矩阵向数字化方向发展.doc

矩阵向数字化方向发展 ■张敬忠 矩阵，即视频矩阵，最早的时候用视频切换器实现单路对多路的切换，即前端多路图像通过视频切换器切换到单个监视器上显示，但随着人们对系统的要求越来越高，要求M路图像可任意在N台监视器上显示，M＞N，因此大概在1990年市场上出现了小型矩阵，这种矩阵通常是单机型，控制主机和切换箱是集成在一起的，最大的输入路数大概是16路，输出路数大概是4路，大概到了1995年又出现了100多路输入的矩阵，随着技术的发展，后来出现了大型矩阵，这种矩阵通常控制主机与切换箱是分开的，而且是模块化设计，可以根据要求任意增加输入和输出，而且单个切换箱就可实现256路输入和32路输出。矩阵的基本功能类似于一个人的“大脑”，矩阵系列产品的出现是视频监控系统规模和视频监控技术发展到一定程度的必然产物。矩阵技术发展快速 但是缺少统一标准矩阵的发展基本上经历了由单机模拟矩阵监控时期——联网模拟矩阵监控时期——数字模拟结合监控时期——到将来的纯数字网络监控时代。现在矩阵产品正经历着从基于电路交换的模拟矩阵到基于IP交换的数字矩阵的演变，传统的模拟矩阵主要是以模拟方式采用同轴电缆进行传输，随着网络特别是宽带网的发展，使用基于国际通用的TCP/IP协议，采用流媒体技术实现视频在网上的多路复用传输的数字矩阵有了更大的舞台。从产品的角度来看，最早的矩阵多是小规模的简单切换器为主，它主要采用继电器作为切换开关，带有简单的自动编程功能，需要另外配字符叠加器来实现时间字符的显示。由于监控工程越来越向大规模发展，所以矩阵也向大型化发展，改为采用集成模拟开关来实现视频的切换，并且将字符叠加系统集成到矩阵内部，切换方式也丰富到很多种。目前市场上的矩阵产品的传统功能除了音视频切换、云台控制、屏幕字符叠加、报警及报警联动等等。数字监控产品也进入快速发展时期，产品也由原来的数字监控录像主机发展到网络摄像机、网络传输设备、电话传输设备、专业数字硬盘录像机络传输设备、电话传输设备、专业数字硬盘录像机等多种产品。这些产品基于TCP/IP网络协议，利用互联网从而达到互联网范围内的即插即用，实现了从图像采集、传输、录像、最终输出的全过程数字化，实现真正的三网合一（数据、语音和图像）。浙江红苹果电子有限公司市场部副经理胡利军介绍，评价一款矩阵优劣的指标主要是它的稳定性，其次是它的性能及做工。性能方面要具备切换、控制云镜（包括高速球）、字符叠加、报警联动等这些矩阵最基本的功能，其他功能如控制画面处理器、与DVR联网、与视频服务器联网、IP接口等也是倍受关注的。就模拟矩阵的性能，具体来说包括如下指标：带宽：是视频矩阵最主要的指标、它影响图像的分辨率。通常要求矩阵有超过8MHz的带宽，并且有平坦的幅频特性，以保证它有较小的相位失真;信噪比：反映电子开关对输入图像信号信噪比的影响。通常选用一个S/N大于70db的视频信号作输入，测量输出信号的S/N，就是矩阵的信噪比;串扰：在反映相邻通道间视频信号的互相干扰，它也表现为由于相邻通道的串扰，致使测试通道的S/N的下降。因此，可能通过测量相邻通道有无视频信号通过时，测试通道S/N的变化来计算出矩阵的串扰值；隔离度：是指视频矩阵各输入端相互隔离的能力，越小越好。图像的主观评价、对于模拟视频系统，主观测试是非常重要和有效的。不仅是因为它可以反映观察者的感觉，还因为模拟视频的主观测试是与客观测试的结果是直接相对应的。通过主观测试可以对图像的灰度、对比度，各种失真给出评价。至于数字矩阵的技术指标，主要是以下几个方面的主要指标：图像格式、数字系统的图像格式和质量等级是设定的，它基本上确定了图像的分辨率和相关质量，通常它并不受系统数据率（有时也称带宽）的限定，这是与模拟视频不同的。 数据率：是系统总资源的表示，与模拟系统的带宽相对应，但它限定图像传输帧率，影响图像的连续性。 时延（响应时间）：系统输出与输入建立通信及显示图像与现场图像的延时。这个指标对于模拟系统是没有的，但对于数字系统，特别是网络监控系统是很重要的，它影响系统的实时性。 PSNR（峰值信噪比）：不同于模拟系统，它主要反映图像在模/数转换和压缩编码过程中，由于量化所引起的图像平均能量的变化，来自外部的干扰对它的影响不大。 图像的主观评价：数字系统的主观测试与客观测试不是相对应的，直接观察的效果不能用于解释客观测试的结果。它主要是评价图像在变换过程中（主要压缩/解压缩）出现的不良产物及其对图像效果的影响，如像块间的不平滑、运动目标的拖尾、亮、色分离等。处理器的性能：传统的处理器大都是8位，个别的用到16位，目前级别最高的已经使用了32位的处理器。处理器性能的提高，意味着主频更高、速度更快、总线宽度更大、寻址空间更大。单机的视频容量：单机箱的视频容量越