HDMI

高清晰度多媒体接口（High Definition Multimedia Interface，HDMI)是一种数字化视频/音频接口技术，是适合影像传输的专用型数字化接口，其可同时传送音频和影像信号。^[3]作为领先的数字视频、音频和数据接口，HDMI将超高清显示器连接到广泛的消费电子产品、个人电脑、移动设备、汽车和商用 AV 设备上。^[1][2]

HDMI具有体积小，传输速率高，传输带宽高，兼容性好，能同时传输无压缩音视频信号等优点。与传统的全模拟接口相比，HDMI不但增加了设备间接线的便捷性，还提供了一些HDMI特有的智能化功能，例如消费者电子控制CEC和扩展显示辨认EDID。^[4]2002年4月由日立、松下、飞利浦、硅化图像Silicon Image、索尼、汤姆逊、东芝7家公司成立的HDMI高清多媒体接口HDMI组织研究开发并制定相关传输标准，并于当年12月9日发布了HDMI规范1.0版。HDMI技术发展十几年中，随着高速接口传输技术和集成电路工艺的创新进步，HDMI接口由最初的1.0版本更新至目前最新的2.1版本。HDMI 2.1接口标准带宽达到了48Gbps，能够应用于7680×4320@60Hz的超高清显示。^[5]

2003年-2013年期间，HDMI规范已获得1300多家HDMI采纳者，他们共计生产支持HDMI的产品数量达到大约30亿。^[6]而到了2021年1月，HDMI设备销量已接近100亿台。^[7]截至2022年底，全球HDMI设备出货量达到将近110亿台，将近2000家HDMI的采纳者和众多制造商和品牌商构成了HDMI的生态系统。^[8]

随着多媒体技术的发展，多媒体接口也跟着随之发展。为了满足人们对高清视频和高保真音频的需求，从原来模拟的RCA、S-Video接口，到VGA接口，以及后面的数字视频接口DVI等相继出现。1999年，数字显示工作组（Digital Display Working Group，DDWG）发布了DVI 1.0规范。DVI接口在数据传输、显示分辨等方面有了很大的提高，不过和其它接口一样只能传输视频数据。^[9]由于存在种种缺陷，DVI已经不能更好地满足整个行业的发展需要，促使了高清多媒体接口标准（High Definition Multimedia Interface，HDMI）的诞生。HDMI工作组在2002年4月由日立、松下、飞利浦、Silicon Image、索尼、汤姆逊、东芝七家公司发起组建，并于2002年12月发布了HDMI1.0规范。^[10]

HDMI在2002年首次推出，经历了多个版本的演进。HDMI 1.0（2002）具有4.95Gbps带宽、1080p分辨率和7.1音响系统。1.1版本（2004）新增了对DVD-Audio的支持，而1.2版本（2005）则引入了DSD无损格式。随后的HDMI 1.3（2006）提高带宽至10.2Gbps，支持XvYCC广色域和新音效技术。2009年的HDMI 1.4首次支持4K30p和3D，同时增加了100Mbps网络传输功能。2013年的HDMI 2.0将带宽提升至18Gbps，支持4K60p和更广泛的色深。最后，2017年的HDMI 2.1跨越到48Gbps的带宽，实现了8K/60Hz、4K/120Hz视频以及16bit色深，同时支持动态HDR数据传输（DolbyVison）。^[10]

HDMI技术继续作为领先的数字视频、音频和数据接口，将超高清显示器连接到广泛的消费电子产品、个人电脑、移动设备、汽车和商用AV设备上。它还有所扩展，能够支持医疗保健、军事、航空航天、安全、监视和工业自动化等行业的解决方案。HDMI相关设备和解决方案的全球生态系统包括许可HDMI采用者、授权测试中心、授权测试设备制造商、制造商、经销商和安装商组成的网络。^[2]

HDMI 1.0在2002年12月提出，是HDMI首个发布的标准，引入了一种多功能的音频和视频接口，能够通过单根电缆传输视频和音频信号。其高达4.95Gbps的数据传输速度支持1080p分辨率，每秒60帧（UXGA）。此外，它还支持8通道192kHz/24位未压缩音频（PCM），可播放标准蓝光视频和音频。^[11]

HDMI1.1在2004年5月提出，在HDMI1.0的基础上增加了对于DVD-Audio的支持。HDMI1.2在2005年8月提出，实现了最多对8个声道1位音频（SACD 音频串流）的支持。实现了4.95Gbps的带宽，解决了电视端1080p的点对点问题。HDMI1.2a版本在2005年12月提出，CEC通道的功能被完全确定，验证兼容性认证更加严格；推出了Type C（mini HDMI）版本。^[11]

HDMI1.3版本在2006年6月22日提出 ，单链接的频率提升至 340 MHz，即带宽增加至 10.2 GHz。色深的位数从24 bit增加至30bit、36bit以及48 bit（RGB or YCbCr）；增加了对 Dolby True HD、自动语音同步功能以及DTS-HD MA 高清音效串流的支持。^[11]

HDMI 1.4在2009年5月28日提出，带宽增加至18Gbps，分辨率可以支持24Hz/25 Hz/30 Hz @ 50 FPS/60 FPS @ 3840×2160，1080p；实现了百兆以太网通道的功能，即允许基于HDMI连接的互联网共享接入，只要其中一台接入互联网，其他HDMI设备就能入网，完全不需要额外的网线；在音频方面，采样率高达1536kHz，最大支持32个通道，此外还实现了音频回传（audioreturnchannel，ARC）功能，即电视机的音频信号可以独立被传输到通过HDMI线连接的功放接收机和音响设备上播放,并且实现了同时输送音频流到4个用户；新增的Micro HDMI迷你接口相较于传统的19针的普通接口小50%左右。^[11]

HDMI1.4a在2010 年 3 月 4 日提出 ，新增了针对3D功能的支持；制定了应用于广播系统中的强制 性 3D 画面传输格式标准，实现了3D电视的显示型 号的传输需求；此外，HDMI1.4a标准规定了3D显示设备的分辨率和频率标准：720 p@50 Hz、1 080 p@ 24 Hz 或 720 p@60 Hz、1080 p@24 Hz；实现了对视频和音频的动态同步；提升了CEC 技术，能够更好地控制消费电子设备。^[11]

HDMI2.0在2013年9月提出，带宽由10.2 Gbp 大幅扩增至18Gbps，对 4K 超高质量视频的传输支持增加，新增了对多个音频和视频图像技术的改进， 在各种图像色彩压缩格式都实现 4 K@60 Hz 的视频 传输；可以向下兼容HDMI设备。HDMI 2.0a在2015年4月8日提出，增加了对高动态范围成像（HDR）的支持，图像质量得到极大增强。^[11]

HDMI 2.1在2017年1月4日提出 ，带宽由18Gbps扩增至48Gbps，因此影像质量可以支持4 K@120Hz及 8K@60Hz，最高实现了10K分辨率；在音频方面，支持eARC功能，改进了对高质量音质回传的支持：可以回传杜比全景声效；增加了对高动态范 围成像（dynamic HDR）的支持，可以对比每一帧画面的光暗层次而提升场景的光暗表现；增强了对视频延迟技术：采用快速帧传输（QFT）和可变刷新率（VRR）技术，实现了对延迟的减少甚至消除；采用了更加环保的防止电磁干扰技术。^[11]

HDMI技术作为领先的数字视频、音频和数据接口，在很多领域都可以用到，比如生活、医疗、军事、航空航天。在生活领域里，HDMI可用于机顶盒、DVD播放机、个人电脑、电视游乐器、综合扩大机、数字音响与电视机。^[2]

广电：广电节目制作视频实时传输，远程节目制作，新闻直播等，都有需要把HDMI或者SDI的信号编码成IP信号，通过网络将视频高清，稳定传输到电视台节目制作中心。还有在大型节目现场，导演需要集中管理或监看各个视频画面等等。^[12]

医疗：手术室直播录播现在为了提高医学方面的学术交流和现场资料的保存，很多医院的手术室都安装有摄像设备，并且通过HDMI高清编码器将相关的视音信号进行编码后传输到播放设备上，让其他的专家可以实时观看手术画面并对其过程进行及时的指导进行网络会议很多企业为了能够节省大家的时间和精力在开会的时候采用网络的形式来进行。^[12]

教育行业：互动教学是国家重点支持的现代化教育手段，要求教学教室和听课教室之间音视频互动，技术上则需采用视频编码推流、视频解码等技术同时使用。^[12]

网络直播：因疫情影响促进了网络直播迅猛发展，各行各业的老板，企业家，明星，KOL纷纷入驻各类直播平台带货。专业的网络直播场景下，一般是不建议使用手机，手机拍摄包括整体的画质感效果还是存在一定瑕疵cī。建议使用高清摄像机，绝大多数场景下仅需1-2台高清的摄像机足以获取采集到高清的视频画面。 未来，在互联网+5G的背景下，网络直播的使用将会更趋平常，人们对于能够接收实时信息显得尤为渴望，而直播恰能准确的与大众的这一需求相互衔接，也许人人都是直播者的时代已经不远，只是你欠缺一套专业设备而已。^[12]

而HDMI高清编码器就能够充分满足这些需求，能将摄录设备采集的信号实时传输到播放终端，在实际的应用中，除了受欢迎的HDMI高清编码器还有SDI高清编码器有着更为广泛的用途，除了上述介绍的这几种之外，还可以应用于数字法庭方面以及各种网络监控平台之中，所以能够丰富而方便我们的生活。^[12]

HDMI的硬件主要包含接口和线缆这两个部分，其中接口有HDMI A Type、HDMI C Type等5种类型，线缆则有超高速 HDMI 线缆、连接以太网的高速 HDMI线缆等8种类型。^[10][13]

HDMI规格书中规定了HDMI的5种接口类型，但其中HDMI B 型（双链路）是为超高分辨率显示器而开发的，还没有流通使用。适用于汽车和工业应用的 HDMI E 型接口也很少使用。市面上流通最广的是HDMI A Type、HDMI C Type和HDMI D Type接口类型。^[10]

HDMI A Type接口应用于HDMI1.0版本，总共有19pin，规格为4.45mmX 13.9mm，为最常见的HDMI接头规格。^[10]A型接口是五种 HDMI 接口类型中使用最广泛的。这些 19 针接口几乎可以在每个品牌的电视、电脑显示器、游戏机、流媒体设备和台式电脑上找到。^[14]

HDMI C Type接口俗称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2.42mmX 10.42mm，但脚位定义有所改变，主要是用在便携式设备上，例如DV、数字相机、便携式多媒体播放机等。由于大小所限，一些显卡会使用mini-HDMI，用户须使用转接头将其转成将其标准大小的Type A之后再连接显示器。^[10]

HDMI D Type接口，应用于HDMI 1.4版本，总共有19pin，规格为2.8mmX6.4mm，但脚位定义有所改变。新的Micro HDMI接口的体积将比现在19pin 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/S的传输速度。HDMI接口之间使用HDMI信号线连接，不同类型的HDMI接口之间也可以使用连接线进行转接。^[10]

以HDMI A Type接口为例，结合HDMI接口引脚图和各引脚定义表，对HDMI接口各引脚做简单的介绍。^[10]

HDMI接口共有19个引脚，分上下两排，奇数在上，偶数在下，穿插排布。根据其功能，可以将引脚分为4类。^[10]

TMDS通道：引脚1~引脚12。负责发送音频、视频及各种辅助数据；遵循DVI1.0规格的信号编码方式；视频像素带宽从25MHz到340MHz(Type A,HDMI 1.3)或到680MHz(TypeB）。带宽低于25MHz的视频信号，如NTSC480i，将以倍频方式输出；每个像素的容许数据量从24位至48位。支持每秒120张画面1080p分辨率画面的发送以及WQSXGA分辨率；支持RGB、YCbCr 4:4:4(8-16 bits per component)、YCbCr4:2:2(12 bits per component)、YCbCr 4:2:0(HDMI 2.0)等多种像素编码方式；音频采样率支持32kHz、44.1kHz、48kHz、88.2kHz、96kHz、176.4kHz、192kHz、1536kHz(HDMI 2.0);音频声道数量最大为80 HDMI 2.0支持32声道。音频流规格为IEC61937兼容流，包括高流量无损信号，如Dolby TrueHD,DTS-HD Master Audioo。^[10]

DDC(Display Data Channel,显示数据通道）通道：引脚15、16、17o发送端与接收端可利用DDC通道得知彼此的发送与接收能力，但HDMI仅需单向获知接收端(显示器）的能力；DDC通道使用100kHz时钟频率的FC信号，发送数据结构为VESA Enhanced EDID（V1.3)。^[10]

CEC通道：引脚13、17o该通道为必须预留的线路，但可以不必实现，作用是发送工业规格的AV Link协议信号，以便支持用单一遥控器操作多台AV机器，为单芯线双向申列总线。^[10]

其他通道：引脚14为保留引脚，无连接；引脚18为+5V电源；引脚19为热插拔检测引脚。^[10]

注意：另外两种类型的HDMI接口与HDMI A Type接口的各引脚名称、功能相同，只是引脚线序不同。^[10]

HDMI有多种线缆类型可供选择；每一种线缆类型都能满足特定的需求。以下是HDMI线缆类型、功能以及如何区分这些线缆的概述。为帮助用户分辨线缆类型，所有HDMI线缆产品都标有由HDMI Licensing Administrator, Inc. 提供的线缆名称标识。^[13]

超高速HDMI线缆：这款符合严格规范的线缆能够支持各种 HDMI 2.1b 功能，包括无损的 8K60Hz和 4K120Hz。它最高支持 48Gbps 带宽，向后兼容现有 HDMI 设备，EMI 极低，可减少对附近无线设备的干扰。^[13]

优质高速HDMI线缆和优质高速HDMI以太网电缆：优质 HDMI 线缆是对高速 HDMI 线缆的特殊认证，此类线缆经过设计和认证，可在高达 18Gbps 带宽下实现超可靠的 4K/UltraHD 性能，包括 4K60、HDR 和 BT.2020 等扩展色彩空间在内的各项先进功能。此类线缆具有低 EMI，可通过 HDMI LA 的优质 HDMI 线缆认证标签识别，可进行认证和现场验证。^[13]连接以太网的高速 HDMI线缆：此类线缆可提供与高速 HDMI 线缆相同的基准性能，并增加了一个专用数据通道（称为 HDMI 以太网通道）用于设备联网。HDMI 以太网通道功能仅在两个相连设备均支持 HDMI 以太网通道时可用。^[13]高速 HDMI线缆：高速 HDMI 线缆经过设计和测试，可处理 1080p 及以上视频分辨率，支持高达 10.2Gbps 带宽，包括 4K（频率为 30Hz）、3D 和深色等先进显示技术。如果您正在使用上述技术中的任意一种，或者如果您要将 1080p HD 显示器连接至 1080p HD 内容源（如蓝光光盘播放器），则推荐您使用此类线缆。^[13]高速汽车用 HDMI缆线：由于汽车系统可能会连接一个或多个内部继电器，而这些继电器会影响信号强度，因此高速汽车用 HDMI 线缆需要发送比其他类型线缆更强的信号，所以需要按照更高的性能标准测试此类线缆。此类线缆还可以利用一个特殊的防尘和防震 HDMI E 型连接器及锁片。^[13]连接以太网的标准 HDMI线缆：此类线缆提供与标准 HDMI 线缆相同的基线性能，外加一个用于设备联网的额外专用数据通道，称为 HDMI 以太网通道。HDMI 以太网通道功能仅在两个相连设备均支持 HDMI 以太网通道时可用。^[13]标准 HDMI线缆：标准 HDMI 线缆旨在处理一些早期的消费类应用，经测试能够可靠传输 1080i 或 720p 视频。此类线缆中的大多数已被高速 HDMI 线缆取代，但市场上仍有一些此类线缆，消费者应注意，尽管此类线缆足以应对某些应用，但不支持以后的分辨率、刷新率和带宽要求。^[13]标准汽车用 HDMI线缆：由于汽车系统可能会连接一个或多个内部继电器，从而影响信号强度，标准汽车用 HDMI 线缆需要发送比其他类型线缆更强的信号，因此需要按照更高的性能标准进行测试。此类线缆还可以利用一个特殊的防尘和防震 HDMI E 型连接器及锁片。^[13]

HDMI，即高清多媒体接口，用于传输高清音视频信号。HDMI 的传输基于 TMDS 编码技术。HDMI 结构如图所示。^[15]

HDMI 中包含了三种通道，分别是 TMDS 通道、DDC（Display Data Channel）、CEC（Consumer Eletronics Control）通道。TMDS 通道在传输像素时， 允许每个像素的深度为 24-bit、36-bit、48-bit，支持的像素编码格式有 RGB4:4:4、YCbCr 4:4:4、YCbCr 4:2:2 等。DDC 即显示数据通道，用来传输 EDID 信息。EDID 是一 种 VESA 标准数据格式，其中包含有关显示器性能的参数，包括图像大小、颜色深 度、频率范围等，发送端和接收端可以通过获取 DDC 通道上的 EDID 信息来获得对 方的处理能力。CEC 通道是一条必须预留的通道，它的作用是发送 AV Link 信号。^[15]

HDMI 采用 TMDS 来进行数据传输。在传输视频数据时，接收的视频数据可以 是 24-bit、36-bit、48-bit。TMDS 时钟速率被认为时默认传输速率，与像素时钟速率 相等，每个 TMDS 时钟传输 10-bit 数据，音频数据和辅助数据经过打包处理后再进 行传输。^[15]

TMDS 传输中，包含发送端和接收端两个部分。HDMI 接口将 24-bit 表示 RGB 像素信号的并行数据传输至 TMDS 发送端，使用 TMDS 编码技术对这些数据进行编 码并进行并-串转换，得到三个分别表示 R、G、B 的数据，使用 TMDS 通道，将 R、G、B 分别发送至接收端。这些串行数据到达 TMDS 接收端后，接收端对其进行 解码和串-并转换，将得到的并行数据传输到显示器控制端，同时接收时钟信号，以实 现画面同步。HDMI 原理如图所示。^[15]

HDMI 的传输模式有三种，分别是视频传输、数据包传输和控制传输。其中音频信号和辅助信息在数据包传输中进行，前沿在控制周期进行传输，前沿传输在视频 周期或者音频周期之前出现，指示下一个周期是视频传输还是数据包传输。^[15]

HDMI 接口中包括四组差分对信号线，其中三组用于传输 TMDS （最小化传输差分信号）数据，一组用于传输TMDS时钟。DDC（Display Data Channel）是 VESA 制定的用于获取显示器属性信息的标准总线，同时DDC也用于HDCP版权保护协议中信息的交换。^[16]

HDMI链路有三种周期模式，第一种是视频数据周期模式，在此模式下，传输的是有效显示区域的像素数据；第二种是数据岛周期模式，此时音频和辅助数据会以数据包格式传输；在以上数据都没有传输的空闲期，都会分配给第三种控制周期模式。数据岛周期和控制周期位于视频显示的消隐期内，在有效视频传输的空闲间隔时间内进行音频数据、辅助数据、控制数据的传输，充分利用了TMDS的带宽实现非视频数据的传输。^[16]

如表所示，视频数据采用的是TMDS编码，将每个像素点的24位数据分配到三个通道，每个通道将8位数据编码成10位数据。数据包采用类似TMDS的编码方式——TERC4（TMDS 降错编码），各个通道将4位数据转换成10位数据。控制周 期采用最大化传输编码，将每通道2位总共6位的数据编码，这6位数据分别为HSYNC、VSYNC、CTL0、CTL1、CTL2和CTL3，其中HSYNC是水平同步信号， 是每行扫描的参考时钟，VSYNC是垂直同步信号，也叫做场同步信号，其频率代表帧率，在每个控制周期的末端，都会有报头（CTLx）用以指示接下来的周期模式。^[16]

每个视频数据周期和数据岛周期开始于引导隔离带（Leading Guard Band），引导隔离带由两个特殊字符组成，使得控制周期到数据周期转变的检测具有很好的鲁棒性。 除此之外，数据岛周期的末尾还有一个Trailing Guard Band，用以提高向控制周期转变检测的鲁棒性。^[16]

HDMI 协议支持在 59.94Hz 的情况下分辨率为 640×480p，HDMI 协议可以支持的像素编码格式为 RGB4:4:4、YCbCr4:4:4、YCbCr4:2:2。所有的信源端和接收端都可支持RGB4:4:4像素编码，信源端可以通过EDID链路来决定采用何种像素编码格式。^[15]

所有的信源端和接收端都支持颜色深度为 24-bit 的像素。所有的信源端和接收端 有可能支持色深为 24-bit、30-bit、36-bit、48-bit 的像素。当色深大于 24-bit 时，称为 “深色”模式。每种深色模式都应支持 RGB4:4:4，并且可以选择支持 YCbCr 4:4:4， 不要求所有的深色模式都支持 YCbCr 4:2:2。EDID 所指示的所有的像素编码格式及 颜色深度，接收端都应该支持，并且信源端不能向接收端发送接收端不支持的像素编 码格式及颜色深度。^[15]

HDMI 可以发送三种不同的像素编码格式：RGB4:4:4、YCbCr 4:4:4、YCbCr 4:2:2， 支持四种颜色深度，只有 RGB4:4:4 和 YCbCr4:4:4 允许深度大于 24-bit。如图表示的是 RGB4:4:4 为 24-bit 颜色深度时的传输方式，第一个像素的 R、 G、B 分量在视频传输周期的第一个像素上进行传输。^[15]

24-bit YCbCr 4:2:2 的传输方式，Y 分量的高 8 位在通道 1 上进 行传输，低 4 位在通道 0 上，C 分量的高 8 位在通道 2，低 4 位在通道 0。因为 YCbCr 4:2:2 格式的数据每个像素只需要两个组件，所以会为每个组件分配更多的位。可用 的 24 位被分成 12 位的 Y 组件和 12 位的 C 组件。第一个像素周期传输 Y0 和 CB0， 第二个像素周期传输 Y1 和 CR0。^[15]

如图所示，视频传输周期的第一个像素进行传输时，YCbCr 4:4:4 的传输方式。^[15]

HDMI 支持三种颜色深度，分别是 24 bit/pixel、36 bit/pixel 和 48 bit/pixel。只有 RGB4:4:4 和 YCbCr4:4:4 允许深度大于 24 位，即“深色”模式。以 24 bit/pixel 为例， TMDS 时钟携带像素数据的速率为每个时钟携带一个像素。在大于 24 bit/pixel 的颜 色深度时，由于要传输额外的比特位，TMDS 时钟要比采样时钟运行得更快。TMDS 时钟速率与采样时钟速率的比例与颜色深度和 24-bit 的比值一致。^[15]

下表表示了不同色度的像素编码方式。其中 P 表示每个像素分组中的像 素数量，L 表示每个像素分组中的像素片段数量，每个片段即表示一个 TMDS 字符。 有效视频的包装阶段标识为 mPn（），其中 m 表示每个分量的比特位，n 表示片段数， 如 10P0、10P1 等。^[15]

在传输音频数据和辅助数据时，水平控制信号 HSYNC 和场控制信号 VSYNC 在 TMDS0 通道上传输。在视频数据传输周期，HDMI 不传输 HSYNC 和 VSYNC 信号，接收端则认为该信号保持不变。在传输控制信息时，HDMI 通过 TMDS 0 通道上的四 个不同的控制字符来传输 HSYNC、VSYNC 信号。所有的接收端都包含可通过 DDC 通道访问的 EDID 数据结构，信源端通过获取 EDID 信息，对所需的格式做转 换，以便向接收端提供正确的格式。一般情况下，信源端的传输速率不得高于接收端 所支持的最大的 TMDS 时钟速率。在 DDC 通道中，数据与 I2C 总线中的串行时钟 （Serial Clock，SCL）信号同步，因此应符合 I2C 标准模式即最大时钟速率为 100HZ。 信源端使用 I2C 命令从接收端中读取 EDID 信息。^[15]

为了防止对传输内容的非法拷贝和窃取，所有支持HDMI接口的设备均具备一个保护其传输内容的保护机制——HDCP（High-bandwidth Digital Content Protection，高带宽数字内容保护技术）。HDCP是由Intel公司所开发设计的对音视频在HDMI（以及DVI）传输过程中进行内容版权保护的技术。并且由Digital Content Protection，LLC公司发放执照。获得HDCP执照的产品能够对无HDCP的产品所输出的音视频信号做出一定的限制。若没有获得HDCP执照，其能传输的视频质量不能高于DVD的视频质量，而且输出的数字音频也被限制在了DAT的质量级别以下。HDCP内容保护功能取决于三个系统要件：^[4]

确认通讯协定，HDCP传送器将确认接收器是否已经过合法授权以接收HDCP所保护的内容信息。^[4]第一步完成并得以确认后，将产生一个共享密钥。该共享密钥将被HDCP传送器传送到HDCP接收器，进而防止窃听装置盗取或拷贝HDCP所保护的内容信息。^[4]如果HDCP传送器或接收器的合法性遭到破坏而导致HDCP所保护的内容在未经授权允许的情况下也能使用时，其系统的更新功能将加以防止加密内容被窃取。这主要是通过 KSV（Key Selection Vector，由一组密钥组成， 相当于具备HDCP芯片设备的ID号）吊销列表更新来实现的。^[4]

HDCP协议认证由三部分完成。如图所示为协议认证的第一部分。在此过程中HDCP发送端将生成一个64位的伪随机码An，并一同与AKSV写入到HDCP的接收端。之后将读入HDCP接收端的BKSV，与此同时还需要识别转发器标志以确认接收端是转发器还是显示设备。接着，HDCP发送端计算R0而HDCP接收端计算 R’0，进而发送端将验证接收端的R’0值与R0值是否相 等。若验证结果相等则表示该接收端是经过授权的合法接收设备。^[4]

第二部分协议认证主要针对接收端为 HDCP 转发器而设。当 HDCP 发送端通过识别转发器标志确认该接收端为转发器后，连接于转发器后的所有设备的 KSV 必须在一定时间范围内得以获得并组建成一个 KSV 列表。 根据该 KSV 列表计算得到一个所需要的验证值 V’。当 HDCP 发送端检测到转 发器已经组建了 KSV 列表并计算出了验证值 V’，发送端将根据该 KSV 列表计 算出自己的验证值 V 与之进行比较，若两个值相等则表示协议认证成功。^[4]

协议认证的第三部分。在此部分，HDCP 协议认证将检查链接 的完整性。HDCP 的接收端和发送端在垂直同步空白时间段内将重新计算 R’i 和 Ri。而每隔两秒，HDCP 发送端将对 R’i 重新检查一次以验证 Ri 和 R’i 的值。 若这两个值相等则表示认证成功。^[4]

HDCP 在 HDMI 传输数据过程中的加密和解密。HDCP 对所需要保护的内容信息与 HDCP 加密器所产生的伪随机码作逻辑异或运算， 以此实现加密。而解密，则只需在接收端再一次对接收到的内容和加密器所产 生的伪随机码作逻辑异或运算。TMDS 编码在 HDCP 加密之后进行，并且传输 数据通过 TMDS 解码后再进行解密。^[4]

HDMI Licensing Administrator, Inc. (HDMI LA) 是唯一授权 HDMI 规范的组织，也是线缆信息的主要来源，并设有经认证的线缆合规性计划。HDMI LA 是 HDMI Forum 授权 HDMI 规范 2.1 版本的指定代理商，亦是 HDMI Founders 授权早前 HDMI 规范版本的指定代理商。^[17]在大规模生产或分销任何宣称符合 HDMI规范的授权产品或组件（或允许其他厂商从事此类活动）之前，每家采纳者都必须测试一个具有代表性的样本是否符合 HDMI规范。首先，采纳者必须按照当时的 HDMI 兼容性测试规范执行自检。HDMI合规性测试规范提供了一套测试程序，并建立了一些最低要求，规定了每家 HDMI 采纳者应如何测试授权产品是否符合 HDMI 规范。此合规性测试仅限于评估产品是否符合 HDMI 规范，而不是为了测试任何授权产品的整体性能。^[18]

其次，每家采纳者必须将每种授权产品类型（即源设备、接收端、转接器或线缆）的第一件产品提交至 HDMI 授权测试中心 (ATC) 进行测试。每种类型的采纳者产品通过测试后，就无需向 ATC 提交该类型的后续产品。例如，采纳者的电视通过了 ATC 测试，就无需提交另一台电视或其他显示器进行 ATC 测试。但为帮助确保 HDMI 兼容性，我们鼓励采纳者使送测ATC。^[18]

HDMI 合规性测试规范代表授权产品所需的最低合规性测试。成功完成合规性测试规范或 ATC 测试并不保证任何产品均符合高清晰度多媒体接口、功能正常或能够与任何其他产品实现互操作。每家采纳者单独负责确保其产品功能正常，完全符合 HDMI 规范和采纳者协议，并可与其他产品实现兼容。^[18]