高清混合视频矩阵的研究及实现分析

张欣月

摘要：人们对视频的清晰度的要求越来越高，因此，通过科学的研究，产生了高清混合视频矩阵，目前，这种技术的应用已经非常的广泛，应用在监控系统中、视频教学中、视频会议中、娱乐场所以及演播室中。近年来，我國正在打造建设平安的城市理念，因此，需要高清混合矩阵的应用，也非常的重要。这就需要对高清混合视频矩阵进行研究，研究FPGA的意义。

关键词：高清混合视频矩阵;实现分析;视频技术

引言：

随着视频技术的不断发展，视频矩阵的需求量也在不断的增加[1]。目前，在一些视频中，需要运用多个或者几个屏幕，来应用视频信号。但是，视频信号在显示的过程中，会受到尺寸的限制，屏幕的尺寸无法进行无限制的延展，所以，目前的共享视频显示是非常重要的研究方向。视频矩阵可以根据不同是信号源，将视频的格式转化成AV、DVI、VGA以及HDMI等不同的格式。可以满足人们对信号源的需求，在这个视频矩阵也被称作是混合视频矩阵。随着人们生活水平的提升，需要更好的发展高清视频，满足人们的需求。

一、发展分析

国外的视频矩阵发展比较早，在1978年，视频矩阵的切换技术和控制技术就已经产生，是美国AD公司设计和生产，到现在已经过了30多年，目前的视频矩阵技术得到了很大的改变[2]。

国外的技术发展的比较早，经验比较丰富，研发了各种各样的矩阵产品。不管在数字还是模拟视频的时代中，都拥有比较先进的技术知识，目前，我国的需求量远超过国外的需求，大大的促进了我国的视频矩阵的发展，国外的视频矩阵技术差距不是很大，甚至国内的价格上有很大的优势。所以，我国的视频矩阵产品出口量比较大，能够打开全球的市场。

我国是视频矩阵发展主要经历了三个阶段。第一阶段是在九十年代的初期，在改革开放的初期，我国的视频技术还没有成熟，大部分都是从国外进口的。第二个阶段的就是年代的中、后期，这个时候，我国已经进入到了改革开放的高速发展的时期，中国的视频矩阵技术和国外的视频技术得到了充分的交流，还处于初级的学习间断，通过学习和研发，我国开始自己进行生产视频矩阵。第三个阶段是在2000年以后，这个阶段数字视频技术已经处于高速的发展阶段，给国内的公司创造了很多的机会，这个阶段，能够生产自主创新的生产视频矩阵。目前很多大型的监控系统中，很多设备已经换成了高清数字视频，并且模拟视频仍然占据很大的部分，但是还有一部分使用的是迷你视频，要想兼容这两种视频，就需要视频矩阵来完成，这种模拟视频监控系统的稳定性、成熟型比较强，不会很快的升级为数字高清视频，因此，在未来一段时间内，混合矩阵视频的应用，会非常的广泛。

二、高清混合视频矩阵的功能设计

输入的部分，是由输入卡构成的，根据性能需求的不同，输入卡数量从一到多有不同。这些输入卡，在对视频输入后，可以实现对解码后手机传送到交换的背板。现在，随着科学技术的发展，视频格式解码芯片中，相关的是格式，可以从市场中直接购买回来。这样就能够实现高速化的解码，而且稳定性很强。影响的分辨率比较大。如果要保证庞大的数据进行实时传输，就需要保证设备元器件能够承载较大的输入量，并且能够保证传输的速度。因此，需要选择能够实时传输视频数据的总线。

交换背板：这个部门，主要是对视频数据的复制，高速的开关。另外，输入的视频数据，可以映射到输出的通道中的任何一个，能够消除视频的开关，并且能够切换功能。

输出部分：输出部能够接受从交换背板发到视频数据，之后，能够有效处理，使其输出为高清分辨率。处理数据被编码芯片进行编码，在经过标准的视频电缆，将其发送到监视装置中，就完成了输出的流程。

控制部分：这是由两个部门组成的，一个是主机计算机的软件控制，在电脑上，现在通信接口开发工具的控制设备的控制和软件。另外一个面板控制，通过面板按钮和液晶显示器对设备进行控制。

三、高清混合视频矩阵在电视播出技术中的设计策略

总控矩阵安装在中心机房的总控机柜中，负责整个系统信号的总体调度。日常应用时，大多数时候要依靠遥控面板来对入出的信号进行调度。因此，要熟练的掌握总控矩阵遥控面板的使用方法，但是在这之前应该了解总控矩阵和遥控面板的连接方式。系统中应用了四个遥控面板，分别安放于中心机房、上载机房和总控机房，总控机房里放置了两个，其中一个负责129路的监看调度（无调度其他输出的权限）。具体的连接结构如图1：

（一）利用router mapper软件对矩阵进行配置

（1）找到router mapper 软件，打开后在comm settings选项中设置软件连接矩阵的方式，在本系统中应用的是TCP/IP网络连接，将矩阵的IP地址添加到列表中即可（计算机网络要和矩阵在一个网段上，本系统的矩阵ip为186.8.8.250）

（2）设置完成后软件就可以通过网络访问到矩阵，点击“discovery”选项，软件会自动检测到网络中的矩阵以及与矩阵连接的遥控面板，如下图（图中设备名称和ID号已经设置好）：  下图发现的遥控面板是老版本的，新版本的遥控面板通过router mapper是不能进行访问的。

（3）双击“routers”下面的“platium0”，就会弹出“Edit platinum Frame”对话框，该对话框设置的是矩阵的各种参数，设置完成后需要“download”到矩阵主机，这样矩阵才能正常使用，如下：

以上就是矩阵在Navigator中的一些设置，这个软件可以配合上面提到的Router Mapper共同使用。有些设置在此软件中方便使用，有些则在Router Mapper中方便使用。

结束语：

综上所述，高清视频在近年来的视频发展中，具有重要的作用和地位，能够对图像进行高清的处理和传输，在设计上，能够利用好目前的资源解决出现的问题，整个高清混合视频矩阵，采用的无压缩的方式，没有一路数据是进行单独处理的，这样可以保证视频的高清质量。视频数据采用的高清混合视频矩阵技术进行处理，需要熟练的掌握总控矩阵遥控面板的使用方法，保证数据的稳定性和可扩展性，每路视频能够进行单独的传输，减少对视频信号的影响。高清混合视频矩阵的应用，给现代视频行业的发展，起着积极的推进作用，因此，需要加大研究的力度。

参考文献

[1]赵延龙.基于混合特征的人脸检测算法研究及其FPGA实现[D].哈尔滨工业大学，2016.

[2]佚名.基于FPGA的视频采集系统设计与实现[D].成都理工大学，2018.

[3]宋昕阳.高清视频会议系统H.320&H.323双协议混合组网的分析[J].中国新通信，2018，20（06）：116.

[4]谢荣东.高标清混合视频监控系统中的画面分割技术设计[J].信息与电脑（理论版），2015（03）：23-24.