数字矩阵切换器作为视频矩阵，最重要的一个功能就是实现对输入视频图像的切换输出。

数字矩阵方案图

準确概括那就是：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。一般来讲，一个M×N矩阵：表示它可以同时支持M路图像输入和N路图像输出。这里需要强调的是必须要做到任意，即任意的一个输入和任意的一个输出。

1、矩阵的概念，包括模拟矩阵和数字矩阵。

2、模拟矩阵和数字矩阵都有视频矩阵，通常说的视频矩阵其实是模拟複合视频矩阵。

3、模拟矩阵包括：複合、分量（YPbPr）、VGA、RGB、及音频等信号矩阵。

4、数字矩阵包括：SDI、DVI、HDMI 及数字音频矩阵。

数字矩阵,是针对前端设备全部是网路数字视频流输入，到监控中心输出上电视墙专门製作的一款产品，用于完成输出、切换、存储、转发、远程控制视频等功能。其中宙视达集团数字矩阵产品是比较权威的代表之一，超强的解码能力是宙视达网路数字矩阵视频输出的优势，单机相当于18张四路解码卡（144 路CIF视频）。

单机可实现VGA/DVI/HDMI高清晰度显示输出(64入64出,100入100齣,144入144出)。满足了监控系统的“全面覆盖，重点监控”,1:1显示输出的行业主流需求。系统支持电脑VGA显示器实现成本低廉的电视墙，也支持等离子液晶屏、专用液晶监视器、DID液晶屏、投影仪、DLP大屏输出。任意一路视频图像的解码和输出都可以在管理中心自定义和统一控制。图像连线成功时音频同步于视频预览. 各屏输出1/2/4/6/7/8/9/10/12/13/14/16/25/36画面,可实现独特的144入144出(4*36)1:1显示。单屏显示输出解析度为1280*1024，发挥了液晶屏高解析度的优势，单屏四画面也能充分展现D1(704*576)编码的优势。

採用标準的TCP/IP输入及输出,通过普通1000M交换机进行多机联网全交叉矩阵切换,所有视频通过数字矩阵、大屏、视窗、前端摄像机统一编号识别， 实现数字矩阵、大屏、视窗、视频全交叉切换。

提供DDNS支持组件，支持ADSL动态域名下联网的视频监控网路，支持能够承载IP数据的各种网路（网际网路、数据专线、卫星、无线微波等），支持跨路由器的远程监控；支持多播功能数字矩阵顾名思义就是具备模拟矩阵的切换功能，输入是网路数位讯号，输出是高清数位讯号。

数字矩阵是真正基于宽频ADSL/VPN/Wireless/LAN/3G等支持异构网路输入信号，输出是HDMI高清接口的网路数字矩阵。 网路数字矩阵是一整套网路监控系统里面的核心设备，其中宙视达数字矩阵产品是比较权威的代表之一。所有产品对外的数据接口只有一根网路或一根光纤，可以级联上万路视频，完全的模拟矩阵操作方式。根据不同的功能细分为，模拟入数字出，数字入模拟出，数字入数字出三种不同的类型：

（1） 模拟入数字出的编码数字视频矩阵JSD6HD32V32（2*16）和JSD6HD32V32(2*16)产品设备，分别为32路CIF视频压缩、存储、上电视墙，32路D1视频压缩、存储、上电视墙。模拟视频输入，通过VGA/DVI/HDMI接口上电视墙分屏显示。相比较模拟矩阵在项目中实现相同的功能，省掉了视频分配器、硬碟录像机、画面分割器等相关设备。

（2） 数字入模拟出的解码数字视频矩阵根据不同的输出方式分为8-16个BNC方式的JSD6HD8+1和JSD6HD16+1解码数字视频矩阵，BNC输出监视器的是独立画面，VGA输出中间液晶大屏的多画面分割模式，D1与CIF自适应解码。

（3） 数字入数字出的网路数字矩阵JSD6HC,JSD6HD,JSD6HP,JSD6HF系列是整个系统里面的纯数字矩阵设备，前端设备全部输入都是网路数位讯号，如DVS、网路摄像机、百万高清摄像机，网路数字矩阵是通过一根1000M的网口把网路视频输入到数字矩阵，通过数字HDMI接口输出上电视墙。

宙视达网路数字矩阵充分利用网路分组交换技术进行音视频数据的交换，主要包括以下几方面的功能：

（1） 可以把任意一路压缩的音视频输入解码切换到任意一路大屏视窗输出（多路视频输入到少路视频输出）的手动或自动切换功能，即拥有模拟矩阵的手动切换、循环切换及报警联动切换的功能；

（2） 可以在区域网路、无线网、广域网、3G网上进行上述手动或自动切换，并可通过网路优势进行多网路数字矩阵级联；

（3）具备网路视频转发功能，区域网路内的所有视频都可以任意转发调取视频。

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1、多屏模拟电视墙输出功能， 1-12路VGA输出（可选/DVI/HDMI），输出上1-12个显示单元。

2、多画面分割功能，每个显示单元支持1/4/6/9/16画面分割功能，单屏多画面分割显示不同视频；

3、多视频解码能力，单机最大支持36路2048K/BPS或30路3072K/BPS或12路4096K/BPS或9路6144K/BPS码流视频流；前端网路摄像机或硬碟录像机码流不同，矩阵同时输出的视频路数不同。

4、视频轮循分组切换功能，以各分割视窗为单位，10秒以上间隔时间进行分组切换。包括报警联动切换输出视频。可选录像档案回放上电视墙。

5、流媒体转发功能，流媒体负责从前端摄像机取回视频流后转发给存储显示程式，通过矩阵硬体实现视频集中存储回放以及切换输出上萤幕墙；

6、集中存储功能，数字矩阵集中存储存储多串口硬碟存储，不含RADI 5阵列，默认盘符自动录像存储，支持计画录像，存储回放；X86系统架构，双千兆网口，198M/BPS转发能力，单机最大支持64路视频集中存储能力。

7、双向语音对讲和语音广播功能；

8、三维键盘云台控制功能（可选球机预製位功能）、轮循切换功能；

9、提供前端网路摄像机SDK兼容开发以及功能定製需求；

视频矩阵概念

另外，一个矩阵系统通常还应该包括以下基本功能：字元信号叠加；解码器接口以控制云台和摄像机；报警器接口；控制主机，以及音频控制箱、报警接口箱、控制键盘等附属档案。对国内用户来说，字元叠加应为全中文，以方便不懂英文的操作人员使用，矩阵系统还需要支持级联，来实现更高的容量，为了适应不同用户对矩阵系统容量的要求，矩阵系统应该支持模组化和即插即用（PnP）的，可以通过增加或减少视频输入、输出卡来实现不同容量的组合。

宙视达数字矩阵系统的发展方向是多功能、大容量、可联网以及可进行远程切换。一般而言矩阵系统的容量达到64×16即为大容量矩阵。如果需要更大容量的矩阵系统，也可以通过多台矩阵系统级联来实现。矩阵容量越大，所需技术水平越高，设计实现难度也越大。

按实现视频切换的不同方式，视频矩阵分为模拟矩阵和数字矩阵。

模拟矩阵：

视频切换在模拟视频层完成。信号切换主要是採用单片机或更複杂的晶片控制模拟开关实现。

数字矩阵：

视频切换在数字视频层完成，这个过程可以是同步的也可以是异步的。数字矩阵的核心是对数字视频的处理，需要在视频输入端增加AD转换，将模拟信号变为数位讯号，在视频输出端增加DA转换，将数位讯号转换为模拟信号输出。视频切换的核心部分由模拟矩阵的模拟开关，变将成了对数字视频的处理和传输。

根据数字视频矩阵的实现方式不同，数字视频矩阵可以分为汇流排型和包交换型。

汇流排型数字视频矩阵

顾名思义，汇流排型数字矩阵就是数据的传输和切换是通过一条共用的汇流排来实现的，例如PCI汇流排。

汇流排型矩阵中最常见的就是PC－DVR和嵌入式DVR。对于PC－DVR来说，它的视频输出是VGA，通过PC显示卡来完成图像显示，通常只有1路输出（1块显示卡），2路输出的情况（2块显示卡）已经很少；嵌入式DVR一般的视频输出是监视器，一些新的嵌入式DVR也可以支持VGA显示。在上面的两个例子中，它们都可以实现1路视频输出（还可以进行画面分割），可以把这两款产品当作视频矩阵的一个特例，也就是一个只有1路视频输出的特殊情况。

PC－DVR（PC+H卡、HC卡）构成的汇流排型数字矩阵

包交换型数字视频矩阵

包交换型矩阵是通过包交换的方式(通常是IP包)实现图像数据的传输和切换。包交换型矩阵已经比较普及，比如已经广泛套用的远程监控中心，即在本地录像端把图像压缩，然后把压缩的码流通过网路（可以是高速的专网、internet、区域网路等）传送到远端，在远端解码后，显示在大萤幕上。包交换型数字矩阵目前有两个比较大的局限性：延时大、图像质量差。由于要通过网路传输，因此不可避免的会带来延时，同时为了减少对频宽的占用，往往都需要在传送端对图像进行压缩，然后在接收端实行解压缩，经过有损压缩过的图像很难保证较好的图像质量，同时编、解码过程还会增大延时。所以包交换型矩阵还无法适用于对实时性和图像质量要求比较高的场合。

视频矩阵和DVR合二为一

採用宙视达数字视频矩阵方案，只需一台设备就可以同时实现视频矩阵和DVR的功能，大大的节省了成本。对矩阵的控制和DVR的控制集成在一起，方便灵活。如果採用模拟矩阵，至少需要一台矩阵主机和一台DVR主机，安装调试複杂，除了DVR的成本外，还要为模拟矩阵付出高额的成本。此外，对于模拟矩阵的控制，可能还需要外接其他设备，比如显示设备、矩阵控制器，矩阵控制键盘等，有些複杂的功能甚至需要专门的PC机来进行配置。模拟矩阵的方案还需要视频信号的分配、复用设备来实现DVR的录像功能，而採用数字矩阵，则只需在DVR的基础之上，增加简单的矩阵模组即可，成本相对低廉，且数字矩阵、录像系统的集成度高，稳定性增强，也降低了以后维护的成本。

配置灵活，功能强大，简单易用

在模拟矩阵+DVR方案中，矩阵和DVR各自为政，需要分别控制，模拟矩阵提供的操作方式複杂，易操作性很差，且功能单一，如果要实现比较複杂的功能，需要很繁琐的操作流程；而採用宙视达数字矩阵，通过一个控制平台即可实现对切换矩阵和DVR的同时控制，操作界面可由二次开发商在Windows或Linux下自由开发，可以根据自己客户的需求定製应用程式，定製各种功能，所构建的系统，完全取决于开发商自己的软体。

在宙视达数字矩阵中，基于对图像的数字处理：可以在实现视频切换的同时，对图像进行很多处理，比如叠加字元、叠加图像，区域遮盖等，这些都是DVR所普遍具有的功能，但是对于模拟矩阵，由于它的核心是基于模拟信号的处理，在面对这些功能时，则显得力不从心。这里以字元叠加功能为例，模拟矩阵往往需要外接字元叠加晶片来实现，通常只能实现ASCII码也就是英文字元的叠加，而能够实现汉字叠加的模拟则可以说是寥寥无几，更不用说同时支持简体、繁体，甚至日文了。至于图像叠加等功能，在模拟信号层基本是无法实现的。

数字矩阵可以提供更丰富的图像显示模式。传统的模拟矩阵只能进行最简单的1:1的图像输出；而数字矩阵在此基础上还可以实现N→1(通过对图像的缩放处理，可以实现多路图像在一个视窗显示)和1→N(一个输入图像同时在多个输出端显示)的显示方式，甚至是画中画等高级功能。

最后是系统稳定性，数字矩阵+DVR的方案，系统集成度高、功耗低，稳定性高；而採用模拟矩阵方案，由于需要多台设备，出问题的机率则大大增加。

潜力发展空间巨大模拟矩阵控制系统已经非常成熟，其产品的结构和功能在近几年，甚至是十几年内，都没有发生大的变化，可挖掘的潜力已经十分有限。

而数字矩阵则完全不同，数位技术的发展可以用日新月异、前途广阔来形容。首先，随着硬体性能的提高，在高速汇流排方面：66M的PCI汇流排已经很成熟和普及，比如PCI－E或其它的高速串列汇流排也不断的提出；在晶片技术上：已经出现了600M、720M甚至是1GHz的高性能DSP，可以说，得益于硬体平台性能的不断提高，必然使数字矩阵的功能不断的提升，不断的向高端发展。与此同时，软体的进步同样不可忽略，不断有新图像的压缩、处理算法提出，图像压缩的效率不断提高，也不断有更複杂、更智慧型的图像处理算法得到套用，比如智慧型的移动检测、智慧型识别技术（人脸识别，指纹识别、车牌识别、签名识别）都已经有了比较成熟的套用，这些更高层次的图像处理技术，利用硬体平台，已经可以套用到我们的数字视频系统中。因此随着软、硬体水平的的飞速提高，我们有理由相信，数字矩阵的发展空间会非常广，无论是在性能上还是在功能上必然会全面超过模拟矩阵。

二次开发简单、便捷和以前的H卡和D卡分别使用各自的SDK不同，新的SDK将同时支持H卡、HC卡和MD卡。只需通过一个SDK即可以同时实现编码、解码、和矩阵控制，新的SDK中编码、解码部分和原有SDK中的编码、解码部分兼容，用户只需增加矩阵控制部分即可，极大的降低了用户进行二次开发的複杂性。同时：H卡、HC卡和MD卡可以混插，便于对现有的工程进行维护和扩展。

四、数字模拟矩阵优势

数字矩阵的发展日新月异，无论是在套用，性能，功能，稳定性，操作方便性方面，宙视达数字矩阵都与传统模拟矩阵有着明显的优势区分：高清时代下，宙视达数字矩阵区别于模拟矩阵的优势主要表现在以下20个方面：

数字矩阵源于网路，并与网路有着密不可分的关係，网路的重要特徵在于它的分散式计算能力。那幺其功能不应受制于类似于模拟矩阵或硬碟录像一样单台机箱的约束，而是应充分的借用它在网路方面的先天优势，方便地进行分散式计算。

多机无缝级联是宙视达数字矩阵网路监控系统的一项基本功能，因为多机全交叉切换则是网路矩阵赖以生存的重要职能。如果说实时流媒体是数字矩阵的软晶片，那幺网路交换机就是它的硬晶片。很多人能够理解非常複杂的模拟系统的接线结构，或许也是电脑方面的专家，但对于家喻户晓的普通网路交换机，却不知道它在这样大型的监控系统里起着不可估量的作用。

通过实时流媒体及网路交换机，进行多机联网全交叉矩阵切换，则可轻鬆实现256入256出(16屏)、512入512出(32屏)等超大型联网监控系统。

在大型的网路监控系统中，核心骨干网的负载能力是一个最重要的指标。越是大型的系统，每兆位元组的传输成本越高。一个512路以上的网路监控系统，相当于一个上千户宽频用户的网路资源需求。在实时性方面的要求，比以文本传输或可间断非实档案流为主的民用宽频要求要高得多，所以在网路负载平衡方面需做出非常专业的考虑。然而因为IP监控的刚刚兴起，甲方或工程商缺少专业的网路建设方面的知识与经验。相关的厂家虽然技术员的水平相对要高一些，但往往不会从产品的角度做出比较负责任的考虑与设计，反而会出于商业的目的设计一些比较独立的仅具有商业目的的产品，比如网路存储伺服器。

在这样大的网路监控系统中，要最大可能的对独立的子系统或分区进行物理切割，比如分区的前端DVR/DVS/IPC与后端访问网路相隔离。而像网路矩阵本身不能产生附加频宽的同时，需要起到这个分区或切割的职能，比如採用双1000M网口设计，一个网口用来输入某一区域前端设备网路过来的视频，另一个网口再进入主干网，自身完成了解码、存储功能，从而通过流媒体的转发，巧妙地实现了网关的职能。这样，就把整个网路的压力降到了最低，那幺网路风暴产生的机会就大大降低了。

最近几年，海量存储技术一直在快速地进步。从07年初的160G，快速跳过 250G、320G、500G、750G，并逐渐进化到1000G、1500G，及最高的2000G硬碟。 前2000G硬碟在价格上与几年前的160G硬碟是持平的。也就意味着通过一台2U机箱的9个2000G硬碟，相当于几年前112个以上160G硬碟位超大型存储阵列，这差不多是一个省级数据中心的存储量。

这样的技术进步是众人皆知的，因为它直接影响到普通PC市场的变化。显然，数字监控的重要的本地录像功能自然也会受它的影响。随着犯罪水平的不断提高，作案的时候连同监控设备一起搬走或是一起破坏的事件屡屡发生，集中存储或是集中存储与本地存储相结合的需求日趋强烈。伴随着海量存储技术的不断进步，海量存储的成本不断降低，这种需求自然而然的成为了IP监控的必备功能。

当网路集中存储的需求产品化后，即出现了专门的独立存储伺服器。这个产品虽然解决了存储的问题，但却加重了核心骨干网上的压力。比如512路视频进入骨干网后，按512K来算，即产生了256M的实际网路频宽。如果这个256M的频宽，经流媒体伺服器，再转存储伺服器，然后输出到解码伺服器，有一部分通过分控访问，就会产生超过1000M实际码流的网路风暴。

宙视达数字矩阵採用流媒体、存储、解码输出一体化设计，即网路视频一经输入到某台矩阵，则少有机会再需转发出来。这样的方案不仅可以最大程度降低网路风暴的风险，更重要的是通过本机的本地记忆体複製等机制，使网路传输的延时降到最低，从而使图像的实时性、连惯性等方面得到非常大的提升，这就从根本上解决了这一系列问题。

综上所述，新一代数字矩阵如果能完全满足上述要求，不断丰富IP监控的功能特点，使数字矩阵赋予新的职能，才能发挥IP监控的原动力作用，把IP监控推向新的发展高峰。

数字矩阵平台系统的主要有以下几个功能

多数字终端传送

系统可同时传送多个数字终端(VGA萤幕墙或AV萤幕墙)，将接收到的音视频数据传送到任意一个数字终端上;

远程录像回放

系统可依输入模组、摄像机通道、时间、录像类型等方式进行远程录像回放，播放、控制输入模组录製的音、视频档案;

远程参数设定

系统可对连线上来的输入模组进行摄像机参数、解码器参数、最小磁碟空间、录像打包时间等远程参数设定，具有与输入模组完全相同的系统参数设定功能，真正实现前端无人值守;

报警轮询功能

系统提供的该功能主要是为了配合保全更好做好安保工作，当报警发生时，保全无须到现场即可通过监控图像查看到第一时间的案发现场，提高了工作效率和质量;

报警设定

可对前端报警器的报警连线埠、撤布防、联动摄像机、联动的输出等进行远程设定;

远程录像计画设定

本系统可进行远程录像计画设定，通过报警录像、实时录像、异动录像、不录像等录像计画设定，完成对前端单体任一或全部摄像机监视工作的时间、任务类型的设定。

本地用户许可权管理

具有本地多用户许可权管理功能，可以设定不同等级许可权，允许多个具有不同许可权的工作人员根据许可权进入系统，在自己许可权的範围内进行监视管理工作;

电子地图

可在电子地图上设定监控点以及报警点，当发生报警时可以浏览报警地图的相关信息，查看当前报警点所在的位置;

2011年，数字矩阵肯定是未来的一个方向，但数字矩阵需要在市场上打开份额，还需要解决其占用资源较大、视频实时性与连续性较差、解析度不高等问题，这些均是数字矩阵亟待解决的技术瓶颈。据了解，由于国区域网路络频宽问题，导致数字矩阵无法达到25帧/秒的实时，视频会出现延迟现象，而另一方面，当前数字系统的清晰度仍无法与模拟系统相比，还有待进一步提高。

另外，矩阵发展的方向必将顺应科技的发展，不少厂家指出，矩阵若要延长生命周期，必须坚持走网路化的发展方向，加强其在大中型项目中的核心控制优势。但网路矩阵取代模拟矩阵还需一定的技术积累和市场培育，分阶段平滑演进过渡。

网路矩阵的主要制约因素在于图像效果，无论是全IP接入方式的网路矩阵，还是IP输出方式的网路矩阵，都不可迴避两个问题，即网路环境中视频的实时性无法得到充分保证，有待提高；IP视频在还原到监视器还需信号格式转换，会导致视频衰减。但随着各方面技术的发展与改进，这些问题都可随之解决。