視頻矩陣的發(fā)展

　　所謂視頻矩陣就是能將視頻圖像從任意一個(gè)輸入通道切換到任意一個(gè)輸出通道顯示設(shè)備。一般實(shí)用型視頻矩陣包括字符疊加，云臺(tái)控制，控制鍵盤等功能，矩陣規(guī)模通常用M×N來表示，M表示輸入通道，N表示輸出通道。矩陣提供多路視頻輸出，每路輸出顯示單路或者4分割圖像，一般不顯示更多的圖像拼接。

　　目前的常用視頻矩陣都是傳統(tǒng)模擬矩陣，利用模擬交換芯片來實(shí)現(xiàn)交換功能。傳統(tǒng)視頻著矩陣有著大量的模擬視頻輸入和輸出口。無論工程上和維護(hù)上，幾十條的視頻線都是工程商與用戶的噩夢(mèng)。模擬視頻矩陣的設(shè)計(jì)原理非常簡單，如下圖：

　　從設(shè)計(jì)原理圖中可以看出，模擬矩陣的核心是“交換芯片”?！敖粨Q芯片”的容量決定了模擬矩陣的容量，當(dāng)然也可以使用多片“交換芯片”級(jí)聯(lián)來擴(kuò)展容量設(shè)計(jì)，但是交換能力會(huì)受到一定的限制。這種交換模式屬于“電路交換”，特點(diǎn)是簡單、擴(kuò)展性差、級(jí)聯(lián)性差。因?yàn)楹诵募夹g(shù)的簡單、唯一性，所以各個(gè)廠家的模擬矩陣大同小異，無論性能和功能都是無法做到差異化競爭。

　　近年來隨著嵌入式技術(shù)的發(fā)展，視頻矩陣也進(jìn)入了數(shù)字時(shí)代。從性能維度看，矩陣的發(fā)展必然是從標(biāo)清矩陣到高清矩陣;從接口維度看，視頻矩陣的發(fā)展必然是從模擬接口矩陣到混合接口矩陣;從核心技術(shù)維度看，視頻矩陣的發(fā)證必然是從電路交換到包交換，再到多業(yè)務(wù)混合交換。

　　綜合接口維度和技術(shù)維度，視頻矩陣發(fā)展的一個(gè)重要方向是：網(wǎng)絡(luò)數(shù)字視頻矩陣。網(wǎng)絡(luò)數(shù)字矩陣在接口上拋棄了大量的模擬視頻輸入線纜，在核心技術(shù)上改用以太網(wǎng)包交換來代替模擬電路交換，所以在容量上，易用性，可擴(kuò)展性上都有了質(zhì)的提高。下圖展示了網(wǎng)絡(luò)數(shù)字視頻矩陣的典型設(shè)計(jì)：

　　網(wǎng)絡(luò)數(shù)字視頻矩陣的技術(shù)特點(diǎn)：

　　使用以太網(wǎng)信號(hào)作為輸入信號(hào)，因此只能使用壓縮視頻;[nextpage]

　　使用以太網(wǎng)交換機(jī)作為交換核心，具備熱拔插擴(kuò)展能力;

　　輸出芯片需要有視頻解碼功能;

　　在這種框架下，交換機(jī)帶寬是系統(tǒng)容量的唯一限制因素，輸入M和輸出N 可以自由配置，一般來說，千兆網(wǎng)可以支持64路高清視頻或者300路以上的標(biāo)清視頻交換。有了系統(tǒng)設(shè)計(jì)靈活度，不同廠家就可以實(shí)現(xiàn)差異化競爭。當(dāng)然，由于網(wǎng)絡(luò)上只能傳輸壓縮視頻信號(hào)，網(wǎng)絡(luò)數(shù)字視頻矩陣也有著延時(shí)大，圖像清晰度不夠等天生劣勢，但是隨著技術(shù)的進(jìn)步，這些劣勢都將被逐步克服。

　　網(wǎng)絡(luò)數(shù)字視頻矩陣只是矩陣產(chǎn)品發(fā)展的一個(gè)小分支，視頻矩陣的終極發(fā)展方向是多業(yè)務(wù)混合矩陣。在多業(yè)務(wù)混合矩陣?yán)铮瑝嚎s視頻、非壓縮視頻不是問題;光接口、以太網(wǎng)接口、模擬視頻接口不是問題;模擬輸出、VGA輸出、HDMI輸出不是問題;擴(kuò)展、級(jí)聯(lián)不是問題。多業(yè)務(wù)混合矩陣設(shè)計(jì)原理如下：

　　多業(yè)務(wù)混合視頻矩陣的技術(shù)特點(diǎn)：

　　支持多種輸入信號(hào)，可以是原始視頻或者壓縮視頻;

　　使用高帶寬工業(yè)總線作為交換總線，具備熱拔插擴(kuò)展能力

　　在多業(yè)務(wù)混合矩陣設(shè)計(jì)中，總線帶寬是系統(tǒng)系統(tǒng)容量的唯一限制因素。普通工業(yè)總線PCIE、RapidIO等常見交換能力都達(dá)到40Gbps以上，可以認(rèn)為系統(tǒng)容量幾乎是沒有上限的。接入時(shí)只需將所接入的信號(hào)轉(zhuǎn)成系統(tǒng)可識(shí)別的交換信號(hào)，所以可認(rèn)為系統(tǒng)是可以接入任何信號(hào)的，也可以任意級(jí)聯(lián)。

　　網(wǎng)絡(luò)視頻矩陣和DVR的關(guān)系

　　DVR是視頻監(jiān)控領(lǐng)域主流的存儲(chǔ)設(shè)備，在視頻監(jiān)控系統(tǒng)中起到圖像預(yù)覽，壓縮存儲(chǔ)，錄像回放的作用。DVR一般只提供1-2路的視頻輸出，可以輸出任意分割的圖像拼接。

　　視頻監(jiān)控工程中視頻矩陣和DVR是焦不離孟的關(guān)系。視頻監(jiān)控系統(tǒng)中多于一臺(tái)DVR，并且要上墻顯示的時(shí)候，必須配置一臺(tái)視頻矩陣。DVR越多，配套的視頻矩陣規(guī)模就越龐大。通常來說64×16的規(guī)格是中等規(guī)模矩陣的容量上限，這種矩陣可以配套4臺(tái)16路DVR的上墻顯示。

　　網(wǎng)絡(luò)數(shù)字視頻矩陣天生就是高清化，大規(guī)模的。千兆以太網(wǎng)完全可以支持64路高清或者300路以上的標(biāo)清視頻傳輸，搭配的DVR臺(tái)數(shù)可以認(rèn)為是不受限制。網(wǎng)絡(luò)數(shù)字視頻矩陣的發(fā)展，將對(duì)視頻矩陣和DVR的互相關(guān)系產(chǎn)生深遠(yuǎn)影響。

　　影響之一，兩者關(guān)系將更加緊密。

　　摘要：所謂視頻矩陣就是能將視頻圖像從任意一個(gè)輸入通道切換到任意一個(gè)輸出通道顯示設(shè)備。一般實(shí)用型視頻矩陣包括字符疊加，云臺(tái)控制，控制鍵盤等功能，矩陣規(guī)模通常用M×N來表示，M表示輸入通道，N表示輸出通道。矩陣提供多路視頻輸出，每路輸出顯示單路或者4分割圖像，一般不顯示更多的圖像拼接...[nextpage]

　　傳統(tǒng)模擬矩陣搭建的視頻監(jiān)控系統(tǒng)中，視頻矩陣和DVR是并聯(lián)關(guān)系，互相不會(huì)產(chǎn)生影響;而在數(shù)字矩陣搭建的系統(tǒng)中，DVR是和視頻矩陣是串聯(lián)關(guān)系，DVR是矩陣的上游，是生產(chǎn)者，視頻矩陣是DVR的下游，是消費(fèi)者。所以，數(shù)字視頻矩陣與DVR的配合將對(duì)整個(gè)系統(tǒng)的可靠性、兼容性、用戶體驗(yàn)造成致命影響。也因此要求矩陣生產(chǎn)廠家與DVR生產(chǎn)廠家配合更加緊密，一榮俱榮，一損俱損。

　　影響之二，兩者將發(fā)生部分融合。

　　在監(jiān)控系統(tǒng)中，一般認(rèn)為DVR是核心功能設(shè)備，視頻矩陣是邊緣功能設(shè)備。從電子設(shè)備發(fā)展規(guī)律來看，核心功能設(shè)備會(huì)必然和邊緣功能設(shè)備逐步融合。比如手機(jī)和MP3播放器融合，電腦和游戲機(jī)融合。當(dāng)然，這個(gè)融合是局部的，比如手機(jī)只會(huì)融合通用MP3播放器，不可能融合全部包括專業(yè)性的MP3播放器。融合也是長期的，融合要花費(fèi)3-5年時(shí)間來消化淘汰運(yùn)行中的現(xiàn)有設(shè)備、改變用戶消費(fèi)習(xí)慣。

　　隨著芯片技術(shù)的發(fā)展，DVR的網(wǎng)絡(luò)性能，解碼性能，顯示性能都在快速提高。目前的主流DVR可以提供千兆網(wǎng)、16D1實(shí)時(shí)解碼、1-2路高清視頻輸出，這些已經(jīng)構(gòu)成了網(wǎng)絡(luò)視頻矩陣的基本部件。DVR融合數(shù)字視頻矩陣已經(jīng)是必然的技術(shù)發(fā)展方向。一旦DVR融合了數(shù)字視頻矩陣，會(huì)對(duì)市場格局、用戶消費(fèi)習(xí)慣產(chǎn)生革命性的影響。當(dāng)然和手機(jī)融合MP3播放器一樣，DVR融合數(shù)字視頻矩陣也是局部和長期的。DVR只會(huì)融合一百路以下的中小規(guī)模數(shù)字視頻矩陣功能，而為大規(guī)模、多種接口的數(shù)字矩陣留下生存空間。同時(shí)DVR廠商也需要化大量的時(shí)間、人力、財(cái)力來開發(fā)、推廣矩陣融合型DVR，這個(gè)不是一蹴而就的事情。