在大規(guī)模網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控系統(tǒng)中，網(wǎng)絡(luò)高清視頻解碼矩陣的能力是其中最重要的瓶頸資源。早期的DSP解碼卡或網(wǎng)絡(luò)解碼器技術(shù)方案，由于市場(chǎng)銷量遠(yuǎn)低于編碼的市場(chǎng)，及單芯片解碼能力非常有限，至今都維持著解碼是編碼兩倍以上的單路成本。
按?？低?路解碼能解4路D1、8路CIF，單臺(tái)機(jī)最多裝4張解碼卡來(lái)核算，一個(gè)512路CIF畫(huà)質(zhì)（32臺(tái)錄像機(jī)）的解碼需要高達(dá)64張4路解碼卡、16臺(tái)服務(wù)器，相當(dāng)于兩臺(tái)42U的大機(jī)箱才能實(shí)現(xiàn)，業(yè)內(nèi)人士應(yīng)該不難核算出它的硬件成本將超過(guò)20萬(wàn)。
網(wǎng)絡(luò)高清視頻解碼矩陣的當(dāng)前端輸入升級(jí)到720P或1080P的編碼能力后，后端的解碼、顯示將會(huì)面臨著更大的挑戰(zhàn)，要控制管理這么多視頻輸入與輸出，平臺(tái)軟件一項(xiàng)的成本也是一個(gè)不低的數(shù)字，在操作方面對(duì)于普通的安保人員來(lái)說(shuō)將是一個(gè)巨大的挑戰(zhàn)。
多畫(huà)面分割的要求
解碼卡不僅有解碼能力的限制，更重要的是在多畫(huà)面分割顯示方面有著更大的局限，其中關(guān)鍵的一個(gè)因素是解碼卡受制于DSP的DA芯片，最高只能達(dá)到D1(704×576)的單通道顯示輸出。
仍以?？档?路解碼卡為例，一張卡最多只能實(shí)現(xiàn)2個(gè)4分屏。一張4路解碼卡是由2個(gè)獨(dú)立的DSP芯片組成，即一個(gè)芯片只能完成2路D1或4路CIF的解碼。結(jié)合解碼能力，若超過(guò)4分屏以上則需要通過(guò)其它芯片解碼，再通過(guò)PCI將解碼后的原始圖片傳替給輸出的通道，如果實(shí)現(xiàn)9個(gè)CIF將需要三個(gè)芯片才能完成。
而分畫(huà)面分割的問(wèn)題在D1畫(huà)質(zhì)的多畫(huà)面分割方面將會(huì)更加突出。一個(gè)16路D1的16分屏將需要4張四路解碼卡資源才能完成，不僅成本非常昂貴，而且PCI上需進(jìn)行14路原始圖像的傳輸，最后的總輸出分辨率還只能是704×576，即D1畫(huà)質(zhì)的輸入最后還是回到了QCIF畫(huà)質(zhì)。
多畫(huà)面分割在模擬矩陣?yán)镆彩且粋€(gè)行業(yè)的瓶頸。面對(duì)這個(gè)問(wèn)題，業(yè)內(nèi)人士可謂是費(fèi)盡心思，在工程應(yīng)用里能看到多種不同的解決思路，但都會(huì)存在這樣或那樣不可調(diào)和的矛盾。比如通過(guò)視頻分配與畫(huà)面分割器來(lái)完成，128路以上的視頻將需要32個(gè)畫(huà)面分割器來(lái)實(shí)現(xiàn)，但其存在不能任意切換的巨大缺陷。
只有單路輸出達(dá)到1280×1024（或以上）的分辨率，多畫(huà)面分割顯示視頻才有意義；1280×1024的分辨率，按4分屏顯示，可以充分展現(xiàn)D1(704×576)編碼優(yōu)勢(shì)，按16分屏顯示，也能達(dá)到CIF畫(huà)質(zhì)效果。配合大尺寸的液晶監(jiān)視器，就解決了較低成本來(lái)實(shí)現(xiàn)多路數(shù)解碼輸出的網(wǎng)絡(luò)高清視頻解碼矩陣顯示的問(wèn)題。
多屏輸出顯示的要求
具備了超高的解碼能力，高分辨率多畫(huà)面分割顯示，但還需要對(duì)應(yīng)的屏幕輸出數(shù)量，512路按每屏16路來(lái)顯示，也需要32塊以上的屏幕輸出接口。
隨著電視及顯示器等顯示設(shè)備的不斷進(jìn)步，輸出的接口也從原來(lái)的模擬AV/BNC，升級(jí)到VGA或DVI數(shù)字接口。最近一兩年，更是出現(xiàn)了HDMI高清數(shù)字視頻輸出接口，通過(guò)數(shù)字屏接口、線路傳輸及數(shù)字屏直接顯示，在解碼輸出后不再需要A/D或D/A轉(zhuǎn)換，就能完成實(shí)現(xiàn)4個(gè)D1分屏的高清晰度輸出。
一個(gè)上百萬(wàn)的大型網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控系統(tǒng)，如果不借助于廉價(jià)的顯示輸出設(shè)備進(jìn)行多屏顯示輸出，而單靠一臺(tái)電腦通過(guò)IE去一臺(tái)一臺(tái)的訪問(wèn)，就大有勞民傷財(cái)之嫌。
網(wǎng)絡(luò)高清視頻解碼矩陣多廠家設(shè)備兼容的要求
至第一款網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)面市以來(lái)，通過(guò)十多年的發(fā)展，國(guó)內(nèi)國(guó)外出現(xiàn)了大大小小上百個(gè)IP監(jiān)控設(shè)備提供商。這些廠家的硬盤(pán)錄像機(jī)、視頻服務(wù)器、網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)等設(shè)備遍布在各個(gè)機(jī)構(gòu)與地區(qū)。
在高度自由競(jìng)爭(zhēng)卻又沒(méi)有統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)的市場(chǎng)環(huán)境下，同一個(gè)項(xiàng)目里的設(shè)備往往會(huì)出現(xiàn)3個(gè)、5個(gè)廠家生產(chǎn)的，而在省級(jí)以上大型聯(lián)網(wǎng)監(jiān)控里甚至?xí)霈F(xiàn)超過(guò)十個(gè)以上的廠家，要更換成統(tǒng)一的設(shè)備不僅會(huì)造成巨大的經(jīng)濟(jì)損失，也不符合自由競(jìng)爭(zhēng)的商業(yè)原則，再渴求所有設(shè)備廠家執(zhí)行所謂的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)更是緣木求魚(yú)。
網(wǎng)絡(luò)高清視頻解碼矩陣實(shí)時(shí)流媒體轉(zhuǎn)發(fā)的要求
流媒體轉(zhuǎn)發(fā)是IP監(jiān)控里最常用的功能，一般了解的是它在一對(duì)多轉(zhuǎn)發(fā)方面的功能，但為什么會(huì)在稍大一點(diǎn)的系統(tǒng)就必須用到流媒體，其重要的原因是IP監(jiān)控設(shè)備普遍存在的一個(gè)重要局限。
IP設(shè)備最常用的芯片是DSP，因?yàn)槠淠芡瓿筛哌\(yùn)算能力要求的圖像壓縮計(jì)算，但正因?yàn)槿绱?，其在網(wǎng)絡(luò)傳輸方面是非常薄弱的。如果是DVR，通過(guò)MIPS等芯片進(jìn)行處理，這個(gè)瓶頸就更為明顯。因?yàn)檫@個(gè)芯片要負(fù)責(zé)通過(guò)PCI總線從DSP取到視頻流，并同時(shí)負(fù)責(zé)錄像存儲(chǔ)，那么在網(wǎng)絡(luò)方面的資源就非常少了。不僅從芯片本身的功能，或是嵌入式設(shè)備上程序表達(dá)空間的局限，或是從1000M網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的消化難度，都對(duì)IP編碼設(shè)備形成了難以突破的屏障。
按海康威視的硬盤(pán)錄像機(jī)而言，它的總會(huì)話資源是24路，單路最多訪問(wèn)是6個(gè)。即最多可以實(shí)現(xiàn)第一個(gè)用戶預(yù)覽全部16路視頻，第二個(gè)則最多只能預(yù)覽8路視頻，或是6個(gè)用戶，同時(shí)訪問(wèn)其中某4路視頻。另一個(gè)重要局限是它的總帶寬資源是25Mbps，這個(gè)局限在D1畫(huà)質(zhì)的情況尤為明顯，也就是說(shuō)DS8016HF最多每路只能達(dá)到1.28Mbps，而且沒(méi)法向第二個(gè)用戶提供任何視頻了。從技術(shù)的角度，?？的苓_(dá)到這個(gè)水平已屬不易，相信國(guó)內(nèi)IP監(jiān)控廠家在通訊方面少有能與海康匹敵，但從用戶的角度特別是大規(guī)模的網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控系統(tǒng)里，這是IP編碼設(shè)備未能形成燎原之勢(shì)的重要因素。
通過(guò)市場(chǎng)力量的推動(dòng)，電影/廣播系統(tǒng)里的流媒體被引入到安防行業(yè)里，流媒體一對(duì)多轉(zhuǎn)發(fā)成為了這個(gè)問(wèn)題的救星，許多大公司都推出了類似的技術(shù)服務(wù)。但好景不長(zhǎng)，源于電影/廣播系統(tǒng)里的流媒體屬于文件型流，經(jīng)轉(zhuǎn)發(fā)后的延時(shí)平均在4秒左右。這在網(wǎng)絡(luò)電影等行業(yè)里是可以接受的，即便是現(xiàn)場(chǎng)轉(zhuǎn)播也是可以接受的，但習(xí)慣了模擬視頻全實(shí)時(shí)效果的安防行業(yè)，非常難以接受這個(gè)條件。特別是通過(guò)網(wǎng)絡(luò)對(duì)球機(jī)進(jìn)行控制后，誰(shuí)也不能接受4秒針以后才開(kāi)始動(dòng)。經(jīng)過(guò)業(yè)內(nèi)一些IP監(jiān)控廠家的潛心研究，引入了電信多媒體交換機(jī)的核心即實(shí)時(shí)流媒體（Realtime Stream）技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了大容量網(wǎng)絡(luò)視頻數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)轉(zhuǎn)發(fā)，達(dá)到了電信級(jí)在600毫秒以內(nèi)的行業(yè)要求標(biāo)準(zhǔn)，同時(shí)也實(shí)現(xiàn)了PTZ的一對(duì)多控制、報(bào)警信號(hào)的一對(duì)多廣播。直到實(shí)時(shí)流媒體技術(shù)的引入，才算是真正意義上安防行業(yè)的流媒體。
模擬矩陣的核心切換功能是通過(guò)8816多路交叉開(kāi)關(guān)來(lái)實(shí)現(xiàn)切換的，它來(lái)自于第一代電話交換即線路交換的主要芯片。數(shù)字矩陣是通過(guò)實(shí)時(shí)流媒體來(lái)實(shí)現(xiàn)切換，同樣來(lái)自于第二代（IP）電話交換即包交換功能。只有擁有實(shí)時(shí)的網(wǎng)絡(luò)切換功能，實(shí)現(xiàn)了模擬矩陣在切換方面的功能邏輯，才算得上是真正意義上的數(shù)字網(wǎng)絡(luò)矩陣，而不是個(gè)別商家實(shí)現(xiàn)了簡(jiǎn)單的解碼輸出功能的“網(wǎng)絡(luò)高清視頻解碼矩陣”。
