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宙视达科技有限公司

视频数字矩阵最重要的功能之切换功能

        一个矩阵系统通常还应该包括以下基本功能:字符信号叠加;解码可以控制云台、可变镜头和摄像机;报警器接口;可选的音频同步切换矩阵控制键盘等。对国内用户来说,字符叠加应为全中文,以方便不懂英文的操作人员使用,矩阵系统还需要支持级联(如宙视达数字矩阵支持多种异构系统的互联。前端可以局部集中后再向上级联,多个矩阵的级联可以连续统一编号,实现全网交叉切换,实现无缝拼接切换),来实现更高的容量,为了适应不同用户对矩阵系统容量的要求,矩阵系统应该支持模块化和即插即用(PnP),通过增加或减少视频输入、输出卡来实现不同容量的组合。
        其中视频
数字矩阵最重要的一个功能就是实现对输入视频图像的切换输出。准确概括就是:将从任意一个输入通道输入的视频图像切换到任意一个视频输出通道。一般来讲,一个M×N矩阵,表示它可以同时支持M路图像输入和N路图像输出。这里需要强调的是必须要做到任意,即任意的一个输入切换到任意的一个输出。
        矩阵系统的发展方向是多功能、大容量、可联网,以及可进行远程切换。一般而言矩阵系统的容量达到64×16即为大容量矩阵。如果需要更大容量的矩阵系统,也可以通过多台矩阵系统级联来实现。矩阵容量越大,所需技术水平越高,设计实现难度也越大。
        按实现视频切换的不同方式,视频矩阵分为模拟视频矩阵和数字视频矩阵。模拟视频的视频切换在模拟视频层完成,信号切换主要是采用单片机或更高档的芯片来控制模拟开关实现。数字视频的视频切换在数字视频层完成,这个过程可以是同步的也可以是异步的。
数字矩阵的核心是对数字视频的处理,需要在视频输入端增加AD转换,将模拟信号变为数字信号,在视频输出端增加DA转换,将数字信号再转换为模拟信号输出。视频切换的核心部分由模拟矩阵的模拟开关,变成了对数字视频的处理和传输。
        根据数字视频矩阵的实现方式不同,数字视频矩阵可以分为总线型和包交换型。下面以目前安防市场上广泛应用的压缩板卡和
硬盘录像机为例,介绍这两种类型的数字视频矩阵。
        1.总线型
数字矩阵就是数据的传输和切换是通过一条共用的总线来实现的,例如PCI总线。
         其中最常见的就是PC-DVR型和嵌入式DVR型。对于PC-DVR型来说,它的视频输出是VGA,通过PC显卡来完成图像显示,通常只有1路输出(1块显卡),2路输出的情况(2块显卡)已经很少;嵌入式DVR一般的视频输出是监视器,一些新的嵌入式DVR也可以支持VGA显示。PC-DVR型和嵌入式DVR型都可以实现1路视频输出(还可以进行画面分割),可以把这两款产品当作视频矩阵的一个特例,也就是一个只有1路视频输出的特殊情况。
        2. 包交换型矩阵是通过包交换的方式(通常是IP包)实现图像数据的传输和切换。包交换型矩阵目前已经比较普及,比如已经广泛应用的远程监控中心,即在本地录像端把图像压缩,然后把压缩的码流通过网络(可以是高速的专网、internet、局域网等)发送到远端,在远端
解码后,显示在大屏幕上。包交换型数字矩阵原来有两个比较大的局限性:延时长、图像质量差。由于要通过网络传输,因此不可避免的会带来延时,同时为了减少对带宽的占用,往往都需要在发送端对图像进行压缩,然后在接收端实行解压缩,经过有损压缩过的图像质量会有所下降,同时编、解码过程还会增大延时。但经过最近几年行业的沉淀,前端摄像机如采用安霸方案及超低照度的传感器,超低2M全实时码流1080P、1M码流960P,非实时1080P最低可达1M,960P可达512K,后端硬盘数及存储设备降低一半以上。传输成本也大幅度下降,最低可在ADSL上直接跑非实时960P,在2M专线上跑2路1080P,在无线网桥及城域网较低带宽环境下也流畅,减轻几百路以上高清项目总控中心交换机等设备的压力。
        如
宙视达数字矩阵首先定义于电视墙矩阵功能,具有模拟矩阵的所有切换功能,包括群组、同步、程序、报警联动等自动256组群组切换,1024组同步切换,2048组程序切换,4096路以上报警联动切换, 8192路音视频的自由切换,也支持远程群组切换、同步切换、程序切换,支持8个分控点电视墙进行同步切换, 1000路以上视频,并同时进行云镜等控制。最大实现单屏1080P或4K*2K的分辨率1/4/9/16画面输出,整个电视墙可同时显示上百路以上高清图像,并可以任意拼接放大,进一步加大了监控力度。矩阵切换功能,实现重点监控 
       模拟矩阵的核心切换功能是通过8816多路交叉开关来实现切换的,它来自于第一代电话交换即线路交换的主要芯片。数字矩阵是通过实时流媒体来实现切换,同样来自于第二代(IP)电话交换即包交换功能。只有拥有实时的网络切换功能,实现了模拟矩阵在切换方面的功能逻辑,才算得上是真正意义上的数字网络矩阵,而不是个别商家实现了简单的解码输出功能的“网络解码”。
具体切换如下图:



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