分布式高清矩阵的优势及应用

分布式高清矩阵的优势及应用

徐斌

杭州康胜科技有限公司

摘要：分布式矩阵是以系统工程、信息科学、自动控制理论等为指导、以行业客户需求为背景，将先进可靠的信号采集与传输技术、音视频编解码技术、图形信号转换技术、多屏图像处理技术、网络通信技术、智能控制技术等融合为一体，为用户提供一个具有高物理分辨率、高清晰度、高智能化控制、高稳定性的大流量图形信息处理终端。基于此，本文重点分析了分布式高清矩阵的相关优势特点和实际应用，予以参考。

关键词：分布式；高清矩阵；优势；实际应用

前言：分布式高清矩阵概念已经提出多年，最早开始研发分布式高清矩阵时候在国内很少有人接触，关键材料也稀少，成本也比较高。现在国内分布式矩阵的概念逐渐炒热，号称能做的厂家也很多了。分布式矩阵采用先进的分布式处理架构，将各种类型的音视频信号进行独立的网络化、数字化编码、传输并进行解码显示，从根本上解决了传统方案的信号噪声干扰、远距离传输衰减、信号质量下降等技术难点；分布式、节点化的软硬件设计，使得系统性能和稳定性都大幅提高。而集中式矩阵将编解码、传输集于一体，若主机发生故障将影响整个系统。

一、分布式高清矩阵的概念

传统集中式矩阵在应对多个站点的时候只能是每个站点安放一个矩阵，当需要统一调度时每一个站点都要安排人进行矩阵切换，而采用分布式矩阵将所有的站点变成一个整体矩阵，可以在中心站点切换所有站点的视频和节目源，也可以在所有分站点调用所有的视频和节目源，也可以同时控制、授权控制，定时切换、预案式切换，使众多站点真正成为智能站点，体验真正网络分布式高清矩阵。

分布式矩阵是以系统工程、信息科学、自动控制理论等为指导、以行业客户需求为背景，将先进可靠的信号采集与传输技术、音视频编解码技术、图形信号转换技术、多屏图像处理技术、网络通信技术、智能控制技术等融合为一体，为用户提供一个具有高物理分辨率、高清晰度、高智能化控制、高稳定性的大流量图形信息处理终端。分布式视频矩阵系统能够很好地与用户监控系统、指挥调度系统、网络信息系统、信息发布系统、视频会议系统、工业生产控制系统、报警系统、会议录播系统、中控系统等连结集成，并且可对不同类型的信号实现兼容采集，形成一套功能完善、技术先进、操作方便的交互式图形信息处理及管理平台。分布式已经很清楚了，是每一个节目源的分布式，而不是某站点的分布式。那么高清呢？我们在这里所说的高清是指无损无延时的前提下传输4K高清节信号的能力。现在市场上非常普遍的是基于H.264或者H.265视频编码标准开发的视频压缩技术，技术门槛不高，此技术适合对延时要求不高的场景使用。绍凤科技自主研发的技术能够真正达到4K高清节目源无损无延时传输。

分布式网络高清矩阵，我们已经讨论了分布式，高清，矩阵了，那么网络怎么理解呢？众所周知，音视频节目源的原始信号就是电信号，高清节目使用常规的高清音频线传输距离非常有限，一般超过15米就有噪点，传输距离远使用无数个延长器成本昂贵。绍凤科技自主研发的技术把高清节目源转换成网络IP信号，在无损无延时的前提条件下，能够进行远距离传输。而且我们特地开发出匹配通用交换机的接口，这样也可以为用户节省采购交换机的成本，给用户带来方便。

打开腾讯新闻，看更多高清图片

二、分布式矩阵的优势

2.1 网络化、数字化

采用业界最先进的分布式处理架构，将各种类型的音视频信号进行独立的网络化、数字化编码、传输并进行解码显示，从根本上解决了传统方案的信号噪声干扰、远距离传输衰减、信号质量下降等技术难点;分布式、节点化的软硬件设计，使得系统性能和稳定性都大幅提高。

2.2 超强信号显示能力

可实现所有信号源的接入管理、上屏显示，任一信号源可实现在大屏幕墙内嵌图像拼接技术，可实现图像无限自由拉伸、压缩、跨屏、漫游、叠加、画中画、画外画;每个解码处理单元最高可达1920×1080全高清输出。

2.3 丰富的信号源类型

对于信号源的支持，可涵盖目前市面上几乎所有的类型；支持CVBS、YPBPR、VGA、HDMI、DVI、DVI PLUS、DVI（HDCP）、3G-SDI、HD-SDI、HDBaseT、Fiber信号输入，支持VGA、HDMI、DVI、DVI、3G-SDI、HDBaseT、Fiber信号输出，真正实现数模高清信号任意组合切换，每个通道可配置不同的分辨率。

2.4 数据透传，加密控制

用户可以自行设置密码，通过密码验证的方式才可对图像进行查看、录制。增强数据的安全性，保护用户的隐私。

2.5 超强系统扩展能力

编码盒，并可根据用户要求进行可集成多种插口，支持POE供电，支持键盘、鼠标功能，实现KVM网络延长和切换功能。可支持8×8\18×18\36×36\72×72\144X144路信号的配置规模，最大支持4090×65000的输入、输出。这个是真正的分布式矩阵的一个很重要的特点。

2.6 录像、回放功能

支持图像的录制、回放。通过上位机控制软件设置录制通道、录制时间，回放录像。

2.7 远程网络传输

通过成熟的音视频编解码算法实现极低的码流处理与传输，可实现高清视频全球化Internet传输与显示；基于4K节目源的无损无延时网络传输对带宽有较高要求。建议千兆以上带宽。如果带宽低于500M，可以使用绍凤能科技提供的H.264产品进行传输，但此情况下会出现延时。

2.8 高度稳定的系统能力

分布式、节点化的设计方案，对于稳定性有了极大的提高，单点故障对于系统无影响，维护便捷、无需系统停工；无传统PC架构控制系统固有缺陷和技术瓶颈，真正意义上实现热插拔、低功耗、节能环保、安全可靠；分布式网络高清矩阵通过IP网络传输，在靠近视频源和显示器安装，占用空间极小，省去复杂的高清布线和延长器。

2.9 可视化操作功能

可在触摸屏、平板电脑、手机、电脑上面实现可视化操作。可将设备的各个参数及图像显示触摸屏、平板电脑、手机、电脑上，我们可以选择相应的可视化功能，来浏览不同的画面，呈现直观，调控方便

三、分布式高清矩阵的特点

3.1 扩展性

集中式矩阵因接口有限，输入输出量受限，若想接入更多设备则需要整机更换，而分布式矩阵则可直接将输入端网络化后接入交换机达到扩展目的，因此，分布式矩阵具有更高的扩展性。

3.2 布线与传输距离

分布式矩阵输入输出端均通过转换器将信号转换为网络信号并通过交换机进行连接，而集中式矩阵多采用VGA、HDMI、DVI……等线材进行连接，因此，分布式矩阵布线更方便、信号传输距离更远（单边可达100m），且网线相比其他线材成本更低。 分布式视频矩阵系统能够很好地与用户监控系统、指挥调度系统、网络信息系统、信息发布系统、视频会议系统、工业生产控制系统、报警系统、会议录播系统、中控系统等连结集成，并且可对不同类型的信号实现兼容采集，形成一套功能完善、技术先进、操作方便的交互式图形信息处理及管理平台。

3.3 系统稳定性

分布式矩阵采用先进的分布式处理架构，将各种类型的音视频信号进行独立的网络化、数字化编码、传输并进行解码显示，从根本上解决了传统方案的信号噪声干扰、远距离传输衰减、信号质量下降等技术难点;分布式、节点化的软硬件设计，使得系统性能和稳定性都大幅提高。而集中式矩阵将编解码、传输集于一体，若主机发生故障将影响整个系统。

四、分布式网络高清矩阵的应用

分布式网络高清矩阵系统被广泛地应用于安防监控、指挥调度、信息发布、视频会议、高清视频教学等领域。通过分布式架构部署，可以轻松地实现超高清采集、无压缩传输、高还原清晰显示各个系统的信息。并且可以对显示的各个信息进行智能化管理，通过自动或手动的方式实现任意切换，达到实时全面地观看和掌握各方面信息的目的，大大提高了指挥调度和决策的效率和准确性、信息资源发布的便捷性、故障预警的及时性，增强了工业生产过程中设备运行的稳定性、各系统信息显示的直观性和可操作性。

结语

总之，分布式高清矩阵系统的实际应用，其可以在各个行业以及各个领域发挥着不同的作用，此系统的实际应用不仅可以提高行业工作的效率和质量，还能够对行业带来智能化管理，给相关工作人员提供了更多的便利。

参考文献

[1]吕宁. 分布式网络全高清视频矩阵系统:, CN102497534A[P]. 2012.

[2]王聪, 张凤荔, 杨晓翔. 分布式环境下动态网络时延矩阵正则化重建[J]. 电子科技大学学报, 2014, 43(6):6.