【安防知識網(wǎng)】自第一臺視頻切換矩陣問世以來，經(jīng)歷了三十余年，模擬視頻切換矩陣經(jīng)過不斷的改進和創(chuàng)新，技術(shù)已然成熟。作為CCTV時代的核心設(shè)備，模擬矩陣也有過它風光的過去，但隨著整個安防產(chǎn)品向數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化方向發(fā)展，以及DVR等安防新品的推出，原來占據(jù)市場主流的模擬矩陣倍感捉襟見肘。許多人認為模擬矩陣已成為市場中的昨日黃花，并逐漸走向衰落，而數(shù)字矩陣將會隨著技術(shù)的進步，最終將主宰矩陣市場。更有人為矩陣提前譜寫挽歌，他們表示，不僅模擬矩陣要被淘汰，數(shù)字矩陣也將被功能全面的IP化系統(tǒng)所取代，矩陣將完成其在安防行業(yè)的使命。

　　IP監(jiān)控破曉之際，矩陣發(fā)展何去何從，撲朔迷離。

　　現(xiàn)狀堪憂，何去何從

　　模擬矩陣日漸式微

　　近年來，各類公共安全事件、自然災(zāi)害、治安刑事案件時有發(fā)生，社會治安環(huán)境日益復(fù)雜，因而，如何建立和健全社會治安監(jiān)控體系已成為和諧社會建設(shè)的重中之重，而身為監(jiān)控系統(tǒng)排頭兵的矩陣更是肩負重擔。可是，隨著整個安防產(chǎn)品向數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化方向發(fā)展，以及DVR等安防新品的推出，原來占據(jù)市場主流的模擬矩陣正面臨著前所未有的挑戰(zhàn)和困境。

　　從自身來講，由于模擬矩陣發(fā)展時間比較久，系統(tǒng)穩(wěn)定性以及成熟性都比較好，但是隨著系統(tǒng)向復(fù)雜化、遠距離傳輸方向發(fā)展，模擬矩陣的缺點越來越凸顯出來。杭州力弘電子有限公司市場部經(jīng)理陳宏平細數(shù)了模擬矩陣的“四宗缺陷”： 一是只適合于小范圍的區(qū)域監(jiān)控：基帶模擬視頻信號傳輸主要依賴同軸電纜，其傳輸距離短。如采用視頻光端機技術(shù)傳輸，也經(jīng)常局限于一個城市，這就決定了模擬監(jiān)控矩陣系統(tǒng)只適合于小范圍的場所;二是系統(tǒng)的擴展能力差：對于已經(jīng)建好的系統(tǒng)，如要增加新的監(jiān)控點，很難添加到原有的系統(tǒng)之中;三是對大系統(tǒng)，施工困難，安裝調(diào)試復(fù)雜;四是系統(tǒng)升級困難，各廠家產(chǎn)品兼容性不好。

　　當前，模擬矩陣可謂內(nèi)外受敵，除了前面談到的那些內(nèi)傷之外，在行業(yè)中還受到DVR和NVS的巨大沖擊。據(jù)天津天地偉業(yè)數(shù)碼科技有限公司監(jiān)控產(chǎn)品部經(jīng)理鄧曄介紹：“從目前市場應(yīng)用來看，由于監(jiān)控行業(yè)的特殊性和適用性，對于一個監(jiān)控系統(tǒng)來說DVR幾乎是必備，而矩陣是選配。模擬矩陣總體增量需求已呈現(xiàn)停滯甚至萎縮態(tài)勢，中小型視頻監(jiān)控系統(tǒng)中矩陣的配置比例將會進一步降低。”因而從長遠看，模擬矩陣已經(jīng)不是很適合未來系統(tǒng)的要求。

　　數(shù)字矩陣年輕氣盛

　　進入21世紀，伴隨著數(shù)字視頻壓縮技術(shù)的發(fā)展，數(shù)字產(chǎn)品逐漸大量進入監(jiān)控系統(tǒng)，安防新貴——數(shù)字矩陣也順勢闖進人們的視野。

　　與模擬矩陣不同，數(shù)字矩陣主要由視頻編碼解碼設(shè)備和管理軟件平臺構(gòu)成，以網(wǎng)絡(luò)為視頻交換平臺，輸入視頻和輸出視頻之間的切換以數(shù)據(jù)包交換方式進行。準確地說，數(shù)字矩陣并不是一臺設(shè)備，而是由IP攝像機、編解碼設(shè)備、管理平臺以及網(wǎng)絡(luò)傳輸系統(tǒng)組成的一個數(shù)字化監(jiān)控系統(tǒng)。數(shù)字矩陣的優(yōu)勢主要有：可以任意擴容、靈活配置、可以實現(xiàn)設(shè)備分布式設(shè)計和布局，以便更好利用網(wǎng)絡(luò)資源。然而剛出道的數(shù)字矩陣也存在不少軟肋。深圳富泰爾投資有限公司總工程師丁心華就指出：“數(shù)字矩陣雖說受到業(yè)內(nèi)人士的青睞，然而由于現(xiàn)在前端攝像機主要以仿真為主，壓縮編碼不能兼容、成本高等原因，單純的數(shù)字應(yīng)用比較少”。此外，在應(yīng)用中出現(xiàn)的視頻質(zhì)量、延時等問題也為用戶所詬病。

　　謝幕，或華麗轉(zhuǎn)身

　　無論模擬矩陣還是數(shù)字矩陣，都存在相應(yīng)的缺點和限制。那么，如何化解這種尷尬局面呢?浙江紅蘋果電子有限公司產(chǎn)品總監(jiān)胡利軍指出：“現(xiàn)在很多工程項目中出現(xiàn)了模擬矩陣系統(tǒng)和數(shù)字矩陣系統(tǒng)共存的局面。數(shù)字與模擬相結(jié)合的二網(wǎng)合一應(yīng)用方案正逐漸體現(xiàn)出其強有力的生命力?！?/P>

　　混合矩陣的出現(xiàn)是對當前安防市場的一種積極響應(yīng)。深圳英飛拓科技股份有限公司市場部產(chǎn)品工程師曾小偉也表示，利用過渡期內(nèi)模擬、數(shù)字攝像機必將長期共存的事實，發(fā)展內(nèi)置解碼的模數(shù)混合矩陣產(chǎn)品是對當前安防市場的一種積極響應(yīng)。數(shù)模結(jié)合在當前大中型項目中受到客戶的推崇，因為它既有模擬的高畫質(zhì)、實時性，又具備數(shù)字系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)簡單、適用遠程監(jiān)控，再者從性價比上也成為大中型項目的不二之選。

　　然而，有人熱捧就有人冷對。誒比控股集團有限公司市場總監(jiān)張興圣認為：“目前廠商推出的模數(shù)混合矩陣，只是一種過渡產(chǎn)品，無外乎將編解碼模塊安裝在常規(guī)的模擬矩陣上，而這還將導(dǎo)致巨額網(wǎng)絡(luò)平臺的投入，并喪失了模擬矩陣固有的無延時的優(yōu)點，這是一種對資源的浪費，不利于整體方案的科學合理化?！?/P>

　　由此看來，雖說目前道路監(jiān)控、公檢法、銀行和小區(qū)等項目中大多還采用數(shù)模結(jié)合的混合矩陣，可混合矩陣確也稱不上十全十美。

　　但誒比的張興圣同時補充道，“宏觀經(jīng)濟形勢的改善和持續(xù)的投資建設(shè)使得監(jiān)控系統(tǒng)的視頻點位不斷提升，大中型系統(tǒng)中仍有對矩陣的需求，而城鄉(xiāng)一體化進程的加速也保證了中小型系統(tǒng)的市場規(guī)模增長，這部分的市場增量有相當一部分會采取簡單方便的模數(shù)混合方式實施。綜合來看，未來兩年內(nèi)矩陣仍將保持一個比較平穩(wěn)的態(tài)勢?！?/P>

　　因而說，矩陣并沒走到水盡山窮，可是前路又在何方呢?眾多矩陣專家認為，若要延長生命周期，矩陣必須堅持走網(wǎng)絡(luò)化、智能化、集成化的發(fā)展道路，不斷順應(yīng)市場發(fā)展需求，加強在大中型項目中的核心控制優(yōu)勢。那么，現(xiàn)今安防市場對矩陣又有何需求和新動向呢?

[nextpage]　　需求即引擎

　　更清晰、無延時

　　紅蘋果胡利軍表示，隨著硬件和軟件技術(shù)的不斷發(fā)展，以及行業(yè)多樣化需求的不斷提高，高清、實時等要求已經(jīng)提上日程，并迅速成為安防監(jiān)控的熱點。

　　對于視頻監(jiān)控而言，圖像清晰度無疑是最關(guān)鍵的特性，圖像越清晰，細節(jié)越明顯，觀看體驗越好，智能等應(yīng)用業(yè)務(wù)的準確度也越高，所以圖像清晰度是視頻監(jiān)控永恒的追求。

　　前面提到，數(shù)字矩陣實時性較差，分辨率也有待提高。而就矩陣全數(shù)字化方向來說，這是急需攻破的難點。矩陣實時性無法做到25幀/秒，就會導(dǎo)致視頻圖像在監(jiān)視器上要經(jīng)過一段時間才會出現(xiàn);而越清晰的圖像，數(shù)據(jù)量就會越大，相應(yīng)的傳輸、存儲壓力必然增加。

　　高清是安防行業(yè)的發(fā)展方向，11月的安博會上很多公司都宣傳高清視頻監(jiān)控解決方案，紅蘋果推出的PE90FH高清數(shù)字矩陣引得萬眾矚目。據(jù)其公司胡利軍介紹：“該款高清矩陣在核心交換、輸出處理上采用大規(guī)模FPGA陣列式組合處理構(gòu)架、全硬件設(shè)計、自建核心CPU、高速總線交換技術(shù)，結(jié)合全數(shù)字設(shè)計理念，具有高帶寬視頻信號采集、實時高分辨率數(shù)字圖像處理、三維高階數(shù)字濾波、圖像拼接、邊緣融合等高端圖像處理功能于一身?？刂破鞑捎脭?shù)字多種線并行交換技術(shù)，以保證對全實時處理和數(shù)據(jù)一致性。單一通道具備高帶寬(1.5G)的交換能力，真正實現(xiàn)了全數(shù)字化任意輸入和經(jīng)高速萬兆背板交換到任意輸出的矩陣功能。此外，支持多種模擬、數(shù)字等壓縮、非壓縮高清視頻信號輸入和多種模擬、數(shù)字壓縮、非壓縮信號的輸出轉(zhuǎn)換?！闭f到底，紅蘋果高清矩陣既能對包括高清視頻在內(nèi)的多種信號進行矩陣控制又可以實現(xiàn)對視頻輸出的多元化處理的功能強大的綜合上墻設(shè)備。

　　目前的高清矩陣大多還是以IP網(wǎng)絡(luò)化的產(chǎn)品為主，通過IP網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)高清視頻數(shù)據(jù)的交換，跟標清一樣也有IP網(wǎng)絡(luò)化解決方案的固有缺點。對于這一瓶頸，上海博康智能網(wǎng)絡(luò)科技有限公司產(chǎn)品經(jīng)理應(yīng)李勇表示，傳統(tǒng)的模擬視頻矩陣具有無延時、圖像質(zhì)量好的特點，那是不是也可以設(shè)計出一個高清視頻矩陣，可以像標清模擬視頻一樣通過矩陣實現(xiàn)高清視頻的無延時、高質(zhì)量交換?答案是肯定的，博康公司在09年就推出了Vmux4000系列高帶寬交換矩陣，可以實現(xiàn)高清視頻非壓縮信號的無損交換，輸入輸出支持光纖和SDI接口，能夠在高清安防系統(tǒng)中繼承標清模擬矩陣解決方案的無延時、視頻質(zhì)量高等優(yōu)點。同時推出Vaux1000系列視頻轉(zhuǎn)換器，支持光纖和SDI接口到HDMI/DVI、VGA、CVBS等視頻接口之間轉(zhuǎn)換，并具有高清和標清視頻的互相轉(zhuǎn)換功能，可以實現(xiàn)高清視頻的輸出顯示，解決新建高清系統(tǒng)和原有標清系統(tǒng)之間的兼容。

　　級聯(lián)互控

　　隨著“平安城市”建設(shè)的深入和大中型項目需求的增加，現(xiàn)在CCTV矩陣在朝著大容量、網(wǎng)絡(luò)化，結(jié)合一些數(shù)字化功能的方向發(fā)展。增強矩陣以太網(wǎng)集中管理能力，通過網(wǎng)絡(luò)級聯(lián)各監(jiān)控中心，實現(xiàn)多級權(quán)限控制管理已成為大勢所趨。

　　據(jù)英飛拓曾小偉介紹，現(xiàn)有的聯(lián)網(wǎng)矩陣系統(tǒng)多采用 RS-232、RS-422 及 RS-485 等通訊協(xié)議，大多品牌的聯(lián)網(wǎng)矩陣基本上也都采用這幾種通信協(xié)議作為網(wǎng)絡(luò)構(gòu)架的基礎(chǔ)。然而，這類網(wǎng)絡(luò)的局限性在于數(shù)據(jù)傳輸速率低、傳輸距離有限，以及必須使用轉(zhuǎn)換器，而且由于各生產(chǎn)商都使用非標準協(xié)議，無法保證通用性。而以太網(wǎng)相對于串口通訊網(wǎng)絡(luò)是一種徹底的革新。以太網(wǎng)的優(yōu)勢在于可以方便地接入現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)、數(shù)據(jù)傳輸速率高、通用的通信協(xié)議，并且現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)使其傳輸距離不再受限，以太網(wǎng)使安防系統(tǒng)集成達到了新的高度。使用老式的串口通信，網(wǎng)絡(luò)非常笨重，需要許多接線和轉(zhuǎn)接，如果網(wǎng)絡(luò)龐大的話，需要很多通信連線，而且還時常無法通信。使用以太網(wǎng)，則網(wǎng)絡(luò)擴展及通信都不受限制，只要一根網(wǎng)線就可以和網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的任何一個點取得聯(lián)系。

　　天地偉業(yè)鄧曄也認為，“平安城市”建設(shè)強化了聯(lián)網(wǎng)型矩陣的技術(shù)發(fā)展。公安部門提出上下級節(jié)點矩陣之間音視頻信號互聯(lián)互控需求的提出，使得各廠商紛紛通過技術(shù)創(chuàng)新提升系統(tǒng)的實戰(zhàn)特性，從而延長了產(chǎn)品的生命力。IP級聯(lián)系統(tǒng)由中心矩陣和多臺節(jié)點矩陣組成，每臺矩陣均具備獨立的IP地址，通過以太網(wǎng)端口進行數(shù)據(jù)交換。節(jié)點矩陣將本地視頻輸出上傳到中心矩陣，中心矩陣可對所有節(jié)點矩陣的攝像機進行圖像切換和控制。如果增加中心矩陣對節(jié)點矩陣的視頻下傳通道，任意節(jié)點矩陣之間可以互聯(lián)互控、跨區(qū)調(diào)度。天地偉業(yè)矩陣V3系列智能網(wǎng)絡(luò)矩陣系統(tǒng)采用IP路由方式的拓撲結(jié)構(gòu)設(shè)計，實現(xiàn)了節(jié)點矩陣之間的任意交叉聯(lián)網(wǎng)，可達10級聯(lián)網(wǎng);通訊數(shù)據(jù)以太網(wǎng)傳輸，不受距離環(huán)境限制，支持跨網(wǎng)關(guān)通訊和統(tǒng)一網(wǎng)絡(luò)校時，支持網(wǎng)絡(luò)鍵盤和網(wǎng)絡(luò)報警主機，系統(tǒng)擴容簡單方便，嚴格的底層校驗機制保障了信息交換快速準確;任意節(jié)點矩陣的前端圖像聲音動作可互相瀏覽控制，可跨區(qū)指揮調(diào)度;雙向音視頻無損高清傳輸，實時同步;B/S架構(gòu)的虛擬管理中心，遠程設(shè)置方便維護;多級用戶/設(shè)備分組權(quán)限設(shè)定，跨轄區(qū)聯(lián)機操作靈活快捷;可擴展全數(shù)字級聯(lián)模式，通過網(wǎng)絡(luò)視頻方式，實現(xiàn)數(shù)字級聯(lián)的集中監(jiān)管。

[nextpage]　　智能化、更靈活

　　深圳市宙視達科技有限公司技術(shù)總監(jiān)王湘文認為，不論是功能組合還是技術(shù)發(fā)展，矩陣之所以長盛不衰，最重要原因在于其便捷切換控制、圖像巡檢定位的設(shè)計本質(zhì)所帶給用戶的直觀操作體驗。在此基礎(chǔ)上發(fā)展出來的場景字符標題疊加、自動關(guān)聯(lián)響應(yīng)以及全IP網(wǎng)傳等各種技術(shù)其實都是為了增加用戶的黏性，如果僅是執(zhí)著于數(shù)字化或者網(wǎng)絡(luò)化，就容易以偏概全，反而忽視了矩陣本身的存在意義，廠商更需要在矩陣關(guān)鍵技術(shù)上實現(xiàn)創(chuàng)新突破，比如：網(wǎng)絡(luò)報警聯(lián)動、多行顯示和字符迭加、中文宏指令等功能，這將使得矩陣不論單機還是聯(lián)網(wǎng)操作使用更加智能、靈活，監(jiān)控效果也更好。

　　隨著“平安城市”項目的深化，集中控制系統(tǒng)需要整合報警、視頻切換、錄像及與其他系統(tǒng)的聯(lián)動。早期的被動響應(yīng)和簡單關(guān)聯(lián)方案已經(jīng)無法提供更加迅速準確的參照，而要求主控設(shè)備自身具備多重邏輯判斷能力。天地偉業(yè)鄧曄即表示，其公司推出的機架式/終端式網(wǎng)絡(luò)報警主機，報警信號可以現(xiàn)場采集，通過以太網(wǎng)傳輸?shù)娇刂浦鳈C(也可擴展連接串行總線制報警終端)，極大地節(jié)省了施工布線和后期維護難度。集成IAM多模式報警聯(lián)動切換策略，通過報警聯(lián)動可編輯的宏聯(lián)動功能，能根據(jù)不同現(xiàn)場的顯示設(shè)備資源實現(xiàn)報警場景無遺漏的多點位監(jiān)控，從而更能適應(yīng)現(xiàn)場復(fù)雜的應(yīng)用。

　　大范圍視頻監(jiān)控系統(tǒng)需要對每路攝像機采集的視頻圖像的任意位置上疊加時間日期和中英文等多種字符信息，用于具體場景狀態(tài)的詳細標注。在國內(nèi)銷售的矩陣系統(tǒng)，需要具備中文信息疊加的功能，這是大部分國外品牌不支持的，而國內(nèi)廠商大多只是提供單行8個漢字的疊加，已經(jīng)不能滿足大型視頻監(jiān)控系統(tǒng)的實戰(zhàn)需要。天地偉業(yè)研發(fā)的OSDⅢ技術(shù)支持全屏幕疊加，每路視頻可疊加12行20列共計240個中文字符和英文大小寫字母;支持全半角兼容顯示，可疊加標點符號。字幕位置可任意調(diào)整，行間距可設(shè);支持簡體繁體中文和英文大小寫字母疊加顯示;提供5種字符樣式(黑邊白字、白邊黑字、白字、黑字、白邊空心字)，可滿足不同顏色亮度的視頻圖像中的字符能夠正常顯示。天地偉業(yè)推出的智能網(wǎng)絡(luò)字符疊加器，支持WEB集控，通過IE瀏覽器可以實現(xiàn)對字符的編輯設(shè)置，16路1入4出無損視頻分配。

　　結(jié)語

　　從目前應(yīng)用來看，IP監(jiān)控熱浪騰騰，視頻監(jiān)控系統(tǒng)正朝向數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化、智能化發(fā)展。雖然在許多大城市的監(jiān)控系統(tǒng)擴容建設(shè)過程中，模擬矩陣還占有一席之地，但隨著數(shù)字視頻技術(shù)的成熟和發(fā)展，其最終或?qū)⑼顺鰵v史舞臺。當然，矩陣在視頻監(jiān)控系統(tǒng)還會擔當重要的角色，只是在形態(tài)上或方式上發(fā)生變化。在未來幾年，更多計算機技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)將被引入矩陣，系統(tǒng)集成、聯(lián)網(wǎng)的性能將不斷完善，以適應(yīng)市場需求。英飛拓曾小偉表示：“矩陣未來的發(fā)展，首先在于不斷豐富自身功能，實現(xiàn)多個系統(tǒng)的集中化管理和控制;另外，程序設(shè)計控制的便捷化、自動化、智能化是一個趨勢;同時，在保留實時性和圖像清晰的基礎(chǔ)上，借助光纖、網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)遠距離傳輸管理和多級級聯(lián)控制?！?/P>