關于安防行業數字矩陣發展現狀及趨勢探討

矩陣是視頻監控系統的核心組成部分，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，是因為視頻監控系統的規模逐漸擴大，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、切換調看和分配共享就必須使用矩陣。矩陣的應用在我國視頻監控系統中的應用已有上十年的歷史，隨著科學技術的不斷更新以及市場需求的不斷發展，矩陣也在不斷的變革和完善。

矩陣的發展經歷了幾個階段。90年代前期，矩陣逐漸應用在國內的視頻監控系統中，此時的矩陣均為模擬矩陣，且基本上都是國外進口。當時的矩陣系統都是整套引進，只是國內的廠商能夠針對整套監控系統做客戶端的軟件開發，實現工作站/服務器和普通PC機對視頻圖像的切換調看以及控制等。此時矩陣的應用相對簡單，只是作為獨立系統的核心管理控制設備使用，但是其可擴充的積木式的模塊化結構、支持任意拓撲結構的組網方式以及提供增值開發的友好界面都給視頻監控系統的快速發展提供了保障。 　　 　　

90年代后期，隨著人們對監控系統要求的提高以及視頻監控在諸多領域的進一步普及，模擬矩陣有了飛速發展并基本完善，矩陣進入了模擬聯網時代，在容量、聯網性以及功能的擴展上有了很大的提高。 　　 　　

模擬矩陣發展時間比較久，系統穩定性以及成熟性都比較好，但是隨著系統向復雜化遠距離傳輸方向發展，產生了經多次矩陣切換后視頻質量降低，傳輸路徑本身有鏈損導致圖像傳輸質量下降，涉及多級調用時圖像不清晰等問題，模擬矩陣已經不是很適合未來系統的要求，數字矩陣的研發開始進入制造商的計劃。 

與模擬矩陣不同，數字矩陣主要由視頻編碼解碼設備和管理軟件平臺構成，以網絡為視頻交換平臺，輸入視頻和輸出視頻之間的切換以數據包交換方式進行。而功能上，也增加了擴容能力、配置的靈活性以及分布式工作等進步。顯然，行業對傳統模擬矩陣的諸多問題已有針對性地進行解決。

相較于模仿矩陣，數字矩陣有著明顯優勢，被賦予更多功用：在傳統的模仿矩陣 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商在Windows或Linux下自在開發，數字矩陣顯得更為靈敏便利；在數字矩陣中，根據對圖畫的數字處置：可以在完成視頻信號疊加器切換的一起，對圖畫進行很多處置，比如疊加字符、疊加圖畫，區域遮蓋等，從這些方面可以看出數字矩陣的功能強大；最后是體系安穩性，數字矩陣 DVR的計劃，體系集成度高、功耗低，安穩性高。

 網絡的應用使世界成了“地球村”，在安防領域來說，網絡使遠程監控成為可能。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、港口等大型行業應用就顯得心有余而力不足。數字矩陣通過網絡級聯各監控中心，實現多級權限控制管理。矩陣網絡級聯系統由中心矩陣和多臺節點矩陣組成，每臺矩陣均具備獨立的IP地址，通過以太網端口進行數據交換。節點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點矩陣的攝像機進行圖像切換和控制。諸如平安城市類的大型項目，矩陣的聯網可實現遠程監控，跨區域調用�！�

手握這些應用優勢，數字矩陣卻未能一舉奪下監控矩陣應用市場，數字技術硬傷成為最大阻礙。在應用中，數字矩陣不能保證音視頻傳輸的實時性，因為它取決于前端攝像機和終端處理設備的編解碼速度以及IP交換網絡的傳輸效率，網絡信號對于視頻的還原程度影響嚴重。許多網絡化的傳輸由于沒有專用網絡導致丟包等現象十分普遍。此外，由于現在的前端攝像機還以防震為主，而且在壓縮編碼的共存上還有不少的問題，成本高，數字系統難以獨立支撐大面積監控的問題依然存在，這些問題都給數字矩陣的應用帶來了不少羈絆。

在數字大潮的趨勢下，傳統的模擬矩陣已經很難再明顯地擴大自身的發揮空間。盡管數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，數字技術的主流化只是時間問題，這些瑕疵已無法改變數字矩陣的主流應用趨勢。其中，傳輸穩定性與兼容性問題是數字矩陣目前亟需解決的兩大硬傷。

在未來的應用中，由于前端攝像機的不斷進步，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之類的大規模管理，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字矩陣，這對數字矩陣的應用適應力無疑是一個極大的考驗。如果丟包或者傳輸介質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畫面或者遠距離傳輸數據冒著“毀于一旦”的風險來放到數字矩陣上。

再者就是兼容性的問題。在未來的應用中，融合這個概念將會充分的深入到安防系統的各個角落。從不同區域的空間融合，到不同設備的統一管理，融合早已經成為未來安防發展的重要趨勢。但從目前的實際應用來看，在面對系統中模擬、網絡或者數字不同類型的監控攝像機時，數字矩陣在駕馭起來在很多時候還是很有難度的，而這也需要監控矩陣的軟硬件設備能夠在日后不斷完善的過程中予以彌補。

模擬矩陣的輸入輸出信號單一，僅為CVBS標準接口，因此不存在兼容性問題。而高清數字矩陣常會包含VGA/DVI/SDI/YPbPr等多種信號接口，容易出現各種信號的兼容性問題�；旌暇仃噷�接入的信號要做模式的識別，分辨率轉換等，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。此外對于網絡信號，數據編碼的格式更是多種多樣，也比較容易出現兼容性問題。

而由于每個廠家的產品不同，多個廠家的設備的切換協議也不同，不能采用統一的控制協議來控制。目前矩陣產品眾多，控制協議的互不統一，真正意義上能夠完整兼容對方產品的相對比較少，項目中實際應用也會發現與國外知名品牌產品完全兼容對接比較薄弱。各大矩陣廠家一致認為業內要制定一致的協議格式，主要體現在視頻編解碼技術的標準、聯網的信令和接口之間的標準化、業務應用和管理之間的接口標準化等各個層面，在整個產業中，則體現在不同廠家對于不同層次之間接口的標準化。尤其是網絡視頻信號編碼格式，各個廠商如遵循統一的協議，不同廠家的產品才有可能較好地兼容，實現互聯互通。

矩陣發展到今天，除了基本的視頻切換、圖像巡檢等功能外，現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網技術的發展，使得視頻監控系統越來越多地向智能化應用發展，用戶的需求也由早期的僅需要機器設備切換清晰可用的視頻信號發展到了現今需要機器設備在原始視頻信號的基礎上提供更多的上層應用；面對越來越海量的設備和信息，用戶越來越多地需要通過智能化應用，由機器代替人力協助處理信息，人工智能可以對信息進行識別、統計、歸納、挖掘等處理，輔助使用者進行決策，擺脫過去諸如人工視頻巡檢、監看、設備維護等種種繁重的勞動。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用轉變，在提供視頻信號交換傳輸的基礎上加載更多應用需求，從而促使矩陣向平臺化發展。

在當下正熱的平安城市建設中，網絡化、數字化、高清化的趨勢愈發明顯，數字矩陣市場也迎來了新一輪的“走俏”。相關資料顯示，近兩年，高清數字矩陣的需求量一直保持增速，總體需求量達到了整個矩陣市場的15%，更有相關機構預測，今年的視頻矩陣市場規模將達到十余億元。而在各個安防項目的細分市場，不僅對矩陣提出了高清數字化的需求，更要求其針對各個細分領域做出相關功能的定制化產品。數字矩陣必須克服數字技術應用中的弊端，才能實現數字監控的快速普及，全面拿下矩陣監控應用市場。