嵌入式視頻矩陣隨網(wǎng)絡(luò )化發(fā)展應運而生

　　一、概述

　　隨著(zhù)視頻監控的數字化，網(wǎng)絡(luò )化時(shí)代的到來(lái)，越來(lái)越多的模擬監控系統被數字網(wǎng)絡(luò )監控系統所取代，同時(shí)監控點(diǎn)的數量越來(lái)越多并且越來(lái)越密。這不僅要求在監控前端部署網(wǎng)絡(luò )視頻服務(wù)器，而且要求在大型視頻監控中心或指揮中心部署網(wǎng)絡(luò )視頻矩陣，以滿(mǎn)足網(wǎng)絡(luò )視頻圖像解碼上監視器、電視墻的目的。

　　網(wǎng)絡(luò )化時(shí)代的監控中心，只需要一根網(wǎng)線(xiàn)或者光線(xiàn)便能傳輸上千路視頻、音頻和控制信號，這將徹底顛覆傳統的模擬視頻監控的系統構架，網(wǎng)絡(luò )化變革已經(jīng)成為傳統矩陣廠(chǎng)家不得不應對的挑戰。

　　二．矩陣技術(shù)發(fā)展歷程

　　傳統的模擬矩陣由于視頻傳輸采用模擬信號，所以每一路視頻信號需要一路同軸電纜接入。相應的控制信號也需要單獨的控制線(xiàn)來(lái)傳輸。這勢必造成在傳輸線(xiàn)纜方面對資源的嚴重浪費，而且在實(shí)際現場(chǎng)施工時(shí)也會(huì )十分復雜和繁瑣。由于模擬矩陣只是簡(jiǎn)單地采用搭橋的方式實(shí)現視頻信號的切換，因此要對視頻信號進(jìn)行統一的網(wǎng)絡(luò )管理是不可能的。在數字化、網(wǎng)絡(luò )化日益普及的今天，傳統模擬矩陣在數字視頻信號的傳輸、解碼、切換、控制等功能支持上顯得越發(fā)捉襟見(jiàn)肘。

　　隨著(zhù)網(wǎng)絡(luò )視頻監控技術(shù)首先發(fā)展起來(lái)的是數字視頻矩陣技術(shù)。數字視頻矩 
陣通過(guò)網(wǎng)絡(luò )接收前端的視頻源，利用圖像解碼卡實(shí)現對網(wǎng)絡(luò )視頻信號的D/A轉換，再通過(guò)一套矩陣軟件實(shí)現對多路前端視頻信號的任意切換、控制、上電視墻上顯示。但是由于數字視頻矩陣運行在WINDOWS操作系統之上，對于操作系統的依賴(lài)型很大，所以在安全性、穩定性、擴展性以及防網(wǎng)絡(luò )病毒攻擊等方面還存在很多不足之處。

　　還有一種數字視頻矩陣技術(shù)，采用“虛擬矩陣＋多個(gè)嵌入式解碼器”組合實(shí)現。在解碼側采用多個(gè)單路嵌入式解碼器，分別對應前端若干個(gè)網(wǎng)絡(luò )視頻源，通過(guò)服務(wù)器上運行的“虛擬矩陣”軟件，實(shí)現對前端視頻源的調度和控制。嵌入式解碼器的應用，提高了解碼側的可靠性，但是由于該系統是由多個(gè)網(wǎng)絡(luò )視頻解碼器組合而成，給系統的管理帶來(lái)了復雜性，而且由于控制軟件仍然運行在WINDOWS平臺上，無(wú)法解決操作系統在安全性、穩定性等方面的固有問(wèn)題。

　　網(wǎng)絡(luò )化監控的發(fā)展，需要一套真正面向網(wǎng)絡(luò )化應用的矩陣解決方案，在這種情況下，嵌入式網(wǎng)絡(luò )視頻矩陣應運而生。

　　嵌入式網(wǎng)絡(luò )視頻矩陣充分考慮到了網(wǎng)絡(luò )視頻監控環(huán)境下的傳輸、解碼、控制、管理等需求特點(diǎn)，提供了一體化的解決方案。通過(guò)一個(gè)以太網(wǎng)口，網(wǎng)絡(luò )視頻矩陣可以接收和傳輸上千路視頻、音頻和控制信號，并實(shí)現多路視頻信號同時(shí)解碼和分組切換。網(wǎng)絡(luò )視頻矩陣運行在嵌入式操作系統上，相比于WINDOWS操作系統，其可靠性、防網(wǎng)絡(luò )病毒攻擊的能力大大提高，也降低了維護成本。網(wǎng)絡(luò )視頻矩陣采用模塊化的結構設計，電源、背板、控制模塊、解碼模塊分別由不同的模塊實(shí)現，這種設計不但提高了系統運營(yíng)的可靠性，而且在系統的擴容行方面也優(yōu)勢顯著(zhù)。通過(guò)增加解碼卡，就可以實(shí)現解碼端口的擴容。

　　由以上比較我們可以看出，嵌入式網(wǎng)絡(luò )視頻矩陣在網(wǎng)絡(luò )視頻信號分組切換及上電視墻的應用上具有較大的優(yōu)勢，代表了未來(lái)網(wǎng)絡(luò )視頻矩陣的發(fā)展方向。

　　三、嵌入式網(wǎng)絡(luò )視頻矩陣組網(wǎng)及應用

　　嵌入式網(wǎng)絡(luò )視頻矩陣能夠通過(guò)自身的網(wǎng)絡(luò )接口從網(wǎng)絡(luò )上接收2048路數字視頻碼流（可能是MPEG4、H.264、MJPEG等等不同格式的碼流），將這些數字視頻碼流進(jìn)行解碼，并且轉換成模擬視頻信號，然后輸出給16臺甚至32臺監視器，構建一個(gè)2048×16或者2048×32的大容量網(wǎng)絡(luò )矩陣。

　　網(wǎng)絡(luò )視頻矩陣將攝像頭產(chǎn)生的模擬圖像信息進(jìn)行壓縮、編碼處理后，通過(guò)網(wǎng)絡(luò )口送入局域網(wǎng)或廣域網(wǎng)進(jìn)行遠程傳輸。

　　在監控中心，網(wǎng)絡(luò )視頻矩陣通過(guò)以太網(wǎng)口，接收源網(wǎng)絡(luò )視頻矩陣的數字視頻碼流，并進(jìn)行解碼，通過(guò)BNC接口將解碼后的圖像在監視器或者電視墻上進(jìn)行還原顯示，一臺解碼器可同時(shí)連接16臺甚至32臺監視器。網(wǎng)絡(luò )視頻矩陣可以實(shí)現從2048路網(wǎng)絡(luò )視頻源中任意選擇16路視頻源進(jìn)行解碼顯示，并可以分組輪詢(xún)。

　　在監控中心，通過(guò)監控服務(wù)器上運行的客戶(hù)端視頻管理軟件，可以對多個(gè)網(wǎng)絡(luò )視頻矩陣進(jìn)行用戶(hù)管理、設備管理及圖像調度，也可以通過(guò)網(wǎng)絡(luò )鍵盤(pán)實(shí)現圖像切換、輪訓以及對前端攝像頭的控制。

　　該產(chǎn)品滿(mǎn)足了網(wǎng)絡(luò )化時(shí)代對分布監控、遠程訪(fǎng)問(wèn)、集中管理的要求，實(shí)現了與模擬監控終端的無(wú)縫融合，可以廣泛適用于公安、軍事、道路交通、大型企業(yè)、學(xué)校、銀行、機場(chǎng)、地鐵、智能小區等各個(gè)領(lǐng)域的監控。

　　嵌入式網(wǎng)絡(luò )視頻矩陣支持MJPEG視頻格式和MPEG4視頻格式的解碼輸出。如果采用MPEG4編解碼標準，前端視頻服務(wù)器每路圖像大小為352*288，其對應的碼率在500Kbit/s到1Mbit/s之間，16路視頻解碼所需要的總帶寬也就8M/16M之間，網(wǎng)絡(luò )視頻矩陣配備的100M網(wǎng)口是完全可以滿(mǎn)足的。目前監控中心基本都配備了100M以上帶寬，完全能夠滿(mǎn)足大容量網(wǎng)絡(luò )視頻矩陣的需求。

　　通過(guò)網(wǎng)絡(luò )視頻矩陣進(jìn)行網(wǎng)絡(luò )監控的時(shí)候，每路視頻的時(shí)延主要存在三個(gè)方面：前端網(wǎng)絡(luò )視頻服務(wù)器編碼帶來(lái)的時(shí)延，網(wǎng)絡(luò )傳輸帶來(lái)的時(shí)延和解碼帶來(lái)的時(shí)延。這對視頻矩陣的時(shí)延提出了更高的要求，為了減少網(wǎng)絡(luò )傳輸帶來(lái)的時(shí)延，視頻矩陣必須以實(shí)時(shí)的方式進(jìn)行網(wǎng)絡(luò )接收、處理，即使在進(jìn)行切換時(shí)，也要保證視頻的實(shí)時(shí)性?；谇度胧较到y的軟件在實(shí)時(shí)性上面遠遠高于其它解決方案；同時(shí)，解碼也必須具備較高的實(shí)時(shí)性，根據大量的試驗表明，解碼時(shí)延不能超過(guò)1/3秒，人們在進(jìn)行監控觀(guān)察時(shí)不會(huì )覺(jué)得有明顯的延遲。

　　四、嵌入式網(wǎng)絡(luò )視頻矩陣的系統優(yōu)勢

　　大路數嵌入式網(wǎng)絡(luò )視頻矩陣的設計具備了如下的特性：

　　1、超大容量

　　通過(guò)增加相關(guān)的功能子板，產(chǎn)品將具備更大容量。以卓揚科技VE2016網(wǎng)絡(luò )視頻矩陣為例，目前支持2048路輸入、16路解碼輸出，但是可以通過(guò)增加解碼顯示子板使系統具備20、24、28路甚至更高的解碼輸出容量。

　　2、平滑擴容

　　產(chǎn)品可以根據用戶(hù)的需要隨時(shí)方便的增加解碼路數和減少解碼路數。當用戶(hù)需要增加解碼路數的時(shí)候，只需要多插入一塊解碼顯示子板就可以了； 
如果用戶(hù)需要減少顯示路數，也只需要從當前系統中拔出一塊解碼顯示子板就可以了。

　　3、穩定性高

　　系統的模塊化設計，結構的模塊化設計，使產(chǎn)品易于調試，生產(chǎn)及維護，從而使產(chǎn)品具有更高的穩定性。這一點(diǎn)，電信業(yè)產(chǎn)品的高穩定性運行已經(jīng)可以證明這樣的設計思想將帶來(lái)更高的穩定性。

　　4、便于維護

　　在這樣設計思想下，一旦某一路發(fā)生故障，最多影響其所在的子板，而其它子板都能夠繼續照常工作，故障不具有無(wú)限波及性，錯誤被限制在一個(gè)很小的范圍內，這為設備維護、檢修帶來(lái)了很大的便利。

　　5、擴展性強

　　由于功能都是在子板上完成，我們只要設計出不同功能的子板就可以擴展產(chǎn)品的功能。如卓揚科技的VE2016網(wǎng)絡(luò )視頻矩陣，只要將其中的解碼顯示子板更換成視頻編碼子板，就變成了一款大容量嵌入式的網(wǎng)絡(luò )視頻服務(wù)器。

　　6、完善的管理手段

　　網(wǎng)絡(luò )視頻矩陣支持電信級的SNMP網(wǎng)管協(xié)議以及RADIUS用戶(hù)認證協(xié)議，與前端的網(wǎng)絡(luò )視頻服務(wù)器一起，可以納入統一網(wǎng)管和用戶(hù)認證系統中，給系統管理帶來(lái)的極大的便利。

　　正是因為網(wǎng)絡(luò )視頻矩陣具有了以上的諸多優(yōu)勢，使得在科學(xué)技術(shù)日新月異的今天，先進(jìn)的網(wǎng)絡(luò )化技術(shù)能夠充分地應用到視頻監控行業(yè)中。新技術(shù)的廣泛應用必將帶來(lái)安防行業(yè)變革性的發(fā)展。有理由相信，在不久的明天，大容量、嵌入式的網(wǎng)絡(luò )視頻矩陣必將大行其道。