浅谈嵌入式网络视频矩阵组网应用

    一、概述

    随着视频监控的数字化，网络化时代的到来，越来越多的模拟监控系统被数字网络监控系统所取代，同时监控点的数量越来越多并且越来越密。这不仅要求在监控前端部署网络视频服务器，而且要求在大型视频监控中心或指挥中心部署网络视频矩阵，以满足网络视频图像解码上监视器、电视墙的目的。

    网络化时代的监控中心，只需要一根网线或者光线便能传输上千路视频、音频和控制信号，这将彻底颠覆传统的模拟视频监控的系统构架，网络化变革已经成为传统矩阵厂家不得不应对的挑战。

    二、矩阵技术发展历程

    传统的模拟矩阵由于视频传输采用模拟信号，所以每一路视频信号需要一路同轴电缆接入。相应的控制信号也需要单独的控制线来传输。这势必造成在传输线缆方面对资源的严重浪费，而且在实际现场施工时也会十分复杂和繁琐。由于模拟矩阵只是简单地采用搭桥的方式实现视频信号的切换，因此要对视频信号进行统一的网络管理是不可能的。在数字化、网络化日益普及的今天，传统模拟矩阵在数字视频信号的传输、解码、切换、控制等功能支持上显得越发捉襟见肘。

    随着网络视频监控技术首先发展起来的是数字视频矩阵技术。数字视频矩阵通过网络接收前端的视频源，利用图像解码卡实现对网络视频信号的D/A转换，再通过一套矩阵软件实现对多路前端视频信号的任意切换、控制、上电视墙上显示。 但是由于数字视频矩阵运行在WINDOWS操作系统之上，对于操作系统的依赖型很大，所以在安全性、稳定性、扩展性以及防网络病毒攻击等方面还存在很多不足之处。

    还有一种数字视频矩阵技术，采用“虚拟矩阵＋多个嵌入式解码器”组合实现。在解码侧采用多个单路嵌入式解码器，分别对应前端若干个网络视频源，通过服务器上运行的“虚拟矩阵”软件，实现对前端视频源的调度和控制。嵌入式解码器的应用，提高了解码侧的可靠性，但是由于该系统是由多个网络视频解码器组合而成，给系统的管理带来了复杂性，而且由于控制软件仍然运行在WINDOWS平台上，无法解决操作系统在安全性、稳定性等方面的固有问题。

    网络化监控的发展，需要一套真正面向网络化应用的矩阵解决方案，在这种情况下，嵌入式网络视频矩阵应运而生。

    嵌入式网络视频矩阵充分考虑到了网络视频监控环境下的传输、解码、控制、管理等需求特点，提供了一体化的解决方案。通过一个以太网口，网络视频矩阵可以接收和传输上千路视频、音频和控制信号，并实现多路视频信号同时解码和分组切换。网络视频矩阵运行在嵌入式操作系统上，相比于WINDOWS操作系统，其可靠性、防网络病毒攻击的能力大大提高，也降低了维护成本。网络视频矩阵采用模块化的结构设计，电源、背板、控制模块、解码模块分别由不同的模块实现，这种设计不但提高了系统运营的可靠性，而且在系统的扩容行方面也优势显著。通过增加解码卡，就可以实现解码端口的扩容。

    由以上比较我们可以看出，嵌入式网络视频矩阵在网络视频信号分组切换及上电视墙的应用上具有较大的优势，代表了未来网络视频矩阵的发展方向。

    三、嵌入式网络视频矩阵组网及应用

    嵌入式网络视频矩阵能够通过自身的网络接口从网络上接收2048路数字视频码流（可能是MPEG4、H.264、MJPEG等等不同格式的码流），将这些数字视频码流进行解码，并且转换成模拟视频信号，然后输出给16台甚至32台监视器，构建一个2048×16或者2048×32的大容量网络矩阵。 

    网络视频矩阵的典型应用如下图所示：

    嵌入式网络视频矩阵典型应用