主頁（http://m.by236.com）：高密度視頻矩陣中的視頻處理技術

目前的安防系統中，以智能網絡矩陣為代表的中心控制系統的功能已經非常強大，但視頻處理效果的好壞直接影響到矩陣的整體使用效果。本文簡單闡述在高密度視頻矩陣中的視頻處理技術，以供讀者參考。

目前的安防系統中，以智能網絡矩陣為代表的中心控制系統的功能已經非常強大，但矩陣豐富多樣的功能是建立在視頻處理的基礎上，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。在實際項目中，很多用戶會遇到視頻串擾、顏色失真、字符抖動、切換緩慢的現場，這些問題的根源是矩陣內部的視頻處理出了差錯。

傳統矩陣的視頻輸入大多屬于非壓縮的模擬視頻信號，模擬視頻就像嬌氣的孩子，在進行切換處理時需要處處小心，從器件選擇、阻抗匹配、耦合方式、字符疊加、布板、現場施工，每個環節都至關重要，細微偏差就帶來嚴重的后果。

隨著目前監控系統規模的不斷擴大，原先單機64×16或者128×16的規模已經不能滿足需求，往往需要多個機箱擴展，但這種方式會使得視頻信號在轉接線和機箱之間進行多重路徑傳輸，容易帶來信號干擾和信號衰減。如果能讓一個機箱容納更多的視頻輸入輸出，讓不同通道之間的視頻信號在板間板內快速傳遞，將無疑是矩陣性能指標的最大保證。

此外，在平安城市建設如火如荼的今天，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，還需要將矩陣的一部分視頻輸出傳送到交警支隊、人防指揮中心、應急指揮中心甚至基層派出所等相關部門進行獨立管理。

這就要求矩陣可以實現單機箱32路輸出甚至64路輸出。為此，國內外矩陣廠商開始在提高矩陣的高密度結構上推陳出新。以某公司TC-8800系列智能網絡矩陣為例，單機箱可以最大384路輸入，最大64路輸出，可以擴展到4096×1024，板卡集成度高，連接線纜少，故障隱患概率低，安裝維護簡單方便，可與各類前端采集設備、鏈路傳輸設備和中心控制設備兼容使用，適合城市安防等大規模視頻集中監控場所。

高密度結構設計對視頻信號處理的設計提出了更高要求，因為視頻的效果隨著矩陣路數增大，容易受干擾的程度以倍數增加，從大路數矩陣的視頻效果可以檢驗廠家的技術實力。下面從硬件設計的四個方面探討高清視頻無損切換的優勢。

視頻的耦合方式
在設計矩陣的視頻電路時，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串聯電容（如圖1），直流耦合輸出電路則沒有這個電容（如圖2）。

 
從上面圖1交流耦合輸出時，輸入波形和輸出波形的對比，可以看出輸出波形相對于輸入波形會向上或向下傾斜，這種場失真稱為場傾斜。這里需要說明，場傾斜在監視器屏幕上是不能被發現的，換句話說，我們用眼睛察覺不出場傾斜。從圖2中，直流耦合輸出時輸入波形和輸出波形對比，則沒有傾斜。

既然交流耦合存在這樣的缺點，我們在矩陣中是否就采用直流耦合呢？恰好相反，很多設備通常采用交流耦合。為什么交流耦合存在缺點，矩陣中還要采用呢？原因很簡單，是為了起到后級保護作用，一旦矩陣輸出端口的視頻線短接到地或電源電壓，這個電容器可以防止燒毀內部的集成電路。另外，電容器還有一種作用：某些品牌的液晶監視器在配合直流輸出的矩陣使用時，存在視頻抖動，這種現象的原因與液晶監視器的視頻輸入電路有關，而在配合采用交流耦合輸出的矩陣時，則沒有該現象。

 
視頻字符疊加
什么叫字符疊加？在一個使用矩陣進行圖像切換的監控系統中，大量的視頻信號需要在數目有限的監視器上以切換的方式分時顯示出來。面對這些實時動態的畫面，面對這些局部場景類似的畫面，面對這些頻繁切換的畫面，使用者需要迅速地了解當前監控場景的位置信息，這就需要在這些輸入的圖像上疊加各自不同的字符，對場景做詳細準確的標注。此外，還可以在圖像上疊加時間日期等信息，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為OSD（on screen display），OSD技術發展到現在，目前市場上主要有兩代技術，如下：
·OSDⅠ：第一代字符疊加技術，90年代開始應用普及，在NEC芯片平臺上開發實現，每芯片實現一路字符疊加，顯示分辨率288×216，中文只能顯示最大18×12的非標字符，內置240個ROM西文字符和16個用戶自定義RAM字符，字體偏大，每個通道的字符疊加位置通過調整硬件參數實現，對器件的精度要求高。2007年，某公司推出一種改進版本的OSDⅠ技術，它不僅可以疊加顯示兩行信息，而且可以提供多種字號選擇。此外，將原先需要輸入區位碼或者安裝專用軟件傳字的方式，改變為通過網頁輸入，用戶只需要在瀏覽器中輸入中文標題并提交，顯示即可生效，這就像上網一樣簡單，而且可以局域網的任意節點遠程操作；
·OSDⅡ：第二代字符疊加技術，是基于富士通芯片平臺。2006年，其在TC-8800系列智能網絡矩陣上實現應用。同樣，每芯片實現一路字符疊加，顯示分辨率提高到576×384，可以實現無視頻時的字符疊加，支持國家二級字庫，字體大小適中，對視頻遮擋影響小，每個通道的字符疊加位置通過調整硬件參數實現，對器件的精度要求高。并且同樣支持兩行顯示，字號可調，字符灰度可調，在各類不同光照環境下均能保證字符清晰可見，同時更適合現在逐漸流行的液晶電視屏幕墻，降低了24小時不間斷使用時對屏幕灼傷的防護要求。也支持網頁提交。

OSDⅡ技術的兩行16個漢字顯示特別適合于平安城市項目的實戰應用。在跨地域、跨縣市的平安城市項目中，來自不同單位的成百上千個監控點匯集到一起，指揮中心如何有序、高效地識別和定位這些圖像？通過多行顯示技術，第一行可以顯示派出所的名稱，第二行可以顯示該所轄區內街道單位的具體位置。其他如監獄看守所以及住宅小區等區域管理系統也可通過此功能實現對場景的快速準確定位。

視頻的自愈處理
(中國集群通信網 | 責任編輯：陳曉亮)