主頁(yè)（http://www.130131.com）：高密度視頻矩陣中的視頻處理技術(shù)

目前的安防系統(tǒng)中，以智能網(wǎng)絡(luò)矩陣為代表的中心控制系統(tǒng)的功能已經(jīng)非常強(qiáng)大，但視頻處理效果的好壞直接影響到矩陣的整體使用效果。本文簡(jiǎn)單闡述在高密度視頻矩陣中的視頻處理技術(shù)，以供讀者參考。

目前的安防系統(tǒng)中，以智能網(wǎng)絡(luò)矩陣為代表的中心控制系統(tǒng)的功能已經(jīng)非常強(qiáng)大，但矩陣豐富多樣的功能是建立在視頻處理的基礎(chǔ)上，所以視頻處理效果的好壞將直接影響到矩陣的整體使用效果。在實(shí)際項(xiàng)目中，很多用戶(hù)會(huì)遇到視頻串?dāng)_、顏色失真、字符抖動(dòng)、切換緩慢的現(xiàn)場(chǎng)，這些問(wèn)題的根源是矩陣內(nèi)部的視頻處理出了差錯(cuò)。

傳統(tǒng)矩陣的視頻輸入大多屬于非壓縮的模擬視頻信號(hào)，模擬視頻就像嬌氣的孩子，在進(jìn)行切換處理時(shí)需要處處小心，從器件選擇、阻抗匹配、耦合方式、字符疊加、布板、現(xiàn)場(chǎng)施工，每個(gè)環(huán)節(jié)都至關(guān)重要，細(xì)微偏差就帶來(lái)嚴(yán)重的后果。

隨著目前監(jiān)控系統(tǒng)規(guī)模的不斷擴(kuò)大，原先單機(jī)64×16或者128×16的規(guī)模已經(jīng)不能滿(mǎn)足需求，往往需要多個(gè)機(jī)箱擴(kuò)展，但這種方式會(huì)使得視頻信號(hào)在轉(zhuǎn)接線(xiàn)和機(jī)箱之間進(jìn)行多重路徑傳輸，容易帶來(lái)信號(hào)干擾和信號(hào)衰減。如果能讓一個(gè)機(jī)箱容納更多的視頻輸入輸出，讓不同通道之間的視頻信號(hào)在板間板內(nèi)快速傳遞，將無(wú)疑是矩陣性能指標(biāo)的最大保證。

此外，在平安城市建設(shè)如火如荼的今天，作為城市安防核心的公安市局總控中心大多配置16孔以上的屏幕墻，這將占用矩陣的一部分輸出通道。同時(shí)，還需要將矩陣的一部分視頻輸出傳送到交警支隊(duì)、人防指揮中心、應(yīng)急指揮中心甚至基層派出所等相關(guān)部門(mén)進(jìn)行獨(dú)立管理。

這就要求矩陣可以實(shí)現(xiàn)單機(jī)箱32路輸出甚至64路輸出。為此，國(guó)內(nèi)外矩陣廠(chǎng)商開(kāi)始在提高矩陣的高密度結(jié)構(gòu)上推陳出新。以某公司TC-8800系列智能網(wǎng)絡(luò)矩陣為例，單機(jī)箱可以最大384路輸入，最大64路輸出，可以擴(kuò)展到4096×1024，板卡集成度高，連接線(xiàn)纜少，故障隱患概率低，安裝維護(hù)簡(jiǎn)單方便，可與各類(lèi)前端采集設(shè)備、鏈路傳輸設(shè)備和中心控制設(shè)備兼容使用，適合城市安防等大規(guī)模視頻集中監(jiān)控場(chǎng)所。

高密度結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)對(duì)視頻信號(hào)處理的設(shè)計(jì)提出了更高要求，因?yàn)橐曨l的效果隨著矩陣路數(shù)增大，容易受干擾的程度以倍數(shù)增加，從大路數(shù)矩陣的視頻效果可以檢驗(yàn)廠(chǎng)家的技術(shù)實(shí)力。下面從硬件設(shè)計(jì)的四個(gè)方面探討高清視頻無(wú)損切換的優(yōu)勢(shì)。

視頻的耦合方式
在設(shè)計(jì)矩陣的視頻電路時(shí)，輸出可以選擇交流耦合與直流耦合兩種方式。交流耦合輸出電路包括一個(gè)串聯(lián)電容（如圖1），直流耦合輸出電路則沒(méi)有這個(gè)電容（如圖2）。

 
從上面圖1交流耦合輸出時(shí)，輸入波形和輸出波形的對(duì)比，可以看出輸出波形相對(duì)于輸入波形會(huì)向上或向下傾斜，這種場(chǎng)失真稱(chēng)為場(chǎng)傾斜。這里需要說(shuō)明，場(chǎng)傾斜在監(jiān)視器屏幕上是不能被發(fā)現(xiàn)的，換句話(huà)說(shuō)，我們用眼睛察覺(jué)不出場(chǎng)傾斜。從圖2中，直流耦合輸出時(shí)輸入波形和輸出波形對(duì)比，則沒(méi)有傾斜。

既然交流耦合存在這樣的缺點(diǎn)，我們?cè)诰仃囍惺欠窬筒捎弥绷黢詈夏�？恰好相反，很多設(shè)備通常采用交流耦合。為什么交流耦合存在缺點(diǎn)，矩陣中還要采用呢？原因很簡(jiǎn)單，是為了起到后級(jí)保護(hù)作用，一旦矩陣輸出端口的視頻線(xiàn)短接到地或電源電壓，這個(gè)電容器可以防止燒毀內(nèi)部的集成電路。另外，電容器還有一種作用：某些品牌的液晶監(jiān)視器在配合直流輸出的矩陣使用時(shí)，存在視頻抖動(dòng)，這種現(xiàn)象的原因與液晶監(jiān)視器的視頻輸入電路有關(guān)，而在配合采用交流耦合輸出的矩陣時(shí)，則沒(méi)有該現(xiàn)象。

 
視頻字符疊加
什么叫字符疊加？在一個(gè)使用矩陣進(jìn)行圖像切換的監(jiān)控系統(tǒng)中，大量的視頻信號(hào)需要在數(shù)目有限的監(jiān)視器上以切換的方式分時(shí)顯示出來(lái)。面對(duì)這些實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)的畫(huà)面，面對(duì)這些局部場(chǎng)景類(lèi)似的畫(huà)面，面對(duì)這些頻繁切換的畫(huà)面，使用者需要迅速地了解當(dāng)前監(jiān)控場(chǎng)景的位置信息，這就需要在這些輸入的圖像上疊加各自不同的字符，對(duì)場(chǎng)景做詳細(xì)準(zhǔn)確的標(biāo)注。此外，還可以在圖像上疊加時(shí)間日期等信息，以便于記錄和后期檢索備檔。

作為矩陣電路中的關(guān)鍵部分，字符疊加的好壞直接影響最后的視頻效果。字符疊加的英文名稱(chēng)為OSD（on screen display），OSD技術(shù)發(fā)展到現(xiàn)在，目前市場(chǎng)上主要有兩代技術(shù)，如下：
·OSDⅠ：第一代字符疊加技術(shù)，90年代開(kāi)始應(yīng)用普及，在NEC芯片平臺(tái)上開(kāi)發(fā)實(shí)現(xiàn)，每芯片實(shí)現(xiàn)一路字符疊加，顯示分辨率288×216，中文只能顯示最大18×12的非標(biāo)字符，內(nèi)置240個(gè)ROM西文字符和16個(gè)用戶(hù)自定義RAM字符，字體偏大，每個(gè)通道的字符疊加位置通過(guò)調(diào)整硬件參數(shù)實(shí)現(xiàn)，對(duì)器件的精度要求高。2007年，某公司推出一種改進(jìn)版本的OSDⅠ技術(shù)，它不僅可以疊加顯示兩行信息，而且可以提供多種字號(hào)選擇。此外，將原先需要輸入?yún)^(qū)位碼或者安裝專(zhuān)用軟件傳字的方式，改變?yōu)橥ㄟ^(guò)網(wǎng)頁(yè)輸入，用戶(hù)只需要在瀏覽器中輸入中文標(biāo)題并提交，顯示即可生效，這就像上網(wǎng)一樣簡(jiǎn)單，而且可以局域網(wǎng)的任意節(jié)點(diǎn)遠(yuǎn)程操作；
·OSDⅡ：第二代字符疊加技術(shù)，是基于富士通芯片平臺(tái)。2006年，其在TC-8800系列智能網(wǎng)絡(luò)矩陣上實(shí)現(xiàn)應(yīng)用。同樣，每芯片實(shí)現(xiàn)一路字符疊加，顯示分辨率提高到576×384，可以實(shí)現(xiàn)無(wú)視頻時(shí)的字符疊加，支持國(guó)家二級(jí)字庫(kù)，字體大小適中，對(duì)視頻遮擋影響小，每個(gè)通道的字符疊加位置通過(guò)調(diào)整硬件參數(shù)實(shí)現(xiàn)，對(duì)器件的精度要求高。并且同樣支持兩行顯示，字號(hào)可調(diào)，字符灰度可調(diào)，在各類(lèi)不同光照環(huán)境下均能保證字符清晰可見(jiàn)，同時(shí)更適合現(xiàn)在逐漸流行的液晶電視屏幕墻，降低了24小時(shí)不間斷使用時(shí)對(duì)屏幕灼傷的防護(hù)要求。也支持網(wǎng)頁(yè)提交。

OSDⅡ技術(shù)的兩行16個(gè)漢字顯示特別適合于平安城市項(xiàng)目的實(shí)戰(zhàn)應(yīng)用。在跨地域、跨縣市的平安城市項(xiàng)目中，來(lái)自不同單位的成百上千個(gè)監(jiān)控點(diǎn)匯集到一起，指揮中心如何有序、高效地識(shí)別和定位這些圖像？通過(guò)多行顯示技術(shù)，第一行可以顯示派出所的名稱(chēng)，第二行可以顯示該所轄區(qū)內(nèi)街道單位的具體位置。其他如監(jiān)獄看守所以及住宅小區(qū)等區(qū)域管理系統(tǒng)也可通過(guò)此功能實(shí)現(xiàn)對(duì)場(chǎng)景的快速準(zhǔn)確定位。

視頻的自愈處理
(中國(guó)集群通信網(wǎng) | 責(zé)任編輯：陳曉亮)