矩陣技術的發(fā)展
    傳統(tǒng)模擬矩陣由于傳輸模擬視頻信號，所以每一路視頻信號就需要一根同軸電纜，相應的控制信號也需要單獨的控制線來傳輸，由于傳輸線纜非常多這勢必造成現(xiàn)場施工十分復雜和繁瑣。由于模擬矩陣是采用模擬電子開關來實現(xiàn)一定數(shù)量的視頻信號的切換，因此要對模擬視頻信號實現(xiàn)統(tǒng)一的、數(shù)字化、網(wǎng)絡化管理是根本不可能的。

    隨著網(wǎng)絡視頻監(jiān)控技術的發(fā)展，數(shù)字視頻矩陣技術及產(chǎn)品也已出現(xiàn)，它通過網(wǎng)絡接收前端的視頻源，利用圖像解碼卡實現(xiàn)對網(wǎng)絡視頻信號的D/A轉換，再通過“矩陣切換”軟件實現(xiàn)對多路前端視頻信號進行切換、控制，并上電視墻。但是由于常規(guī)的數(shù)字視頻矩陣運行在WIN操作系統(tǒng)之上，對于WIN操作系統(tǒng)的依賴性很大，所以在安全性、穩(wěn)定性、擴展性以及防網(wǎng)絡病毒攻擊等方面還有很多的不足之處。

    還有一種數(shù)字視頻矩陣，是采用“虛擬矩陣＋多個嵌入式解碼器”技術。在解碼側采用多個單路嵌入式解碼器，分別對應前端若干個網(wǎng)絡視頻源，通過服務器上運行的“虛擬矩陣”軟件，實現(xiàn)對前端視頻源的調(diào)度和控制。嵌入式解碼器的應用，提高了解碼的可靠性，但是由于該系統(tǒng)是由多個網(wǎng)絡視頻解碼器組合而成，給系統(tǒng)的管理帶來了復雜性，而且由于控制軟件仍然運行在WIN平臺上，仍無法解決操作系統(tǒng)在安全性、穩(wěn)定性等方面的固有問題。

    隨著網(wǎng)絡化監(jiān)控的快速發(fā)展，已有廠家提出真正面向網(wǎng)絡化應用的矩陣解決方案——嵌入式網(wǎng)絡視頻矩陣便應運而生。

    嵌入式網(wǎng)絡視頻矩陣充分考慮到了網(wǎng)絡視頻監(jiān)控環(huán)境下的傳輸、解碼、控制、管理等需求特點，提供了一體化的解決方案。通過一個以太網(wǎng)口，網(wǎng)絡視頻矩陣可以接收和傳輸上千路視頻、音頻和控制信號，并實現(xiàn)多路視頻信號同時解碼和分組切換。網(wǎng)絡視頻矩陣運行在嵌入式操作系統(tǒng)上，相比于WIN操作系統(tǒng)，其可靠性、防網(wǎng)絡病毒攻擊的能力大大提高，也降低了維護成本。嵌入式網(wǎng)絡視頻矩陣采用模塊化的結構設計，電源、背板、控制模塊、解碼模塊分別由不同的模塊實現(xiàn)，這種設計不但提高了系統(tǒng)運行的可靠性，而且在系統(tǒng)的擴容方面也優(yōu)勢顯著。通過增加解碼卡，就可以實現(xiàn)解碼端口的擴容。

    由以上比較我們可以看出，嵌入式網(wǎng)絡視頻矩陣在網(wǎng)絡視頻信號分組切換及上電視墻的應用上具有較大的優(yōu)勢。

嵌入式網(wǎng)絡視頻矩陣組網(wǎng)及應用
    嵌入式網(wǎng)絡視頻矩陣能夠通過自身的網(wǎng)絡接口從網(wǎng)絡上接收多路數(shù)字視頻碼流（可能是MPEG4、H.264、MJPEG等不同格式的碼流），將這些數(shù)字視頻碼流進行解碼，并且轉換成模擬視頻信號，然后再輸出給電視墻監(jiān)視器。

    網(wǎng)絡視頻服務器將攝像頭送來的模擬圖像信息進行壓縮、編碼處理后，通過網(wǎng)絡上傳局域網(wǎng)或廣域網(wǎng)進行遠程傳輸。

    在監(jiān)控中心，網(wǎng)絡視頻矩陣通過以太網(wǎng)口，接收網(wǎng)絡視頻服務器上傳的數(shù)字視頻碼流， 并進行解碼，通過BNC接口將解碼后的圖像在監(jiān)視器或者電視墻上進行還原顯示，一臺解碼器可同時連接多臺監(jiān)視器（比如16臺，甚至32臺）。網(wǎng)絡視頻矩陣可以實現(xiàn)從網(wǎng)絡視頻源中任意選擇多路視頻源進行解碼顯示（比如16、32路），并可進行分組輪詢。同時，在監(jiān)控服務器上運行客戶端視頻管理軟件，可以對多個網(wǎng)絡視頻矩陣進行用戶管理、設備管理及圖像調(diào)度，也可以通過網(wǎng)絡鍵盤實現(xiàn)圖像切換、輪巡以及對前端攝像頭的控制。[nextpage]

    圖像質量、帶寬占用是嵌入式網(wǎng)絡視頻矩陣設計需要考慮的重要參數(shù)。嵌入式網(wǎng)絡視頻矩陣支持MJPEG、MPEG2和MPEG4等多種視頻格式的解碼輸出。以目前常見的MPEG4編解碼標準為例，如果前端視頻服務器采用D1（720×576）的分辨率，其對應的碼流在1Mbit/s～1.5Mbit/s之間，16路視頻同步解碼所需要的總帶寬也就16M～24M之間。目前監(jiān)控中心基本都配備了100M以上帶寬，完全能夠滿足大容量網(wǎng)絡視頻矩陣的需求。如果前端采用CIF（352×288）的分辨率，則帶寬更有保障，但是圖像放大后的清晰度略顯不足。在一些行業(yè)專網(wǎng)應用中，帶寬資源相對充足，為了獲得更高的圖像品質，可以考慮采用MJPEG或MPEG2的圖像壓縮和傳輸方式。

    時延問題是矩陣設計需要考慮的另一個重要參數(shù)，通過網(wǎng)絡視頻矩陣進行網(wǎng)絡監(jiān)控時，每路視頻的時延主要來源于三個方面：
·前端網(wǎng)絡視頻服務器編碼帶來的時延；
·網(wǎng)絡傳輸帶來的時延；
·解碼時延。

    為了減少網(wǎng)絡傳輸帶來的時延，視頻矩陣必須以實時的方式進行網(wǎng)絡接收、處理，即使在進行切換時，也要保證視頻的實時性?；谇度胧较到y(tǒng)的軟件在實時性上面遠遠高于其它解決方案。同時，解碼也必須具備較高的實時性，根據(jù)大量的試驗表明，解碼時延不超過200毫秒時， 人們在進行視頻監(jiān)控時不會覺得有明顯的延遲。

    嵌入式網(wǎng)絡視頻矩陣滿足了網(wǎng)絡化時代對分布式監(jiān)控、遠程訪問、集中管理的要求，實現(xiàn)了與模擬監(jiān)控終端的無縫融合，可以被廣泛應用于公安、軍事、道路交通、大型企業(yè)、學校、銀行、機場、地鐵、智能小區(qū)等各個領域的監(jiān)控。

嵌入式網(wǎng)絡視頻矩陣的系統(tǒng)優(yōu)勢
    大路數(shù)嵌入式網(wǎng)絡視頻矩陣的設計具備了如下的特性：
1、超大容量
    通過增加相關的功能子板，產(chǎn)品將具備更大容量。以上海卓揚科技VE2016網(wǎng)絡視頻矩陣為例，目前支持2048路輸入、16路解碼輸出，但是可以通過增加解碼顯示子板使系統(tǒng)具備20、24、28路甚至更高的解碼輸出容量。

2、平滑擴容
    產(chǎn)品可以根據(jù)用戶的需要隨時方便地增加解碼路數(shù)和減少解碼路數(shù)。當用戶需要增加或減少解碼路數(shù)的時候，只需要多插入或減少解碼顯示子板就完成了對系統(tǒng)容量的調(diào)整。

3、穩(wěn)定性高
    系統(tǒng)的模塊化設計，使產(chǎn)品易于組裝、調(diào)試及維護，從而使產(chǎn)品具有更高的穩(wěn)定性。這一點，電信業(yè)模塊化產(chǎn)品的高穩(wěn)定性已經(jīng)證明了模塊化設計思想所帶來的高穩(wěn)定性。

4、便于維護
    由于模塊化設計，一旦某一路發(fā)生故障，最多只影響其所在的子板，而其它子板都能夠繼續(xù)工作，故障不具有波及性，錯誤被限制在一個很小的范圍內(nèi)，這為設備維護、檢修帶來了很大的便利。

5、擴展性強
    由于功能都是在子板上完成，只要設計出不同功能的子板就可以擴展產(chǎn)品的功能。如VE2016網(wǎng)絡視頻矩陣，只要將其中的解碼顯示子板更換成視頻編碼子板，就變成了一款大容量嵌入式的網(wǎng)絡視頻服務器。

6、完善的管理手段
    網(wǎng)絡視頻矩陣支持電信級的SNMP網(wǎng)管協(xié)議以及RADIUS用戶認證協(xié)議，與前端的網(wǎng)絡視頻服務器一起，可以納入統(tǒng)一網(wǎng)管和用戶認證系統(tǒng)中，為系統(tǒng)管理帶來了極大的便利。

結語
    正是因為網(wǎng)絡視頻矩陣具有了以上的諸多優(yōu)勢，使得在科學技術日新月異的今天，它能被廣泛地應用在視頻監(jiān)控的各個領域。新技術的廣泛應用必將帶來安防行業(yè)變革性的發(fā)展，有理由相信，在不久的明天，大容量、嵌入式的網(wǎng)絡視頻矩陣必將大行其道。