浅析大华股份网络数字矩阵与DVR

　　第一章视频矩阵的发展

　　所谓视频矩阵就是能将视频图像从任意一个输入通道切换到任意一个输出通道显示设备。一般实用型视频矩阵包括字符叠加，云台控制，控制键盘等功能，矩阵规模通常用M×N来表示，M表示输入通道，N表示输出通道。矩阵提供多路视频输出，每路输出显示单路或者4分割图像，一般不显示更多的图像拼接。

　　目前的常用视频矩阵都是传统模拟矩阵，利用模拟交换芯片来实现交换功能。传统视频着矩阵有着大量的模拟视频输入和输出口。无论工程上和维护上，几十条的视频线都是工程商与用户的噩梦。模拟视频矩阵的设计原理非常简单，如下图：

　　从设计原理图中可以看出，模拟矩阵的核心是“交换芯片”。“交换芯片”的容量决定了模拟矩阵的容量，当然也可以使用多片“交换芯片”级联来扩展容量设计，但是交换能力会受到一定的限制。这种交换模式属于“电路交换”，特点是简单、扩展性差、级联性差。因为核心技术的简单、唯一性，所以各个厂家的模拟矩阵大同小异，无论性能和功能都是无法做到差异化竞争。

　　近年来随着嵌入式技术的发展，视频矩阵也进入了数字时代。从性能维度看，矩阵的发展必然是从标清矩阵到高清矩阵;从接口维度看，视频矩阵的发展必然是从模拟接口矩阵到混合接口矩阵;从核心技术维度看，视频矩阵的发证必然是从电路交换到包交换，再到多业务混合交换。

　　综合接口维度和技术维度，视频矩阵发展的一个重要方向是：网络数字视频矩阵。网络数字矩阵在接口上抛弃了大量的模拟视频输入线缆，在核心技术上改用以太网包交换来代替模拟电路交换，所以在容量上，易用性，可扩展性上都有了质的提高。下图展示了网络数字视频矩阵的典型设计：

　　网络数字视频矩阵的技术特点：

　　使用以太网信号作为输入信号，因此只能使用压缩视频;

　　使用以太网交换机作为交换核心，具备热拔插扩展能力;

　　输出芯片需要有视频解码功能;

　　在这种框架下，交换机带宽是系统容量的唯一限制因素，输入M和输出N可以自由配置，一般来说，千兆网可以支持64路高清视频或者300路以上的标清视频交换。有了系统设计灵活度，不同厂家就可以实现差异化竞争。当然，由于网络上只能传输压缩视频信号，网络数字视频矩阵也有着延时大，图像清晰度不够等天生劣势，但是随着技术的进步，这些劣势都将被逐步克服。

　　网络数字视频矩阵只是矩阵产品发展的一个小分支，视频矩阵的终极发展方向是多业务混合矩阵。在多业务混合矩阵里，压缩视频、非压缩视频不是问题;光接口、以太网接口、模拟视频接口不是问题;模拟输出、VGA输出、HDMI输出不是问题;扩展、级联不是问题。多业务混合矩阵设计原理如下：

　　多业务混合视频矩阵的技术特点：

　　支持多种输入信号，可以是原始视频或者压缩视频;

　　使用高带宽工业总线作为交换总线，具备热拔插扩展能力

　　在多业务混合矩阵设计中，总线带宽是系统系统容量的唯一限制因素。普通工业总线PCIE、RapidIO等常见交换能力都达到40Gbps以上，可以认为系统容量几乎是没有上限的。接入时只需将所接入的信号转成系统可识别的交换信号，所以可认为系统是可以接入任何信号的，也可以任意级联。

　　第二章网络视频矩阵和DVR的关系

　　DVR是视频监控领域主流的存储设备，在视频监控系统中起到图像预览，压缩存储，录像回放的作用。DVR一般只提供1-2路的视频输出，可以输出任意分割的图像拼接。

　　视频监控工程中视频矩阵和DVR是焦不离孟的关系。视频监控系统中多于一台DVR，并且要上墙显示的时候，必须配置一台视频矩阵。DVR越多，配套的视频矩阵规模就越庞大。通常来说64×16的规格是中等规模矩阵的容量上限，这种矩阵可以配套4台16路DVR的上墙显示。

　　网络数字视频矩阵天生就是高清化，大规模的。千兆以太网完全可以支持64路高清或者300路以上的标清视频传输，搭配的DVR台数可以认为是不受限制。网络数字视频矩阵的发展，将对视频矩阵和DVR的互相关系产生深远影响。

　　影响之一，两者关系将更加紧密。

　　传统模拟矩阵搭建的视频监控系统中，视频矩阵和DVR是并联关系，互相不会产生影响;而在数字矩阵搭建的系统中，DVR是和视频矩阵是串联关系，DVR是矩阵的上游，是生产者，视频矩阵是DVR的下游，是消费者。所以，数字视频矩阵与DVR的配合将对整个系统的可靠性、兼容性、用户体验造成致命影响。也因此要求矩阵生产厂家与DVR生产厂家配合更加紧密，一荣俱荣，一损俱损。

　　影响之二，两者将发生部分融合。

　　在监控系统中，一般认为DVR是核心功能设备，视频矩阵是边缘功能设备。从电子设备发展规律来看，核心功能设备会必然和边缘功能设备逐步融合。比如手机和MP3播放器融合，电脑和游戏机融合。当然，这个融合是局部的，比如手机只会融合通用MP3播放器，不可能融合全部包括专业性的MP3播放器。融合也是长期的，融合要花费3-5年时间来消化淘汰运行中的现有设备、改变用户消费习惯。

　　随着芯片技术的发展，DVR的网络性能，解码性能，显示性能都在快速提高。目前的主流DVR可以提供千兆网、16D1实时解码、1-2路高清视频输出，这些已经构成了网络视频矩阵的基本部件。DVR融合数字视频矩阵已经是必然的技术发展方向。一旦DVR融合了数字视频矩阵，会对市场格局、用户消费习惯产生革命性的影响。当然和手机融合MP3播放器一样，DVR融合数字视频矩阵也是局部和长期的。DVR只会融合一百路以下的中小规模数字视频矩阵功能，而为大规模、多种接口的数字矩阵留下生存空间。同时DVR厂商也需要化大量的时间、人力、财力来开发、推广矩阵融合型DVR ，这个不是一蹴而就的事情。