高清混合視頻矩陣的研究及實現(xiàn)分析

張欣月

摘要：人們對視頻的清晰度的要求越來越高，因此，通過科學(xué)的研究，產(chǎn)生了高清混合視頻矩陣，目前，這種技術(shù)的應(yīng)用已經(jīng)非常的廣泛，應(yīng)用在監(jiān)控系統(tǒng)中、視頻教學(xué)中、視頻會議中、娛樂場所以及演播室中。近年來，我國正在打造建設(shè)平安的城市理念，因此，需要高清混合矩陣的應(yīng)用，也非常的重要。這就需要對高清混合視頻矩陣進(jìn)行研究，研究FPGA的意義。

關(guān)鍵詞：高清混合視頻矩陣;實現(xiàn)分析;視頻技術(shù)

引言：

隨著視頻技術(shù)的不斷發(fā)展，視頻矩陣的需求量也在不斷的增加[1]。目前，在一些視頻中，需要運用多個或者幾個屏幕，來應(yīng)用視頻信號。但是，視頻信號在顯示的過程中，會受到尺寸的限制，屏幕的尺寸無法進(jìn)行無限制的延展，所以，目前的共享視頻顯示是非常重要的研究方向。視頻矩陣可以根據(jù)不同是信號源，將視頻的格式轉(zhuǎn)化成AV、DVI、VGA以及HDMI等不同的格式。可以滿足人們對信號源的需求，在這個視頻矩陣也被稱作是混合視頻矩陣。隨著人們生活水平的提升，需要更好的發(fā)展高清視頻，滿足人們的需求。

一、發(fā)展分析

國外的視頻矩陣發(fā)展比較早，在1978年，視頻矩陣的切換技術(shù)和控制技術(shù)就已經(jīng)產(chǎn)生，是美國AD公司設(shè)計和生產(chǎn)，到現(xiàn)在已經(jīng)過了30多年，目前的視頻矩陣技術(shù)得到了很大的改變[2]。

國外的技術(shù)發(fā)展的比較早，經(jīng)驗比較豐富，研發(fā)了各種各樣的矩陣產(chǎn)品。不管在數(shù)字還是模擬視頻的時代中，都擁有比較先進(jìn)的技術(shù)知識，目前，我國的需求量遠(yuǎn)超過國外的需求，大大的促進(jìn)了我國的視頻矩陣的發(fā)展，國外的視頻矩陣技術(shù)差距不是很大，甚至國內(nèi)的價格上有很大的優(yōu)勢。所以，我國的視頻矩陣產(chǎn)品出口量比較大，能夠打開全球的市場。

我國是視頻矩陣發(fā)展主要經(jīng)歷了三個階段。第一階段是在九十年代的初期，在改革開放的初期，我國的視頻技術(shù)還沒有成熟，大部分都是從國外進(jìn)口的。第二個階段的就是年代的中、后期，這個時候，我國已經(jīng)進(jìn)入到了改革開放的高速發(fā)展的時期，中國的視頻矩陣技術(shù)和國外的視頻技術(shù)得到了充分的交流，還處于初級的學(xué)習(xí)間斷，通過學(xué)習(xí)和研發(fā)，我國開始自己進(jìn)行生產(chǎn)視頻矩陣。第三個階段是在2000年以后，這個階段數(shù)字視頻技術(shù)已經(jīng)處于高速的發(fā)展階段，給國內(nèi)的公司創(chuàng)造了很多的機會，這個階段，能夠生產(chǎn)自主創(chuàng)新的生產(chǎn)視頻矩陣。目前很多大型的監(jiān)控系統(tǒng)中，很多設(shè)備已經(jīng)換成了高清數(shù)字視頻，并且模擬視頻仍然占據(jù)很大的部分，但是還有一部分使用的是迷你視頻，要想兼容這兩種視頻，就需要視頻矩陣來完成，這種模擬視頻監(jiān)控系統(tǒng)的穩(wěn)定性、成熟型比較強，不會很快的升級為數(shù)字高清視頻，因此，在未來一段時間內(nèi)，混合矩陣視頻的應(yīng)用，會非常的廣泛。

二、高清混合視頻矩陣的功能設(shè)計

輸入的部分，是由輸入卡構(gòu)成的，根據(jù)性能需求的不同，輸入卡數(shù)量從一到多有不同。這些輸入卡，在對視頻輸入后，可以實現(xiàn)對解碼后手機傳送到交換的背板?，F(xiàn)在，隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，視頻格式解碼芯片中，相關(guān)的是格式，可以從市場中直接購買回來。這樣就能夠?qū)崿F(xiàn)高速化的解碼，而且穩(wěn)定性很強。影響的分辨率比較大。如果要保證龐大的數(shù)據(jù)進(jìn)行實時傳輸，就需要保證設(shè)備元器件能夠承載較大的輸入量，并且能夠保證傳輸?shù)乃俣?。因此，需要選擇能夠?qū)崟r傳輸視頻數(shù)據(jù)的總線。

交換背板：這個部門，主要是對視頻數(shù)據(jù)的復(fù)制，高速的開關(guān)。另外，輸入的視頻數(shù)據(jù)，可以映射到輸出的通道中的任何一個，能夠消除視頻的開關(guān)，并且能夠切換功能。

輸出部分：輸出部能夠接受從交換背板發(fā)到視頻數(shù)據(jù)，之后，能夠有效處理，使其輸出為高清分辨率。處理數(shù)據(jù)被編碼芯片進(jìn)行編碼，在經(jīng)過標(biāo)準(zhǔn)的視頻電纜，將其發(fā)送到監(jiān)視裝置中，就完成了輸出的流程。

控制部分：這是由兩個部門組成的，一個是主機計算機的軟件控制，在電腦上，現(xiàn)在通信接口開發(fā)工具的控制設(shè)備的控制和軟件。另外一個面板控制，通過面板按鈕和液晶顯示器對設(shè)備進(jìn)行控制。

三、高清混合視頻矩陣在電視播出技術(shù)中的設(shè)計策略

總控矩陣安裝在中心機房的總控機柜中，負(fù)責(zé)整個系統(tǒng)信號的總體調(diào)度。日常應(yīng)用時，大多數(shù)時候要依靠遙控面板來對入出的信號進(jìn)行調(diào)度。因此，要熟練的掌握總控矩陣遙控面板的使用方法，但是在這之前應(yīng)該了解總控矩陣和遙控面板的連接方式。系統(tǒng)中應(yīng)用了四個遙控面板，分別安放于中心機房、上載機房和總控機房，總控機房里放置了兩個，其中一個負(fù)責(zé)129路的監(jiān)看調(diào)度（無調(diào)度其他輸出的權(quán)限）。具體的連接結(jié)構(gòu)如圖1：

（一）利用router mapper軟件對矩陣進(jìn)行配置

（1）找到router mapper 軟件，打開后在comm settings選項中設(shè)置軟件連接矩陣的方式，在本系統(tǒng)中應(yīng)用的是TCP/IP網(wǎng)絡(luò)連接，將矩陣的IP地址添加到列表中即可（計算機網(wǎng)絡(luò)要和矩陣在一個網(wǎng)段上，本系統(tǒng)的矩陣ip為186.8.8.250）

（2）設(shè)置完成后軟件就可以通過網(wǎng)絡(luò)訪問到矩陣，點擊“discovery”選項，軟件會自動檢測到網(wǎng)絡(luò)中的矩陣以及與矩陣連接的遙控面板，如下圖（圖中設(shè)備名稱和ID號已經(jīng)設(shè)置好）：? 下圖發(fā)現(xiàn)的遙控面板是老版本的，新版本的遙控面板通過router mapper是不能進(jìn)行訪問的。

（3）雙擊“routers”下面的“platium0”，就會彈出“Edit platinum Frame”對話框，該對話框設(shè)置的是矩陣的各種參數(shù)，設(shè)置完成后需要“download”到矩陣主機，這樣矩陣才能正常使用，如下：

以上就是矩陣在Navigator中的一些設(shè)置，這個軟件可以配合上面提到的Router Mapper共同使用。有些設(shè)置在此軟件中方便使用，有些則在Router Mapper中方便使用。

結(jié)束語：

綜上所述，高清視頻在近年來的視頻發(fā)展中，具有重要的作用和地位，能夠?qū)D像進(jìn)行高清的處理和傳輸，在設(shè)計上，能夠利用好目前的資源解決出現(xiàn)的問題，整個高清混合視頻矩陣，采用的無壓縮的方式，沒有一路數(shù)據(jù)是進(jìn)行單獨處理的，這樣可以保證視頻的高清質(zhì)量。視頻數(shù)據(jù)采用的高清混合視頻矩陣技術(shù)進(jìn)行處理，需要熟練的掌握總控矩陣遙控面板的使用方法，保證數(shù)據(jù)的穩(wěn)定性和可擴(kuò)展性，每路視頻能夠進(jìn)行單獨的傳輸，減少對視頻信號的影響。高清混合視頻矩陣的應(yīng)用，給現(xiàn)代視頻行業(yè)的發(fā)展，起著積極的推進(jìn)作用，因此，需要加大研究的力度。

參考文獻(xiàn)

[1]趙延龍.基于混合特征的人臉檢測算法研究及其FPGA實現(xiàn)[D].哈爾濱工業(yè)大學(xué)，2016.

[2]佚名.基于FPGA的視頻采集系統(tǒng)設(shè)計與實現(xiàn)[D].成都理工大學(xué)，2018.

[3]宋昕陽.高清視頻會議系統(tǒng)H.320&H.323雙協(xié)議混合組網(wǎng)的分析[J].中國新通信，2018，20（06）：116.

[4]謝榮東.高標(biāo)清混合視頻監(jiān)控系統(tǒng)中的畫面分割技術(shù)設(shè)計[J].信息與電腦（理論版），2015（03）：23-24.