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視頻矩陣概述 
    在視頻監(jiān)控系統(tǒng)中，視頻矩陣zui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，也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，以實(shí)現(xiàn)使用少量的監(jiān)視器監(jiān)視大數(shù)量的攝像機(jī)。另外矩陣系統(tǒng)通常具有云臺(tái)控制、報(bào)警集成等功能。模擬視頻矩陣產(chǎn)生沿用到現(xiàn)在30多年，在閉路電視監(jiān)控系統(tǒng)中發(fā)揮極其重要的作用，矩陣的出現(xiàn)使得監(jiān)控系統(tǒng)往大型化發(fā)展。2000年后，DVR出現(xiàn)以及成熟，在一些小型的系統(tǒng)有取代矩陣的趨勢(shì)。隨著數(shù)字視頻壓縮技術(shù)的發(fā)展以及網(wǎng)絡(luò)技術(shù)應(yīng)用到安防產(chǎn)業(yè)中，模擬視頻矩陣的應(yīng)用受到一定沖擊，有廠商提出數(shù)字矩陣的概念。兩者區(qū)別主要是實(shí)現(xiàn)視頻切換的不同方式，模擬矩陣的視頻切換在模擬視頻層完成；數(shù)字矩陣是圖像信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字包方式的交換。 
模擬矩陣與數(shù)字矩陣特點(diǎn)
     模擬視頻矩陣在模擬視頻層完成切換，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)。主要由視頻輸入模塊，視頻輸出模塊，CPU模塊等組成，完成視頻通道切換，矩陣主機(jī)對(duì)視頻不壓縮，只做視頻通道連通。數(shù)字矩陣主要視頻編碼解碼設(shè)備和管理軟件平臺(tái)構(gòu)成，以網(wǎng)絡(luò)為視頻交換平臺(tái)，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(jìn)行。數(shù)字矩陣能實(shí)現(xiàn)對(duì)視頻處理，方便與各種智能化系統(tǒng)集成。準(zhǔn)確地說(shuō)，數(shù)字矩陣并不是一臺(tái)設(shè)備，是一個(gè)由IP攝像機(jī)，編解碼設(shè)備，管理平臺(tái)以及網(wǎng)絡(luò)傳輸系統(tǒng)組成的一個(gè)數(shù)字化監(jiān)控系統(tǒng)。如下圖： 
     
     模擬矩陣是基于微處理器的數(shù)字電路控制視頻通路開(kāi)關(guān)，穩(wěn)定性能不受外界設(shè)備影響，可靠性高。數(shù)字矩陣系統(tǒng)是基于后臺(tái)管理平臺(tái)控制編解碼設(shè)備之間路由通道，視頻界切換的時(shí)候，首先由計(jì)算機(jī)發(fā)送命令到編解碼器，確定斷開(kāi)當(dāng)前連接后，再重新接力新的連接，所以可靠性能由臺(tái)管理軟件和工作站穩(wěn)定性決定，另外系統(tǒng)也同時(shí)受到編解碼設(shè)備以及網(wǎng)絡(luò)可靠性的影響。還有，模擬矩陣是集中控制形式，前端所有圖像信號(hào)需要通過(guò)電纜或者光纜傳輸?shù)街行闹鳈C(jī)。數(shù)字矩陣系統(tǒng)建立分布式接入系統(tǒng)，攝像機(jī)直接接入網(wǎng)內(nèi)就可以實(shí)現(xiàn)切換控制和存儲(chǔ)，在已經(jīng)有完善通信網(wǎng)絡(luò)的場(chǎng)所，數(shù)字矩陣系統(tǒng)的布線比較靈活和節(jié)約成本。另外模擬矩陣在圖像實(shí)時(shí)性、圖像質(zhì)量方面比數(shù)字網(wǎng)絡(luò)矩陣優(yōu)，數(shù)字矩陣在系統(tǒng)集成、管理以及存儲(chǔ)方面比模擬有明顯的優(yōu)勢(shì)。模擬矩陣和數(shù)字矩陣各有優(yōu)缺點(diǎn)，不過(guò)數(shù)字矩陣的優(yōu)勢(shì)是建立在網(wǎng)絡(luò)接入以及軟件平臺(tái)上的，所以系統(tǒng)的運(yùn)行受到多方面因素影響。盡管數(shù)字化發(fā)展是必然方向，但是就目前情況來(lái)看，編解碼技術(shù)還沒(méi)有完善，IPV6網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的更新?lián)Q代，都留給了數(shù)字系統(tǒng)許多不確定性。另一方面，一般的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備能否承受高質(zhì)量數(shù)字圖像信號(hào)的巨大數(shù)據(jù)傳輸?shù)倪€有待考驗(yàn)，如果專門針對(duì)監(jiān)控系統(tǒng)建立一個(gè)可靠、高速網(wǎng)絡(luò)成本也非常巨大。
     zui近幾年，視頻監(jiān)控系統(tǒng)在往數(shù)字化發(fā)展，也有許多人認(rèn)為模擬矩陣會(huì)被數(shù)字化系統(tǒng)替代。其實(shí)人的眼睛和耳朵都是接受模擬信號(hào)的，所以數(shù)字化信號(hào)zui終還是要轉(zhuǎn)為模擬信號(hào)才能被人接收，數(shù)字化系統(tǒng)主要是通過(guò)數(shù)字化信號(hào)處理以求避開(kāi)模擬信號(hào)處理過(guò)程中的固有缺陷。zui大的數(shù)字信號(hào)處理器廠商之一的德州儀器公司產(chǎn)品部負(fù)責(zé)人阿特喬治說(shuō)過(guò)，“人們認(rèn)為，隨著數(shù)字技術(shù)越來(lái)越普及，模擬技術(shù)將遭到淘汰，但事實(shí)*相反。” 數(shù)字矩陣還不能達(dá)到項(xiàng)目要求時(shí)，就不可能替代模擬矩陣，廠商可以通過(guò)改善模擬矩陣性能來(lái)滿足市場(chǎng)需求。IT技術(shù)越來(lái)越多的應(yīng)用到安防產(chǎn)品上，模擬矩陣也往大型化、聯(lián)網(wǎng)集成化發(fā)展。單矩陣可以達(dá)到上千路輸入，其中英飛拓的V2060矩陣主機(jī)可以實(shí)現(xiàn)4096路輸入，512路輸出。
高速公路監(jiān)控系統(tǒng)中矩陣的應(yīng)用
     高速公路行車速度快，車流量大，交通安全尤為重要，視頻監(jiān)控系統(tǒng)對(duì)高速公路運(yùn)營(yíng)管理以及交通安全管理起重要作用。高速公路監(jiān)控系統(tǒng)視頻采集點(diǎn)多，分散區(qū)域廣，傳輸距離長(zhǎng)。系統(tǒng)中圖像數(shù)量多、實(shí)時(shí)性強(qiáng)，配合圖像分析系統(tǒng)，所以圖像清晰度要求高，矩陣的視頻傳輸帶寬要有保證。而且因?yàn)橐幚砗陀涗浗煌窙r問(wèn)題，需要24小時(shí)連續(xù)運(yùn)行，所以矩陣的穩(wěn)定性也要放在*。
     高速公路監(jiān)控系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)一般分為三級(jí)，甚至更多。從下往上包括：一、收費(fèi)站/管理所，高等級(jí)公路一般包括若干個(gè)收費(fèi)站，負(fù)責(zé)把收費(fèi)亭、相關(guān)車道以及廣場(chǎng)等地的圖像和音頻集中起來(lái)并有效監(jiān)控；二、高等級(jí)公路監(jiān)控分中心，負(fù)責(zé)該高等級(jí)公路的收費(fèi)及道路、隧道、橋梁等的圖像和聲音監(jiān)控，在各收費(fèi)站/管理所選擇部分圖像和音頻上傳到監(jiān)控分中心切換使用和監(jiān)督；三、省監(jiān)控中心，省高等級(jí)公路管理中心需要對(duì)省內(nèi)所有的高等級(jí)公路進(jìn)行統(tǒng)一管理，各高等級(jí)公路監(jiān)控分中心將視頻信號(hào)選擇上傳到省監(jiān)控中心，由省監(jiān)控中心統(tǒng)一監(jiān)控。高速公路監(jiān)控系統(tǒng)中矩陣聯(lián)網(wǎng)級(jí)別基本要求達(dá)到三級(jí)，為了滿足高速公路監(jiān)控聯(lián)網(wǎng)要求，很多廠商都改善矩陣的聯(lián)網(wǎng)性能。例如英飛拓*的以太網(wǎng)聯(lián)網(wǎng)矩陣系統(tǒng)，就是很好地把模擬矩陣和數(shù)字矩陣的優(yōu)勢(shì)結(jié)合起來(lái)，通過(guò)接入以太網(wǎng)，矩陣聯(lián)網(wǎng)可達(dá)到5級(jí)，同時(shí)聯(lián)網(wǎng)矩陣達(dá)100臺(tái)，充分滿足大型系統(tǒng)的需求。
     高速公路監(jiān)控系統(tǒng)除了分中心內(nèi)聯(lián)網(wǎng)外，隨著聯(lián)網(wǎng)收費(fèi)的實(shí)施，還要求實(shí)現(xiàn)大跨度的全省聯(lián)網(wǎng)監(jiān)控。以前修建高速公路大部分都是不同的業(yè)主來(lái)投資、管理，建設(shè)初期也沒(méi)有充分考慮機(jī)電項(xiàng)目全省或者全國(guó)性的聯(lián)網(wǎng)問(wèn)題，不同項(xiàng)目的監(jiān)控系統(tǒng)中的矩陣主機(jī)使用不同廠家的產(chǎn)品。當(dāng)前基本實(shí)現(xiàn)了單條高速公路的監(jiān)控聯(lián)網(wǎng)，也就是監(jiān)控分中心能控制各個(gè)收費(fèi)站的圖像聲音。但是各高等級(jí)公路卻相對(duì)獨(dú)立，省監(jiān)控中心基本不能控制各路段圖像，只能看高等級(jí)公路監(jiān)控分中心隨機(jī)切換上傳的畫(huà)面。為了解決不同品牌廠商設(shè)備的監(jiān)控，系統(tǒng)集成通過(guò)軟件以及協(xié)議轉(zhuǎn)換設(shè)備來(lái)實(shí)現(xiàn)。英飛拓根據(jù)這種需求，推出“集大成者”矩陣，能兼容聯(lián)網(wǎng)控制多家品牌的矩陣系統(tǒng)。V2060矩陣系統(tǒng)還具備中央集控式編程，所有聯(lián)網(wǎng)編程都在中心矩陣實(shí)現(xiàn)，同時(shí)具備菜單編程雙備份和“一鍵恢復(fù)”功能，這些創(chuàng)新功能的引入將大大提高系統(tǒng)可靠性以及方便工程的調(diào)試與維護(hù)。
結(jié)束語(yǔ)
     視頻監(jiān)控系統(tǒng)往數(shù)字化發(fā)展是一個(gè)趨勢(shì)，隨著數(shù)字視頻技術(shù)的成熟和發(fā)展，矩陣主機(jī)這一模擬監(jiān)控時(shí)代的標(biāo)志產(chǎn)品zui終或?qū)?huì)被替代。從目前應(yīng)用來(lái)看，作為成熟的技術(shù)產(chǎn)品，矩陣主機(jī)在視頻監(jiān)控系統(tǒng)還會(huì)擔(dān)當(dāng)重要的角色。視頻矩陣也不是停留在模擬技術(shù)，更多IT技術(shù)、光通信技術(shù)被應(yīng)用，系統(tǒng)集成、聯(lián)網(wǎng)的性能不斷完善，以適應(yīng)市場(chǎng)需求。