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輸入通道切換到任意一個輸出通道顯示設(shè)備。一般實用型視頻矩陣包括字符疊加，云臺控制，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。無論工程上和維護上，幾十條的視頻線都是工程商與用戶的噩夢。模擬視頻矩陣的設(shè)計原理非常簡單，如下圖：

　　從設(shè)計原理圖中可以看出，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，當然也可以使用多片“交換芯片”級聯(lián)來擴展容量設(shè)計，但是交換能力會受到一定的限制。這種交換模式屬于“電路交換”，特點是簡單、擴展性差、級聯(lián)性差。因為核心技術(shù)的簡單、唯一性，所以各個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，視頻矩陣也進入了數(shù)字時代。從性能維度看，矩陣的發(fā)展必然是從標清矩陣到高清矩陣;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：

　　網(wǎng)絡(luò)數(shù)字視頻矩陣的技術(shù)特點：

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

　　使用以太網(wǎng)交換機作為交換核心，具備熱拔插擴展能力;

　　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路以上的標清視頻交換。有了系統(tǒng)設(shè)計靈活度，不同廠家就可以實現(xiàn)差異化競爭。當然，由于網(wǎng)絡(luò)上只能傳輸壓縮視頻信號，網(wǎng)絡(luò)數(shù)字視頻矩陣也有著延時大，圖像清晰度不夠等天生劣勢，但是隨著技術(shù)的進步，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)混合矩陣里，壓縮視頻、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;擴展、級聯(lián)不是問題。多業(yè)務(wù)混合矩陣設(shè)計原理如下：

　　多業(yè)務(wù)混合視頻矩陣的技術(shù)特點：

　　支持多種輸入信號，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，具備熱拔插擴展能力

　　在多業(yè)務(wù)混合矩陣設(shè)計中，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到40Gbps以上，可以認為系統(tǒng)容量幾乎是沒有上限的。接入時只需將所接入的信號轉(zhuǎn)成系統(tǒng)可識別的交換信號，所以可認為系統(tǒng)是可以接入任何信號的，也可以任意級聯(lián)。

　　網(wǎng)絡(luò)視頻矩陣和DVR的關(guān)系

　　DVR是視頻監(jiān)控領(lǐng)域主流的存儲設(shè)備，在視頻監(jiān)控系統(tǒng)中起到圖像預覽，壓縮存儲，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DVR，并且要上墻顯示的時候，必須配置一臺視頻矩陣。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路以上的標清視頻傳輸，搭配的DVR臺數(shù)可以認為是不受限制。網(wǎng)絡(luò)數(shù)字視頻矩陣的發(fā)展，將對視頻矩陣和DVR的互相關(guān)系產(chǎn)生深遠影響。

　　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輸入通道切換到任意一個輸出通道顯示設(shè)備。一般實用型視頻矩陣包括字符疊加，云臺控制，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，是消費者。所以，數(shù)字視頻矩陣與DVR的配合將對整個系統(tǒng)的可靠性、兼容性、用戶體驗造成致命影響。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)備會必然和邊緣功能設(shè)備逐步融合。比如手機和MP3播放器融合，電腦和游戲機融合。當然，這個融合是局部的，比如手機只會融合通用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3-5年時間來消化淘汰運行中的現(xiàn)有設(shè)備、改變用戶消費習慣。

　　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實時解碼、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，會對市場格局、用戶消費習慣產(chǎn)生革命性的影響。當然和手機融合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DVR廠商也需要化大量的時間、人力、財力來開發(fā)、推廣矩陣融合型DVR，這個不是一蹴而就的事情。