视频矩阵的基本概念

视频矩阵的功能和要求

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。

另外，一个矩阵系统通常还应该包括以下基本功能：字符信号叠加； 解码器接口以控制云台和摄像机；报警器接口；控制主机，以及音频控制箱、报警接口箱、控制键盘等附件。对国内用户来说，字符叠加应为全中文，以方便不懂英文的操作人员使用，矩阵系统还需要支持 级联，来实现更高的容量，为了适应不同用户对矩阵系统容量的要求，矩阵系统应该支持模块化和即插即用（PnP）的，可以通过增加或减少视频输入、输出卡来实现不同容量的组合。

矩阵系统的发展方向是多功能、大容量、可联网以及可进行远程切换。一般而言矩阵系统的容量达到64×16即为大容量矩阵。如果需要更大容量的矩阵系统，也可以通过多台矩阵系统级联来实现。矩阵容量越大，所需技术水平越高，设计实现难度也越大。

视频矩阵的分类

按实现视频切换的不同方式，视频矩阵分为 模拟矩阵和 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。

数字矩阵

视频切换在数字视频层完成，这个过程可以是同步的也可以是异步的。 数字矩阵的核心是对数字视频的处理，需要在视频输入端增加AD转换，将 模拟信号变为数字信号，在视频输出端增加DA转换，将数字信号转换为模拟信号输出。视频切换的核心部分由 模拟矩阵的模拟开关，变将成了对数字视频的处理和传输。

数字视频矩阵简介

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。