-2002: Interfaz de enlace dual 292M para imágenes ráster de 1920 x 1080

Enlaces externos

• Estándares de SMPTE
• HDcctv Alliance (organización de seguridad que apoya a SDI para la vigilancia de la seguridad)