無論是傳統(tǒng)模擬監(jiān)控市場，還是新興的HD-SDI、IP監(jiān)控市場，視頻圖像分辨率迅速向更高清晰度過渡，已是不爭的事實。監(jiān)控系統(tǒng)前端的革新，同樣也帶動了后端矩陣控制產(chǎn)品邁向高清化和數(shù)字化階段，一批模擬矩陣企業(yè)以及新晉IT廠商紛紛瞄準高清視頻監(jiān)控市場，加入到數(shù)字監(jiān)控矩陣產(chǎn)品的開發(fā)陣營中來，在原先較為穩(wěn)定的矩陣市場掀起了一場“高清”風(fēng)暴。 但不得不承認的是，高清化進程并非一蹴而就的事。實際上，當(dāng)前的視頻監(jiān)控市場正處于標清和高清并存的狀況，特別是在一些大型的公安或政府行業(yè)改造項目中，存在著大量標清、高清共存的現(xiàn)象。在這一形勢下，設(shè)備應(yīng)用就顯得較為復(fù)雜：一項大型擴建項目可能同時會有很多不同視頻清晰度和種類的安防設(shè)備(如模擬標清前端、模擬高線數(shù)前端、標清網(wǎng)絡(luò)前端、高清網(wǎng)絡(luò)前端、高清SDI前端等等)，這對于作為控制切換設(shè)備的矩陣來說，已大大超出了傳統(tǒng)意義上安防模擬矩陣設(shè)備的功能，也對后端的矩陣產(chǎn)品提出了新的需求和挑戰(zhàn)！ 總體來看，目前對高清監(jiān)控矩陣需求量較為明顯的行業(yè)包括廣電、銀行、機場、公安、軍 隊等中高端市場，且通常這類系統(tǒng)的價格不菲，利潤頗高，這也是促使廠商搶進這一市場的主要原因之一。在高清矩陣方案的開發(fā)上，ADI、Vitesse、MINDSPEED等公司的矩陣切換器方案(如高清HDMI矩陣和高清混合矩陣等)；以及ALTERA、LATTICE、京微雅格等廠商開發(fā)的FPGA方案等等，都是市場上主要的供應(yīng)品牌及產(chǎn)品；而在系統(tǒng)設(shè)備方面，杭州紅蘋果、杭州力弘電子、深圳寬博科技、北京博睿聯(lián)創(chuàng)、大連科迪等廠商則是高清監(jiān)控矩陣技術(shù)開發(fā)領(lǐng)域中的佼佼者。 高清數(shù)字矩陣應(yīng)用需求各異 按照實現(xiàn)視頻切換的不同方式，視頻監(jiān)控矩陣可分為模擬矩陣和數(shù)字矩陣兩種，據(jù)統(tǒng)計，目前在已建成的視頻監(jiān)控項目中，兩者的市場應(yīng)用比例約為6:4左右(也有廠商認為已接近5:5)，但總體而言，模擬矩陣屬于技術(shù)較為成熟的一類產(chǎn)品，現(xiàn)階段的高清數(shù)字矩陣在產(chǎn)品和方案運用的成熟度上與其還存在著一定的差距。而對于前些年被業(yè)界寄予厚望的HD-SDI市場，由于受到技術(shù)與應(yīng)用成本的局限，發(fā)展遠不如預(yù)期，也造成HD-SDI矩陣的實際應(yīng)用日漸式微。行業(yè)人士普遍認為，隨著視頻高清技術(shù)的日趨成熟，更多的計算機技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)會被融入到高清數(shù)字矩陣中來，這一類型的產(chǎn)品終將擁有自己的一片天地，并在聯(lián)網(wǎng)型視頻監(jiān)控系統(tǒng)中扮演更為重要的角色。

杭州力弘電子有限公司研發(fā)總監(jiān)陳曦

相較于原來的模擬監(jiān)控矩陣，高清數(shù)字矩陣在開發(fā)上的技術(shù)“門檻”更高。杭州力弘電子有限公司研發(fā)總監(jiān)陳曦分析道，例如對于大容量的需求，以前在模擬矩陣上通常是單個系統(tǒng)就可以做到1024輸入、128輸出，甚至更高，但如今，在高清矩陣的設(shè)計上往往不采用這種設(shè)計方式，主要是現(xiàn)在的主機采用的是數(shù)字傳輸方式，單設(shè)備最大只需要做到128或256就可以了，設(shè)備之間可以采用高速數(shù)據(jù)通訊的方式將視頻進行相互傳輸，以達到整個系統(tǒng)虛擬成一個設(shè)備的目的，這就像堆“積木”，可按照用戶的應(yīng)用需要任意堆疊。

浙江紅蘋果電子有限公司市場總監(jiān)胡利軍

而在兼容性方面，高清數(shù)字監(jiān)控矩陣要求能夠做到多協(xié)議接入(如：信號源設(shè)備可以自動識別協(xié)議)，既可連接以前的模擬設(shè)備，又可連接未來最新的設(shè)備。在輸入/輸出方面，伴隨高清視頻技術(shù)的快速發(fā)展，已經(jīng)不能像以前那樣只要有BNC接頭就可以了，而是需要在輸入和輸出端具有網(wǎng)絡(luò)、BNC、YcYbYr、HDMI、DVI、HD-SDI等多種制式的輸入和輸出，也促使混插型主機成為了大型系統(tǒng)的首選。在OSD(屏幕菜單調(diào)節(jié)方式)處理上，原來的模擬信號圖像疊加OSD有多種方式，但目前的高清畫面對OSD的疊加難度更高，以FPGA方案為例，市場對價格更為低廉的芯片產(chǎn)生了強烈的需求。另外，隨著拼接電視墻越來越受到市場的青睞，使得支持多畫面及畫面拼接功能成為了高清數(shù)字矩陣廠商下一個重要的開發(fā)方向。 除此之外，浙江紅蘋果電子有限公司市場總監(jiān)胡利軍更為強調(diào)的是廠商對高速可編程、數(shù)字編解碼等前沿技術(shù)的掌握與開發(fā)實力。“模擬矩陣主要是對模擬交換器件的應(yīng)用，對速率和帶寬的要求不高，因此對背板設(shè)計和加工的要求不高；而高清數(shù)字矩陣是對大數(shù)據(jù)、高速信號的處理，大量使用到可編程技術(shù)、FPGA、DSP等各類先進算法，以及數(shù)字編解碼技術(shù)等，對PCB板的設(shè)計和加工也提出了更高的要求。對于一些沒有這方面技術(shù)積累的公司來說，要想在短時間內(nèi)研發(fā)出穩(wěn)定、成熟的產(chǎn)品是非常困難的。” 本文為《國際電子商情》原創(chuàng)，版權(quán)所有，謝絕轉(zhuǎn)載 第2頁：方案選擇因地制宜 第3頁：可靠性和可部署性亟待解決

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{pagination} 方案選擇因地制宜 根據(jù)視頻信號源的不同格式，目前市場上較常見的高清監(jiān)控矩陣的種類包括：IP高清數(shù)字矩陣、高清HDMI矩陣、DVI高清數(shù)字矩陣(廣電和視訊行業(yè)純切換)、混合高清視頻矩陣(可處理IP、HDMI、DVI、模擬以及HD-SDI等多種信號)、HD-SDI高清矩陣、3G-SDI高清矩陣等。就技術(shù)方案的實現(xiàn)，亞德諾(ADI)半導(dǎo)體技術(shù)(上海)有限公司渠道管理及新興市場事業(yè)部高級客戶應(yīng)用經(jīng)理章新明介紹道，在整體高清視頻監(jiān)控矩陣的選型上主要有三種方案，一是FPGA方案，配合并行接口HDMI接收器和HDMI發(fā)送器，特點是操作靈活，但布板困難，適合于小型矩陣；二是數(shù)字差分交叉矩陣方案，配合HDMI中繼器(如前后各16片ADV7623配合4片16×16交叉矩陣ADN4604構(gòu)成的16×16HDMI矩陣)，特點是布板緊湊簡單，可做大型矩陣；三是模擬高清視頻矩陣(如750Mhz帶寬的16×16模擬矩陣)，特點是成本低，但抗干擾能力則稍弱。

亞德諾半導(dǎo)體技術(shù)(上海)有限公司渠道管理及新興市場事業(yè)部高級客戶應(yīng)用經(jīng)理章新明

“以FPGA帶ARM核的方案為例，”陳曦表示，“在高清監(jiān)控矩陣一般采用FPGA來做OSD和視頻協(xié)議轉(zhuǎn)換、高速差分傳輸?shù)奶幚恚到y(tǒng)運行速度快，可以同時做幾路視頻的OSD處理，ARM微處理器則只負責(zé)做一些控制類的操作、協(xié)議的接受等，如京微雅格的M7系列?！彼J為，從半導(dǎo)體層面來說，當(dāng)前需要解決的主要問題在于如何實現(xiàn)高速無壓的狀態(tài)下疊加對應(yīng)的OSD，同時能支持大多數(shù)主流品牌攝像機、云臺的接入?yún)f(xié)議轉(zhuǎn)換，并能達到1080p/60pfs多路高效壓縮存儲的目的。 胡利軍也補充道， FPGA的主要優(yōu)勢首先是靈活性，產(chǎn)品開發(fā)人員可按照自己的行業(yè)經(jīng)驗或?qū)仃嚠a(chǎn)品的市場和應(yīng)用預(yù)期，來靈活增加頗具特色的功能開發(fā)，形成個性化產(chǎn)品，協(xié)助廠家根據(jù)自身優(yōu)勢，針對性地對某個行業(yè)或某個特定的功能做縱向的研究，也更符合應(yīng)用需求專業(yè)化發(fā)展的趨勢。其次，從運行處理方式來說，F(xiàn)PGA是多通道并行處理，可實現(xiàn)多任務(wù)同時處理，性能和效率較之以前可大幅提升，這對于實現(xiàn)當(dāng)前大規(guī)模、多路數(shù)、功能強大的高清數(shù)字矩陣的應(yīng)用更為有利。 在另一方面，針對視頻交叉矩陣芯片的開發(fā)，ADI最新的產(chǎn)品是12×12交叉矩陣ADN4612，支持高達11.3Gb/s的高帶寬，可直流/交流耦合，具備小抖動、低功耗的優(yōu)勢。此外，ADI開發(fā)的ADV7625/26/27系列均可支持4kx2k的HDMI中繼器；ADV7619則支持4k×2k分辨率的HDMI接收器，配合FPGA和矽映電子科技(Silicon Image)的HDMI Tx發(fā)送端芯片也可制作成小型FGPA型4k×2k HDMI矩陣；另一個低成本的方案是用6片4×2 HDMI芯片ADV7630搭建出4×4的高清數(shù)字矩陣系統(tǒng)。 本文為《國際電子商情》原創(chuàng)，版權(quán)所有，謝絕轉(zhuǎn)載 第3頁：可靠性和可部署性亟待解決

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{pagination} 可靠性和可部署性亟待解決 高清監(jiān)控矩陣仍然處于不斷演進的過程中。章新明特別提到，伴隨著傳輸?shù)囊曨l帶寬不斷增加，高頻信號在線路中不同頻率有不同的衰減，因此芯片供應(yīng)廠商需要在芯片內(nèi)增加預(yù)加重和均衡(EQ)功能，并且讓這種功能可編程，以適應(yīng)不同的線長。同時，他預(yù)計，未來更高速度的串行接口(類似于JESD204B)將會被開發(fā)出來，以適應(yīng)高帶寬大型數(shù)字矩陣的需要。 “盡管目前支持1600×1200，甚至高達4K×2K分辨率的芯片已經(jīng)推出市場，但在系統(tǒng)的布局、布線上還存在著許多挑戰(zhàn)，尤其是插卡式的大型矩陣系統(tǒng)。”這些挑戰(zhàn)主要來自于監(jiān)控工程應(yīng)用對可靠性、實時性和可部署性的需求，如在可靠性方面，要求有強大的算法基礎(chǔ)、有針對具體應(yīng)用需求的規(guī)則和抗干擾能力；在實時性方面，要求系統(tǒng)具備實時輸入、實時運算和實時控制的能力；在可部署性方面，要求系統(tǒng)能與當(dāng)前混合式(模擬與數(shù)字)監(jiān)控系統(tǒng)無縫聯(lián)接，可獨立工作、可內(nèi)嵌至設(shè)備，并具備規(guī)則設(shè)定與維護能力，以及達到低成本的目標。 為了提高系統(tǒng)的可靠性，一批矩陣開發(fā)廠商進行了大膽的嘗試。以杭州紅蘋果開發(fā)的PE70網(wǎng)絡(luò)高清矩陣為例，該系統(tǒng)支持多協(xié)議高清解碼，采用分布式構(gòu)架，每個矩陣本身自帶流轉(zhuǎn)和服務(wù)功能，除了大大減輕和節(jié)省帶寬資源外，還可以實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)中的各個終端自動環(huán)網(wǎng)均衡負載，從而保證了視頻專網(wǎng)的穩(wěn)定性和安全性。該設(shè)備既可支持中小型應(yīng)用，又可支持網(wǎng)絡(luò)疊加與擴容，實現(xiàn)大型網(wǎng)絡(luò)高清視頻監(jiān)控項目的應(yīng)用，并擁有強大的高清視頻上墻的圖控功能。胡利軍認為，視頻監(jiān)控系統(tǒng)的上墻顯示監(jiān)看是不可或缺的，未來矩陣系統(tǒng)將朝著數(shù)字高清化、集成化、智能化，以及更加友善的人機界面方向發(fā)展。 此外，基于多種高清視頻監(jiān)控方案，要實現(xiàn)大規(guī)模的組網(wǎng)建設(shè)需求，在后端的矩陣控制上也有不少的技術(shù)難點?！安煌到y(tǒng)的通信格式構(gòu)建在不同的結(jié)構(gòu)上，IP網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控是通過網(wǎng)絡(luò)進行通信，HD-SDI監(jiān)控是通過同軸差分進行數(shù)據(jù)傳輸，而高清晰度模擬系統(tǒng)是通過電纜進行模擬視頻的傳輸，如果要將三者組建在一個監(jiān)控組網(wǎng)內(nèi)，就必須要將所有設(shè)備進行格式轉(zhuǎn)換。其中，不同制式的圖像轉(zhuǎn)換是最大的問題，如何將像素大小不同、數(shù)據(jù)格式不同、傳輸延時不同的畫面投射到統(tǒng)一的大屏幕上，這需要方案廠家和芯片設(shè)計廠家的共同努力?！标愱卣f。據(jù)了解，目前力弘電子的做法是將所有的數(shù)字和模擬視頻信號轉(zhuǎn)換為統(tǒng)一的數(shù)字格式，再轉(zhuǎn)換成高速差分對進入高速差分切換芯片中進行數(shù)據(jù)交換，最后在輸出端將差分再轉(zhuǎn)換成對應(yīng)的高清視頻輸出。 本文為《國際電子商情》原創(chuàng)，版權(quán)所有，謝絕轉(zhuǎn)載

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