高画质多媒体介面（英语：High Definition Multimedia Interface，缩写：HDMI）是一种全数位化影像和声音传送介面，可以传送未压缩的音讯及视讯讯号。HDMI可用于机上盒、DVD播放机、个人电脑、电视游乐器、综合扩大机、数位音响与电视机等设备。HDMI可以同时传送音讯和视讯讯号。音讯和视讯讯号采用同一条线材的设计大大简化系统线路的安装难度。
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| 类别 | 数位影像/声音传输线 | ||
|---|---|---|---|
| 产品历史 | |||
| 设计者 | HDMI组织 | ||
| 设计时间 | 2002年12月 | ||
| 制造时间 | 2004年至今 | ||
| 一般规格 | |||
| 热插拔 | 可以 | ||
| 外接 | 可以 | ||
| 音频信号 | PCM,DVD-Audio、Super Audio CD、Dolby TrueHD、DTS-HD Master Audio | ||
| 视频信号 | 480、576、720、1080、1440、2160、4096 | ||
| 缆线 | 最长5米 | ||
| 引脚 | 19 | ||
| 数据 | |||
| 比特率 | 18Gbps（600MHz） | ||
| 引脚输出 | |||
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| Type A (Receptacle) HDMI | |||
| 引脚1 | TMDS Data2+ | ||
| 引脚2 | TMDS Data2 Shield | ||
| 引脚3 | TMDS Data2– | ||
| 引脚4 | TMDS Data1+ | ||
| 引脚5 | TMDS Data1 Shield | ||
| 引脚6 | TMDS Data1– | ||
| 引脚7 | TMDS Data0+ | ||
| 引脚8 | TMDS Data0 Shield | ||
| 引脚9 | TMDS Data0– | ||
| 引脚10 | TMDS Clock+ | ||
| 引脚11 | TMDS Clock Shield | ||
| 引脚12 | TMDS Clock– | ||
| 引脚13 | CEC | ||
| 引脚14 | Reserved（N.C. on device） | ||
| 引脚15 | SCL(I²C serial clock for DDC) | ||
| 引脚16 | SDA(I²C serial data for DDC) | ||
| 引脚17 | DDC/CEC Ground | ||
| 引脚18 | +5 V Power | ||
| 引脚19 | Hot Plug Detect | ||
简述
HDMI在2002年出现时，是被设计来取代较旧的类比讯号影音传送介面如SCART或RCA等端子的。它支援各类电视与电脑影像格式，包括SDTV、HDTV视讯画面，再加上多声道数位音讯。HDMI与去掉音频传输功能的UDI都继承DVI的核心技术“传输最小化差分讯号”TMDS，从本质上来说仍然是DVI的扩展。DVI、HDMI、UDI的视频内容都以即时、专线方式进行传输，这可以保证视频流量大时不会发生堵塞的现象。每个像素数据量为24位。信号的时序与VGA极为类似。画面是以逐行的方式被发送，并在每一行与每帧画面发送完毕后加入一个特定的空白时间（类似模拟扫描线），并没有将数据“Micro-Packet Architecture（微封包架构）”化，也不会只更新前后两帧画面改变的部分。每张画面在该更新时都会被完整的重新发送。规格初制订时其最大画素传输率为165Mpx/sec，足以支援1080p画质每秒60张画面，或者UXGA解像度(1600x1200)；后来在HDMI 1.3规格中扩增为340Mpx/秒。
而HDMI之外，电视端子的发展历史还有一个知名的影音介面，于今形成二分天下的格局，即是后来者DisplayPort，DP在2008年推出时，一开始则直接面向液晶显示器开发，采用“Micro-Packet Architecture（微封包架构）”传输架构，视频内容以封包方式传送，这一点同DVI、HDMI等视频传输技术有著明显区别。也就是说，HDMI的出现，是继承DVI取代类比信号视频的使命，而DisplayPort的出现则取代的是DVI和VGA接口，故DP也可以说是HDMI的最大竞争者与继承者。
HDMI也支援非压缩的8声道数位音讯传送（取样率192kHz，资料长度24bits/sample），以及任何压缩音讯串流如Dolby Digital或DTS，亦支援SACD所使用的8声道的1bit DSD讯号。在HDMI 1.3规格中，又追加超高资料量的无失真压缩音讯串流如Dolby TrueHD与DTS-HD的支援。
标准的Type A HDMI接头有19个脚位，另有一种支援更高解像度的Type B接头被定义出来，但目前仍无任何厂商使用Type B接头。Type B接头有29个脚位，容许其传送扩展的视讯通道以应付未来的高画质需求，如WQSXGA(3200x2048)，但现在的接口已经可以满足这个需求，只是需要查看版本号确认支援。
Type A HDMI可向下相容于现今多数显示器与显示卡所使用的Single-link DVI-D或DVI-I介面（但不支援DVI-A），这表示采用DVI-D介面的讯号来源可以透过转换线驱动HDMI萤幕，但是此种转换方案并不支援音讯传送与遥控机能。此外如无HDCP认证的DVI萤幕也将不能收看从HDMI所输出带有HDCP加密保护的视讯资料（所有HDMI萤幕皆支援HDCP，但大多数DVI介面的显示器不支援HDCP），Type B HDMI接头也将向下相容于Dual-link DVI介面。
HDMI组织的发起者包括各大消费电子产品制造商，如日立制作所、松下电器、Quasar、飞利浦、索尼、汤姆生RCA、东芝、Silicon Image。数位内容保护公司(Digital Content Protection, LLC)[1]提供HDMI介面相关的防拷保护技术。此外，HDMI也受到各主要电影制作公司如20世纪福斯、华纳兄弟、迪士尼、环球，包括三星电子在内的各大消费电子产品制造商，以及多家有线电视系统业者的支援。
规格
HDMI的规格书中规定四种HDMI接口，分别是：
应用于HDMI1.0版本，总共有19pin，规格为4.45 mm×13.9 mm，为最常见的HDMI接头规格，相对等于DVI Single-Link传输。在HDMI 1.2a之前，最大能传输165MHz的TMDS，所以最大传输规格只能在于1600×1200（TMDS 162.0 MHz）。
| Pin | Pin定义 |
| 1 | TMDS Data2+ |
| 2 | TMDS Data2 Shield |
| 3 | TMDS Data2– |
| 4 | TMDS Data1+ |
| 5 | TMDS Data1 Shield |
| 6 | TMDS Data1– |
| 7 | TMDS Data0+ |
| 8 | TMDS Data0 Shield |
| 9 | TMDS Data0– |
| 10 | TMDS Clock+ |
| 11 | TMDS Clock Shield |
| 12 | TMDS Clock– |
| 13 | CEC |
| 14 | Reserved（N.C. on device） |
| 15 | SCL |
| 16 | SDA |
| 17 | DDC/CEC Ground |
| 18 | +5V Power |
| 19 | Hot Plug Detect |
应用于HDMI1.0版本，规格为4.45 mm×21.2 mm，总共有29pin,可传输HDMI A type两倍的TMDS资料量，相对等于DVI Dual-Link传输，用于传输高解析度（WQXGA 2560×1600以上）。因为HDMI A type只有Single-Link的TMDS传输，如果要传输成HDMI B type的讯号，则必须要两倍的传输效率，会造成TMDS的Tx、Rx的工作频率必须提高至270MHz以上。而在HDMI 1.3 IC出现之前，市面上大部分的TMDS Tx、Rx只能稳定在165MHz以下工作。此类接口未应用在任何产品中。
| Pin | Pin定义 |
| 1 | TMDS Data2+ |
| 2 | TMDS Data2 Shield |
| 3 | TMDS Data2– |
| 4 | TMDS Data1+ |
| 5 | TMDS Data1 Shield |
| 6 | TMDS Data1– |
| 7 | TMDS Data0+ |
| 8 | TMDS Data0 Shield |
| 9 | TMDS Data0– |
| 10 | TMDS Clock+ |
| 11 | TMDS Clock Shield |
| 12 | TMDS Clock– |
| 13 | TMDS Data5+ |
| 14 | TMDS Data5 Shield |
| 15 | TMDS Data5- |
| 16 | TMDS Data4+ |
| 17 | TMDS Data4 Shield |
| 18 | TMDS Data4- |
| 19 | TMDS Data3+ |
| 20 | TMDS Data3 Shield |
| 21 | TMDS Data3- |
| 22 | CEC |
| 23 | Reserved（N.C. on device） |
| 24 | Reserved（N.C. on device） |
| 25 | SCL |
| 26 | SDA |
| 27 | DDC/CEC Ground |
| 28 | +5V Power |
| 29 | Hot Plug Detect |
俗称mini-HDMI，应用于HDMI1.3版本，总共有19pin，可以说是缩小版的HDMI A type，规格为2.42 mm×10.42 mm，但脚位定义有所改变。主要是用在携带型装置上，例如DV、数位相机、携带型多媒体播放机等。由于大小所限，一些显示卡会使用mini-HDMI，用家须使用转接头转成标准大小的Type A再连接显示器。
| Pin | Pin定义 |
| 1 | TMDS Data2 Shield |
| 2 | TMDS Data2+ |
| 3 | TMDS Data2– |
| 4 | TMDS Data1 Shield |
| 5 | TMDS Data1+ |
| 6 | TMDS Data1– |
| 7 | TMDS Data0 Shield |
| 8 | TMDS Data0+ |
| 9 | TMDS Data0– |
| 10 | TMDS Clock Shield |
| 11 | TMDS Clock+ |
| 12 | TMDS Clock– |
| 13 | DDC/CEC Ground |
| 14 | CEC |
| 15 | SCL |
| 16 | SDA |
| 17 | Reserved（N.C. on device） |
| 18 | +5V Power |
| 19 | Hot Plug Detect |
俗称Micro HDMI，应用于HDMI1.4版本，总共有19pin，规格为2.8 mm×6.4 mm，但脚位定义有所改变。新的接口将比现在19针MINI HDMI版接口小50％左右，可为相机、手机等便携设备带来最高1080p的分辨率支持及最快5GB的传输速度。
| Pin | Pin定义 |
| 1 | Hot Plug Detect |
| 2 | Utility |
| 3 | TMDS Data2+ |
| 4 | TMDS Data2 Shield |
| 5 | TMDS Data2- |
| 6 | TMDS Data1+ |
| 7 | TMDS Data1 Shield |
| 8 | TMDS Data1- |
| 9 | TMDS Data0+ |
| 10 | TMDS Data0 Shield |
| 11 | TMDS Data0- |
| 12 | TMDS Clock+ |
| 13 | TMDS Clock Shield |
| 14 | TMDS Clock- |
| 15 | CEC |
| 16 | DDC/CEC Ground |
| 17 | SCL |
| 18 | SDA |
| 19 | +5V Power |
全名Transition Minimized Differential Signaling 最小化传输差分讯号
- 传送音频、视讯及各种辅助资料
- 讯号编码方式：遵循DVI 1.0规格。Single-link (Type A HDMI) 或 dual-link (Type B HDMI)
- 视频像素频宽：从25 MHz到340 MHz（Type A, HDMI 1.3）或至680 MHz (Type B)。频宽低于25MHz的视频讯号如NTSC 480i将以倍频方式输出。每个像素的容许资料量从24位元至48位元。支援每秒120张画面1080p解析度画面传送以及WQSXGA解析度[1] （页面存档备份，存于互联网档案馆）
- 像素编码方式：RGB 4:4:4, YCbCr 4:4:4（8-16 bits per component）; YCbCr 4:2:2（12 bits per component）; YCbCr 4:2:0（HDMI 2.0）
- 音频取样率：32 kHz, 44.1 kHz, 48 kHz, 88.2 kHz, 96 kHz, 176.4 kHz, 192 kHz, 1536 kHz（HDMI 2.0）。
- 音频声道数量：最大8声道。HDMI 2.0支持32声道。
- 音频串流规格：IEC61937相容串流，包括高流量无失真讯号如Dolby TrueHD、DTS-HD Master Audio。
- CEC全文为Consumer Electronics Control
- 必须预留线路，但可以不必实作
- 用来传送工业规格的AV Link协定讯号，以便支援单一遥控器操作多台AV机器
- 为单芯线双向串列汇流排
- 在HDMI 1.0协定中制订，在1.2a版中更新
- 一些制造商可能使用HDMI CEC，但是可能使用不同的名称来代表CEC功能：
- Samsung - AnyNet+
- Sharp - Aquos Link
- Sony - BRAVIA Link and BRAVIA Sync
- Hitachi - HDMI-CEC
- AOC - E-Link
- Pioneer - Kuro Link
- Toshiba - CE-Link and Regza Link
- Onkyo - RIHD (Remote Interactive over HDMI)
- LG - SimpLink
- Panasonic - HDAVI Control, EZ-Sync, VIERA Link
- Philips - EasyLink
在HDMI 2.1版本前，根据规范，所有的HDMI线分为五种，线材的种类，HDMI的版本为规范连接器，大部分情况下线材部分没有更动。
- 强制支援HDCP规格1.10版
版本演化
- HDMI 1.1
2004年5月提出
- HDMI 1.2
2005年8月提出
- HDMI 1.2a
2005年12月提出
- 完全确立CEC通道的功能，指令集，以及相容性测试程序
2006年6月22日提出[2]
- 扩增single-link模式的频宽至340 Mhz（资料传送速度10.2 Gbps）
- 从24bit色域（1677万色）扩张支援至30-bit, 36-bit,与48-bit（RGB or YCbCr）色域（相当于超过十亿色显示）
- 支援新的xvYCC色彩标准
- 支援自动语音同步（台词对嘴）机能
- 支援Dolby TrueHD以及DTS-HD Master Audio讯号输出至外接解码器[3]如果播放机具有直接将此二种讯号解码的能力，则不需要支援HDMI 1.3，因为所有的HDMI规格都可以传送未压缩的音频讯号。
- 提出新的小型化接头以支援轻便型摄录影机[4]
- Sony PlayStation 3是第一个上市的HDMI 1.3播放机。
- Sony BRAVIA KDL- 46X2500、KDL-40X2500是第一个上市的HDMI 1.3萤幕。（1080p支援新的xvYCC色彩标准, 36bits deep color）
- EPSON EMP-TW1000是第一个上市的HDMI 1.3的投影机（支援30-bit deep color）
- HDMI 1.3a
2006年11月10日提出
- 修改Cable and Sink的HDMI C Type接头
- 源终止建议
- 移除上升时间（rise time）和下降时间（fall time）的最高最低限制
- 改变CEC电容限制
- 澄清RGB影像量化范围
- 增加CEC指令关于时间及声音控制
- 同时Released认证的测试规格文件
- HDMI 1.3b
2007年3月26日提出
- 主要是修改HDMI测试规格（HDMI Testing specification），而HDMI Specification依然是HDMI 1.3a。所以第一次出现当时的主要的HDMI Specification跟测试规格（HDMI Testing specification）是不同版本的情况发生。
- 1.3b 2007/03/26 Modifications to TE overview and policy description（4.1）
- Addition of Agilent TDR to Recommended TE（4.2.1.11）
- Clarification of tentative cable emulators（4.2.1.17）
- Jitter tolerance test changes (8-7)
- Added cable tests for TMDS_CLOCK channel (5-3)
- New VL triggering (7-2)
- Editorial and clarifications on CEC Line Degradation（7-15, 8-14）
- Added testing of additional source-supported Deep Color formats (7-34)
- Additional HDMI VSDB EDID checks (8-3)
- Additional TTC usage（5-3, 8-5, 8-6, 8-7）
- Incorporated Tek-recommended setup and calibration for TDR (8-8)
- Clarification on Sink Deep Color Recommended Test Method (8-25)
- Added long cable or cable emulator use for Repeater test (9-3)
- Added color-depths for each format in Source_Video_Formats（App. 3）
- Removed test for filler bytes (8-3)
- Removed Tektronix part number of cable emulator EFF-HDMI-CE-01
- HDMI 1.3b1
2007年8月1日提出
- 仅修正关于测试设备上Type C connector的固定器（fixture）的些微内容
- HDMI 1.3c
2008年7月25日提出
- 和1.3b、1.3b1一样是为1.3a制订的测试标准
- 与之前版本的主要差异为线材的测试（增加线材测试条目或修正其内容有助于HDMI装置的互连相容性）
- 亦有部份修改与repeater和CEC相关
2009年5月28日提出
- 新增HDMI百兆以太网通道，允许基于互联网的HDMI设备和其它HDMI设备共享互联网接入，无需另接一条以太网线。
- 新增音频回传通道(ARC, Audio return channel)，让高清电视可通过HDMI线把音频讯号独立传送到A/V功放接收机、音响设备上输出。
- 定义通用3D格式和分辨率。实现家庭3D系统输入输出部分的标准化，最高支持两条1080p分辨率的视频流。
- 最高支持4K×2K（3840×2160p@24 Hz/25 Hz/30 Hz或4096×2160p@24 Hz）
- 拓展支持色彩空间，专为数码相机设计的色彩空间，包括sYCC601、Adobe RGB、AdobeYCC601，可在连接数码相机的时候显示更精确的逼真色彩。
- 新增Micro HDMI迷你接口，新的Micro HDMI接口将比现在的19针普通接口小50％左右。
- 支持汽车连接系统，一种为车载高清内容传输设计的线缆规范，可避免发热、震动、噪音等汽车内部常见环境的影响，也为汽车制造商在车内传送高清内容提供一套切实可行的解决方案。[2] （页面存档备份，存于互联网档案馆）
- HDMI 1.4a
2010年3月4日提出
- 新增Top-and-Bottom（上下）格式
- 新增两套应用于广播系统中的强制性3D画面传输格式标准
- Side-by-Side Horizontal（并行水平）
- Top-and-Bottom（上下）
- 定义强制性广播、游戏、电影3D标准
- HDMI 1.4a标准要求
- 3D显示设备帧封装水平须达到720p@50、1080p@24或720p@60、1080p@24
- Side-by-Side Horizontal需达到1080i@50或1080i@60
- top-and-bottom需达到720p@50、1080p@24或720p@60、1080p@24
- HDMI 1.4b
2011年10月11日提出
- 支援3D 1080p 120Hz
2013年9月4日提出
- 新增2160p@50 YCbCr 4:2:0、2160p@60 YCbCr 4:2:0（4K解析度）
- 支援21:9长宽比
- 32声道，4组音频流
- 传输频宽18Gbit/s
- 线材兼容HDMI 1.4（没有定义新的数据线和接头）
- 支持CEC扩展
- 支持双画面
- 动态自动声画同步
- HDMI 2.0a
2015年4月8日提出
- 支援高动态范围成像（HDR）
- HDMI 2.0b
2016年3月提出 支援高动态范围成像（HDR）视频的传输 带宽高达18Gbps 4K @ 50与/ 60（2160P），这是1080/60的视频分辨率的清晰的4倍 多达32个音频通道进行多维身临其境的音频体验 最多的最高音频保真度1536kHz音频采样频率 双视频的同时递送流提供给多个用户在同一屏幕上 同时传送多路音频多用户（最多4） 9视频宽高比：为广角戏剧21支持 视频和音频流的动态同步 CEC扩展通过单一控制点提供更多的扩展命令和消费电子设备的控制
2017年1月4日提出 HDMI 2.1根据飞利浦撰写的白皮书增加支持“动态元”
简而言之：“HDMI 2.0A涵盖HDR EOTF信令和静态元数据元数据的动态是HDMI 2.1所涵盖。”
- 支持的最大分辨率为 10K/120 Hz
- 支持4K, 8K, 10K分辨率时的120Hz更新率
- Dynamic HDR for specifying HDR metadata on a scene-by-scene or even a frame-by-frame basis
- Display Stream Compression (DSC) 1.2 is used for video formats higher than 8K with 4:2:0 chroma subsampling Hz
- Enhanced Audio Return Channel (eARC) for object-based audio formats such as Dolby Atmos and DTS:X
- Enhanced refresh rate features:
- Variable Refresh Rate (VRR) reduces or eliminates lag, stutter and frame tearing for more fluid motion in games
- Quick Media Switching (QMS) for movies and video eliminates the delay that can result in blank screens before content is displayed
- Quick Frame Transport (QFT) reduces latency
- Auto Low Latency Mode (ALLM) automatic latency setting to the lowest ideal latency
长度限制问题
HDMI的缆线长度限制是其主要的问题之一，在部分消费者自行测试当中回报标准的28AWG（American Wire Gauge,美国缆线度量）规格HDMI铜线大约在超过5公尺之后开始讯号衰减。此长度通常不足以满足投影机与电脑的连接。
但HDMI组织网页并不认可此限制，其网页常见问答集HDMI FAQ page当中记载：“我们见过有缆线在没有"转接器"之情况下通过不短于十米的HDMI "标准缆线"承诺测试”。
现有通过HDMI认证的10M cable（未使用HDMI equalizer IC），大都使用24AWG的线材去制作。
一些报告指出，增加缆线中铜线的直径以降低阻抗，是有效延长缆线长度的方法之一。另外也有报告指出，24AWG规格的缆线表现较28AWG好。另外也有人使用光纤或两条CAT-5网路缆线来取代标准HDMI铜线。某些厂商也制造HDMI讯号增强器以因应使用者的需求。
现有单一一颗HDMI equalizer IC，可让24AWG HDMI cable最大使用长度变成50公尺。
版本对比
授权
参考文献
外部链接
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