vsync, hsync, VBLANK

本文介绍了显示器中帧与行的同步原理,包括垂直同步(vsync)和水平同步(hsync),并解释了VBLANK的概念。还讨论了摄像头传感器的同步信号,及其与像素时钟的关系。

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vsync: vertical synchronization,  指与显示器的帧数同步. 简单来说就是启用了vsync的渲染过程,帧数不会超过显示器的帧数, 一个同步会被执行. 同步的地方就是显示器扫描线结束最后一行扫描准备开始第一行扫描的地方.

hsync: horizonal synchronization, 相比于vsync来说, 同步的单位从帧降到行,即是保证操作不是在扫描一行的中间出现,而是同步到下一行.

VBLANK: 显示器扫描线完成最后一行后,需要重返左上角,这个过程叫做: vblank,也叫VBI(vertical blank interval) ,因为扫描线变得blank,以防止看到一个斜线显示在屏幕上.

320×240的屏,每一行需要输入320个脉冲来依次移位、锁存进一行的数据,然后来个HSYNC 脉冲换一行;这样依次输入240行之后换行同时来个VSYNC脉冲把行计数器清零,又重新从第一行开始刷新显示

VSYNCHSYNC频率与什么有关系

HSYNCVSYNC×总共的扫描行数

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Camera sensor的同步信号可以简单理解为:Camera sensor向其信号接收端所发送的宣告信号。

l  HSYNC就是sensor在告诉接收端:在“HSYNC”有效时段内sensor所有的信号输出属同一行。

l  对于VSYNC来讲,以高电平有效为例,VSYNC置高直到被拉低,这个区段sensor所输出的所有影像数据就组成一个frame

同步信号的频率决定于pixel clock,比如一行有640pixel,那么HSYNC的频率为:pclk/(640+dummy);VSYNC同理


1.什么是"帧"?

在最早的电影里面,一幅静止的图像被称做一"帧(Frame)",影片里的画面是每一秒钟有24帧,为什么是24帧,这个数字是怎么来的,因为人类眼睛的视觉暂留现象正好符合每秒24帧的标准,所以用多也没有意义还会浪费电影胶片,增加成本,所以就是24帧。

2.什么是"行"?

在我们用的传统CRT模似电视里面,一个电子束在水平方向的扫描被称之为行,或行扫描。

<think>好的,用户想了解图像信号处理中的HSYNCVSYNC的定义和区别。首先,我需要回忆一下这两个术语的基本概念。HSYNC是水平同步信号,而VSYNC是垂直同步信号,它们都是用于控制图像显示的重要信号。 根据引用[2],VGA协议中定义了行同步(HSYNC)和场同步(VSYNC),用于同步图像的显示,确保稳定性。这说明这两个信号在图像传输中起到同步作用,防止画面撕裂或错位。 再查看引用[1],提到硬件VSync是一个脉冲信号,作为触发操作的作用,比如屏幕刷新。SurfaceFlinger将其转化为软件信号,传递给Choreographer。这可能涉及安卓系统中的垂直同步机制,但用户的问题更偏向于图像处理的基础定义,所以需要聚焦在硬件层面的解释。 引用[3]提到需要反转HSYNCVSYNC等信号以满足LCD时序,这可能涉及到信号极性调整,但用户的问题主要是定义和区别,这部分可能作为补充信息。 引用[4]提到数字传感器中的场行同步信号,说明在图像传感器中,这两个信号用于像素数据的传输和配置。例如,CMOS传感器中每个像素可寻址,但用户接口通常不直接提供,而是通过同步信号控制数据传输。 接下来需要整理HSYNCVSYC的定义。HSYNC标记一行的开始和结束,控制水平扫描;VSYNC标记一帧的开始,控制垂直扫描。它们的区别在于作用方向:水平与垂直,触发频率也不同,HSYNC频率更高。 还要注意它们在时序图中的位置,比如HSYNC有效时表示行数据开始传输,之后是水平消隐区;VSYNC有效时开始新的一帧,之后是垂直消隐区。引用[2]和[4]中的行场信号和数字传感器部分可以支持这一点。 需要确保回答结构清晰,先定义两者,再对比区别,最后可能提到应用场景或常见问题,比如信号反转或安卓中的VSync应用。同时,根据用户提供的引用,引用相关部分来支持解释,比如引用[2]和[4]。 可能用户还想知道为什么需要这两个信号,或者它们在显示设备中的具体作用,比如防止撕裂,同步刷新率等。但根据问题,主要聚焦定义和区别,所以保持答案简洁,必要时引用资料。 最后,生成相关问题时要考虑用户可能的后续疑问,比如时序图、信号极性调整、在具体系统中的应用(如安卓的VSync)等。</think>在图像信号处理中,$HSYNC$(行同步信号)和$VSYNC$(场同步信号)是显示时序控制的核心组件,其定义与区别如下: ### 1. **定义** - **$HSYNC$**:水平同步信号,标记单行像素扫描的开始和结束。在逐行扫描中,每次$HSYNC$有效时,显示器开始绘制新的一行像素[^2][^4]。 $$ \text{HSYNC周期} = \text{有效像素时间} + \text{水平消隐时间} $$ - **$VSYNC$**:垂直同步信号,标记一帧图像扫描的开始和结束。当$VSYNC$有效时,显示器完成一帧的绘制并回到屏幕左上角,准备绘制下一帧[^1][^2]。 $$ \text{VSYNC周期} = \text{总行数} \times \text{HSYNC周期} $$ ### 2. **功能区别** | 特性 | HSYNC | VSYNC | |---------------|------------------------------------|------------------------------------| | **作用方向** | 控制水平扫描(行级同步) | 控制垂直扫描(帧级同步) | | **触发频率** | 高频(每行触发一次) | 低频(每帧触发一次) | | **时序位置** | 位于每行像素数据前 | 位于每帧所有行扫描完成后 | | **消隐区** | 水平消隐(HBlank)期间无效 | 垂直消隐(VBlank)期间无效 | ### 3. **协同工作原理** 1. **帧绘制流程**: - $VSYNC$有效时,开始新的一帧绘制。 - 每行绘制前,$HSYNC$有效并触发该行像素传输。 - 所有行绘制完成后,$VSYNC$再次有效,进入垂直消隐期。 2. **时序图示例**: ``` VSYNC高电平 ───────────────┐ ┌─────────────── HSYNC高电平 ────┐ ┌─────┐ └───────────┘ 像素数据 无效区│有效像素│无效区 ``` ### 4. **应用场景** - **显示稳定性**:通过同步信号避免画面撕裂(如引用[1]中安卓系统的软件$VSYNC$机制)。 - **传感器接口**:CMOS图像传感器输出像素流时,需配合$HSYNC$和$VSYNC$标记行列边界。 - **信号极性调整**:某些LCD屏要求反转同步信号极性以满足时序要求[^3]。
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