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安防展覽網(wǎng) 企業(yè)關(guān)注】視頻監(jiān)控是各行業(yè)重點(diǎn)部門或重要場所進(jìn)行實(shí)時監(jiān)控的物理基礎(chǔ)，管理部門可通過它獲得有效數(shù)據(jù)、圖像或聲音信息，對突發(fā)性異常事件的過程進(jìn)行及時的監(jiān)視和記憶，用以提供高效、及時地指揮和高度、布置警力、處理案件等。
監(jiān)控矩陣是一種集視頻切換、音頻切換、報警管理、跟隨控制、IP網(wǎng)絡(luò)選配控制于一體的完善的視頻監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)備?？梢园讶魏谓尤刖仃嚨囊曨l信號顯示在想看的監(jiān)視器上面，也可以用矩陣自帶的控制鍵盤實(shí)現(xiàn)對前端有可控制功能的攝像。監(jiān)控矩陣的發(fā)展已經(jīng)經(jīng)歷了30多年了，它的興衰是伴隨著監(jiān)控系統(tǒng)的發(fā)展而不斷迭代的。
矩陣的發(fā)展沿革
監(jiān)控矩陣自上個世紀(jì)在美國誕生以來，經(jīng)過近三十年的發(fā)展，經(jīng)歷了不同的發(fā)展階段。首先是單機(jī)模擬時代，單機(jī)模擬矩陣分為輸入、輸出和控制三組模塊，通過電開關(guān)實(shí)現(xiàn)視頻從輸入通道到輸出通道切換。矩陣應(yīng)用相對簡單，只是作為獨(dú)立系統(tǒng)的核心管理控制設(shè)備使用，但是其可擴(kuò)充的積木式模塊化結(jié)構(gòu)、支持任意拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的組網(wǎng)方式以及提供增值開發(fā)的友好界面都給視頻監(jiān)控系統(tǒng)的快速發(fā)展提供了保障。到上世紀(jì)后期，隨著人們對監(jiān)控系統(tǒng)要求的提高以及視頻監(jiān)控在諸多領(lǐng)域的進(jìn)一步普及，模擬矩陣有了飛速發(fā)展并基本完善，矩陣進(jìn)入了模擬聯(lián)網(wǎng)時代。模擬矩陣的工作原理沒有改變，但是在容量、聯(lián)網(wǎng)性以及功能的擴(kuò)展上有了很大提高。
2000年后隨著數(shù)字視頻壓縮技術(shù)的發(fā)展，數(shù)字化產(chǎn)品逐漸大量進(jìn)入監(jiān)控系統(tǒng)，網(wǎng)絡(luò)虛擬矩陣的全數(shù)字化矩陣的出現(xiàn)。以視頻壓縮模塊代替模擬矩陣中的視頻輸入模塊，以視頻解壓縮模塊代替模擬矩陣中的視頻輸出模塊，以網(wǎng)絡(luò)視頻服務(wù)器代替模擬矩陣主機(jī)，以基于TCP/IP協(xié)議的IP網(wǎng)代替模擬總線，以數(shù)字高速處理芯片代替模擬電開關(guān)，運(yùn)用高速處理芯片的運(yùn)算完成視頻從輸入到輸出的切換，大量用于數(shù)字網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控系統(tǒng)中。
近些年高清視頻監(jiān)控系統(tǒng)得到了快速發(fā)展，形成了720P、1080P為主的數(shù)字網(wǎng)絡(luò)高清攝像機(jī)產(chǎn)品線，而這類產(chǎn)品對網(wǎng)絡(luò)矩陣的切換提出了更高的要求，如高清數(shù)字解碼能力，高清解碼HDMI輸出接口能力，多畫面分割切換能力及其他拓展功能等等。
視頻監(jiān)控發(fā)展總共經(jīng)歷了四個時代的更迭，也意味著矩陣技術(shù)的不斷革新和成熟。
第一代是模擬視頻矩陣監(jiān)控系統(tǒng)，以視頻矩陣為核心，其特點(diǎn)是系統(tǒng)的管理、擴(kuò)展性不佳，存儲容量小，一般只能容納20-60個攝像頭數(shù)據(jù)。
第二代是“模擬+數(shù)字”視頻矩陣監(jiān)控系統(tǒng)，以矩陣快速切換信號+硬盤錄像機(jī)存儲管理為核心，可以容納100-1000個攝像頭數(shù)據(jù)。
第三代是IP網(wǎng)絡(luò)數(shù)字解碼矩陣監(jiān)控系統(tǒng)，以局域網(wǎng)為核心，依托先進(jìn)的視頻編碼格式，集中管理，集中存儲，可容納上萬個攝像頭的數(shù)據(jù)。
第四代是數(shù)字化智能視頻矩陣監(jiān)控系統(tǒng)，在第三代的基礎(chǔ)上，第四代的系統(tǒng)加入了智能化的元素，比如行為模式分析、智能搜索、人臉識別等等，越來越高科技，越來越智能化，這必然是視頻監(jiān)控行業(yè)發(fā)展的趨勢。
不難看出，視頻矩陣經(jīng)歷了由模擬視頻矩陣向數(shù)字視頻矩陣，由標(biāo)清視頻矩陣到高清視頻矩陣的發(fā)展過程。
矩陣市場的分類
監(jiān)控矩陣種類選擇，廣電和視訊會議應(yīng)用，應(yīng)選用廣播級產(chǎn)品，監(jiān)控應(yīng)用可采用監(jiān)控類產(chǎn)品，視頻信號(有些人也將其視為視頻)要采用監(jiān)控信號矩陣，監(jiān)控矩陣大小選擇：在一個工程中，應(yīng)將音頻信號和視頻信號和VGA信號看成三種不同的媒體。
按實(shí)現(xiàn)視頻切換的不同方式，視頻矩陣分為模擬矩陣和數(shù)字矩陣：
視頻切換在數(shù)字視頻層完成，這個過程可以是同步的也可以是異步的。數(shù)字矩陣的核心是對數(shù)字視頻的處理，需要在視頻輸入端增加AD轉(zhuǎn)換，將模擬信號變?yōu)閿?shù)字信號，在視頻輸出端增加DA轉(zhuǎn)換，將數(shù)字信號轉(zhuǎn)換為模擬信號輸出。視頻切換的核心部分由模擬矩陣的模擬開關(guān)，變將成了對數(shù)字視頻的處理和傳輸。
視頻矩陣在我們的日常監(jiān)控系統(tǒng)中可以說已經(jīng)應(yīng)用的很廣泛了，通過信號的切換把任何一路輸入顯示到設(shè)置的顯示終端上面，而可以進(jìn)行放大、縮小、拉近拉遠(yuǎn)、切換鏡頭等一系列操作。這樣做既能起到監(jiān)控的作用，還能很大程度避免一個顯示終端對應(yīng)一個輸入信號的浪費(fèi)。這便是視頻矩陣帶來的操作便捷作用。
從自身來講，由于模擬矩陣發(fā)展時間比較久，系統(tǒng)穩(wěn)定性以及成熟性都比較好，但是隨著系統(tǒng)向復(fù)雜化、遠(yuǎn)距離傳輸方向發(fā)展，模擬矩陣的缺點(diǎn)越來越凸顯出來。
當(dāng)前，模擬矩陣可謂內(nèi)外受敵，除了前面談到的那些內(nèi)傷之外，在行業(yè)中還受到DVR和NVS的巨大沖擊。從目前市場應(yīng)用來看，由于監(jiān)控行業(yè)的特殊性和適用性，對于一個監(jiān)控系統(tǒng)來說DVR幾乎是必備，而矩陣是選配。模擬矩陣總體增量需求已呈現(xiàn)停滯甚至萎縮態(tài)勢，中小型視頻監(jiān)控系統(tǒng)中矩陣的配置比例將會進(jìn)一步降低。"因而從長遠(yuǎn)看，模擬矩陣已經(jīng)不是很適合未來系統(tǒng)的要求，系統(tǒng)升級趨勢非常迫切。
還可根據(jù)處理的信號類型劃分為模擬矩陣與數(shù)字矩陣，當(dāng)然還有混合矩陣。
矩陣發(fā)展依然面臨阻礙
隨著技術(shù)水平的提高，視頻矩陣規(guī)模也逐漸擴(kuò)大，應(yīng)用領(lǐng)域日益拓展，在廣播電視、電視電話會議、安防監(jiān)控等領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用，功能也日趨多樣化和完善。
行業(yè)的高清化、網(wǎng)絡(luò)化、智能化趨勢愈演愈烈，矩陣也劃分為兩大類，一類是傳統(tǒng)的模擬視頻矩陣，另一類是基于智能數(shù)字技術(shù)的視頻矩陣。
模擬矩陣簡單地說，就是一個大型切換器，用戶可控制哪些圖像在哪個監(jiān)視器上輪巡顯示。模擬矩陣經(jīng)過幾十年的發(fā)展已然相當(dāng)成熟，具有穩(wěn)定性高、操作簡單、延遲小等優(yōu)點(diǎn)，且因目前已建立的視頻監(jiān)控系統(tǒng)大部分仍是模擬標(biāo)清的系統(tǒng)，短時間內(nèi)不會被市場淘汰。
但模擬矩陣擴(kuò)容不如數(shù)字矩陣方便，模擬矩陣輸入的路數(shù)是固定的，如果要擴(kuò)充路數(shù)必須擴(kuò)充硬件，還要增加視頻線。針對IP視頻以及高清視頻信號，傳統(tǒng)模擬矩陣無法直接處理。因此未來傳統(tǒng)模擬矩陣的市場份額將會有較大的萎縮，同時高清化，數(shù)字化也將成為未來矩陣的發(fā)展方向。對于傳統(tǒng)模擬的單一的矩陣產(chǎn)品來說，其自身的單一信號處理能力、不支持網(wǎng)絡(luò)高清等問題必然會遭到市場淘汰，就像高清網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)淘汰模擬攝像機(jī)一樣。
與模擬矩陣不同，數(shù)字矩陣主要由視頻編解碼設(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IP網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)包交換方式進(jìn)行。準(zhǔn)確地說，數(shù)字矩陣并不是如模擬矩陣有一臺被稱謂矩陣的設(shè)備，而是由IP攝像機(jī)、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)控體系。相較于傳統(tǒng)模擬矩陣，數(shù)字矩陣的優(yōu)勢主要是可以任意擴(kuò)容，靈活配置，可以實(shí)現(xiàn)設(shè)備分布式設(shè)計和布局。
數(shù)字矩陣的缺點(diǎn)是音視頻傳輸難以保證實(shí)時性，它取決于遠(yuǎn)程前端(網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)或編碼器)和終端(解碼器)的編解碼速度以及IP交換網(wǎng)絡(luò)的傳輸效率。IP信號的編解碼對視頻的還原損失也是相當(dāng)嚴(yán)重。IP化很多情況下走的不是專用網(wǎng)絡(luò)，通過以太網(wǎng)等數(shù)字化、共用網(wǎng)絡(luò)，可能會帶來一些不穩(wěn)定的現(xiàn)象如卡、數(shù)據(jù)丟包等。
總的來說，矩陣發(fā)展至今，已有多種產(chǎn)品共存，雖目前還未有較為清晰的概念區(qū)分，但在實(shí)際應(yīng)用中，無論是數(shù)字矩陣、網(wǎng)絡(luò)矩陣還是高清矩陣等，都有其適用的場所，而用戶在選擇時，需要考慮自己的實(shí)際需求，選擇適用自己的產(chǎn)品。
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