视频矩阵未来发展之探讨

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A&S《INSTALLER安防工程商》连续作了一些产品的测试，选题很好，几个测试内容也抓的很准。特别是近几期的视频矩阵，通过几个品牌产品的测试，配合一些专业文章的论述(可参考INSTALLER第14期 P84~100)，抓住了电视监控系统的纲。纲举目张，既较全面地推介了产品，又廓清了电视监控技术及系统设备的发展过程和趋势。是电视监控类产品测试的点睛之笔。笔者也因此有感，对视频矩阵发表几点看法。

视频矩阵是电视监控系统的核心
任何一个安防系统，控制设备是核心，视频矩阵是典型。它不仅决定了电视监控系统的容量（可监控图像的数量）、系统的模式（视频网络的拓朴结构）、系统的控制方式（控制网络的结构、编码规则）和显示方式（直接观察图像的数量、时序的间隔与顺序），确定了电视监控系统与安防其它子系统的集成方式（非可视信息与图像的相互关系、各种功能的联动），还是安防系统的统一的操作平台（人机交互界面），特别是通过多媒体界面实现图形化管理（GUI），它的网络接口可以实现安防系统的远程管理。一个好的矩阵几乎可以实现安防系统所有的功能要求。因此，可以说：熟悉了矩阵就熟悉安防系统、用好了矩阵就可以灵活地构成多种实用的安防系统。

视频矩阵是电视技术在实时监控领域应用和推广的体现，顺应电视技术的进步而产生和发展。了解和探索电视监控技术以及安防技术的进步过程和发展趋势，展望其未来，观察视频矩阵可窥一斑而知全貌。

视频矩阵经典系统标志
所谓经典系统就是从摄像到显示直接连接的方式，系统的信息流是模拟的视频基带信号。电视监控从几个图像的一对一显示、或顺序显示发展到几百路甚至更多的图像系统，必须解决的一个问题是大量视频信息的分配、切换和显示，以及如何实现视频信息的资源共享。随其应运而生，完成这个功能的设备就是视频矩阵。可以说视频矩阵是电视监控系统由小到大发展的必然结果。它实现视频信号的交汇、附加信息的叠加、系统功能的遥控和控制。但最基本的功能是建立信源（摄像机）到信宿（视频监视器）电气上的直接连接（物理连接），或在它们之间建立视频通道。

视频矩阵基本上采用模块式设计，由输入、输出、CPM和PSM几个单元组成。输入模块完成视频信号的切换（视频通道的建立）；输出模块进行附加信息（时间、地理、状态）的迭加，输入和输出模块及其数量可以根据系统的规模来配置。CPM单元是矩阵的中枢，它实现人机交互，控制输入、输出模块的运行；形成控制信号，实现系统的遥控和控制；同时还要有多媒体计算机接口、与其它安防子系统（报警、出入管理）的接口和网络接口；PSM是设备的供电单元；这样的结构和功能对越大型的系统越能表现出优势。

显然这种系统建立在集总式结构上是最经典的，也是目前最常用的系统模式。它的基本特征是：所有的图像（视频信号）都传送到一个中心点，连接到一个中心设备上，这个点、这个设备就是视频矩阵。通过矩阵对图像（视频信号）的切换和分配功能，实现各种显示方式，并将图像传送至其它需要共享图像资源的地点，它的网络结构是标准的星形结构。目前无论系统规模的大小（大至千路、小到几路），大多数电视监控系统采用这种模式。所以人们把视频矩阵看作经典系统（模拟信号、集总式结构）的标志。利用矩阵还可以构成多级星形结构，也是集总式系统的一种形式，适用于分级管理的场合。但它实现系统图像资源的充分共享比较困难。

以视频矩阵为中心建立的电视监控系统具有以下特点
1、系统（视频矩阵位于的监控中心）拥有最完整的资源，它不仅可同时获得系统的全部图像信号，而且拥有系统最大的带宽（等于总路数乘上每路的视频带宽），所以可以充分地实现系统和设备的技术能力，特别是摄像机的技术能力，获得很高的技术指标。　

2、最佳的观察效果，系统可以实时地、以现行电视制式显示、观察任何图像，符合人们的视觉习惯。目前，大多数字系统还达不到这样图像的效果。

3、最小的系统开销，远距离传输和传输过程中的干扰问题是模拟系统的弱势之处。主要是由于带宽的限制、及干扰对模拟信号劣化的不可修复性。但是、对于局域性的系统，这两个问题的影响不太，模拟的集总式系统仍是获得高质量图像开销最低的方式。

4、技术成熟、相关产品的配套性好、技术标准完备，用户可有多种选择。

当然、它也有不足之处，例如视频矩阵是设备系统的中心，也是系统可靠性的要点，出现故障，会导致全系统失效；再者，模拟系统的可扩展性差。

数字视频矩阵概念未明
随着电视技术数字化的进程，电视监控系统也出现了一些数字设备，（全）数字系统成了一种时尚，于是出现了数字视频矩阵的概念，一些厂家还推出了所谓数字视频矩阵设备。严格地讲，目前数字视频矩阵还是一个不清楚的概念。首先，它的基本功能是什么?应用的网络环境是什么?还都不清楚，至少在认识上还不统一。目前数字化系统主要有下面两种情况：一是按着模拟视频矩阵的概念，对输入的数字视频信号（数据流）建立通道式的连接（多少入对多少出），这样的设备在电视演播室中早已有之。它所适应的系统（网络）结构是集总式的。但采用这种结构（全数字流、集总式结构）的电视监控系统很少。另一种方式是在LAN的环境下，利用DVR、视频网关或采用IP摄像机使图像源数字化。通过网络交换机来实现数字流的切换，这时系统的输出可认为是B/S或C/S结构中的客户机，但这种切换不是建立实时的、直接的通道，是有延时的。这是一种分布式结构（也有人称为数模混合方式），它的特点是：

1、数字视频（图像信息）在多次传输、记录和处理过程中，不再降低图质量。同时，既能实现分布地存贮和本地控制，又能作到集中的图像调用、记录和统一地管理。图像检索方便，保密性强。

2、系统可以自主生成。便于与广域网连接，实现远程监控。

3、系统的可扩展性和可升级性好。

但它存在一些亟待提高的问题：主要是中心监控室不能同时获得系统全部的实时图像。图像质量（分辨能力、连续性）还达不到模拟系统的水平。更重要的一点是，产品尚不完全成熟、接口关系不统一、还没有形成基本的标准和统一、科学的评价方法。尽管如此，这种方式将是电视监控系统从模拟向数字化过渡的最佳途径。
(中国集群通信网 | 责任编辑：陈晓亮)