主頁(yè)（http://www.130131.com）：安防行業(yè)視頻矩陣工作原理

    在一個(gè)完整的安防電視監(jiān)控系統(tǒng)中，一般由攝像機(jī)、監(jiān)視器等設(shè)備組成，如何實(shí)現(xiàn)視頻信息資源的共享分配、切換和顯示，如何實(shí)現(xiàn)攝像機(jī)對(duì)監(jiān)視器的順序切換顯示或分組切換顯示，完成這個(gè)切換功能的設(shè)備就是視頻矩陣切換器。

矩陣切換系統(tǒng)的作用、分類和使用場(chǎng)合
    一個(gè)完整的安防電視監(jiān)控系統(tǒng)通常由攝像機(jī)、監(jiān)視器等設(shè)備組成，如何實(shí)現(xiàn)視頻信息資源的共享分配、切換和顯示，如何實(shí)現(xiàn)攝像機(jī)對(duì)監(jiān)視器的順序切換顯示或分組切換顯示，完成這個(gè)切換功能的設(shè)備就是視頻矩陣切換器。

    如在會(huì)議室中，一般輸入設(shè)備很多：有攝像機(jī)、DVD、VCR、實(shí)物展臺(tái)、臺(tái)式電腦，以及筆記本電腦等等，而顯示終端則較少，包括投影機(jī)、等離子、大屏幕顯示器等，若想共享和分配這些輸入設(shè)備的顯示信息，矩陣即可發(fā)揮重要的作用。其可將信號(hào)源設(shè)備的任意一路的信號(hào)傳輸至任一路顯示終端上，并可以做到音頻和視頻的同步切換，使用方便。在安防行業(yè)，通過視頻矩陣和電視墻的配合，操作人員可以在電視墻或者任何一個(gè)分控點(diǎn)看到任意一個(gè)攝像機(jī)的圖像。

    矩陣主機(jī)即是通過交叉開關(guān)切換的方法，將X路視頻輸入信號(hào)任意輸出至Y路監(jiān)看設(shè)備或其它的電子裝置（設(shè)備）。一般情況下矩陣的輸入通道數(shù)大于輸出通道數(shù)即X＞Y，當(dāng)然也有X＜Y的矩陣主機(jī)。有一些視頻矩陣帶有音頻切換功能，能將視頻和音頻信號(hào)進(jìn)行同步切換，這種矩陣也被稱為視音頻同步切換矩陣。視頻矩陣可以運(yùn)用在很多場(chǎng)合，如安防行業(yè)的監(jiān)控中心，教育行業(yè)的多媒體教室、會(huì)議室等，相對(duì)來(lái)說，監(jiān)控行業(yè)使用的視頻矩陣較多。

    矩陣種類很多，根據(jù)接口類型可分為VGA矩陣、AV矩陣、光矩陣等；根據(jù)接口數(shù)量來(lái)劃分，則包括8進(jìn)2出、128進(jìn)32出、1024進(jìn)64出等；還可根據(jù)處理的信號(hào)類型劃分為模擬矩陣與數(shù)字矩陣，當(dāng)然還有混合矩陣�；旌闲鸵曨l矩陣的概念比較廣，既可以是模擬和數(shù)字和混合，也可以是CVBS和RGB矩陣的混合等；根據(jù)檔次分有電信廣播級(jí)的同步切換矩陣和普通的視頻矩陣，廣播級(jí)的矩陣主機(jī)切換圖像的時(shí)候利用在視頻信號(hào)的場(chǎng)消隱信號(hào)期間進(jìn)行，切換過的圖像沒有閃爍非常平穩(wěn)。多媒體教室安防行業(yè)和會(huì)議室等使用的矩陣不是同步切換矩陣，這種矩陣在圖像切換的瞬間會(huì)隨機(jī)性地出現(xiàn)圖像抖動(dòng)現(xiàn)象，主要是由于切換圖像的時(shí)候，有可能在上一個(gè)圖像場(chǎng)掃描的中間進(jìn)行，但這種抖動(dòng)持續(xù)的時(shí)間非常短，一般不超過1秒，不影響觀看效果，切換后的圖像畫面清晰穩(wěn)定。本文主要介紹的是在安防行業(yè)中使用的視頻矩陣。

模擬視頻矩陣系統(tǒng)工作原理介紹
    目前安防中使用的矩陣較多為模擬視頻矩陣，其主要用來(lái)對(duì)模擬視頻信號(hào)進(jìn)行切換和分配，一般情況下由視頻矩陣主機(jī)和配套的一個(gè)或者多個(gè)控制鍵盤組成，矩陣主機(jī)內(nèi)含音視頻輸入模塊、音視頻輸出模塊、中心控制模塊、報(bào)警模塊、電源模塊等；控制鍵盤由按鍵、顯示、搖桿、權(quán)限控制鎖等構(gòu)成。

視頻矩陣各個(gè)模塊的作用
1、視頻輸入模塊
    其對(duì)輸入的模擬視頻信號(hào)進(jìn)行隔離、緩沖和放大處理，主要目的是將視頻信號(hào)轉(zhuǎn)換為符合切換要求的信號(hào)。常見的視頻信號(hào)緩沖隔離電路采用分立三極管組成的同相放大電路形式，也有采用集成電路芯片對(duì)視頻信號(hào)進(jìn)行緩沖放大處理。

2、視頻輸出模塊
    對(duì)切換后的音視頻信號(hào)進(jìn)行再次處理，滿足顯示或者記錄設(shè)備的信號(hào)輸入要求。常見的視頻輸出模塊要對(duì)輸入的視頻信號(hào)進(jìn)行幅度放大、字符疊加等處理，字符疊加芯片有日本NEC公司的UPD6450（只能疊加英文字母）、UPD6453，富士通公司的MB90092等。

3、中心控制模塊
    此模塊是矩陣切換系統(tǒng)的控制核心，一般由CPU（MCU微處理器）、存儲(chǔ)器、通信芯片、漢字庫(kù)芯片等組成。

4、報(bào)警模塊
    報(bào)警模塊用來(lái)檢測(cè)報(bào)警輸入，通常也會(huì)由另外的CPU來(lái)做報(bào)警檢測(cè)處理。

控制鍵盤的組成
1、按鍵輸入部分
    其用來(lái)接收用戶的按鍵輸入，由數(shù)字鍵和相關(guān)的功能鍵組成。單獨(dú)的功能鍵設(shè)置會(huì)讓用戶操作起來(lái)更方便。

2、鍵盤顯示部分
    既可采用液晶顯示的，也可采用數(shù)碼管顯示的。液晶顯示又分為英文顯示液晶，漢字顯示液晶等。

    3、搖桿分為兩維搖桿、三維搖桿、四維搖桿等。兩維搖桿可以控制前端設(shè)備上、下、左、右動(dòng)作；三維搖桿不僅可以實(shí)現(xiàn)兩維搖桿的控制功能，還在搖桿上增加了變倍控制功能，四位搖桿在實(shí)現(xiàn)三維搖桿全部控制功能的基礎(chǔ)上再增加某些控制功能。

    4、有些控制鍵盤設(shè)計(jì)有權(quán)限控制鎖開關(guān)，用來(lái)防止非授權(quán)人員操作和控制矩陣。

視頻矩陣切換器的工作原理
     矩陣切換器的工作原理是：矩陣切換器收到控制鍵盤的切換命令后將對(duì)應(yīng)的輸入切換到對(duì)應(yīng)的輸出。切換部分的核心為一個(gè)X×Y的交叉點(diǎn)電子開關(guān)，通過控制交叉點(diǎn)開關(guān)的斷開和閉合可以實(shí)現(xiàn)X方向的任意輸入和Y方向的輸出聯(lián)通，假如將攝像機(jī)接入X方向的輸入，監(jiān)視器連接在Y方向的輸出，不難想象，通過電子開關(guān)的閉合、斷開，可以在任意一個(gè)監(jiān)視器上看到任意一個(gè)攝像機(jī)的圖像（圖1為矩陣切換系統(tǒng)的示意圖）。

    大量使用這種交叉點(diǎn)電子開關(guān)芯片，經(jīng)過合理的級(jí)聯(lián)組合，再加上輸出模塊、中心控制模塊、電源模塊等就可以構(gòu)成一個(gè)復(fù)雜的視頻矩陣切換器。下面舉例說明矩陣切換的具體工作過程：

    用戶想要觀看某一個(gè)攝像機(jī)的圖像，首先通過操作鍵盤輸入對(duì)應(yīng)的攝像機(jī)號(hào)碼，比如128號(hào)攝像機(jī)，輸入完畢后鍵盤將用戶的操作命令按照定義好的通訊協(xié)議轉(zhuǎn)換為控制命令傳送到矩陣主機(jī)，矩陣主機(jī)的中心控制模塊接收到控制命令后，分析接收到的數(shù)據(jù)，因?yàn)橛泻芏嘁曨l輸入模塊，首先找到對(duì)應(yīng)的視頻輸入模塊（比如本例第128號(hào)攝像機(jī)對(duì)應(yīng)的輸入模塊），發(fā)出開關(guān)閉合命令，視頻輸入模塊將圖像切換到底板的視頻輸出總線，中心控制模塊同時(shí)控制輸出模塊疊加相關(guān)的顯示信息，比如攝像機(jī)標(biāo)題、分區(qū)、標(biāo)識(shí)等到視頻信號(hào)。當(dāng)用戶想要控制前端動(dòng)點(diǎn)設(shè)備時(shí)，中心控制模塊會(huì)根據(jù)用戶選擇的通訊協(xié)議參數(shù)，通過通訊控制端口發(fā)出控制命令來(lái)實(shí)現(xiàn)控制操作。
(中國(guó)集群通信網(wǎng) | 責(zé)任編輯：陳曉亮)