시리얼 디지털 인터페이스

SDI

시리얼 디지털 인터페이스
시리얼 디지털 인터페이스는 BNC 단자를 사용한다
상태	개발 중
시작 연도	1989년 (1989)
마지막 버전	24G 2020
조직	SMPTE (The Society of Motion Picture and Television Engineers)
약어	SDI / SD-SDI / HD-SDI / SDI 3G / SDI 6G / SDI 12G / SDI 24G /

시리얼 디지털 인터페이스는 BNC 단자를 이용한다.

시리얼 디지털 인터페이스(serial digital interface, SDI)는 SMPTE가 1989년 최초로 표준화한 디지털 비디오 인터페이스의 일종이다. 예를 들어, ITU-R BT.656과 SMPTE 259M은 방송 등급의 영상에 쓰이는 디지털 영상 인터페이스를 정의한다. 관련 표준인 HD-SDI(high-definition serial digital interface)는 SMPTE 292M에 표준화되어 있으며 초당 1.485 기가비트의 데이터 전송 속도를 제공한다.

HD, UHD 이상의 늘어나는 영상 해상도, 프레임 레이트, 스테레오스코픽 (3차원) 영상, 색 깊이를 지원하기 위해 추가적인 SDI 표준들이 도입되었다. 듀얼 링크 HD-SDI는 SMPTE 292M 링크 쌍을 이루며, 1998년 SMPTE 372M에 의해 표준화되어 있다. 디지털 시네마나 HDTV 1080P처럼 표준 HDTV가 제공하는 것 이상의 해상도와 충실도를 요구하는 응용 부문에 사용되는 2.970 Gbit/s의 인터페이스를 제공한다. 3G-SDI (SMPTE 424M에 의해 표준화됨)는 듀얼 링크 HD-SDI를 대체하며 하나의 2.970 Gbit/s 직렬 링크를 이룬다. 6G-SDI, 12G-SDI 표준은 2015년 3월 19일에 출시되었다.

이러한 표준들은 텔레비전 시설 내에서 압축되지 않고 암호화되지 않은 디지털 비디오 신호(선택적으로 내장된 오디오 및 시간 코드 포함)를 전송하는 데 사용된다. 패킷화된 데이터에도 사용될 수 있다. SDI는 레코더, 모니터, PC 및 비전 믹서와 같은 다양한 장비를 함께 연결하는 데 사용된다. 사양의 동축류는 길이가 다양하지만 일반적으로 300미터(980피트) 미만이다. 297M과 같은 사양의 광섬유 변형은 최대 광섬유 길이 또는 리피터에 의해서만 제한되는 장거리 전송을 허용한다. SDI 및 HD-SDI는 일반적으로 전문 비디오 장비에서만 사용할 수 있다. 다양한 라이선스 계약이 SDI와 같은 암호화되지 않은 디지털 인터페이스의 사용을 제한하여 소비자 장비에서의 사용을 금지하기 때문이다. 몇몇 전문 비디오 및 HD 비디오 지원 DSLR 카메라와 모든 비압축 비디오 지원 소비자 카메라는 흔히 클린 HDMI라고 불리는 HDMI 인터페이스를 사용한다. 기존 DVD 플레이어 및 기타 장치를 위한 다양한 모드 키트가 있으며 이를 통해 사용자는 이러한 장치에 SDI를 추가할 수 있다.

전기 인터페이스

다양한 시리얼 디지털 인터페이스 표준은 모두 공칭 임피던스가 75옴인 BNC 커넥터가 있는 동축 케이블(하나 이상)을 사용한다. 이는 아날로그 비디오 설정에 사용되는 것과 동일한 유형의 케이블이므로 잠재적으로 업그레이드가 더 쉽다(더 높은 비트 전송률에서 장기간 실행하려면 더 높은 품질의 케이블이 필요할 수 있음). 소스에서 지정된 신호 진폭은 800mV(±10%) 피크 대 피크이다. 감쇠로 인해 수신기에서 훨씬 낮은 전압이 측정될 수 있다. 수신기에서 이퀄라이제이션을 사용하면 리피터를 사용하지 않고도 300미터(980피트)에 걸쳐 270Mbit/s SDI를 전송할 수 있지만 더 짧은 길이가 선호된다. HD 비트 전송률은 최대 실행 길이가 더 짧으며 일반적으로 100미터(330피트)이다.

압축되지 않은 디지털 컴포넌트 신호가 전송된다. 데이터는 NRZI 형식으로 인코딩되며 선형 피드백 시프트 레지스터를 사용하여 데이터를 스크램블하여 0 또는 1의 긴 문자열이 인터페이스에 나타날 가능성을 줄인다. 인터페이스는 자체 동기화 및 자체 클럭킹이다. 프레이밍은 (스크램블되지 않은) 직렬 디지털 신호에 10개의 1과 20개의 0(HD에서는 20개의 1과 40개의 0이 뒤따름)의 시퀀스로 나타나는 특수 동기화 패턴을 감지하여 수행된다. 이 비트 패턴은 데이터 페이로드 내의 다른 곳에서는 유효하지 않다.

표준

표준	이름	도입 시점	비트레이트	예시가 되는 비디오 포맷
SMPTE 259M	SD-SDI	1989	270 Mbit/s, 360 Mbit/s, 143 Mbit/s, 177 Mbit/s	480i, 576i
SMPTE 344M	ED-SDI		540 Mbit/s	480p, 576p
SMPTE 292M	HD-SDI	1998	1.485 Gbit/s, 1.485/1.001 Gbit/s	720p, 1080i
SMPTE 372M	듀얼 링크 HD-SDI	2002	2.970 Gbit/s, 2.970/1.001 Gbit/s	1080p60
SMPTE 424M	3G-SDI	2006	2.970 Gbit/s, 2.970/1.001 Gbit/s	1080p60
SMPTE ST-2081	6G-SDI	2015	6 Gbit/s	2160p30
SMPTE ST-2082	12G-SDI	2015	12 Gbit/s	2160p60
SMPTE ST-2083	24G-SDI	2020	24 Gbit/s	2160p120

비트레이트

시리얼 디지털 비디오 신호에는 여러 비트 전송률이 사용된다.

• SMPTE 259M에 정의된 표준 정의 애플리케이션의 경우 가능한 비트 전송률은 270Mbit/s, 360Mbit/s, 143Mbit/s 및 177Mbit/s이다. 270Mbit/s가 가장 일반적으로 사용된다. 하지만 360Mbit/s 인터페이스(와이드스크린 표준 정의에 사용됨)가 때때로 발생한다. 143 및 177 Mbit/s 인터페이스는 복합 인코딩(NTSC 또는 PAL) 비디오를 디지털 방식으로 전송하기 위해 고안되었으며 현재는 구식으로 간주된다.
• 고급 정의 애플리케이션(주로 525P)의 경우 여러 개의 540Mbit/s 인터페이스가 정의되어 있으며 듀얼 링크 270Mbit/s 인터페이스에 대한 인터페이스 표준도 있다. 이러한 경우는 거의 발생하지 않는다.
• HDTV 애플리케이션의 경우 시리얼 디지털 인터페이스는 SMPTE 292M에 의해 정의된다. 1.485Gbit/s 및 1.485/1.001Gbit/s의 두 가지 비트 전송률이 정의된다. SMPTE 292M이 기존 NTSC 시스템과 호환되도록 59.94Hz, 29.97Hz 및 23.98Hz의 프레임 속도로 비디오 형식을 지원할 수 있도록 1/1.001의 요소가 제공된다. 1.485Gbit/s 버전의 표준은 60Hz, 50Hz, 30Hz, 25Hz 및 24Hz를 포함하여 널리 사용되는 다른 프레임 속도를 지원한다. 1.5Gbit/s의 공칭 비트 전송률을 사용하는 것으로 두 표준을 집합적으로 참조하는 것이 일반적이다.
• HD-SDI 인터페이스가 제공할 수 있는 것보다 더 높은 해상도, 프레임 속도 또는 색상 충실도를 요구하는 초고화질 애플리케이션의 경우 SMPTE 372M 표준은 듀얼 링크 인터페이스를 정의한다. 이름에서 알 수 있듯이 이 인터페이스는 병렬로 작동하는 두 개의 SMPTE 292M 상호 연결로 구성된다. 특히, 듀얼 링크 인터페이스는 60Hz, 59.94Hz, 50Hz의 프레임 레이트에서 10비트, 4:2:2, 1080P 형식은 물론 12비트 색 심도, RGB 인코딩 및 4:4:4 색 샘플링을 지원한다.
• 공칭 3 Gbit/s 인터페이스(보다 정확하게는 2.97 Gbit/s, 일반적으로 "3 gig"라고 함)는 2006년에 SMPTE에 의해 424M으로 표준화되었다. 2012년에 SMPTE ST 424:2012로 개정되었으며, 다음을 모두 지원한다. 듀얼 1.485 Gbit/s 인터페이스에서 지원되는 기능이지만 두 개가 아닌 하나의 케이블만 필요하다.

기타 인터페이스

SMPTE 297-2006은 비트 직렬 디지털 신호를 전송하기 위한 광섬유 시스템을 정의한다. 이 규격은 SMPTE ST 259 신호(143~360 Mbit/s), SMPTE ST 344 신호(540 Mbit/s), SMPTE ST 292-1/-2 신호(1.485 Gbit/s 및 1.485/1.001 Gbit/s), SMPTE ST 424 신호(2.970 Gbit/s 및 2.970/1.001 Gbit/s)를 전송하기 위한 것이다. 광학 사양 외에도 ST 297은 레이저 안전 시험을 의무화하며, 모든 광 인터페이스에는 안전 준수, 적용 분야 및 상호 운용성을 나타내는 라벨을 부착해야 한다.

8비트 병렬 디지털 인터페이스는 ITU-R Rec. 601에 의해 정의되어 있으나 현재는 사용되지 않는다(단, 여러 표준의 조항들은 8비트 인터페이스의 가능성을 수용하고 있다).

데이터 형식

SD 및 ED 애플리케이션에서 직렬 데이터 형식은 10비트 폭으로 정의되는 반면, HD 애플리케이션에서는 20비트 폭으로 정의되며 두 개의 병렬 10비트 데이터 스트림(각각 Y와 C로 알려짐)으로 나뉜다. SD 데이터 스트림은 다음과 같이 배열된다.

Cb Y Cr Y' Cb Y Cr Y'

반면 HD 데이터 스트림은 다음과 같이 배열된다.

Y

Y Y' Y Y' Y Y' Y Y'

C

Cb Cr Cb Cr Cb Cr Cb Cr

모든 직렬 디지털 인터페이스(사용되지 않는 컴포지트 인코딩 제외)에서 기본 색상 인코딩은 4:2:2 YCbCr 형식이다. 휘도 채널(Y)은 전체 대역폭(270 Mbit/s SD에서 13.5 MHz, HD에서 ~75 MHz)으로 인코딩되며, 두 개의 색차 채널(Cb 및 Cr)은 수평으로 서브샘플링되어 절반의 대역폭(6.75 MHz 또는 37.5 MHz)으로 인코딩된다. Y, Cr, Cb 샘플은 동일한 시점에 획득(co-sited)되며, Y' 샘플은 두 인접한 Y 샘플 사이의 중간 시점에 획득된다.

위에서 Y는 휘도 샘플을, C는 색차 샘플을 의미한다. Cr과 Cb는 각각 적색 및 청색 "색차" 채널을 의미하며, 자세한 내용은 컴포넌트 비디오를 참조한다. 이 섹션은 SDI의 기본 색상 인코딩만을 다루며, 인터페이스를 일반적인 10비트 데이터 채널로 취급하면 다른 색상 인코딩도 가능하다. 다른 색도 인코딩의 사용 및 RGB 색 공간으로의 변환은 아래에서 다룬다.

비디오 페이로드(및 보조 데이터 페이로드)는 4에서 1,019(004₁₆에서 3FB₁₆) 범위의 10비트 워드를 사용할 수 있다. 0~3 및 1,020~1,023(3FC₁₆~3FF₁₆) 값은 예약되어 있으며 페이로드 내에 나타날 수 없다. 이 예약된 워드들은 동기화 패킷과 보조 데이터 헤더라는 두 가지 목적을 위해 사용된다.

동기화 패킷

동기화 패킷(일반적으로 타이밍 참조 신호 또는 TRS로 알려짐)은 모든 라인의 첫 번째 유효 샘플 직전과 마지막 유효 샘플 직후(및 수평 귀선 기간 시작 전)에 발생한다. 동기화 패킷은 4개의 10비트 워드로 구성되는데, 처음 세 워드는 항상 0x3FF, 0, 0으로 동일하며, 네 번째 워드는 3개의 플래그 비트와 오류 수정 코드로 구성된다. 결과적으로 8개의 서로 다른 동기화 패킷이 가능하다.

HD-SDI 및 듀얼 링크 인터페이스에서 동기화 패킷은 Y 및 C 데이터 스트림 모두에서 동시에 발생해야 한다. (듀얼 링크 인터페이스에서 두 케이블 사이의 약간의 지연은 허용되지만, 듀얼 링크를 지원하는 장비는 다른 링크가 따라올 수 있도록 앞선 링크를 버퍼링해야 한다.) SD-SDI 및 확장 정의 인터페이스에는 단 하나의 데이터 스트림만 있으므로 한 번에 하나의 동기화 패킷만 존재한다. 패킷 수에 관한 문제를 제외하면, 그 형식은 모든 버전의 직렬 디지털 인터페이스에서 동일하다.

네 번째 워드(일반적으로 XYZ 워드로 알려짐)에 있는 플래그 비트는 H, F, V로 알려져 있다. H 비트는 수평 귀선 기간의 시작을 나타내며, 수평 귀선 기간 직전의 동기화 비트는 H가 1로 설정되어야 한다. 이러한 패킷을 일반적으로 유효 비디오 종료(End of Active Video, EAV) 패킷이라고 한다. 마찬가지로, 유효 비디오 시작 직전에 나타나는 패킷은 H가 0으로 설정되는데, 이를 유효 비디오 시작(Start of Active Video, SAV) 패킷이라고 한다.

마찬가지로 V 비트는 수직 귀선 기간의 시작을 나타내는 데 사용된다. V=1인 EAV 패킷은 다음 라인(라인은 EAV에서 시작되는 것으로 간주)이 수직 귀선 기간의 일부임을 나타내며, V=0인 EAV 패킷은 다음 라인이 유효 영상의 일부임을 나타낸다.

F 비트는 비월 주사 방식 및 세그먼트 프레임 형식에서 해당 라인이 첫 번째 필드(또는 세그먼트)에서 오는지, 아니면 두 번째 필드에서 오는지 나타내는 데 사용된다. 순차 주사 방식 형식에서 F 비트는 항상 0으로 설정된다.

라인 카운터 및 CRC

고선명 직렬 디지털 인터페이스(및 듀얼 링크 HD)에서는 인터페이스의 견고성을 높이기 위해 추가적인 체크 워드가 제공된다. 이 형식들에서 EAV 패킷 직후의 4개 샘플(SAV 패킷은 아님)은 순환 중복 검사 필드와 라인 번호 표시기를 포함한다. CRC 필드는 이전 라인의 CRC를 제공하며(CRC는 Y 및 C 스트림에 대해 독립적으로 계산됨), 인터페이스의 비트 오류를 감지하는 데 사용할 수 있다. 라인 번호 필드는 현재 라인의 번호를 나타낸다.

CRC 및 라인 번호는 SD 및 ED 인터페이스에는 제공되지 않는다. 대신 EDH 패킷이라는 특별한 보조 데이터 패킷을 선택적으로 사용하여 데이터의 CRC 검사를 수행할 수 있다.

라인 및 샘플 번호 지정

주어진 데이터 스트림 내의 각 샘플에는 고유한 라인 및 샘플 번호가 할당된다. 모든 형식에서 SAV 패킷 직후의 첫 번째 샘플에는 샘플 번호 0이 할당되고, 다음 샘플은 1이 할당되며, 이는 다음 SAV 패킷의 XYZ 워드까지 이어진다. 데이터 스트림이 하나인 SD 인터페이스에서 0번째 샘플은 Cb 샘플이고, 1번째 샘플은 Y 샘플, 2번째 샘플은 Cr 샘플, 3번째 샘플은 Y' 샘플이며, 이 패턴이 반복된다. HD 인터페이스에서는 각 데이터 스트림마다 고유한 샘플 번호가 지정되므로, Y 데이터 스트림의 0번째 샘플은 Y 샘플이고, 다음 샘플은 Y' 샘플이 되는 식이다. 마찬가지로 C 데이터 스트림의 첫 번째 샘플은 Cb이고, 그 뒤를 Cr이 따르며, 다시 Cb가 나타난다.

라인 번호는 1부터 시작하여 해당 형식의 프레임당 라인 수(일반적으로 525, 625, 750 또는 1125(Sony HDVS))까지 순차적으로 매겨진다. 라인 1을 결정하는 방식은 다소 임의적이지만 관련 표준에 의해 명확하게 지정되어 있다. 525라인 시스템에서는 수직 귀선 기간의 첫 번째 라인이 라인 1인 반면, 다른 비월 주사 시스템(625 및 1125라인)에서는 F 비트가 0으로 전환된 후의 첫 번째 라인이 라인 1이다.

라인은 EAV에서 시작되는 것으로 간주되는 반면 샘플 0은 SAV 다음의 샘플이라는 점에 유의해야 한다. 이는 1080i 비디오의 주어진 라인에서 첫 번째 샘플이 샘플 번호 1920(해당 형식의 첫 번째 EAV 샘플)이고, 라인이 다음 샘플 1919(해당 형식의 마지막 유효 샘플)에서 끝난다는 다소 혼란스러운 결과를 낳는다. 이러한 동작은 라인 전환이 수평 귀선 기간의 중간쯤 발생하는 동기 펄스에서 일어나는 것으로 간주되는 아날로그 비디오 인터페이스와는 다소 다르다.

링크 번호 지정

링크 번호 지정은 멀티 링크 인터페이스에서만 문제가 된다. 첫 번째 링크(주 링크)에는 링크 번호 1이 할당되고, 이후 링크에는 증가하는 링크 번호가 할당된다. 따라서 듀얼 링크 시스템의 두 번째(보조) 링크는 링크 2가 된다. 주어진 인터페이스의 링크 번호는 수직 보조 데이터 공간에 위치한 VPID 패킷에 의해 표시된다.

듀얼 링크의 데이터 레이아웃은 주 링크를 단일 링크 인터페이스에 입력해도 사용 가능한(다소 품질이 저하된) 비디오를 생성할 수 있도록 설계되었다는 점에 유의해야 한다. 보조 링크는 일반적으로 추가적인 LSB(12비트 형식의 경우), 4:4:4 샘플링 비디오의 비동기식 샘플(주 링크가 여전히 유효한 4:2:2가 되도록 함), 알파 또는 데이터 채널과 같은 정보를 포함한다. 1080P 듀얼 링크 구성에서 두 번째 링크가 없더라도 첫 번째 링크는 여전히 유효한 1080i 신호를 포함한다.

1080p60, 59.94 또는 50 Hz 비디오를 듀얼 링크로 전송하는 경우, 각 링크는 동일한 필드 레이트에서 유효한 1080i 신호를 포함한다. 첫 번째 링크는 홀수 필드의 1, 3, 5번째 라인과 짝수 필드의 2, 4, 6번째 라인 등을 포함하며, 두 번째 링크는 홀수 필드의 짝수 라인과 짝수 필드의 홀수 라인을 포함한다. 두 링크를 결합하면 더 높은 프레임 레이트에서 순차 주사 방식의 영상이 생성된다.

보조 데이터

 이 부분의 본문은 보조 데이터입니다.

SMPTE 259M과 마찬가지로 SMPTE 292M은 보조 데이터에 대한 SMPTE 291M 표준을 지원한다. 보조 데이터는 직렬 디지털 신호 내에서 비비디오 페이로드를 위한 표준화된 전송 수단으로 제공되며, 임베디드 오디오, 자막, 타임코드 및 기타 메타데이터 유형에 사용된다. 보조 데이터는 0, 3FF, 3FF(동기화 패킷 헤더와 반대)로 구성된 3워드 패킷으로 표시되며, 뒤이어 2워드 식별 코드, 데이터 카운트 워드(0~255워드의 페이로드 표시), 실제 페이로드, 1워드 체크섬이 온다. 헤더에서의 사용을 제외하면 비디오 페이로드에 금지된 코드는 보조 데이터 페이로드에도 금지된다.

보조 데이터의 구체적인 응용 분야로는 임베디드 오디오, EDH, VPID 및 SDTI가 있다.

듀얼 링크 애플리케이션에서 보조 데이터는 대부분 주 링크에서 발견되며, 보조 링크는 주 링크에 공간이 없을 경우에만 보조 데이터용으로 사용된다. 이 규칙의 유일한 예외는 VPID 패킷으로, 두 링크 모두 유효한 VPID 패킷이 존재해야 한다.

임베디드 오디오

HD 및 SD 직렬 인터페이스는 모두 비디오와 함께 16개의 오디오 채널을 임베딩할 수 있도록 지원한다. 두 인터페이스는 서로 다른 오디오 캡슐화 방식을 사용하는데, SD는 SMPTE 272M 표준을, HD는 SMPTE 299M 표준을 사용한다. 일반적으로 48 kHz, 24비트(SD에서는 20비트이나 24비트로 확장 가능) PCM 오디오가 AES3 디지털 오디오 인터페이스와 직접 호환되는 방식으로 인코딩된다. 데이터는 SDI 신호가 달리 유용한 정보를 전달하지 않는 수평 귀선 기간에 배치된다(수신기는 TRS로부터 자체 귀선 신호를 생성한다).

듀얼 링크 애플리케이션에서는 각 링크가 16개 채널을 전달할 수 있으므로 총 32개의 오디오 채널을 사용할 수 있다.

SMPTE ST 299-2:2010은 3G-SDI 인터페이스를 확장하여 단일 링크에서 32개의 오디오 채널(16쌍)을 전송할 수 있도록 한다.

EDH

표준 정의 인터페이스는 체크섬, CRC 또는 기타 데이터 무결성 검사를 수행하지 않으므로, EDH(Error Detection and Handling) 패킷을 비디오 신호의 수직 귀선 기간에 선택적으로 배치할 수 있다. 이 패킷에는 유효 영상과 전체 필드(전환이 발생할 수 있고 유용한 데이터가 없어야 하는 라인은 제외)에 대한 CRC 값이 포함된다. 장비는 자체 CRC를 계산하고 수신된 CRC와 비교하여 오류를 감지할 수 있다.

EDH는 일반적으로 표준 정의 인터페이스에서만 사용되며, HD 인터페이스에는 CRC 워드가 존재하므로 EDH 패킷은 필요하지 않다.

VPID

VPID(또는 비디오 페이로드 식별자) 패킷은 비디오 형식을 설명하기 위해 점점 더 많이 사용되고 있다. 직렬 디지털 인터페이스 초기 버전에서는 TRS에서 H와 V 전환 사이의 라인 수와 샘플 수를 계산하여 비디오 형식을 고유하게 결정할 수 있었다. 듀얼 링크 인터페이스와 세그먼트 프레임 표준이 도입되면서 이는 더 이상 불가능해졌고, 따라서 VPID 표준(SMPTE 352M에 의해 정의됨)은 비디오 페이로드의 형식을 고유하고 명확하게 식별할 수 있는 방법을 제공한다.

비디오 페이로드 및 귀선 기간

비디오 신호의 유효 부분은 SAV 패킷 다음부터 다음 EAV 패킷 이전까지의 샘플로 정의되며, 대응하는 EAV 및 SAV 패킷의 V 비트는 0으로 설정된다. 이 유효 부분에 실제 영상 정보가 저장된다.

색상 인코딩

직렬 디지털 인터페이스에서는 여러 색상 인코딩이 가능하다. 기본(그리고 가장 일반적인) 경우는 4:2:2 YCbCr로 인코딩된 10비트 선형 샘플링 비디오 데이터이다. (YCbCr은 YPbPr 색 공간의 디지털 표현이다.) 비디오 샘플은 위에서 설명한 대로 저장된다. 데이터 워드는 다음과 같이 각 비디오 구성 요소의 신호 수준에 대응한다.

• 루마(Y) 채널은 0 mV의 신호 수준이 코드워드 64(16진수 40)에, 700밀리볼트(전체 범위)가 코드워드 940(16진수 3AC)에 할당되도록 정의된다.
• 색차 채널의 경우, 0 mV는 코드워드 512(16진수 200)에, -350 mV는 코드워드 64(16진수 40)에, +350 mV는 코드워드 960(16진수 3C0)에 할당된다.

루마와 색차 채널의 스케일링은 동일하지 않다는 점에 유의해야 한다. 이 범위의 최소값과 최대값은 권장되는 신호 제한을 나타내지만, 비디오 페이로드는 이 범위를 벗어날 수 있다(단, 예약된 코드워드 0~3 및 1020~1023은 비디오 페이로드에 절대 사용되어서는 안 된다). 또한 대응하는 아날로그 신호는 이 범위를 훨씬 벗어나는 편차를 보일 수 있다.

비색법

YPbPr(및 YCbCr)은 모두 RGB 색 공간에서 파생되므로 변환 수단이 필요하다. 디지털 비디오에는 일반적으로 사용되는 세 가지 비색계가 있다.

• SD 및 ED 애플리케이션은 일반적으로 ITU-R Rec. 601에 지정된 비색 행렬을 사용한다.
• 대부분의 HD, 듀얼 링크 및 3 Gbit/s 애플리케이션은 ITU-R Rec. 709에 지정된 다른 행렬을 사용한다.
• SMPTE 260M에 의해 지정된 1035라인 MUSE HD 표준(주로 일본에서 사용되었으며 현재는 대부분 사용되지 않음)은 SMPTE 240M에 의해 지정된 비색 행렬을 사용했다. 1035라인 형식이 1080라인 형식으로 대체됨에 따라 이 비색법은 현재 거의 사용되지 않는다.

기타 색상 인코딩

듀얼 링크 및 3 Gbit/s 인터페이스는 4:2:2 YCbCr 외에도 다음과 같은 다른 색상 인코딩을 추가로 지원한다.

• 4:2:2 및 4:4:4 YCbCr(선형 키잉, 즉 알파 합성에 사용되는 선택적 알파 채널 또는 비비디오 페이로드용 데이터 채널 포함)
• 4:4:4 RGB(선택적 알파 또는 데이터 채널 포함)
• 샘플당 10비트 대신 12비트 색상 정보를 가진 4:2:2 YCbCr, 4:4:4 YCbCr 및 4:4:4 RGB. 인터페이스 자체는 여전히 10비트이며 채널당 추가 2비트는 두 번째 링크의 추가 10비트 채널로 멀티플렉싱된다는 점에 유의한다.

RGB 인코딩을 사용하는 경우, 세 가지 원색은 모두 Y 채널과 동일한 방식으로 인코딩된다. 값 64(16진수 40)는 0 mV에, 940(16진수 3AC)은 700 mV에 대응한다.

12비트 애플리케이션은 10비트 대응 방식과 유사하게 스케일링되며, 추가 2비트는 LSB로 간주된다.

수직 및 수평 귀선 기간

보조 데이터에 사용되지 않는 수직 및 수평 귀선 기간의 일부에는 루마 샘플에 코드워드 64(16진수 40), 색차 샘플에 512(16진수 200)를 할당하는 것이 권장된다. 둘 다 0 mV에 대응한다. 아날로그 수직 귀선 구간 정보(예: 수직 귀선 기간 타임코드 또는 수직 귀선 구간 테스트 신호)를 인터페이스를 깨뜨리지 않고 인코딩하는 것은 허용되지만, 그러한 사용은 비표준적이다(메타데이터 전송에는 보조 데이터가 권장됨). 그러나 아날로그 동기 및 버스트 신호를 디지털로 변환하는 것은 권장되지 않으며, 디지털 인터페이스에서는 전혀 필요하지 않다.

서로 다른 영상 형식은 디지털 귀선 기간에 대해 서로 다른 요구 사항을 갖는다. 예를 들어, 소위 1080라인 HD 형식은 모두 1080개의 유효 라인을 갖지만 총 1125라인을 가지며 나머지는 수직 귀선 기간이다.

지원되는 비디오 형식

다양한 버전의 직렬 디지털 인터페이스는 수많은 비디오 형식을 지원한다.

• 270 Mbit/s 인터페이스는 59.94 Hz 필드 레이트(29.97 Hz 프레임 레이트)의 525라인 비월 주사 비디오와 50 Hz 625라인 비월 주사 비디오를 지원한다. 이 형식들은 각각 NTSC 및 PAL-B/G/D/K/I 시스템과 매우 호환되며, NTSC 및 PAL이라는 용어는 종종 이 형식들을 지칭하는 데(부정확하게) 사용된다. PAL은 컴포지트 색상 인코딩 방식이며, 해당 용어는 라인 표준을 정의하지 않는다(보통 625i와 함께 사용되지만). 한편, 직렬 디지털 인터페이스는(143 Mbit/s 및 177 Mbit/s 형태를 제외하고) 컴포넌트 표준이다.
• 360 Mbit/s 인터페이스는 525i 및 625i 와이드스크린을 지원한다. 4:2:0 샘플링을 사용하면 525p도 지원할 수 있다.
• 다양한 540 Mbit/s 인터페이스는 525p 및 625p 형식을 지원한다.
• 공칭 1.49 Gbit/s 인터페이스는 대부분의 고선명 비디오 형식을 지원한다. 지원되는 형식에는 1080/60i, 1080/59.94i, 1080/50i, 1080/30p, 1080/29.97p, 1080/25p, 1080/24p, 1080/23.98p, 720/60p, 720/59.94p 및 720/50p가 포함된다. 또한 몇 가지 1035i 형식(사용되지 않는 일본 텔레비전 표준), 720/24p와 같은 절반 대역폭 720p 표준(일부 필름 변환 애플리케이션에 사용되며, 라인당 샘플 수가 홀수라는 점에서 이례적임), 다양한 1080psf(순차 주사 방식 세그먼트 프레임) 형식이 있다. 순차 주사 방식 세그먼트 프레임 형식은 비월 주사 비디오처럼 보이지만 실제로는 순차적으로 스캔된 비디오를 포함한다. 이는 30 Hz 및 24 Hz와 같은 낮은 필드 레이트에 동기화할 수 없는 많은 아날로그 모니터와 텔레비전을 지원하기 위해 수행된다.
• 2.97 Gbit/s 듀얼 링크 HD 인터페이스는 1080/60p, 1080/59.94p, 1080/50p뿐만 아니라 4:4:4 인코딩, 더 높은 색 깊이, RGB 인코딩, 알파 채널 및 비표준 해상도(컴퓨터 그래픽이나 디지털 시네마에서 자주 접함)를 지원한다.
• 3G-SDI의 쿼드 링크 인터페이스는 UHDTV-1 해상도 2160/60p를 지원한다.

관련 인터페이스

여기에 설명된 일반적인 직렬 디지털 인터페이스 외에도 이와 유사하거나 그 안에 포함된 몇 가지 다른 인터페이스가 있다.

SDTI

 이 부분의 본문은 직렬 데이터 전송 인터페이스입니다.

SDTI(Serial Data Transport Interface)라는 확장 사양이 있으며, 이를 통해 압축된(예: DV, MPEG 등) 비디오 스트림을 SDI 라인을 통해 전송할 수 있다. 이를 통해 하나의 케이블로 여러 비디오 스트림을 보내거나 실시간보다 빠르게(2배, 4배 등) 비디오를 전송할 수 있다. HD-SDTI라고 알려진 관련 표준은 SMPTE 292M 인터페이스에서 유사한 기능을 제공한다.

SDTI 인터페이스는 SMPTE 305M에 의해 지정된다. HD-SDTI 인터페이스는 SMPTE 348M에 의해 지정된다.

ASI

 이 부분의 본문은 비동기 직렬 인터페이스입니다.

비동기 직렬 인터페이스(ASI) 사양은 여러 MPEG 비디오 스트림을 포함하는 MPEG 전송 스트림(MPEG-TS)을 75옴 구리 동축 케이블이나 다중 모드 광섬유를 통해 전송하는 방법을 설명한다. ASI는 방송 프로그램을 스튜디오에서 가정의 시청자에게 도달하기 전 최종 송신 장비까지 전송하는 대중적인 방법이다.

ASI 표준은 디지털 텔레비전 방송(DVB) 표준의 일부이다.

SMPTE 349M

표준 SMPTE 349M: SMPTE 292M을 통한 대체 소스 영상 형식 전송은 비표준 및 저비트레이트 비디오 형식을 HD-SDI 인터페이스 내에 캡슐화하는 수단을 지정한다. 이 표준을 사용하면 예를 들어 여러 독립적인 표준 정의 비디오 신호를 HD-SDI 인터페이스에 멀티플렉싱하여 하나의 선으로 전송할 수 있다. 이 표준은 단순히 저비트레이트 형식의 요구 사항을 충족하기 위해 EAV 및 SAV 타이밍을 조정하는 것이 아니라, 전체 SDI 형식(동기화 워드, 보조 데이터 및 비디오 페이로드 포함)을 292M 스트림 내에서 일반 데이터 페이로드로 캡슐화하고 전송할 수 있는 수단을 제공한다.

HDMI

HDMI to SDI 변환기

HDMI 인터페이스는 비압축 영상 데이터와 압축/비압축 디지털 오디오 데이터를 HDMI 호환 장치에서 호환 가능한 컴퓨터 모니터, 영상 프로젝터, 디지털 텔레비전 또는 디지털 오디오 장치로 전송하기 위한 소형 오디오/비디오 인터페이스이다. 주로 소비자 분야에서 사용되지만, 클린 HDMI라고 불리는 비압축 비디오를 포함하여 전문 장비에서도 점점 더 많이 사용되고 있다.

G.703

G.703 표준은 원래 전화 통신을 위해 설계된 또 다른 고속 디지털 인터페이스이다.

HDcctv

HDcctv 표준은 비디오 감시 애플리케이션을 위해 SDI를 수정한 형태를 구현한 것으로, 비디오 감시 카메라를 위한 유사하지만 다른 형식인 TDI와 혼동해서는 안 된다.

CoaXPress

CoaXPress 표준은 원래 산업용 카메라와 함께 사용하기 위해 설계된 또 다른 고속 디지털 인터페이스이다. CoaXPress의 데이터 속도는 단일 동축 케이블을 통해 최대 12.5 Gbit/s까지 올라간다. 41 Mbit/s 업링크 채널과 동축 케이블을 통한 전력 공급도 표준에 포함되어 있다.

표준

• Society of Motion Picture and Television Engineers: SMPTE 274M-2005: Image Sample Structure, Digital Representation and Digital Timing Reference Sequences for Multiple Picture Rates
• Society of Motion Picture and Television Engineers: SMPTE 292M-1998: Bit-Serial Digital Interface for High Definition Television
• Society of Motion Picture and Television Engineers: SMPTE 291M-1998: Ancillary Data Packet and Space Formatting
• Society of Motion Picture and Television Engineers: SMPTE 372M-2002: Dual Link 292M Interface for 1920 x 1080 Picture Raster

외부 링크

• (영어) Standards of SMPTE 보관됨 2009-02-01 - 웨이백 머신
• (영어) HDcctv Alliance (Security organization supporting SDI for security surveillance)