医疗设备常用的视频信号接口介绍（温附一医）

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医疗设备常用的视频信号接口介绍

    现代医疗设备很多都需要配备视频显示器，如内窥镜机组、显微镜工作站等。目前视频信号接口种类繁多，不同需求的设备使用不同标准的视频信号接口。作为使用设备的相关医护人员以及我们医学工程师，都需要了解这些常用视频接口的基本特征，从而避免错误的插拔，有利于设备的维护，也有助于我们做出正确的选择与判断。
    因此我们根据网络上的资料，总结归纳出本期内容，如有纰漏，敬请指正。
一、医疗设备常用的视频信号接口有7种，按显示效果从高到底排序，依次为：
    1. DisplayPort 高清数字影音接口
    2. HDMI 高清数字影音接口
    3. DVI 高清数字图像接口
    4. HD-SDI 高清数字影音接口
    5. RGBHV 基色模拟图像接口
    6. YPbPr/YCbCr 色差分量模拟图像接口(Component)
    7. S-Video 模拟图像接口
    注：以上注明“图像接口”的只能传输视频信号，“影音接口”还可同时传输音频信号。
二、2种常用的接线柱
    在阐述这些接口的原理、特点之前，我们首先需要认识一下2种常用的接线柱：RCA莲花插头与BNC卡扣配合型连接器。
    RCA与BNC都是电缆的终端，它们并不是专门为哪一种接口而设计的，它们既可以传输音频信号，又可以用在视频信号，都可作为上述 HD-SDI、RGBHV、YPbPr/YCbCr 这3种信号的连接头。因此我们不能只根据接线柱的外观来判断视频信号接口的类型，还要考虑接线柱的数量、标识等其他因素，第三部分将作详细说明。
    1.RCA莲花插头与插座：
    RCA莲花插头，又叫“AV（Audio and Video）端子”，是最为常见的一种音/视频接线端子。
    示例图：

    2.BNC卡扣配合型连接器：
    BNC是旋转卡扣型设计，连接紧密，不必担心接口松动而产生接触不良。
    示例图：

    三、接下来让我们一起了解视频信号接口的发展与进步：
    1. S-Video 模拟图像接口
    接口图：

    说明：
    S-Video 全称为 Separate Video，俗称“S端子”，采用Y/C（亮度/色度）分离式（Separate）输出。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，然后在显示设备内解码为Cb和Cr进行处理，这样多少会带来一定信号损失而失真。
    S-Video 最大分辨率为1024×768，因此属于入门级视频显示。

    2. 色差分量 模拟图像接口(Component)
    接口图：

    说明：
    色差分量模拟图像接口(Component) 通常由3路RCA莲花插头组成。接口采用YPbPr和YCbCr两种标识，用红、绿、蓝三种颜色来标注每条线缆。绿色线缆（Y）传输亮度信号，蓝色和红色线缆（Pb/Cb和Pr/Cr）传输颜色差别信号。
    作为S-Video的升级产品，色差分量接口将S-Video传输的色度信号C分解为色差Cr和Cb，这样就避免了两路色差混合译码并再次分离的过程，也就避免了因繁琐的传输过程而带来的影像失真。
    若线缆质量好，色差分量接口最高可达到1080P视频信号等级。
    注：有些色差分量接口组合有5路RCA莲花插头，其中2路传输的是音频信号，要注意与下文RGBHV接口之5路RCA的区别。
    3. RGB三基色模拟视频信号接口（RGBHV）
    RGBHV接口传输的是红、绿、蓝三基色信号（RGB）以及水平同步信号（H）和垂直同步信号（V），即通过对红、绿、蓝三个颜色通道的变化以及它们相互之间的叠加来得到各式各样的颜色。具有分辨率高、显示速率快、颜色丰富等优点。
    RGBHV接口最大分辨率为2048×1536，60Hz
    由于屏幕越大三基色模拟信号干扰越明显，因此建议使用≤20英寸显示器。大屏高清显示器首选使用后面介绍的几种数字信号接口。
    RGBHV接口通常有3种连接形式：VGA端子、5路BNC 或 5路RCA。

    3.1 RGBHV接口之 VGA端子
    接口图：

    说明：
    VGA端子全称为 Video Graphics Array，视频图形阵列，也叫 D-sub 15，共有15针，分成3排，每排5个。

    3.2 RGBHV接口之 5路BNC或5路RCA
    接口图：

    说明：
    由于VGA端子的传输距离非常短，实际工程中为了传输更远的距离，人们把VGA端子拆开，将RGBHV五种信号分离出来，分别用五根同轴电缆传输，也就是5路BNC或5路RCA。

    4. HD-SDI 高清数字影音接口
    接口图：

    说明：
    HD-SDI 全称为 High Definition-Serial Digital Interface，高清数字分量串行接口，用于传输广播级的高清无压缩的数字影音信号，通常是1路BNC。
    HD-SDI 接口最大分辨率为1920×1080，60Hz

    5. DVI 高清数字图像接口
    接口图：

    说明：
    DVI 全称为Digital Visual Interface，数字视频接口，主要有两种：
    一为DVI-D（Digital），只能传输数字信号，接口上只有3排8列共24个针脚，不兼容模拟信号。
    另一为DVI-I（Inteface）接口，可同时兼容模拟和数字信号，可以通过转接头实现模拟信号的传输。
    与模拟图像接口不同的是，经DVI接口传输的数字信号不用再经过繁琐的数模转换，而且信号没有衰减，因此成像速度更快，色彩更纯净，画面质量非常高。
    DVI 接口最大分辨率为2560×1600,60Hz，热插拔有可能烧坏电路。
    6. HDMI 高清数字影音接口
     接口图：

    说明：
    HDMI 全称为 High Definition Multimedia Interface，高清晰度多媒体接口，它同DVI一样传输的是全数字信号。HDMI在针脚上和DVI兼容，只是采用了不同的封装。不同的是HDMI还可同时传输高质量的音频信号。
    HDMI可提供很高的数据传输带宽，可以传送无压缩的音频信号及高分辨率的视频信号。
    最新一代的HDMI接口最大分辨率高达4096×2160，60Hz（即4K分辨率）。使用避免热插拔。

    7. DisplayPort 高清数字影音接口
    接口图：

    说明：
    DisplayPort 是视频电子标准协会推动的数字式视频接口标准，DisplayPort最大支持21.6Gbps的传输带宽，而最新的HDMI标准也仅能支持10.8Gbps的带宽；
    如果说HDMI的出现取代了模拟信号视频，那么DisplayPort的出现取代的是DVI和VGA接口。
    DisplayPort 接口最大分辨率高达4096×2160，60Hz（即4K分辨率）。使用避免热插拔。

    DisplayPort与HDMI在外形上有些类似，要注意区分：

   四、7种视频信号接口参数总结与比较

    应该使用哪一种视频接口？
    1. 优先考虑使用数字信号接口，比如 DisplayPort、HDMI、DVI；
    2. 其次可使用高质量的模拟信号接口。三线色差分量、RGBHV 等接口传输的都是未经复合的信号，可以跳过信号源的编码和显示设备的解码，越少的处理带来越高的图像质量。

来自温附一医疗设备使用咨询平台

烟台张郑华

又学习了不少的东西，谢谢啦