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簡(jiǎn)單的說(shuō)，會(huì)議室中一般輸入的設(shè)備很多：攝像頭了、DVD 、VCR、實(shí)物展臺(tái)、臺(tái)式電腦，很多的筆記本信號(hào)等等，而顯示終端很少：投影機(jī)了，等離子了，大屏幕顯示了，
矩陣的作用就出來(lái)了，可以把提供信號(hào)源的設(shè)備的任意一路的信號(hào)送到任意一路的顯示終端上，可以做到音頻和視頻同步或者不同步，所心所欲，方便，節(jié)約成本。常見(jiàn)的類(lèi)型是根據(jù)接口類(lèi)型劃分（VGA、AV、RGB），當(dāng)然還有混合矩陣，就是設(shè)備中不不同的接口類(lèi)型，還根據(jù)接口數(shù)量來(lái)劃分，如 8系列的有8進(jìn)2出，8進(jìn)4出，8進(jìn)8出等
根據(jù)檔次分有電信廣播級(jí)：切換的時(shí)候沒(méi)有閃爍和雪花，很平穩(wěn)，可以看看CCTV的節(jié)目就知道了，接下來(lái)是專(zhuān)業(yè)矩陣、切換的時(shí)候稍微出現(xiàn)點(diǎn)黑屏，但也沒(méi)有閃爍，接下來(lái)是民用的了，大多數(shù)會(huì)議室用的就是這種，切換的瞬間有閃爍的雪花和抖動(dòng)，但切換完畫(huà)面很穩(wěn)定。
隨著數(shù)字技術(shù)的高速發(fā)展，軟硬件水平的提高，不斷有高性能的DSP和高速的總線(xiàn)得到應(yīng)用，使基于數(shù)字技術(shù)的視頻矩陣方案能夠得以實(shí)現(xiàn)。?？低暯趯⒃诎蹇óa(chǎn)品線(xiàn)上推出一款新的型號(hào)：DS4002MD，即矩陣解碼卡，并基于這款產(chǎn)品，?？低曁岢鰯?shù)字視頻矩陣的解決方案。同時(shí)，我們?？低曊J(rèn)為，數(shù)字視頻矩陣將是安防業(yè)中新興的一個(gè)熱點(diǎn)，也將是視頻矩陣以后的一個(gè)發(fā)展趨勢(shì)。
一、視頻矩陣的基本概念
1．視頻矩陣的基本功能和要求
作為視頻矩陣，最重要的一個(gè)功能就是實(shí)現(xiàn)對(duì)輸入視頻圖像的切換輸出。準(zhǔn)確概括那就是：將視頻圖像從任意一個(gè)輸入通道切換到任意一個(gè)輸出通道顯示。一般來(lái)講,一個(gè)M×N矩陣：表示它可以同時(shí)支持M路圖像輸入和N路圖像輸出。這里需要強(qiáng)調(diào)的是必須要做到任意，即任意的一個(gè)輸入和任意的一個(gè)輸出。
另外，一個(gè)矩陣系統(tǒng)通常還應(yīng)該包括以下基本功能：字符信號(hào)疊加；解碼器接口以控制云臺(tái)和攝像機(jī)；報(bào)警器接口；控制主機(jī)，以及音頻控制箱、報(bào)警接口箱、控制鍵盤(pán)等附件。對(duì)國(guó)內(nèi)用戶(hù)來(lái)說(shuō)，字符疊加應(yīng)為全中文，以方便不懂英文的操作人員使用，矩陣系統(tǒng)還需要支持級(jí)聯(lián)，來(lái)實(shí)現(xiàn)更高的容量，為了適應(yīng)不同用戶(hù)對(duì)矩陣系統(tǒng)容量的要求，矩陣系統(tǒng)應(yīng)該支持模塊化和即插即用（PnP）的，可以通過(guò)增加或減少視頻輸入、輸出卡來(lái)實(shí)現(xiàn)不同容量的組合。
矩陣系統(tǒng)的發(fā)展方向是多功能、大容量、可聯(lián)網(wǎng)以及可進(jìn)行遠(yuǎn)程切換。一般而言矩陣系統(tǒng)的容量達(dá)到64×16即為大容量矩陣。如果需要更大容量的矩陣系統(tǒng)，也可以通過(guò)多臺(tái)矩陣系統(tǒng)級(jí)聯(lián)來(lái)實(shí)現(xiàn)。矩陣容量越大，所需技術(shù)水平越高，設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)難度也越大。
2．視頻矩陣的分類(lèi)
按實(shí)現(xiàn)視頻切換的不同方式，視頻矩陣分為模擬矩陣和數(shù)字矩陣。
模擬矩陣：
視頻切換在模擬視頻層完成。信號(hào)切換主要是采用單片機(jī)或更復(fù)雜的芯片控制模擬開(kāi)關(guān)實(shí)現(xiàn)。
數(shù)字矩陣
視頻切換在數(shù)字視頻層完成，這個(gè)過(guò)程可以是同步的也可以是異步的。數(shù)字矩陣的核心是對(duì)數(shù)字視頻的處理，需要在視頻輸入端增加AD轉(zhuǎn)換，將模擬信號(hào)變?yōu)閿?shù)字信號(hào)，在視頻輸出端增加DA轉(zhuǎn)換，將數(shù)字信號(hào)轉(zhuǎn)換為模擬信號(hào)輸出。視頻切換的核心部分由模擬矩陣的模擬開(kāi)關(guān)，變將成了對(duì)數(shù)字視頻的處理和傳輸。
二、數(shù)字視頻矩陣簡(jiǎn)介
1．?dāng)?shù)字視頻矩陣的分類(lèi)
根據(jù)數(shù)字視頻矩陣的實(shí)現(xiàn)方式不同，數(shù)字視頻矩陣可以分為總線(xiàn)型和包交換型。
總線(xiàn)型數(shù)字視頻矩陣
顧名思義，總線(xiàn)型數(shù)字矩陣就是數(shù)據(jù)的傳輸和切換是通過(guò)一條共用的總線(xiàn)來(lái)實(shí)現(xiàn)的，例如PCI總線(xiàn)。
總線(xiàn)型矩陣中最常見(jiàn)的就是PC－DVR和嵌入式DVR。對(duì)于PC－DVR來(lái)說(shuō)，它的視頻輸出是VGA，通過(guò)PC顯卡來(lái)完成圖像顯示，通常只有1路輸出（1塊顯卡），2路輸出的情況（2塊顯卡）已經(jīng)很少；嵌入式DVR一般的視頻輸出是監(jiān)視器，一些新的嵌入式DVR也可以支持VGA顯示。在上面的兩個(gè)例子中，它們都可以實(shí)現(xiàn)1路視頻輸出（還可以進(jìn)行畫(huà)面分割），可以把這兩款產(chǎn)品當(dāng)作視頻矩陣的一個(gè)特例，也就是一個(gè)只有1路視頻輸出的特殊情況。
PC－DVR（PC＋H卡、HC卡）構(gòu)成的總線(xiàn)型數(shù)字矩陣
包交換型數(shù)字視頻矩陣
包交換型矩陣是通過(guò)包交換的方式(通常是IP包)實(shí)現(xiàn)圖像數(shù)據(jù)的傳輸和切換。包交換型矩陣目前已經(jīng)比較普及，比如已經(jīng)廣泛應(yīng)用的遠(yuǎn)程監(jiān)控中心，即在本地錄像端把圖像壓縮，然后把壓縮的碼流通過(guò)網(wǎng)絡(luò)（可以是高速的專(zhuān)網(wǎng)、internet、局域網(wǎng)等）發(fā)送到遠(yuǎn)端，在遠(yuǎn)端解碼后，顯示在大屏幕上。包交換型數(shù)字矩陣目前有兩個(gè)比較大的局限性：延時(shí)大、圖像質(zhì)量差。由于要通過(guò)網(wǎng)絡(luò)傳輸，因此不可避免的會(huì)帶來(lái)延時(shí)，同時(shí)為了減少對(duì)帶寬的占用，往往都需要在發(fā)送端對(duì)圖像進(jìn)行壓縮，然后在接收端實(shí)行解壓縮，經(jīng)過(guò)有損壓縮過(guò)的圖像很難保證較好的圖像質(zhì)量，同時(shí)編、解碼過(guò)程還會(huì)增大延時(shí)。所以目前包交換型矩陣還無(wú)法適用于對(duì)實(shí)時(shí)性和圖像質(zhì)量要求比較高的場(chǎng)合。
包交換型數(shù)字矩陣
三、數(shù)字視頻矩陣優(yōu)勢(shì)分析
成本優(yōu)勢(shì)：視頻矩陣和DVR合二為一
采用數(shù)字視頻矩陣方案，只需一臺(tái)設(shè)備就可以同時(shí)實(shí)現(xiàn)視頻矩陣和DVR的功能，大大的節(jié)省了成本。對(duì)矩陣的控制和DVR的控制集成在一起，方便靈活。如果采用模擬矩陣，至少需要一臺(tái)矩陣主機(jī)和一臺(tái)DVR主機(jī)，安裝調(diào)試復(fù)雜，除了DVR的成本外，還要為模擬矩陣付出高額的成本。此外，對(duì)于模擬矩陣的控制，可能還需要外接其他設(shè)備，比如顯示設(shè)備、矩陣控制器，矩陣控制鍵盤(pán)等，有些復(fù)雜的功能甚至需要專(zhuān)門(mén)的PC機(jī)來(lái)進(jìn)行配置。模擬矩陣的方案還需要視頻信號(hào)的分配、復(fù)用設(shè)備來(lái)實(shí)現(xiàn)DVR的錄像功能，而采用數(shù)字矩陣，則只需在DVR的基礎(chǔ)之上，增加簡(jiǎn)單的矩陣模塊即可，成本相對(duì)低廉，且數(shù)字矩陣、錄像系統(tǒng)的集成度高，穩(wěn)定性增強(qiáng)，也降低了以后維護(hù)的成本。
功能優(yōu)勢(shì)：配置靈活，功能強(qiáng)大，簡(jiǎn)單易用
在模擬矩陣＋DVR方案中，矩陣和DVR各自為政，需要分別控制，模擬矩陣提供的操作方式復(fù)雜，易操作性很差，且功能單一，如果要實(shí)現(xiàn)比較復(fù)雜的功能，需要很繁瑣的操作流程；而采用數(shù)字矩陣，通過(guò)一個(gè)控制平臺(tái)即可實(shí)現(xiàn)對(duì)切換矩陣和DVR的同時(shí)控制，操作界面可由二次開(kāi)發(fā)商在Windows或Linux下自由開(kāi)發(fā)，可以根據(jù)自己客戶(hù)的需求定制應(yīng)用程序，定制各種功能，所構(gòu)建的系統(tǒng)，完全取決于開(kāi)發(fā)商自己的軟件。
在數(shù)字矩陣中，基于對(duì)圖像的數(shù)字處理：可以在實(shí)現(xiàn)視頻切換的同時(shí)，對(duì)圖像進(jìn)行很多處理，比如疊加字符、疊加圖像，區(qū)域遮蓋等，這些都是目前DVR所普遍具有的功能，但是對(duì)于模擬矩陣，由于它的核心是基于模擬信號(hào)的處理，在面對(duì)這些功能時(shí)，則顯得力不從心。這里以字符疊加功能為例，模擬矩陣往往需要外接字符疊加芯片來(lái)實(shí)現(xiàn)，通常只能實(shí)現(xiàn)ASCII碼也就是英文字符的疊加，而能夠?qū)崿F(xiàn)漢字疊加的模擬則可以說(shuō)是寥寥無(wú)幾，更不用說(shuō)同時(shí)支持簡(jiǎn)體、繁體，甚至日文了。至于圖像疊加等功能，在模擬信號(hào)層基本是無(wú)法實(shí)現(xiàn)的。
數(shù)字矩陣可以提供更豐富的圖像顯示模式。傳統(tǒng)的模擬矩陣只能進(jìn)行最簡(jiǎn)單的1:1的圖像輸出；而數(shù)字矩陣在此基礎(chǔ)上還可以實(shí)現(xiàn)N→1(通過(guò)對(duì)圖像的縮放處理，可以實(shí)現(xiàn)多路圖像在一個(gè)窗口顯示)和1→N(一個(gè)輸入圖像同時(shí)在多個(gè)輸出端顯示)的顯示方式，甚至是畫(huà)中畫(huà)等高級(jí)功能。
最后是系統(tǒng)穩(wěn)定性，數(shù)字矩陣＋DVR的方案，系統(tǒng)集成度高、功耗低，穩(wěn)定性高；而采用模擬矩陣方案，由于需要多臺(tái)設(shè)備，出問(wèn)題的概率則大大增加。
潛力：發(fā)展空間巨大
模擬矩陣控制系統(tǒng)目前已經(jīng)非常成熟，其產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)和功能在近幾年，甚至是十幾年內(nèi)，都沒(méi)有發(fā)生大的變化，可挖掘的潛力已經(jīng)十分有限。
而數(shù)字矩陣則完全不同，目前數(shù)字技術(shù)的發(fā)展可以用日新月異、前途廣闊來(lái)形容。首先，隨著硬件性能的提高，在高速總線(xiàn)方面：66M的PCI總線(xiàn)已經(jīng)很成熟和普及，比如PCI－E或其它的高速串行總線(xiàn)也不斷的提出；在芯片技術(shù)上：已經(jīng)出現(xiàn)了600M、720M甚至是1GHz的高性能DSP，可以說(shuō)，得益于硬件平臺(tái)性能的不斷提高，必然使數(shù)字矩陣的功能不斷的提升，不斷的向高端發(fā)展。與此同時(shí)，軟件的進(jìn)步同樣不可忽略，不斷有新圖像的壓縮、處理算法提出，圖像壓縮的效率不斷提高，也不斷有更復(fù)雜、更智能的圖像處理算法得到應(yīng)用，比如智能的移動(dòng)檢測(cè)、智能識(shí)別技術(shù)（人臉識(shí)別，指紋識(shí)別、車(chē)牌識(shí)別、簽名識(shí)別）目前都已經(jīng)有了比較成熟的應(yīng)用，這些更高層次的圖像處理技術(shù)，利用目前硬件平臺(tái)，已經(jīng)可以應(yīng)用到我們的數(shù)字視頻系統(tǒng)中。因此隨著軟、硬件水平的的飛速提高，我們有理由相信，數(shù)字矩陣的發(fā)展空間會(huì)非常廣，無(wú)論是在性能上還是在功能上必然會(huì)全面超過(guò)模擬矩陣。
二次開(kāi)發(fā)簡(jiǎn)單、便捷
和以前的H卡和D卡分別使用各自的SDK不同，新的SDK將同時(shí)支持H卡、HC卡和MD卡。只需通過(guò)一個(gè)SDK即可以同時(shí)實(shí)現(xiàn)編碼、解碼、和矩陣控制，新的SDK中編碼、解碼部分和原有SDK中的編碼、解碼部分兼容，用戶(hù)只需增加矩陣控制部分即可，極大的降低了用戶(hù)進(jìn)行二次開(kāi)發(fā)的復(fù)雜性。同時(shí)：H卡、HC卡和MD卡可以混插，便于對(duì)現(xiàn)有的工程進(jìn)行維護(hù)和擴(kuò)展。
四、?？低暤臄?shù)字視頻矩陣解決方案
我們的數(shù)字視頻矩陣解決方案是基于?？低曇呀?jīng)推出的HC系列壓縮卡和即將發(fā)布的MD系列矩陣解碼卡來(lái)實(shí)現(xiàn)的。HC卡負(fù)責(zé)系統(tǒng)的錄像、預(yù)覽、網(wǎng)絡(luò)傳輸功能，這部分的應(yīng)用已經(jīng)十分成熟。而MD卡是實(shí)現(xiàn)視頻矩陣的關(guān)鍵，MD卡在實(shí)現(xiàn)原有解碼卡的全部功能外，增加了矩陣輸出，實(shí)現(xiàn)了視頻矩陣功能；同時(shí)MD卡也可以獨(dú)立于HC卡，只做硬件解碼卡使用，通過(guò)網(wǎng)絡(luò)連接到遠(yuǎn)端的視頻服務(wù)器，即可以是?？低暤陌蹇ㄒ部梢允乔度胧皆O(shè)備，構(gòu)成網(wǎng)絡(luò)視頻矩陣，這一點(diǎn)和原有解碼卡相同，但新的MD卡在功能上和D卡比較，會(huì)有很大的擴(kuò)充，比如，解碼路數(shù)大大提高，原有D卡1個(gè)DSP只能解1路，現(xiàn)在則至少可以解4路。同時(shí)具備多窗口畫(huà)面分割功能，用戶(hù)可以對(duì)解碼圖像做任意組合輸出。新增加的同步功能，可以在各路解碼器之間實(shí)現(xiàn)同步。
1．DS4002MD卡主要參數(shù)
操作系統(tǒng)支持Windows2000/XP,及Linux。
作為矩陣使用：
每塊卡支持2路矩陣輸出，可穩(wěn)定支持4路。
配合HC卡使用，可實(shí)現(xiàn)64×4的視頻矩陣，同時(shí)保證64路實(shí)時(shí)壓縮。
作為解碼使用：
解碼功能和原有解碼卡完全兼容。
每塊卡支持4路解碼（實(shí)時(shí)解碼4路CIF、4路2CIF或2路4CIF），2路模擬輸出，最高可支持64路解碼，32路模擬輸出。
2．DS4002MD典型方案
⑴組建本地視頻矩陣、實(shí)時(shí)錄像系統(tǒng)
在該系統(tǒng)中，由HC卡構(gòu)成64路DVR系統(tǒng)，這和目前的板卡方案完全相同，另外增加了2塊MD卡完成4路模擬輸出，實(shí)現(xiàn)視頻矩陣功能。
一個(gè)64×4的數(shù)字視頻矩陣＋實(shí)時(shí)錄像系統(tǒng)
⑵組建網(wǎng)絡(luò)矩陣
由16塊DS4002MD組成網(wǎng)絡(luò)矩陣，同時(shí)支持64路網(wǎng)絡(luò)解碼和32路視頻輸出的網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控中心