同轴高清混合视频矩阵系统的实现-开题报告

（一）国内视频矩阵发展现状

视频矩阵是指该设备根据控制指令将其M 路输入端视频信号任意切换至N路输出端上的电子监控设备。一般情况下矩阵的输入大于输出即M>N。目前的视频矩阵根据其切换视频信号的类型来分，有模拟矩阵和数字矩阵两大类。

模拟视频矩阵一般是由CPU模块、视频输入模块、切换背板、视频输出模块、电源模块等组成。输入板对接收到的视频信号进行阻抗匹配、缓冲放大后送到模拟电子交叉开关，其根据用户的切换指令完成指定输入端信号切换至指定输出端上，电子交叉开关输出的视频信号经输出板进行OSD叠加后驱动输出。

上世纪80年代初，北京天安门广场安装第一批监控系统开始，中国的安防产业经历了引进、模仿、消化吸收、创新的发展过程。模拟矩阵作为监控系统的核心产品，经过二十多年的发展，其稳定性高、操作简单、延迟小、成本低等特点使其一直占据模拟监控系统的重要位置。

从2000年以来，随着国内数字视频压缩技术的发展，人们对视频清晰度、观看范围、视觉效果有了更高的要求。随之网络矩阵、及以编解码技术为代表的监控系统，以其百万像素的画质、系统扩展能力强、有效利用现有网络等特点，进入了快速发展状态。经过10多年的发展，以逐步开始取代模拟矩阵成为监控市场发展的主力军。

网络视频矩阵或采用编解码技术的虚拟视频矩阵，其基本原理都是将前端视频信号进行压缩编码经网络转输后，由解码器(软解、硬解)来解出网络上指定前端的图像后输出。

但采用数字视频压缩技术及网络传输的监控系统来说，也存在编解码对画质的损失、网络传输延时、网络安全等问题，逐渐人们发现在广播电视行业应用时间长、技术成熟的HD-SDI高清数字分量串行接口技术有着无压缩、无损失的画质、无延迟、安全稳定、施工简便、标准统一等优点。2009年HDCCTV联盟的成立推动了HD-SDI在视频监控领域的应用，随着2011年在深圳第十三届中国公共安全博览会的召开，加快了HD-SDI相关技术的推动，很多安防厂家、工程商都开始推出基于HD-SDI的相关产品及方案，SDI矩阵产品很快也开始推向市场，但经过开发与实践人们发现HD-SDI在目前安防监控市场的应用存在局限性。原因在与系统成本较高、数据量大、相同的同轴电缆传输距离近等问题。目前大型HD-SDI矩阵主要在交通、金融、公检法司等行业存在小量市场。纵观发展，你会发现模拟视频信号与HD-SDI的一些优点是互补的，如果把它们的优点结合在一起，可能会更适合目前的市场需求。很快在2012年底，浙江大华技术股份有限公司发布一项具备完全自主知识产权的安防行业高清视频传输规范——HDCVI——High Definition Composite Video Interface，即高清复合视频接口，是一种基于同轴电缆的高清视频传输规范，采用模拟调制技术传输逐行扫描的高清视频。HDCVI具有高清分辨率、无损、无延时、同轴电缆传输距离远、成本低、非常适合原模拟系统升级改造等结合了模拟、SDI特点的新技术。随后海康威视、巨峰科技相继推出了HDTVI 、AHD同轴高清技术的产品。据有关方面分析统计，目前在使用的监控系统前端，模拟产品占据大部分市场，随着产品的升级换代，一些网络条件有限，应用环境限制的地方更适合采用模拟同轴高清、数字高清信号，随着HD-SDI、同轴高清技术的逐渐的推广，基于HD-SDI的多格式同轴高清矩阵产品的开发是势在必行。

（二）国外视频矩阵发展现状

西方国家在视频监控技术发展起步较早，众所周知，美国动力(American Dynamics)是现代CCTV监控系统核心技术——矩阵切换/控制技术的发明者。自上世纪70年代创立以来，美国动力始终致力于不断提高并变革视频监控技术，从VCR和画面处理器到数字视频系统及网络解决方案，美国动力这个名字一直都是视频市场上的领军品牌。2009年7月，美国动力公布了新标识—此举意味着公司将聚焦于网络视频技术的发展。IP技术正引发了视频监控市场翻天覆地的变化，而美国动力又一次站在了变革的前沿。公司新近推出的VideoEdge® IP系列产品将不断拓展到网络视频管理系统， IP摄像机，编码器等等。

2014年12月5日，a&s《安全自动化》（MFNE法兰克福新时代传媒）发布了2014年度全球安防50强榜单。霍尼韦尔(Honywell)安防集团再次获得第一名，领跑安防行业，在视频矩阵方面，霍尼韦尔除了开发了完善的模拟矩阵切换系统外，目前开发了基于编解码技术的视频监控系统(虚拟矩阵)及MAX-2000 大规模联网HD-SDI高清矩阵管理系统。同样其它在业界久负盛名的安防企业，派尔高(PELCO)、泰科(TE) 都有完整模拟矩阵切换系统，不过目前这些企业主要发展基于编解码技术的视频监控系统(虚拟矩阵)。

目前国外的IC公司，像EXAR Corporation与浙江大华技术股份有限公司合作设计HDCVI专输技术的芯片，Techpoint,Inc;与杭州海康威视数字技术股份有限公司合作进行HDTVI芯片的设计制造。随着技术的推广、市场的发展，相信国外很快也会推出适合这类信号的高清矩阵系统。

二、^范文提纲

1 绪论

1.1 视频矩阵概述

1.2国内视频矩阵发展现状及趋势

1.3国外视频矩阵发展现状及趋势

1.4课题研究的意义

2. 同轴高清混合视频矩阵(以下简称混合矩阵)系统整体方案设计

2.1 HD-SDI信号简介

2.2 HD-CVI信号简介

2.3 混合矩阵系统组成及原理

2.4课题研究的目标

3.混合矩阵系统的实现

3.1混合矩阵输入功能的实现

3.1.1 HD-SDI信号输入硬件的实现

3.1.2 HD-SDI信号输入软件的实现

3.1.3 HD-CVI信号解码硬件的实现

3.1.4 HD-CVI解码后数字信号处理

3.1.5视频数字信号并串转换

3.1.6 HD-CVI信号输入软件的实现

3.2 混合矩阵视频交换功能的实现

3.2.1 数字高速交叉开关简介

3.2.2视频核心交换背板工作原理

3.2.3视频核心交换背板硬件的实现

3.2.4视频核心交换背板软件的实现

3.3 混合矩阵视频输出部分的实现

3.3.1 视频数字信号串并转换

3.3.2 视频信号OSD叠加硬件的实现

3.3.3 视频信号OSD叠加软件的实现

3.3.4 视频信号转换后驱动输出

3.4 中央管理模块的实现

3.5 混合矩阵视频信号测试

4. 设计总结

三、参考文献

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