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矩陣是視頻監(jiān)控系統(tǒng)的核心組成部分，其最基本的功能就是將視頻圖像從任意一個輸入通道切換到任意一個輸出通道輸出。矩陣的出現(xiàn)，是因為視頻監(jiān)控系統(tǒng)的規(guī)模逐漸擴(kuò)大，視頻源逐漸增多，一對一的顯示已不可能，解決大量視頻圖像的顯示、切換調(diào)看和分配共享就必須使用矩陣。矩陣的應(yīng)用在我國視頻監(jiān)控系統(tǒng)中的應(yīng)用已有上十年的歷史，隨著科學(xué)技術(shù)的不斷更新以及市場需求的不斷發(fā)展，矩陣也在不斷的變革和完善。
    矩陣的發(fā)展經(jīng)歷了幾個階段。90年代前期，矩陣逐漸應(yīng)用在國內(nèi)的視頻監(jiān)控系統(tǒng)中，此時的矩陣均為模擬矩陣，且基本上都是國外進(jìn)口。當(dāng)時的矩陣系統(tǒng)都是整套引進(jìn)，只是國內(nèi)的廠商能夠針對整套監(jiān)控系統(tǒng)做客戶端的軟件開發(fā)，實現(xiàn)工作站/服務(wù)器和普通PC機(jī)對視頻圖像的切換調(diào)看以及控制等。此時矩陣的應(yīng)用相對簡單，只是作為獨(dú)立系統(tǒng)的核心管理控制設(shè)備使用，但是其可擴(kuò)充的積木式的模塊化結(jié)構(gòu)、支持任意拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的組網(wǎng)方式以及提供增值開發(fā)的友好界面都給視頻監(jiān)控系統(tǒng)的快速發(fā)展提供了保障。 　　 　　
    90年代后期，隨著人們對監(jiān)控系統(tǒng)要求的提高以及視頻監(jiān)控在諸多領(lǐng)域的進(jìn)一步普及，模擬矩陣有了飛速發(fā)展并基本完善，矩陣進(jìn)入了模擬聯(lián)網(wǎng)時代，在容量、聯(lián)網(wǎng)性以及功能的擴(kuò)展上有了很大的提高。 　　 　　
    模擬矩陣發(fā)展時間比較久，系統(tǒng)穩(wěn)定性以及成熟性都比較好，但是隨著系統(tǒng)向復(fù)雜化遠(yuǎn)距離傳輸方向發(fā)展，產(chǎn)生了經(jīng)多次矩陣切換后視頻質(zhì)量降低，傳輸路徑本身有鏈損導(dǎo)致圖像傳輸質(zhì)量下降，涉及多級調(diào)用時圖像不清晰等問題，模擬矩陣已經(jīng)不是很適合未來系統(tǒng)的要求，數(shù)字矩陣的研發(fā)開始進(jìn)入制造商的計劃。 　
    與模擬矩陣不同，數(shù)字矩陣主要由視頻編碼解碼設(shè)備和管理軟件平臺構(gòu)成，以網(wǎng)絡(luò)為視頻交換平臺，輸入視頻和輸出視頻之間的切換以數(shù)據(jù)包交換方式進(jìn)行。而功能上，也增加了擴(kuò)容能力、配置的靈活性以及分布式工作等進(jìn)步。顯然，行業(yè)對傳統(tǒng)模擬矩陣的諸多問題已有針對性地進(jìn)行解決。
    相較于模仿矩陣，數(shù)字矩陣有著明顯優(yōu)勢，被賦予更多功用：在傳統(tǒng)的模仿矩陣 DVR計劃中，矩陣和DVR各自為營，需求分別操控，而選用數(shù)字矩陣，通過一個操控渠道即可完成對切換矩陣和DVR的一起操控，操作界面可由二次開發(fā)商在Windows或Linux下自在開發(fā)，數(shù)字矩陣顯得更為靈敏便利；在數(shù)字矩陣中，根據(jù)對圖畫的數(shù)字處置：可以在完成視頻信號疊加器切換的一起，對圖畫進(jìn)行很多處置，比如疊加字符、疊加圖畫，區(qū)域遮蓋等，從這些方面可以看出數(shù)字矩陣的功能強(qiáng)大；最后是體系安穩(wěn)性，數(shù)字矩陣 DVR的計劃，體系集成度高、功耗低，安穩(wěn)性高。
    網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用使世界成了“地球村”，在安防領(lǐng)域來說，網(wǎng)絡(luò)使遠(yuǎn)程監(jiān)控成為可能。模擬矩陣因基帶模擬信號傳輸主要依賴同軸電纜，其傳輸距離短，對諸如平安城市、港口等大型行業(yè)應(yīng)用就顯得心有余而力不足。數(shù)字矩陣通過網(wǎng)絡(luò)級聯(lián)各監(jiān)控中心，實現(xiàn)多級權(quán)限控制管理。矩陣網(wǎng)絡(luò)級聯(lián)系統(tǒng)由中心矩陣和多臺節(jié)點(diǎn)矩陣組成，每臺矩陣均具備獨(dú)立的IP地址，通過以太網(wǎng)端口進(jìn)行數(shù)據(jù)交換。節(jié)點(diǎn)矩陣將本地視頻上傳到中心矩陣，并且中心矩陣可以對所有節(jié)點(diǎn)矩陣的攝像機(jī)進(jìn)行圖像切換和控制。諸如平安城市類的大型項目，矩陣的聯(lián)網(wǎng)可實現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)控，跨區(qū)域調(diào)用。　
    手握這些應(yīng)用優(yōu)勢，數(shù)字矩陣卻未能一舉奪下監(jiān)控矩陣應(yīng)用市場，數(shù)字技術(shù)硬傷成為最大阻礙。在應(yīng)用中，數(shù)字矩陣不能保證音視頻傳輸?shù)膶崟r性，因為它取決于前端攝像機(jī)和終端處理設(shè)備的編解碼速度以及IP交換網(wǎng)絡(luò)的傳輸效率，網(wǎng)絡(luò)信號對于視頻的還原程度影響嚴(yán)重。許多網(wǎng)絡(luò)化的傳輸由于沒有專用網(wǎng)絡(luò)導(dǎo)致丟包等現(xiàn)象十分普遍。此外，由于現(xiàn)在的前端攝像機(jī)還以防震為主，而且在壓縮編碼的共存上還有不少的問題，成本高，數(shù)字系統(tǒng)難以獨(dú)立支撐大面積監(jiān)控的問題依然存在，這些問題都給數(shù)字矩陣的應(yīng)用帶來了不少羈絆。
    在數(shù)字大潮的趨勢下，傳統(tǒng)的模擬矩陣已經(jīng)很難再明顯地擴(kuò)大自身的發(fā)揮空間。盡管數(shù)字矩陣在使用中還存在著諸多不足，但從整體趨勢來分析的話，數(shù)字技術(shù)的主流化只是時間問題，這些瑕疵已無法改變數(shù)字矩陣的主流應(yīng)用趨勢。其中，傳輸穩(wěn)定性與兼容性問題是數(shù)字矩陣目前亟需解決的兩大硬傷。
    在未來的應(yīng)用中，由于前端攝像機(jī)的不斷進(jìn)步，以及大家對高清追求的不斷提升，乃至平安城市或者平安社區(qū)之類的大規(guī)模管理，無論是在清晰度還是在傳輸距離上的高要求都將一齊涌向數(shù)字矩陣，這對數(shù)字矩陣的應(yīng)用適應(yīng)力無疑是一個極大的考驗。如果丟包或者傳輸介質(zhì)上的限制無法盡快解決的話，那么恐怕沒有用戶會將自己的高質(zhì)畫面或者遠(yuǎn)距離傳輸數(shù)據(jù)冒著“毀于一旦”的風(fēng)險來放到數(shù)字矩陣上。
    再者就是兼容性的問題。在未來的應(yīng)用中，融合這個概念將會充分的深入到安防系統(tǒng)的各個角落。從不同區(qū)域的空間融合，到不同設(shè)備的統(tǒng)一管理，融合早已經(jīng)成為未來安防發(fā)展的重要趨勢。但從目前的實際應(yīng)用來看，在面對系統(tǒng)中模擬、網(wǎng)絡(luò)或者數(shù)字不同類型的監(jiān)控攝像機(jī)時，數(shù)字矩陣在駕馭起來在很多時候還是很有難度的，而這也需要監(jiān)控矩陣的軟硬件設(shè)備能夠在日后不斷完善的過程中予以彌補(bǔ)。
    模擬矩陣的輸入輸出信號單一，僅為CVBS標(biāo)準(zhǔn)接口，因此不存在兼容性問題。而高清數(shù)字矩陣常會包含VGA/DVI/SDI/YPbPr等多種信號接口，容易出現(xiàn)各種信號的兼容性問題。混合矩陣對接入的信號要做模式的識別，分辨率轉(zhuǎn)換等，然后把信息解碼出來。如果做得不好的話就只能識別有限的幾種高清格式。此外對于網(wǎng)絡(luò)信號，數(shù)據(jù)編碼的格式更是多種多樣，也比較容易出現(xiàn)兼容性問題。
    而由于每個廠家的產(chǎn)品不同，多個廠家的設(shè)備的切換協(xié)議也不同，不能采用統(tǒng)一的控制協(xié)議來控制。目前矩陣產(chǎn)品眾多，控制協(xié)議的互不統(tǒng)一，真正意義上能夠完整兼容對方產(chǎn)品的相對比較少，項目中實際應(yīng)用也會發(fā)現(xiàn)與國外知名品牌產(chǎn)品完全兼容對接比較薄弱。各大矩陣廠家一致認(rèn)為業(yè)內(nèi)要制定一致的協(xié)議格式，主要體現(xiàn)在視頻編解碼技術(shù)的標(biāo)準(zhǔn)、聯(lián)網(wǎng)的信令和接口之間的標(biāo)準(zhǔn)化、業(yè)務(wù)應(yīng)用和管理之間的接口標(biāo)準(zhǔn)化等各個層面，在整個產(chǎn)業(yè)中，則體現(xiàn)在不同廠家對于不同層次之間接口的標(biāo)準(zhǔn)化。尤其是網(wǎng)絡(luò)視頻信號編碼格式，各個廠商如遵循統(tǒng)一的協(xié)議，不同廠家的產(chǎn)品才有可能較好地兼容，實現(xiàn)互聯(lián)互通。
    矩陣發(fā)展到今天，除了基本的視頻切換、圖像巡檢等功能外，現(xiàn)在的矩陣或還會具備平臺功能，如視頻處理，視頻檢索，智能分析等。隨著平安城市、智慧城市概念以及物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展，使得視頻監(jiān)控系統(tǒng)越來越多地向智能化應(yīng)用發(fā)展，用戶的需求也由早期的僅需要機(jī)器設(shè)備切換清晰可用的視頻信號發(fā)展到了現(xiàn)今需要機(jī)器設(shè)備在原始視頻信號的基礎(chǔ)上提供更多的上層應(yīng)用；面對越來越海量的設(shè)備和信息，用戶越來越多地需要通過智能化應(yīng)用，由機(jī)器代替人力協(xié)助處理信息，人工智能可以對信息進(jìn)行識別、統(tǒng)計、歸納、挖掘等處理，輔助使用者進(jìn)行決策，擺脫過去諸如人工視頻巡檢、監(jiān)看、設(shè)備維護(hù)等種種繁重的勞動。由此，矩陣也從早期的只提供原始視頻信號以及交換功能向提供更多的上層應(yīng)用轉(zhuǎn)變，在提供視頻信號交換傳輸?shù)幕�礎(chǔ)上加載更多應(yīng)用需求，從而促使矩陣向平臺化發(fā)展。
    在當(dāng)下正熱的平安城市建設(shè)中，網(wǎng)絡(luò)化、數(shù)字化、高清化的趨勢愈發(fā)明顯，數(shù)字矩陣市場也迎來了新一輪的“走俏”。相關(guān)資料顯示，近兩年，高清數(shù)字矩陣的需求量一直保持增速，總體需求量達(dá)到了整個矩陣市場的15%，更有相關(guān)機(jī)構(gòu)預(yù)測，今年的視頻矩陣市場規(guī)模將達(dá)到十余億元。而在各個安防項目的細(xì)分市場，不僅對矩陣提出了高清數(shù)字化的需求，更要求其針對各個細(xì)分領(lǐng)域做出相關(guān)功能的定制化產(chǎn)品。數(shù)字矩陣必須克服數(shù)字技術(shù)應(yīng)用中的弊端，才能實現(xiàn)數(shù)字監(jiān)控的快速普及，全面拿下矩陣監(jiān)控應(yīng)用市場。