淺談嵌入式網(wǎng)絡視頻矩陣組網(wǎng)應用

    一、概述

    隨著視頻監(jiān)控的數(shù)字化，網(wǎng)絡化時代的到來，越來越多的模擬監(jiān)控系統(tǒng)被數(shù)字網(wǎng)絡監(jiān)控系統(tǒng)所取代，同時監(jiān)控點的數(shù)量越來越多并且越來越密。這不僅要求在監(jiān)控前端部署網(wǎng)絡視頻服務器，而且要求在大型視頻監(jiān)控中心或指揮中心部署網(wǎng)絡視頻矩陣，以滿足網(wǎng)絡視頻圖像解碼上監(jiān)視器、電視墻的目的。

    網(wǎng)絡化時代的監(jiān)控中心，只需要一根網(wǎng)線或者光線便能傳輸上千路視頻、音頻和控制信號，這將徹底顛覆傳統(tǒng)的模擬視頻監(jiān)控的系統(tǒng)構架，網(wǎng)絡化變革已經(jīng)成為傳統(tǒng)矩陣廠家不得不應對的挑戰(zhàn)。

    二、矩陣技術發(fā)展歷程

    傳統(tǒng)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來傳輸。這勢必造成在傳輸線纜方面對資源的嚴重浪費，而且在實際現(xiàn)場施工時也會十分復雜和繁瑣。由于模擬矩陣只是簡單地采用搭橋的方式實現(xiàn)視頻信號的切換，因此要對視頻信號進行統(tǒng)一的網(wǎng)絡管理是不可能的。在數(shù)字化、網(wǎng)絡化日益普及的今天，傳統(tǒng)模擬矩陣在數(shù)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)捉襟見肘。

    隨著網(wǎng)絡視頻監(jiān)控技術首先發(fā)展起來的是數(shù)字視頻矩陣技術。數(shù)字視頻矩陣通過網(wǎng)絡接收前端的視頻源，利用圖像解碼卡實現(xiàn)對網(wǎng)絡視頻信號的D/A轉換，再通過一套矩陣軟件實現(xiàn)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(shù)字視頻矩陣運行在WINDOWS操作系統(tǒng)之上，對于操作系統(tǒng)的依賴型很大，所以在安全性、穩(wěn)定性、擴展性以及防網(wǎng)絡病毒攻擊等方面還存在很多不足之處。

    還有一種數(shù)字視頻矩陣技術，采用“虛擬矩陣＋多個嵌入式解碼器”組合實現(xiàn)。在解碼側采用多個單路嵌入式解碼器，分別對應前端若干個網(wǎng)絡視頻源，通過服務器上運行的“虛擬矩陣”軟件，實現(xiàn)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(tǒng)是由多個網(wǎng)絡視頻解碼器組合而成，給系統(tǒng)的管理帶來了復雜性，而且由于控制軟件仍然運行在WINDOWS平臺上，無法解決操作系統(tǒng)在安全性、穩(wěn)定性等方面的固有問題。

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

    嵌入式網(wǎng)絡視頻矩陣充分考慮到了網(wǎng)絡視頻監(jiān)控環(huán)境下的傳輸、解碼、控制、管理等需求特點，提供了一體化的解決方案。通過一個以太網(wǎng)口，網(wǎng)絡視頻矩陣可以接收和傳輸上千路視頻、音頻和控制信號，并實現(xiàn)多路視頻信號同時解碼和分組切換。網(wǎng)絡視頻矩陣運行在嵌入式操作系統(tǒng)上，相比于WINDOWS操作系統(tǒng)，其可靠性、防網(wǎng)絡病毒攻擊的能力大大提高，也降低了維護成本。網(wǎng)絡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現(xiàn)，這種設計不但提高了系統(tǒng)運營的可靠性，而且在系統(tǒng)的擴容行方面也優(yōu)勢顯著。通過增加解碼卡，就可以實現(xiàn)解碼端口的擴容。

    由以上比較我們可以看出，嵌入式網(wǎng)絡視頻矩陣在網(wǎng)絡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，代表了未來網(wǎng)絡視頻矩陣的發(fā)展方向。

    三、嵌入式網(wǎng)絡視頻矩陣組網(wǎng)及應用

    嵌入式網(wǎng)絡視頻矩陣能夠通過自身的網(wǎng)絡接口從網(wǎng)絡上接收2048路數(shù)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(shù)字視頻碼流進行解碼，并且轉換成模擬視頻信號，然后輸出給16臺甚至32臺監(jiān)視器，構建一個2048×16或者2048×32的大容量網(wǎng)絡矩陣。 

    網(wǎng)絡視頻矩陣的典型應用如下圖所示：

    嵌入式網(wǎng)絡視頻矩陣典型應用