安防行业销售员知识系列矩阵篇（版）_安防知识大全之镜头篇
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安防行业销售员知识系列矩阵篇
在视频监控方案中，矩阵是一个中端产品，前端为摄像机，后端为电视墙，远程查看的 PC（软件）。主要实现的功能就是整合前端的视频资源，按照客户的要求实现电视上墙、球 机控制、远程视频查看等功能。总体分为两大类，模拟矩阵，数字矩阵。
模拟矩阵，视频切换在模拟视频层完成。信号切换主要是采用单片机或更复杂的芯片控 制模拟开关实现。基本实现电路为：
模拟矩阵相关的几个重要参数：监视器画面切换时不黑屏；带音频的矩阵输出同步；报 警联动；输入和输出路数越大设计和制作难度更大；相同协议间的控制；不同协议间的控制； 与 DVR 的连接；单台 DVR；多台 DVR；网络功能；远程多媒体网络控制；本地矩阵间联 网控制等。
模拟矩阵系统切换，矩阵系统切换可分为自由切换、程序切换、同步切换、群组切换和 报警切换五种系统切换方式。自由切换：一个自由切换队列是将一组摄像机输入编程到一 个监视器上循环显示。最多可由 N 个摄像机信号构成，每个摄像头画面可停留不同的时间。每个监视器拥有独立的切换队列。程序切换：一个程序切换队列可由系统内置菜单预编程，有 N/N 个队列可由操作者或由定时调用在任 何时刻调到任意一个监视器上运行。每组切换 队列可由 N/N 个摄像机及其预置点、停留时间、辅助开 关动作构成。在一组切换中，可多 次出现同一个摄像机画面或一个摄像机的多个辅助动作。同步切换：一个同步切换队列是 指将一组摄像机画面顺序地切换到一组连续的监视器上显示。有 N/N 个系统同步切换队列 可由系统设置菜单预编程。每个系统同步切换队列由最多 N/N 个摄像机及其预置点、停留 时间、辅助开关动作构成。群组切换：一个群组切换队列是指将一组系统同步切换队列自 动顺序地切换到多组连续的监视器上显 示。有 N/N/2 个系统群组切换队列可由系统设置菜
单预编程。每个系统群组切换队列由最多 N/N 个系统同 步切换队列构成。报警切换：系 统报警切换队列是指系统在接收到报警信号时将摄像机画面切换到设防监视器上显示。每 个报警切换可联动摄像机图像及其预置点、辅助开关。注：切换是指一组摄像机输入自动 循环地显示在监视器上。每个摄像机画面的显示时间可设为不同的 时间，并且一个摄像机 画面可在一组切换队列中重复出现多次。切换可正序或反序进行。
模拟矩阵最常用的设备配置音视频矩阵主机、控制键盘、多媒体系统、监视器、摄像 机、解码器、云台、码转换器、高速球、监听器、报警主机、报警探头、录像机等。
目前市面上比较知名的模拟矩阵生产厂家有：AD、海康、大华、天地伟业、景阳、英
飞拓、AP 等，生产厂家很多，基本核心就是对中央处理器的二次开发能力和外围设备的开 发能力差别。
模拟矩阵的典型拓扑：
数字矩阵切换器作为视频矩阵，最重要的一个功能就是实现对输入视频图像的切换输 出。准确概括那就是：将视频图像从任意一个输入通道切换到任意一个输出通道显示。一般
来讲，一个 M×N 矩阵：表示它可以同时支持 M 路图像输入和 N 路图像输出。这里需要强调 的是必须要做到任意，即任意的一个输入和任意的一个输出。
数字矩阵,是针对前端设备全部是网络数字视频流输入，到监控中心输出上电视墙专门 制作的一款产品，用于完成输出、切换、存储、转发、远程控制视频等功能。其中数字矩阵 产品，超强的解码能力是网络数字矩阵视频输出的优势，单机可实现多路 VGA/DVI/HDMI 高清晰度显示输出。满足了监控系统的“全面覆盖，重 点监控”,1:1 显示输出的行业主流需求。系统支持电脑 VGA 显示器实现成本低廉的电视墙，也支持等离子液晶屏、专用液晶监视器、DID 液晶屏、投影仪、DLP 大屏输出。任意一路视
频图像的解码和输出都可以在管理中心.cn自定义和统一控制。图像连接成功时音频同步于视频预览.各屏输出 1/4/9/16 画面,可实现独特的多路入多路出 1:1 显示。单屏显示输出分辨率为1920*1080，发挥了液晶屏高分辨率的优势，单屏四画面也能充分展现数字编码的优势。采用标准的 TCP/IP 输入及输出,通过普通 1000M 交换机进行多机联网全交叉矩阵切换, 所有视频通过数字矩阵、大屏、窗口、前端摄像机统一编号识别，实现数字矩阵、大屏、窗口、视频全交叉切换。
提供 DDNS 支持组件，支持 ADSL 动态域名下联网的视频监控网络，支持能够承载 IP 数 据的各种网络（互联网、数据专线、卫星、无线微波等），支持跨路由器的远程监控；支持 多播功能数字矩阵顾名思义就是具备模拟矩阵的切换功能，输入是网络数字信号，输出是高 清数字信号。
数字矩阵是真正基于宽带 ADSL/VPN/Wirele/LAN/3G 等支持异构网络输入信号，输出是 HDMI 高清接口的网络数字矩阵。网络数字矩阵是一整套网络监控系统里面的核心设备，所有产品对外的数据接口只有一根网络或一根光纤，可以级联上万路视频，完全的模拟矩阵 操作方式。根据不同的功能细分为，模拟入数字出，数字入模拟出，数字入数字出三种不同 的类型：
（1）模拟入数字出的编码数字视频矩阵产品设备，分别为 N 路 CIF 视频压缩、存储、上电 视墙，N 路 D1 视频压缩、存储、上电视墙。模拟视频输入，通过 VGA/DVI/HDMI 接口上电 视墙分屏显示。相比较模拟矩阵在项目中实现相同的功能，省掉了视频分配器、硬盘录像机、画面分割器等相关设备。
（2）数字入模拟出的解码数字视频矩阵根据不同的输出方式分为 8-16 个 BNC 方式的解码 数字视频矩阵，BNC 输出监视器的是独立画面，VGA 输出中间液晶大屏的多画面分割模式，D1 与 CIF 自适应解码。
（3）数字入数字出的网络数字矩阵是纯数字矩阵设备，前端设备全部输入都是网络数字信 号，如 DVS、网络摄像机、百万高清摄像机，网络数字矩阵是通过一根 1000M 的网口把网 络视频输入到数字矩阵，通过数字 HDMI 接口输出上电视墙。
网络数字矩阵充分利用网络分组交换技术进行音视频数据的交换，主要包括以下几方面 的功能：
（1）可以把任意一路压缩的音视频输入解码切换到任意一路大屏窗口输出（多路视频输入 到少路视频输出）的手动或自动切换功能，即拥有模拟矩阵的手动切换、循环切换及报警联 动切换的功能；
（2）可以在局域网、无线网、广域网、3G 网上进行上述手动或自动切换，并可通过网络 优势进行多网络数字矩阵级联；
（3）具备网络视频转发功能，局域网内的所有视频都可以任意转发调取视频。
根据数字视频矩阵的实现方式不同，数字视频矩阵可以分为总线型和包交换型。
总线型数字视频矩阵
顾名思义，总线型数字矩阵就是数据的传输和切换是通过一条共用的总线来实现的，例 如 PCI 总线。
总线型矩阵中最常见的就是 PC－DVR 和嵌入式 DVR。对于 PC－DVR 来说，它的视频输 出是 VGA，通过 PC 显卡来完成图像显示，通常只有 1 路输出（1 块显卡），2 路输出的情况（2 块显卡）已经很少；嵌入式 DVR 一般的视频输出是监视器，一些新的嵌入式 DVR 也可以支持 VGA 显示。在上面的两个例子中，它们都可以实现 1 路视频输出（还可以进行画面分割），可以把这两款产品当作视频矩阵的一个特例，也就是一个只有 1 路视频输出的特殊 情况。
PC－DVR（PC+H 卡、HC 卡）构成的总线型数字矩阵
包交换型数字视频矩阵
包交换型矩阵是通过包交换的方式(通常是 IP 包)实现图像数据的传输和切换。包交换型 矩阵目前已经比较普及，比如已经广泛应用的远程监控中心，即在本地录像端把图像压缩，然后把压缩的码流通过网络（可以是高速的专网、internet、局域网等）发送到远端，在远 端解码后，显示在大屏幕上。包交换型数字矩阵目前有两个比较大的局限性：延时大、图像 质量差。由于要通过网络传输，因此不可避免的会带来延时，同时为了减少对带宽的占用，往往都需要在发送端对图像进行压缩，然后在接收端实行解压缩，经过有损压缩过的图像很 难保证较好的图像质量，同时编、解码过程还会增大延时。所以目前包交换型矩阵还无法适 用于对实时性和图像质量要求比较高的场合。
成本优势
视频矩阵和 DVR 合二为一
采用数字视频矩阵方案，只需一台设备就可以同时实现视频矩阵和 DVR 的功能，大大 的节省了成本。对矩阵的控制和 DVR 的控制集成在一起，方便灵活。如果采用模拟矩阵，至少需要一台矩阵主机和一台 DVR 主机，安装调试复杂，除了 DVR 的成本外，还要为模拟 矩阵付出高额的成本。此外，对于模拟矩阵的控制，可能还需要外接其他设备，比如显示设 备、矩阵控制器，矩阵控制键盘等，有些复杂的功能甚至需要专门的 PC 机来进行配置。模 拟矩阵的方案还需要视频信号的分配、复用设备来实现 DVR 的录像功能，而采用数字矩阵，则只需在 DVR 的基础之上，增加简单的矩阵模块即可，成本相对低廉，且数字矩阵、录像 系统的集成度高，稳定性增强，也降低了以后维护的成本。
功能优势
配置灵活，功能强大，简单易用
在模拟矩阵+DVR 方案中，矩阵和 DVR 各自为政，需要分别控制，模拟矩阵提供的操作 方式复杂，易操作性很差，且功能单一，如果要实现比较复杂的功能，需要很繁琐的操作流 程；而采用数字矩阵，通过一个控制平台即可实现对切换矩阵和 DVR 的同时控制，操作界 面可由二次开发商在Windows或Linux下自由开发，可以根据自己客户的需求定制应用程序，定制各种功能，所构建的系统，完全取决于开发商自己的软件。
在数字矩阵中，基于对图像的数字处理：可以在实现视频切换的同时，对图像进行很多 处理，比如叠加字符、叠加图像，区域遮盖等，这些都是目前 DVR 所普遍具有的功能，但 是对于模拟矩阵，由于它的核心是基于模拟信号的处理，在面对这些功能时，则显得力不从 心。这里以字符叠加功能为例，模拟矩阵往往需要外接字符叠加芯片来实现，通常只能实现 ASCII 码也就是英文字符的叠加，而能够实现汉字叠加的模拟则可以说是寥寥无几，更不用 说同时支持简体、繁体，甚至日文了。至于图像叠加等功能，在模拟信号层基本是无法实现 的。
数字矩阵可以提供更丰富的图像显示模式。传统的模拟矩阵只能进行最简单的 1:1 的图 像输出；而数字矩阵在此基础上还可以实现 N→1(通过对图像的缩放处理，可以实现多路图 像在一个窗口显示)和 1→N(一个输入图像同时在多个输出端显示)的显示方式，甚至是画中 画等高级功能。
最后是系统稳定性，数字矩阵+DVR 的方案，系统集成度高、功耗低，稳定性高；而采 用模拟矩阵方案，由于需要多台设备，出问题的概率则大大增加。潜力发展空间巨大 模拟 矩阵控制系统目前已经非常成熟，其产品的结构和功能在近几年，甚至是十几年内，都没有 发生大的变化，可挖掘的潜力已经十分有限。
而数字矩阵则完全不同，目前数字技术的发展可以用日新月异、前途广阔来形容。首先，随着硬件性能的提高，在高速总线方面：66M 的 PCI 总线已经很成熟和普及，比如 PCI－E 或其它的高速串行总线也不断的提出；在芯片技术上：已经出现了 600M、720M 甚至是 1GHz 的高性能 DSP，可以说，得益于硬件平台性能的不断提高，必然使数字矩阵的功能不断的提
升，不断的向高端发展。与此同时，软件的进步同样不可忽略，不断有新图像的压缩、处理算法提出，图像压缩的效率不断提高，也不断有更复杂、更智能的图像处理算法得到应用，比如智能的移动检测、智能识别技术（人脸识别，指纹识别、车牌识别、签名识别）目前都已经有了比较成熟的应用，这些更高层次的图像处理技术，利用目前硬件平台，已经可以应 用到我们的数字视频系统中。因此随着软、硬件水平的的飞速提高，我们有理由相信，数字 矩阵的发展空间会非常广，无论是在性能上还是在功能上必然会全面超过模拟矩阵。
二次开发简单、便捷和以前的 H 卡和 D 卡分别使用各自的 SDK 不同，新的 SDK 将同时 支持 H 卡、HC 卡和 MD 卡。只需通过一个 SDK 即可以同时实现编码、解码、和矩阵控制，新的 SDK 中编码、解码部分和原有 SDK 中的编码、解码部分兼容，用户只需增加矩阵控制 部分即可，极大的降低了用户进行二次开发的复杂性。同时：H 卡、HC 卡和 MD 卡可以混 插，便于对现有的工程进行维护和扩展。
数字模拟矩阵优势
数字矩阵的发展日新月异，无论是在应用，性能，功能，稳定性，操作方便性方面，数 字矩阵都与传统模拟矩阵有着明显的优势。
多机联网矩阵切换
数字矩阵源于网络，并与网络有着密不可分的关系，网络的重要特征在于它的分布式计 算能力。那么其功能不应受制于类似于模拟矩阵或硬盘录像一样单台机箱的约束，而是应充 分的借用它在网络方面的先天优势，方便地进行分布式计算。
多机无缝级联是数字矩阵网络监控系统的一项基本功能，因为多机全交叉切换则是网络 矩阵赖以生存的重要职能。如果说实时流媒体是数字矩阵的软芯片，那么网络交换机就是它 的硬芯片。很多人能够理解非常复杂的模拟系统的接线结构，或许也是电脑方面的专家，但 对于家喻户晓的普通网络交换机，却不知道它在这样大型的监控系统里起着不可估量的作 用。
通过实时流媒体及网络交换机，进行多机联网全交叉矩阵切换，则可轻松实现 256 入 256 出(16 屏)、512 入 512 出(32 屏)等超大型联网监控系统。
深圳市华腾兴邦电子有限公司-大型网络高清监控方案提供商（大型网络液晶电视墙解决方案）网络负载平衡的要求
在大型的网络监控系统中，核心骨干网的负载能力是一个最重要的指标。越是大型的系 统，每兆字节的传输成本越高。一个 512 路以上的网络监控系统，相当于一个上千户宽带用 户的网络资源需求。在实时性方面的要求，比以文本传输或可间断非实文件流为主的民用宽 带要求要高得多，所以在网络负载平衡方面需做出非常专业的考虑。然而因为 IP 监控的刚 刚兴起，甲方或工程商缺少专业的网络建设方面的知识与经验。相关的厂家虽然技术员的水 平相对要高一些，但往往不会从产品的角度做出比较负责任的考虑与设计，反而会出于商业 的目的设计一些比较独立的仅具有商业目的的产品，比如网络存储服务器。
在这样大的网络监控系统中，要最大可能的对独立的子系统或分区进行物理切割，比如 分区的前端 DVR/DVS/IPC 与后端访问网络相隔离。而像网络矩阵本身不能产生附加带宽的同 时，需要起到这个分区或切割的职能，比如采用双 1000M 网口设计，一个网口用来输入某 一区域前端设备网络过来的视频，另一个网口再进入主干网，自身完成了解码、存储功能，从而通过流媒体的转发，巧妙地实现了网关的职能。这样，就把整个网络的压力降到了最低，那么网络风暴产生的机会就大大降低了。
海量网络磁盘存储
最近几年，海量存储技术一直在快速地进步。从 07 年初的 160G，快速跳过 250G、320G、500G、750G，并逐渐进化到 1000G、1500G，及目前最高的 4000G 硬盘。前 4000G 硬盘在 价格上与三年前的 500G 硬盘是持平的。也就意味着目前通过一台 2U 机箱的 9 个 2000G 硬 盘，相当于三年前 112 个以上 160G 硬盘位超大型存储阵列，这差不多是一个省级数据中心 的存储量。
这样的技术进步是众人皆知的，因为它直接影响到普通 PC 市场的变化。显然，数字监 控的重要的本地录像功能自然也会受它的影响。随着犯罪水平的不断提高，作案的时候连同
监控设备一起搬走或是一起破坏的事件屡屡发生，集中存储或是集中存储与本地存储相结合的需求日趋强烈。伴随着海量存储技术的不断进步，海量存储的成本不断降低，这种需求自然而然的成为了 IP 监控的必备功能。
当网络集中存储的需求产品化后，即出现了专门的独立存储服务器。这个产品虽然解决 了存储的问题，但却加重了核心骨干网上的压力。比如 512 路视频进入骨干网后，按 512K 来算，即产生了 256M 的实际网络带宽。如果这个 256M 的带宽，经流媒体服务器，再转存 储服务器，然后输出到解码服务器，有一部分通过分控访问，就会产生超过 1000M 实际码 流的网络风暴。
数字矩阵采用流媒体、存储、解码输出一体化设计，即网络视频一经输入到某台矩阵，则少有机会再需转发出来。这样的方案不仅可以最大程度降低网络风暴的风险，更重要的是 通过本机的本地内存复制等机制，使网络传输的延时降到最低，从而使图像的实时性、连惯 性等方面得到非常大的提升，这就从根本上解决了这一系列问题。
综上所述，新一代数字矩阵如果能完全满足上述要求，不断丰富 IP 监控的功能特点，使数字矩阵赋予新的职能，才能发挥 IP 监控的原动力作用，把 IP 监控推向新的发展高峰。数字矩阵平台系统的主要有以下几个功能
多数字终端发送
系统可同时发送多个数字终端(VGA 屏幕墙或 AV 屏幕墙)，将接收到的音视频数据发送 到任意一个数字终端上;
远程录像回放
系统可依输入模块、摄像机通道、时间、录像类型等方式进行远程录像回放，播放、控 制输入模块录制的音、视频文件;
远程参数设置
深圳市华腾兴邦电子有限公司-大型网络高清监控方案提供商（大型网络液晶电视墙解决方案）系统可对连接上来的输入模块进行摄像机参数、解码器参数、最小磁盘空间、录像打包 时间等远程参数设置，具有与输入模块完全相同的系统参数设置功能，真正实现前端无人值 守;
报警轮询功能
系统提供的该功能主要是为了配合保安更好做好安保工作，当报警发生时，保安无须到 现场即可通过监控图像查看到第一时间的案发现场，提高了工作效率和质量;
报警设置
可对前端报警器的报警端口、撤布防、联动摄像机、联动的输出等进行远程设置;
远程录像计划设置
本系统可进行远程录像计划设置，通过报警录像、实时录像、异动录像、不录像等录像 计划设置，完成对前端单体任一或全部摄像机监视工作的时间、任务类型的设置。
本地用户权限管理
具有本地多用户权限管理功能，可以设置不同等级权限，允许多个具有不同权限的工作 人员根据权限进入系统，在自己权限的范围内进行监视管理工作;
电子地图
可在电子地图上设置监控点以及报警点，当发生报警时可以浏览报警地图的相关信息，查看当前报警点所在的位置;
采用数字矩阵的典型拓扑图：
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