High-Definition Multimedia Interface

 
HDMI type A-chassisdeel
HDMI type A-connector

De High-Definition Multimedia Interface (HDMI) is een aansluiting voor audio- en videosignalen in ongecomprimeerde digitale vorm.

HDMI biedt een interface tussen elke compatibele digitale bron van audio/video zoals een computer, settopbox, dvd-speler, versterker enerzijds en een compatibel scherm zoals een plasmascherm of een liquid crystal display (lcd) anderzijds.

HDMI is de nieuwe interface voor audiovisueel materiaal zoals high-definition television en thuisbioscoop. De kabel bestaat uit 19 draden. De maximale bandbreedte is 18,0 Gb/s (gigabit per seconde).

HDMI is een niet-gecomprimeerd digitaal signaal, terwijl de voorgaande signalen analoog waren. Op die manier elimineert men de analoge omzetting. In tegenstelling tot de voorgangerDigital Visual Interface (DVI) ondersteunt HDMI ook geluid, en wel maximaal acht digitale audiokanalen.

Geschiedenis

De HDMI kabel is uitgevonden rond december 2002, door de samenwerking van een aantal bedrijven. Ze zochten samen naar een snellere kabel die op verschillende vlakken gebruikt kon worden. De producten en toepassingen voor HDMI werden pas in 2003 verkocht voor de consumenten.

Kabels

Er bestaan 5 types HDMI-kabels: type A (19 draden) voor thuisgebruik en type B (29 draden) voor de filmindustrie en andere professionele toepassingen. Naast deze grotere kabels zijn er ook een mini-HDMI-kabel type C en een micro-HDMI-kabel type D met beide 19 draden die bij draagbare multimedia gebruikt wordt. De laatste is de HDMI-versie voor de auto type E (19 draden), HDMI standard automotive.

In het algemeen zouden de HDMI-kabels niet langer dan 5 meter mogen zijn om geen kwaliteitsvermindering te krijgen. Hogekwaliteitskabels kunnen tot 15 meter zonder signaalversterker reiken. Vanaf 2005 werden veel high-end-televisietoestellen met minstens één HDMI-interface verkocht. Meer ingangen zijn noodzakelijk wanneer meer bronnen moeten worden weergegeven (althans zonder het verwisselen van kabels). Met een HDMI-switch kunnen verscheidene bronnen op een beeldscherm met slechts één HDMI-interface worden aangesloten. Goedkopere switches hebben twee of vier ingangen en één uitgang. Ook zijn er splitters verkrijgbaar waarmee een enkele bron op meer beeldschermen kan worden weergegeven. In het duurdere segment zijn matrix-switches verkrijgbaar die het mogelijk maken een willekeurige bron op een willekeurig scherm aan te sluiten. Om het signaal over grotere afstanden te transporteren kunnen versterkers ingezet worden.

HDMI zoals het nu het meeste gebruikt wordt, versie 1.3(a), wordt HDMI standard of HDMI high speed genoemd, afhankelijk van de ondersteunde resolutie. Van daaruit wordt verder gebouwd en komen er nieuwe versies aan die bijvoorbeeld gebruik kunnen maken van het ethernet, HDMI standard/high speed with ethernet.

Alleen homecinemasystemen met een internetverbinding hebben een HDMI-kabel met ethernet nodig. Alle andere kabels ondersteunen de andere kenmerken van HDMI 1.4. Een nieuwe HDMI-kabel voor 3D is dus niet vanzelfsprekend, want het kan zijn dat de oude ervoor geschikt is. Wanneer men 3D in Full HD op televisie bekijkt, heeft men een HDMI 1.4-kabel (eigenlijk HDMI High Speed kabel genoemd) nodig, want de 1080p-resolutie wordt ondersteund.

HDMI-techniek en -ontwikkelingen

De ontwikkeling van HDMI-techniek ontstond door de behoefte aan een standaard welke voorziet in audio-/videotransmissie van diverse mediabronnen.

HDMI 1.0

HDMI 1.0 is in december 2002 op de markt gekomen en combineert een digitaal videosignaal met een tweekanaalsaudiosignaal in één enkele kabel. Dit kan bijvoorbeeld zijn tussen een dvd- of mediaspeler met HDMI en een televisie met HDMI. Digitale audio/video-connectorinterface met een maximum TMDS-bandbreedte van 4,9 Gbit/s. Het ondersteunt tot 3,96 Gbit/s-videobandbreedte (1080p/60 Hz of UXGA) en 8 kanaals-LPCM-/19 kHz-/24 bit-audio.

HDMI 1.1

Sinds mei 2004. Deze versie voegt de mogelijkheid toe om niet alleen video en tweekanaalsaudio door één enkele kabel te voeren, maar ook de mogelijkheid om surround geluid zoals Dolby Digital en DTS door te voeren, tot wel 8 kanalen (7.1 setting).

HDMI 1.2

Sinds augustus 2005. Deze versie ondersteunde One Bit Audio en voegt de mogelijkheid toe om signalen van een super audio compact disc (sacd) door te voeren. Dit betreft signalen van een sacd van bijvoorbeeld een dvd-speler naar een ontvanger, gecombineerd in HDMI. Er kwam ook de beschikbaarheid van HDMI type A-connectors voor pc-bronnen, de mogelijkheid om naast sRGB-kleur ook YcbCr-kleurruimte te benutten. In december 2004 werd HDMI 1.2a vrijgegeven met Consumer Electronic Control (CEC)-mogelijkheden.

HDMI 1.3

Deze versie is beschikbaar sinds juni 2006 en bevat verbeteringen in zowel de audio- als video-elementen. Door de komst van blu-ray (en het intussen opgedoekte hd-dvd) brengt deze versie ook de mogelijkheid om digitale bitstreams (gegevensstromen) door te voeren voor de nieuwe audioformaten in hoge resolutie zoals Dolby TrueHD- en DTS HD Master Audio-streams voor externe decoding bij AV-versterkers.

Een toename van de single-linkbandbreedte tot 340 MHz (10,2 Gbit/s). Ondersteuning van Deep Colour met 30 bit-, 36 bit- en 48 bit-versie van xvYCC, sRGB of YCbCr ten opzichte van de 24 bits van vorige versies. Het bevat ook automatische audiosynchronisatie (audio video sync). Ook werden er nieuwe kabels geïntroduceerd: Categorie 1 tot 74,25 MHz en Categorie 2 to 340 MHz.

HDMI 1.3a

HDMI 1.3a werd in november 2006 vrijgegeven. Naast de boven genoemde audio verbeteringen, vergroten HDMI 1.3 and 1.3a de videobandbreedte die overgebracht kan worden van een bron naar het scherm. Dit betekent dat er bijvoorbeeld grotere kleurdiepten (kleurpaletten) doorgestuurd kunnen worden en ook hogere resolutie dan het huidige 1080p. Er is ondersteuning toegevoegd voor DTS-bitstream bij sacd's. HDMI 1.3(a) is de meest gangbare versie op dit moment.[bron?] 1.3b, 1.3b1 en 1.3c kwamen respectievelijk in maart 2007, november 2007 en augustus 2008.

HDMI 1.4

HDMI 1.4 is sinds mei 2009 beschikbaar. Er is een groot aantal verbeterpunten doorgevoerd in HDMI 1.4, zoals hieronder beschreven;

HDMI 1.4a

Vanaf 4 maart 2010. De HDMI-licensingorganisatie heeft een vroege update voor HDMI 1.4 aangekondigd om zo de ondersteuning voor stereoscopische technologie te verbreden. De nieuwe 1.4a-versie zal verplichte ondersteuning voor verschillende stereo-uitzendformaten bevatten, waarmee weergaveapparatuur (3d-televisie) zich aan kan passen aan het type stereosignaal dat ontvangen wordt.

De eerste versie van HDMI 1.4 bracht dan wel stereoscopische ondersteuning voor blu-ray en games (1080p-resolutie voor elk oog), maar omvatte niet de verschillende varianten die door bijvoorbeeld Sky en satellietzenders gebruikt worden. Er zijn verschillende 3D-transmissietechnieken die in deze categorie vallen. De meest gebruikte is Side-by-Side (Half-3D) 1080i 3D, waarmee Sky werkt. Daarnaast wordt ook Top/Bottom 720p 3D veel gebruikt door bijvoorbeeld ESPN.

Vanaf 19 november 2009 mogen verpakkingen van HDMI-kabels geen versienummers meer bevatten en met HDMI uitgeruste apparatuur mag alleen versienummers gebruiken wanneer naast het versienummer precies staat vermeld welke specifieke kenmerken ondersteund worden, zoals "HDMI v.1.4 met Audio Return Channel en HDMI Ethernet Channel" en niet meer "HDMI v.1.4 compatible". Na 1 januari 2012 mogen ook met HDMI uitgeruste producten geen gebruik meer maken van versienummers.

HDMI 2.0

LLC (HDMI Licensing) heeft op 8 januari 2013, bekendgemaakt dat er 83 mensen van het HDMI Forum werkten aan een nieuwe versie van HDMI. Gebaseerd op de HDMI Forum meetings wordt er verwacht dat HDMI 2.0 het maximale TMDS per kanaal opdrijft (=doorstroomsnelheid van data) van 3.4Gbit/s tot 6 Gbit/s, wat in totaal neerkomt op een 18Gbit/s. Hierdoor kan HDMI 2.0 een 4k video-resolutie ondersteunen in 60 fps (frames per seconde). Andere toepassingen die worden verwacht zijn o.a. ondersteuning voor 4:2:0 chroma subsampling, ondersteuning voor 3D formaten in 25 fps, verbeterde 3D capaciteiten, ondersteuning voor meer dan 8 audio inputs, ondersteuning voor HE-AAC en DRA audio normen, dynamische auto lip-synchronisatie en bijkomende CEC functies.

Vergelijking van de versies

HDMI-versie 1.0 1.1 1.2
1.2a		 1.3 1.3a
1.3b
1.3b1
1.3c		 1.4
1.4a
Releasedatum 29 december 2002 22 juni 2006 28 mei 2009
Maximale kloksnelheid (MHz) 165 340 340
Maximale TMDS-overdracht per kanaal (Gbit/s) inclusief 8b/10b-overhead 1,65 3,40 3,40
Maximale totale TMDS-overdracht (Gbit/s) inclusief 8b/10b-overhead 4,95 10,2 10,2
Maximale overdracht (Gbit/s) zonder 8b/10b-overhead 3,96 8,16 8,16
Maximale audio-overdracht (Mbit/s) 36,86 36,86 36,86
Maximale kleurdiepte (bit/px) 24 48 48
Maximale resolutie over single link op 24 bit/px 1920×1200p60 2560×1600p75 4096×2160p24
Maximale resolutie over single link op 30 bit/px n.v.t. 2560×1600p60 4096×2160p24
Maximale resolutie over single link op 36 bit/px n.v.t. 1920×1200p75 4096×2160p24
Maximale resolutie over single link op 48 bit/px n.v.t. 1920×1200p60 1920×1200p60
sRGB Ja Ja Ja Ja Ja Ja
YCbCr Ja Ja Ja Ja Ja Ja
8 channel-LPCM, 192 kHz, 24 bit-audio-capability Ja Ja Ja Ja Ja Ja
Blu-raydisk- en hd-dvd-video en -audio op volle resolutie Ja Ja Ja Ja Ja Ja
Consumer Electronic Control (CEC) Ja Ja Ja Ja Ja Ja
Dvd-audio-support Nee Ja Ja Ja Ja Ja
Sacd (DSD)-support Nee Nee Ja Ja Ja Ja
Deep Color Nee Nee Nee Ja Ja Ja
xvYCC Nee Nee Nee Ja Ja Ja
Auto lip-sync Nee Nee Nee Ja Ja Ja
Dolby Digital-bitstream-capable Nee Nee Nee Ja Ja Ja
Digital Theatre System-bitstream-capable Nee Nee Nee Ja Ja Ja
Updated list of CEC-commands Nee Nee Nee Ja Ja Ja
Ethernetkanaal Nee Nee Nee Nee Nee Ja
Audio return channel (ARC) Nee Nee Nee Nee Nee Ja
4K × 2K Resolution Support Nee Nee Nee Nee Nee Ja
3D over HDMI Nee Nee Nee Nee Nee Ja

Werking

 

 

DMI transporteert de signalen/data in digitale vorm. Hierdoor heeft het signaal minder last van storing en zal de kwaliteit relatief goed blijven. Maar HDMI is niet volledig storingsvrij. HDMI bevat ook geen foutcorrectie, zoals dit bij netwerken (computers, servers etc.) wel het geval is. Daarom wordt aangeraden HDMI-kabels te gebruiken met een maximale lengte van 5 m.

De aansluiting (connector) is 19-polig. Dit wil zeggen dat er 19 draadjes in de kabel aanwezig zijn. Op de afbeelding zijn drie verschillende datalijnen te zien: TMDS Channel 0, 1 en 2 oftewel R(ed), G(reen) en B(lue) + shield. Via deze lijnen wordt het videogedeelte verstuurd. TMDS oftewel ‘Transition-Minimized Differential Signaling’ is een protocol dat ervoor zorgt dat er zo weinig mogelijk storing plaatsvindt op het signaal. Het audiogedeelte wordt mee over de datalijnen verstuurd, aangezien audio maar een kleine bandbreedte nodig heeft. Achteraf worden deze data er dan uit gefilterd.

DDC (Display Data Channel) is communicatie-channel die werkt volgens het I²C protocol. Deze communicatie verloopt tussen een beeldscherm en een grafische kaart. Aan de hand van deze channel/communicatie is het mogelijk om verschillende beeldeigenschappen te wijzigen zoals het contrast.

CEC (Consumer Electronics Control) maakt het mogelijk om tot 15 verschillende randapparaten (die via HDMI verbonden zijn) te besturen met één controller/afstandsbediening. Voorbeeld: wanneer er een televisie, een DVD-speler en een STB(apparaat voor digitale televisie) met HDMI verbonden zijn, is het mogelijk om alle drie de systemen te bedienen met de afstandsbediening van de televisie.

Wireless HDMI

In juli 2003 legden Panasonic, Philips, Samsung, Sharp en Sony de specificaties voor een draadloze versie van HDMI vast. Draadloos HDMI maakt gebruik van ultra-widebandtechnologie (3,1 tot 10,6 GHz). In september 2006 presenteerden ADI en Tzero de eerste producten op basis van deze standaard. Met behulp van wireless HDMI is het mogelijk om bestaande HDMI-apparatuur te gebruiken zonder kabels. Een nadeel van wireless HDMI is dat de beelddata met behulp van JPEG2000 worden gecomprimeerd voor verzending door de ether, wat kwaliteitsverlies tot gevolg heeft. De nieuwere Wireless High-Definition Interface-technologie gebruikt geen compressie.

Toekomst

Voorheen was de scartkabel de aansluitvorm tussen bijvoorbeeld een dvd-speler en de televisie. De HDMI-kabel vervangt deze aansluiting en is op elke nieuwe televisie te vinden. De scartkabel stuurt analoge signalen vanaf de dvd-speler naar de televisie. Bij analoge signalen kan ruis ontstaan, wat voor storing op het beeld zorgt. De HDMI-kabel stuurt digitale signalen vanaf bijvoorbeeld een blu-ray-speler, satelliet ontvangers (voor Full HD) naar de televisie. Digitale signalen hebben veel minder last van ruis, wat daarom ook grote voordelen biedt aan de HDMI-kabel. Ook is de beeldoverbrenging van een HDMI-kabel van veel hogere kwaliteit in vergelijking met een scartkabel. HDMI-kanalen ondersteunen echter geen teletekst-signalen in tegenstelling tot scart die dit wel doet.

 

Bron: Wikipedia