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      視頻矩陣與高清矩陣的發展

      作者:原創   發布時間: 2013/12/11 10:42:46

    •   視頻矩陣與HD-SDI高清矩陣的發展

        曾經一度網絡監控產品開始橫掃視頻監控市場時,許多傳統的工程商、用戶甚至連有些廠商都一致認為模擬矩陣在高清網絡化的趨勢下,將逐步淡出安防市場。然而隨著HD-SDI的概念引入到視頻監控系統中,部分廠商陸續推出HD-SDI攝像機產品,這猶如給矩陣市場帶來了一劑強心針。從2010年開始,隨著許多廠商加大對HD-SDI研發、宣傳、推廣力度,HD-SDI憑借著高清化的趨勢逐漸為市場廣大工程商、用戶所熟知。筆者從以下幾方面來探討HD-SDI視頻矩陣的技術功能特點?! ∈紫菻D-SDI矩陣系統均采用工業級ARM嵌入式控制系統,HD-SDI 串行數字信號碼率支持到1.5Gbps,符合SMPTE和ITU標準,支持高清1.5Gbps 碼率下,HD-TV 1080P/25Hz 、1080P/30Hz視頻信號切換,并且向下兼容標清信號143Mbps、177Mbps、270Mbps、360Mbps、540Mbps 等不同碼率的標清SDI串行數字視頻信號,和 DVB-ASI 信號的傳輸切換。單機的輸入輸出能力,目前主流廠商的產品做得128×128的切換模式,并能實現多級級聯控制。

        視頻矩陣經過近三十年的發展,經歷了不同的發展階段。首先是單機模擬時代,單機模擬矩陣分為輸入、輸出和控制三組模塊,通過電開關實現視頻從輸入通道到輸出通道切換。矩陣應用相對簡單,只是作為獨立系統的核心管理控制設備使用,但是其可擴充的積木式模塊化結構、支持任意拓撲結構的組網方式以及提供增值開發的友好界面都給視頻監控系統的快速發展提供了保障。到上世紀后期,隨著人們對監控系統要求的提高以及視頻監控在諸多領域的進一步普及,模擬矩陣有了飛速發展并基本完善,矩陣進入了模擬聯網時代。模擬矩陣的工作原理沒有改變,但是在容量、聯網性以及功能的擴展上有了很大提高。

        2000年后隨著數字視頻壓縮技術的發展,數字化產品逐漸大量進入監控系統,網絡虛擬矩陣的全數字化矩陣的出現。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,以網絡視頻服務器代替模擬矩陣主機,以基于TCP/IP協議的 IP網代替模擬總線,以數字高速處理芯片代替模擬電開關,運用高速處理芯片的運算完成視頻從輸入到輸出的切換,大量用于數字網絡監控系統中。

        近幾年高清視頻監控系統得到了快速發展,形成了720P、1080P為主的數字網絡高清攝像機產品線,而這類產品對網絡矩陣的切換提出了更高的要求,如高清數字解碼能力,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。從2010年開始,隨著諸多廠商加大對HD-SDI研發、宣傳、推廣力度,HD-SDI憑借著高清化、無延遲、同模擬監控系統一樣的布線方式等眾多優勢逐漸為市場廣大工程商、用戶所熟知,而HD-SDI高清數字矩陣作為HD-SDI高清視頻監控系統的核心也進入了大眾視野。

        視頻監控系統發展經歷了從模擬到數字的不同時期,其視頻清晰度也隨著技術的日益成熟不斷提高。模擬攝像機的水平分辨率從 380線發展到700線,數字攝像機像素從25萬發展到500萬。在網絡攝像機(IP Camera)則一般認為720P以上即可稱為高清攝像機,而HD-SDI技術應用于視頻監控領域,使得HD-SDI數字化攝像機與網絡攝像機一樣具有 720P、1080P的高清晰度。高清數字攝像機在高清視頻監控領域正扮演著越來越重要的角色。而作為數字高清監控系統控制的核心矩陣也是眾多廠家研發制造的首選。

        網絡數字矩陣在接口上拋棄了大量的模擬視頻輸入線纜,在核心技術上改用以太網包交換來代替模擬電路交換,所以在容量上,易用性,可擴展性上都有了質的提高。網絡數字視頻矩陣支持多種輸入信號,如D1、720P、1080P等,并兼容市面主流廠家的編碼設備、各類網絡攝像機產品。HD-SDI矩陣使用高帶寬工業總線作為交換總線,具備熱拔插擴展能力;總線帶寬是將是HD-SDI矩陣系統容量的唯一限制因素。普通工業總線 PCIE、RapidIO等常見交換能力都達到40Gbps以上,可見HD-SDI矩陣系統容量幾乎是沒有上限的。接入時只需將所接入的信號轉成系統可識別的交換信號,就可認為系統是可以接入任何信號的,也可以任意級聯。HD-SDI視頻信號在多次傳輸和處理過程中,圖像質量并不會因此而降低。筆者將從下面簡單介紹兩中高清矩陣系統的優勢。

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