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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重要的一個功能就是實現(xiàn)對輸入視頻圖像的切換輸出，也就是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，以實現(xiàn)使用少量的監(jiān)視器監(jiān)視大數(shù)量的攝像機。另外矩陣系統(tǒng)通常具有云臺控制、報警集成等功能。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。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
     模擬視頻矩陣在模擬視頻層完成切換，信號切換主要是采用單片機或更復(fù)雜的芯片控制模擬開關(guān)實現(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，矩陣主機對視頻不壓縮，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。數(shù)字矩陣能實現(xiàn)對視頻處理，方便與各種智能化系統(tǒng)集成。準確地說，數(shù)字矩陣并不是一臺設(shè)備，是一個由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)。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)是基于后臺管理平臺控制編解碼設(shè)備之間路由通道，視頻界切換的時候，首先由計算機發(fā)送命令到編解碼器，確定斷開當(dāng)前連接后，再重新接力新的連接，所以可靠性能由臺管理軟件和工作站穩(wěn)定性決定，另外系統(tǒng)也同時受到編解碼設(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，前端所有圖像信號需要通過電纜或者光纜傳輸?shù)街行闹鳈C。數(shù)字矩陣系統(tǒng)建立分布式接入系統(tǒng)，攝像機直接接入網(wǎng)內(nèi)就可以實現(xiàn)切換控制和存儲，在已經(jīng)有完善通信網(wǎng)絡(luò)的場所，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時性、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、管理以及存儲方面比模擬有明顯的優(yōu)勢。模擬矩陣和數(shù)字矩陣各有優(yōu)缺點，不過數(shù)字矩陣的優(yōu)勢是建立在網(wǎng)絡(luò)接入以及軟件平臺上的，所以系統(tǒng)的運行受到多方面因素影響。盡管數(shù)字化發(fā)展是必然方向，但是就目前情況來看，編解碼技術(shù)還沒有完善，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)字圖像信號的巨大數(shù)據(jù)傳輸?shù)倪€有待考驗，如果專門針對監(jiān)控系統(tǒng)建立一個可靠、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，也有許多人認為模擬矩陣會被數(shù)字化系統(tǒng)替代。其實人的眼睛和耳朵都是接受模擬信號的，所以數(shù)字化信號zui終還是要轉(zhuǎn)為模擬信號才能被人接收，數(shù)字化系統(tǒng)主要是通過數(shù)字化信號處理以求避開模擬信號處理過程中的固有缺陷。zui大的數(shù)字信號處理器廠商之一的德州儀器公司產(chǎn)品部負責(zé)人阿特喬治說過，“人們認為，隨著數(shù)字技術(shù)越來越普及，模擬技術(shù)將遭到淘汰，但事實*相反。” 數(shù)字矩陣還不能達到項目要求時，就不可能替代模擬矩陣，廠商可以通過改善模擬矩陣性能來滿足市場需求。IT技術(shù)越來越多的應(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。單矩陣可以達到上千路輸入，其中英飛拓的V2060矩陣主機可以實現(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)對高速公路運營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)視頻采集點多，分散區(qū)域廣，傳輸距離長。系統(tǒng)中圖像數(shù)量多、實時性強，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。而且因為要處理和記錄交通路況問題，需要24小時連續(xù)運行，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，甚至更多。從下往上包括：一、收費站/管理所，高等級公路一般包括若干個收費站，負責(zé)把收費亭、相關(guān)車道以及廣場等地的圖像和音頻集中起來并有效監(jiān)控；二、高等級公路監(jiān)控分中心，負責(zé)該高等級公路的收費及道路、隧道、橋梁等的圖像和聲音監(jiān)控，在各收費站/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，省高等級公路管理中心需要對省內(nèi)所有的高等級公路進行統(tǒng)一管理，各高等級公路監(jiān)控分中心將視頻信號選擇上傳到省監(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)級別基本要求達到三級，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)勢結(jié)合起來，通過接入以太網(wǎng)，矩陣聯(lián)網(wǎng)可達到5級，同時聯(lián)網(wǎng)矩陣達100臺，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)收費的實施，還要求實現(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)主來投資、管理，建設(shè)初期也沒有充分考慮機電項目全省或者全國性的聯(lián)網(wǎng)問題，不同項目的監(jiān)控系統(tǒng)中的矩陣主機使用不同廠家的產(chǎn)品。當(dāng)前基本實現(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收費站的圖像聲音。但是各高等級公路卻相對獨立，省監(jiān)控中心基本不能控制各路段圖像，只能看高等級公路監(jiān)控分中心隨機切換上傳的畫面。為了解決不同品牌廠商設(shè)備的監(jiān)控，系統(tǒng)集成通過軟件以及協(xié)議轉(zhuǎn)換設(shè)備來實現(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現(xiàn)，同時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。
結(jié)束語
     視頻監(jiān)控系統(tǒng)往數(shù)字化發(fā)展是一個趨勢，隨著數(shù)字視頻技術(shù)的成熟和發(fā)展，矩陣主機這一模擬監(jiān)控時代的標志產(chǎn)品zui終或?qū)惶娲哪壳皯?yīng)用來看，作為成熟的技術(shù)產(chǎn)品，矩陣主機在視頻監(jiān)控系統(tǒng)還會擔(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)市場需求。