CN103037170A - 监控视频矩阵系统、网络及其级联切换、带宽调整方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及安防、监控视频领域，公开了一种监控视频矩阵系统、网络及其级联切换、带宽调整方法。本发明中，监控视频矩阵系统中包括高速总线、处理器，将视频图像信号直接转换为高速总线信号，不进行编解码，低延时，传输过程中数据无损无压缩，图像质量高，而且可以直接进行视频的编辑，无需二次处理。光电转换器，将光信号转换为电信号，支持各种接口输入输出，实现了模拟、数字信号的无缝对接。作为监控视频矩阵系统的扩展，两个光纤级联板之间通过光纤干线进行连接，可以发挥光纤传输通信容量大、传输距离远的优势，实现任意视频的传输。

Description

监控视频矩阵系统、网络及其级联切换、带宽调整方法

技术领域

本发明涉及安防、监控视频领域，特别涉及监控视频矩阵技术。

背景技术

视频矩阵又称为视频综合平台，为现有产品，其包括一主机箱，内装多种业务板(主控板、输入/输出板、扩展板、级联板等)，各业务板通过背板的高速总线连接。该产品可连接前端、后端多种设备，实现信号的采集、传输、存储和显示，并可同时实现报警，从而将零散的监控、存储、报警设备组合成一套监控系统。

为了实现监控视频矩阵系统的扩展，监控视频矩阵系统之间可以进行级联，在现有技术中，主要有以下几种级联方式：

一、模拟矩阵级联：

这是一种传统的级联方式，通过细同轴电缆接口(Bayonet NutConnector，简称“BNC”)干线级联。

模拟矩阵级联，运行稳定，操作简单，成本低，时延少，容量较大。

存在问题：系统处理的视频分辨率过低，不能满足用户当前对视频清晰度的的要求。

首先，信号不稳定，由于现在监控系统都是多级联网，而模拟矩阵的弱点在于级联越多信号会越弱，所以通过数级的联网难免对信号有所损伤；其次，布线复杂不利管理，如今监控工程越来越大型化，在这种发展趋势下，如果沿用传统的模拟矩阵将不可避免地遇到复杂的布线和规模庞大的矩阵群，这就使得原来规模庞大的系统更加复杂化，不利于后期的维护和管理；最后，不能实现网络化管理和远程监控。

二、光矩阵级联：

光矩阵级联，是通过光纤实现级联，这种级联系统大多为高清视频系统。

存在问题：光矩阵级联，不支持视频编辑处理，只起到交换作用，只能进行传输和切换，视频编辑和存储通常需要其他转化设备，无法实现和原来矩阵系统的对接。

三、网络级联：

网络级联，是指通过网络实现级联，传输的是编码之后的数据。

存在问题：在这种级联系统中，数据需要进行压缩(编解码)，相对于上两种方案，图像质量较差，延时较高。

因此，现在需要一种运行稳定，操作简单，低延时，容量大，可以直接进行视频编辑，可以实现任意视频的传输，既可以和模拟矩阵无缝对接，又可以接入高清的视频信号进行切换，传输过程中数据无损无压缩，图像质量更高的监控视频矩阵系统。

发明内容

本发明的目的在于提供一种监控视频矩阵系统、网络及其级联切换、带宽调整方法，低延时，传输过程中数据无损无压缩，图像质量高，而且可以直接进行视频的编辑，而无需进行二次处理。

为解决上述技术问题，本发明的实施方式公开了一种监控视频矩阵系统，包括：

高速总线、至少一块视频输入板和至少一块视频输出板，

视频输入板包括：

视频输入处理单元，用于将来自各种视频输入接口的信号转换成高速总线信号；

处理器，用于对来自视频输入处理单元的信号进行处理；

高速总线交换芯片，用于将处理器与高速总线连接，向高速总线传输处理器的处理结果；

视频输出板包括：

处理器，用于对输出的高速总线信号进行处理；

视频输出处理单元，用于将经处理器处理的高速总线信号转换成各种视频输出接口的信号输出；

高速总线交换芯片，用于将处理器与高速总线连接，将来自高速总线的信号传输给处理器。

进一步地，高速总线为PCle总线。

进一步地，视频输入板还包括网络接口，用于和外部的网络存储设备连接；

视频输入板上的处理器还用于将输入信号编码后，通过网络接口，存储到外部的网络存储设备。

进一步地，视频输入板上还包括光电转换器，用于连接外部的视频光端机或者光纤高清相机，将输入的光信号转换为电信号，并将电信号传输给视频输入处理单元。

进一步地，视频输出板还包括网络接口，用于和外部的网络摄像机连接；

视频输出板上的处理器还用于从网络接口接收来自外部的网络摄像机的视频信号，进行解码后，输出给视频输出处理单元。

进一步地，视频输入板上的视频输入处理单元与模拟矩阵的输出端连接。

进一步地，还包括光纤级联板，该光纤级联板包括：

总线光纤转换单元，与光纤连接，用于对高速总线信号和光纤信号进行相互转换；

处理器，与外部的网络摄像机连接，用于对从网络摄像机输入的视频信号进行解码处理；

高速总线交换芯片，用于将总线光纤转换单元和处理器连接到高速总线。

进一步地，还包括：

主控板，用于对视频输入板、视频输出板和光纤级联板进行控制。

本发明的实施方式还公开了一种级联的监控视频矩阵网络，包括，至少两个如上所述的监控视频矩阵系统，其中各监控视频矩阵系统的光纤级联板之间以光纤连接。

进一步地，还包括：

至少一个模拟矩阵，其中模拟矩阵的至少一路输出与监控视频矩阵系统的视频输入处理单元连接。

本发明的实施方式还公开了一种级联切换方法，用于上述级联的监控视频矩阵网络，其特征在于，该级联的监控视频矩阵网络包括：监控视频矩阵系统1和监控视频矩阵系统2，其中，监控视频矩阵系统2至少包括一个视频输入板和一个光纤级联板作为级联输出板，监控视频矩阵系统1至少包括一个光纤级联板作为级联输入板和一个视频输出板，监控视频矩阵系统2的视频输入板与摄像机或光端机连接，监控视频矩阵系统1的视频输出板与电视墙连接，监控视频矩阵系统1与监控视频矩阵系统2之间通过N个监控视频矩阵系统级联，N为非负整数，监控视频矩阵系统2的级联输出板和监控视频矩阵系统1的级联输入板之间以光纤作为级联干线连接；

监控视频矩阵系统2和监控视频矩阵系统1之间进行级联切换时，执行以下步骤：

当收到级联切换命令时，监控视频矩阵系统2的级联输出板将监控视频矩阵系统2的视频输入板输入的、与级联切换命令相对应的视频信号输出到与所述视频信号的数据量相匹配的级联干线上进行传输；

监控视频矩阵系统1的级联输入板将接收到的所述视频信号传递给监控视频矩阵系统1的视频输出板；

监控视频矩阵系统1的视频输出板将所述视频信号输出到与切换命令相对应的电视墙上。

本发明的实施方式还公开了一种自适应带宽调整方法，用于上述级联的监控视频矩阵网络，其特征在于，该级联的监控视频矩阵网络包括：监控视频矩阵系统1和监控视频矩阵系统2，其中，监控视频矩阵系统2至少包括一个视频输入板、高速总线和一个光纤级联板作为级联输出板，监控视频矩阵系统1至少包括一个视频输出板、高速总线和一个光纤级联板作为级联输入板，监控视频矩阵系统1与监控视频矩阵系统2之间通过N个监控视频矩阵系统级联，N为非负整数，监控视频矩阵系统2的级联输出板和监控视频矩阵系统1的级联输入板之间以光纤作为联级干线连接，所述监控视频矩阵系统1还包括级联控制器，用于对级联干线进行控制；

在每次进行动态自适应带宽调整时，执行以下步骤：

当收到修改分辨率的控制命令时，监控视频矩阵系统1的视频输出板将所述控制命令通过监控视频矩阵系统1的高速总线、级联输入板传递给级联干线；

监控视频矩阵系统1的级联控制器根据所述控制命令，调整级联干线中传输通道的带宽；

级联干线将所述控制命令通过监控视频矩阵系统2的级联输出板、高速总线传递给监控视频矩阵系统2的视频输入板；

监控视频矩阵系统2的视频输入板根据所述控制命令对视频输入信号进行相应的缩放后再级联。

本发明实施方式与现有技术相比，主要区别及其效果在于：

监控视频矩阵系统中包括高速总线、处理器，将视频图像信号直接转换为高速总线信号，不进行编解码，低延时，传输过程中数据无损无压缩，图像质量高，而且可以直接进行视频的编辑，无需二次处理。

进一步地，输入信号编码后进行网络存储，可以实现对输入信号的集中存贮，便于后期的检索和回放。

进一步地，光电转换器，将光信号转换为电信号，支持各种接口输入输出，实现了模拟、数字信号的无缝对接。

进一步地，视频输出板同时具有解码功能，与外部的网络摄像机连接，可以实现对网络摄像机的解码上墙功能，实现IP设备和模拟设备的互联互通。

进一步地，将模拟矩阵的输出连接到视频输入板，可以实现本监控视频矩阵与模拟矩阵的级联。

进一步地，作为监控视频矩阵系统的扩展，两个光纤级联板之间通过光纤干线进行连接，可以发挥光纤传输通信容量大、传输距离远的优势，同时光纤级联系统可以根据需要进行图像处理，实现了任意视频的传输，既可以和模拟矩阵无缝对接，又可以接入高清的视频进行切换。

附图说明

图1是本发明第一实施方式中一种监控视频矩阵系统的结构示意图；

图2是本发明第二实施方式中一种监控视频矩阵系统的结构示意图；

图3是本发明第三实施方式中一种监控视频矩阵系统的结构示意图；

图4是本发明第四实施方式中一种监控视频矩阵系统的结构示意图；

图5是本发明第六实施方式中一种监控视频矩阵系统的结构示意图；

图6是本发明第七实施方式中一种监控视频矩阵系统的结构示意图；

图7本发明第八实施方式中一种级联的监控视频矩阵网络的结构示意图；

图8是本发明第九实施方式中一种级联的监控视频矩阵网络的拓扑结构示意图；

图9是本发明第十实施方式中一种级联切换方法的流程示意图；

图10是一种级联的监控视频矩阵网络的配置方案资源表；

图11是光纤的结构示意图；

图12本发明第十一实施方式中一种自适应带宽调整方法的流程示意图。

具体实施方式

在以下的叙述中，为了使读者更好地理解本申请而提出了许多技术细节。但是，本领域的普通技术人员可以理解，即使没有这些技术细节和基于以下各实施方式的种种变化和修改，也可以实现本申请各权利要求所要求保护的技术方案。

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明的实施方式作进一步地详细描述。

本发明第一实施方式涉及一种监控视频矩阵系统。图1是该监控视频矩阵系统的结构示意图。具体地说，

该监控视频矩阵系统包括：高速总线、至少一块视频输入板和至少一块视频输出板。

高速总线为PCle总线，在本发明的其它某些实施方式中，也可以采用其它类型的高速总线，如RapidlO(快速输入输出)，SerDes(串行并行转换电路)。

视频输入板包括：

视频输入处理单元，用于将来自各种视频输入接口的信号转换成高速总线信号。

处理器(例如，数字信号处理器Digital Signal Processor，简称“DSP”)，用于对来自视频输入处理单元的高速总线信号进行图像处理，如对图像进行放大、缩小、灰度化、黑白化、除噪声等等。

高速总线交换芯片，用于将处理器与高速总线连接，向高速总线传输处理器的处理结果。

视频输入板的主要作用是将来自各种视频输入接口的信号进行处理，转化成高速总线信号，所有的输入信号都转化成处理器可以处理的可编辑信号进行传输。

视频输出板包括：

处理器，用于对输出的高速总线信号进行处理。

视频输出处理单元，用于将经处理器处理的高速总线信号转换成各种视频输出接口的信号输出。

高速总线交换芯片，用于将处理器与高速总线连接，将来自高速总线的信号传输给处理器。

视频输出板的主要作用是将高速总线上传输的视频信号进行处理，转化成可输出的信号(如BNC、HDMI、VGA等)输出。

其中，细同轴电缆接口(Bayonent Nut Connector，简称“BNC”)，高清晰度多媒体接口(High Definition Multimedia Interface，简称“HDMI”)，视频图形阵列(Vedio Graphics Array，简称“VGA”)。

监控视频矩阵系统中包括高速总线、处理器，将视频图像信号直接转换为高速总线信号，不进行编解码，低延时，传输过程中数据无损无压缩，图像质量高，而且可以直接进行视频的编辑，无需二次处理。

本发明第二实施方式涉及一种监控视频矩阵系统。图2是该监控视频矩阵系统的结构示意图。

第二实施方式在第一实施方式的基础上进行了改进，主要改进之处在于：输入信号编码后进行网络存储，可以实现对输入信号的集中存贮，便于后期的检索和回放。

具体地说，如图2所示，该监控视频矩阵系统的视频输入板还包括网络接口，用于和外部的网络存储设备连接。

视频输入板上的处理器还用于将输入信号编码后，通过网络接口，存储到外部的网络存储设备。

此外，可以理解，网络存储设备可以为网络附加存储器(NetworkAttached Storage，简称“NAS”)或IP存储局域网络(Storage Area Network，简称“SAN”)，在本发明的其它某些实施方式中，也可以不进行网络存储，或者也可以采用其它的网络存储设备。

本发明第三实施方式涉及一种监控视频矩阵系统。图3是该监控视频矩阵系统的结构示意图。

第三实施方式在第二实施方式的基础上进行了改进，主要改进之处在于：光电转换器，将光信号转换为电信号，支持各种接口输入输出，实现了模拟、数字信号的无缝对接。

具体地说，如图3所示，该监控视频矩阵系统的视频输入板上还包括光电转换器，用于连接外部的视频光端机或者光纤高清相机，将输入的光信号转换为电信号，并将电信号传输给视频输入处理单元。

视频输入板从光电分类可以分为光纤输入和电口输入，光纤输入又可以分为视频光端机和光纤高清相机，在本发明的其它某些实施方式中，也可以是其它类型的光纤接口输入。电口输入可以分为高清晰度多媒体接口(HighDefinition Multimedia Interface，简称“HDMI”)、数字视频接口(Digital VisualInterface，简称“DVI”)、视频图形阵列(Vedio Graphics Array，简称“VGA”)、细同轴电缆接口(Bayonent Nut Connector，简称“BNC”)、数字串行接口(Serial Digital Interface，简称“SDI”)等。

本发明第四实施方式涉及一种监控视频矩阵系统。图4是该监控视频矩阵系统的结构示意图。

第四实施方式在第三实施方式的基础上进行了改进，主要改进之处在于：视频输出板同时具有解码功能，与外部的网络摄像机连接，可以实现对网络摄像机的解码上墙功能，实现IP设备和模拟设备的互联互通。

具体地说，如图4所示，该监控视频矩阵系统的视频输出板还包括网络接口，用于和外部的网络摄像机IPC(IP Camera)连接。

视频输出板上的处理器还用于从网络接口接收来自外部的网络摄像机的视频信号，进行解码后，输出给视频输出处理单元。

此外，可以理解，在本发明的其实某些实施方式中，视频输出板上的处理器也可以不连接外部的网络摄像机，接与不接视具体需求而定，或者连接其它的IP设备。

本发明第五实施方式涉及一种监控视频矩阵系统。

第五实施方式在第四实施方式的基础上进行了改进，主要改进之处在于：将模拟矩阵的输出连接到视频输入板，可以实现本监控视频矩阵与模拟矩阵的级联。

监控视频矩阵系统，用来进行视频处理和传输，该监控视频矩阵系统的视频输入板上的视频输入处理单元与模拟矩阵的输出端连接，用来和原来的系统兼容。

此外，可以理解，在本发明的其它某些实施方式中，监控视频矩阵系统的视频输入板也可以不与模拟矩阵连接。一个模拟矩阵可以有多路输出，可以分别将多路输出连接到多块视频输入板。

本发明第六实施方式涉及一种监控视频矩阵系统。图5是该监控视频矩阵系统的结构示意图。

第六实施方式在第五实施方式的基础上进行了改进，主要改进之处在于：该监控视频矩阵系统还包括光纤级联板。

具体地说，如图5所示，该光纤级联板包括：

总线光纤转换单元，与光纤连接，用于对高速总线信号和光纤信号进行相互转换。

处理器，与外部的网络摄像机连接，用于对从网络摄像机输入的视频信号进行解码处理。

高速总线交换芯片，用于将总线光纤转换单元和处理器连接到高速总线。

光纤级联板的主要作用就是完成光纤信号和高速总线信号之间的转换，其中信号转换包括视频数据和控制命令的转换。同时级联板上有DSP，支持IPC通过DSP解码之后进行级联。

在本发明的其它某些实施方式中，光纤级联板也可以没有，例如在模拟级联中，视频输入板和视频输出板之间通过高速总线进行连接，或者和模拟矩阵进行连接，实现级联。

本发明第七实施方式涉及一种监控视频矩阵系统。图6是该监控视频矩阵系统的结构示意图。

第七实施方式在第六实施方式的基础上进行了改进，主要改进之处在于：该监控视频矩阵系统，还包括主控板。

具体地说，如图6所示，

主控板，用于对视频输入板、视频输出板和光纤级联板进行控制。

监控视频矩阵系统可以插入多块子板和一块主控板，子板类型可选，主控板必选，其中的视频输入板、视频输出板和光纤级联板均为子板，子板之间通过背板相连，高速总线设置在背板上，主控板用于对同一监控视频矩阵系统中的各个子板进行控制，可以实现很高的交换容量。

本发明第八实施方式涉及一种级联的监控视频矩阵网络。图7是该级联的监控视频矩阵网络的结构示意图。具体地说，

该级联的监控视频矩阵网络包括：至少两个如上所述的监控视频矩阵系统，其中各监控视频矩阵系统的光纤级联板之间以光纤连接。

作为监控视频矩阵系统的扩展，级联的监控视频矩阵网络的两个光纤级联板之间通过光纤干线进行连接，可以发挥光纤传输通信容量大、传输距离远的优势，同时光纤级联系统可以根据需要进行图像处理。

本发明第九实施方式涉及一种级联的监控视频矩阵网络。图8是该级联的监控视频矩阵网络的拓扑结构示意图。

第九实施方式在第八实施方式的基础上进行了改进，主要改进之处在于：该级联的监控视频矩阵网络，还包括至少一个模拟矩阵。

具体地说，

模拟矩阵的至少一路输出与监控视频矩阵系统的视频输入处理单元连接。

级联的监控视频矩阵网络，实现了对任意视频的传输，既可以和模拟矩阵无缝对接，又可以接入高清的视频进行切换。

需要说明的是，本发明各系统实施方式中提到的各单元都是逻辑单元，在物理上，一个逻辑单元可以是一个物理单元，也可以是一个物理单元的一部分，还可以以多个物理单元的组合实现，这些逻辑单元本身的物理实现方式并不是最重要的，这些逻辑单元所实现的功能的组合是才解决本发明所提出的技术问题的关键。此外，为了突出本发明的创新部分，本发明上述各系统实施方式并没有将与解决本发明所提出的技术问题关系不太密切的单元引入，这并不表明上述各系统实施方式并不存在其它的单元。

本发明第十实施方式涉及一种级联切换方法。图9是该级联切换方法的流程示意图。

该级联切换方法用于如上所述的级联的监控视频矩阵网络，具体地说，如图8所示，该级联的监控视频矩阵网络包括：监控视频矩阵系统1和监控视频矩阵系统2，其中，监控视频矩阵系统2至少包括一个视频输入板和一个光纤级联板作为级联输出板，监控视频矩阵系统1至少包括一个光纤级联板作为级联输入板和一个视频输出板，监控视频矩阵系统2的视频输入板与视频源连接，监控视频矩阵系统1的视频输出板与电视墙连接，监控视频矩阵系统1与监控视频矩阵系统2之间通过N个监控视频矩阵系统级联，N为非负整数，监控视频矩阵系统2的级联输出板和监控视频矩阵系统1的级联输入板之间以光纤作为级联干线连接。

视频源，可以是传统的模拟输入摄像机，也支持光纤摄像机，或者光端机接入。

电视墙，由1到多个显示器组成，用来进行视频图像的监控。

图8所示的级联的监控视频矩阵网络，例如有如图10所示的配置方案，cam1～10和mon1～5为监控视频矩阵系统1的资源，cam11～20和mon6～10为监控视频矩阵系统2的资源，通过监控视频矩阵系统2-＞1的干线资源trunk1～2可以实现任意cam11～20的图像在mon1～5上显示。

具体地说，如图9所示，该级联切换方法主要包括以下步骤：

在步骤901中，主控板收到级联切换命令cam11-＞mon1。

级联切换命令通常是通过键盘或者其他控制设备发出的。

此后进入步骤902，判断是否为同一监控视频矩阵系统输入输出。

若是，则进入步骤907；若否，则进入步骤903。

在步骤903中，确定cam和mon所属监控视频矩阵系统为2和1。

此后进入步骤904，找到监控视频矩阵系统2和1之间的干线2。

干线查找是指查找最匹配的干线，如果视频输入板接入的视频分辨率为720p，则干线选择时会优先查找5D1的干线，避免了干线的浪费或不足。

光纤级联板之间可以有多根光纤，图11是光纤的结构示意图，每根光纤内部虚拟出多个通道(以下简称光纤通道)，每个光纤通道可以传输1个D1的视频数据。

对于每根光纤干线的数据量相当于多少个D1(720×480)进行配置，通常可以通过自动或手动方式配置。如配置了5个D1的光纤干线，此光纤干线可以传递相当于5D1(如720p，(1280×720)/(720×480)＜5)的数据量的视频。如果对于大于5D1数据量的视频，则采取缩放传输方式，在视频输入板对视频进行缩放处理，然后进传输。

D1是数字电视系统显示格式的标准，共分为以下5种规格：

D1：480i格式(525i)：720×480(水平480线，隔行扫描)，和NTSC模拟电视清晰度相同，行频为15.25kHz，相当于我们所说的4CIF(720×576)。

下面为5种CIF图像格式的参数说明。参数次序为“图象格式亮度取样的象素个数(dx)亮度取样的行数(dy)色度取样的象素个数(dx/2)色度取样的行数(dy/2)”。

sub-QCIF 128×966448

QCIF 176×1448872

CIF 352×288176144

4CIF 704×576352288(即我们经常说的D1)

16CIF 1408×1152704576

目前监控行业中主要使用QCIF(176×144)、CIF(352×288)、HALFD1(704×288)、D1(704×576)等几种分辨率。

D2：480p格式(525p)：720×480(水平480线，逐行扫描)，较D1隔行扫描要清晰不少，和逐行扫描DVD规格相同，行频为31.5kHz。

D3：1080i格式(1125i)：1920×1080(水平1080线，隔行扫描)，高清方式采用最多的一种分辨率，分辨率为1920×1080i/60Hz，行频为33.75kHz。

D4：720p格式(750p)：1280×720(水平720线，逐行扫描)，虽然分辨率较D3要低，但是因为逐行扫描，市面上更多人感觉相对于1080i(实际逐次540线)视觉效果更加清晰。不过个人感觉来说，在最大分辨率达到1920×1080的情况下，D3要比D4感觉更加清晰，尤其是文字表现力上，分辨率为1280×720p/60Hz，行频为45kHz。

D5：1080p格式(1125p)：1920×1080(水平1080线，逐行扫描)，目前民用高清视频的最高标准，分辨率为1920×1080p/60Hz，行频为67.5KHZ。

其中D1和D2标准是我们一般模拟电视的最高标准，并不能称得上高清晰，D3的1080i标准是高清晰电视的基本标准，它可以兼容720p格式，而D5的1080p只是专业上的标准。

此后进入步骤905，发送命令给监控视频矩阵系统2，切换cam11-＞trunk2。

当收到级联切换命令时，监控视频矩阵系统2的级联输出板将监控视频矩阵系统2的视频输入板输入的、与级联切换命令相对应的视频信号输出到与所述视频信号的数据量相匹配的级联干线上进行传输；

此后进入步骤906，发送命令给监控视频矩阵系统1，切换trunk2-＞mon1。

监控视频矩阵系统1的级联输入板将接收到的所述视频信号传递给监控视频矩阵系统1的视频输出板；

监控视频矩阵系统1的视频输出板将所述视频信号输出到与切换命令相对应的电视墙上。

此后结束本流程。

在步骤907中，进行本地切换。

此后结束本流程。

本发明第十一实施方式涉及一种自适应带宽调整方法。图12是该自适应带宽调整方法的流程示意图。

自适应带宽调整方法，用于如上所述的级联的监控视频矩阵网络。

具体地说，如图12所示，

该级联的监控视频矩阵网络包括：监控视频矩阵系统1和监控视频矩阵系统2，其中，监控视频矩阵系统2至少包括一个视频输入板、高速总线和一个光纤级联板作为级联输出板，监控视频矩阵系统1至少包括一个视频输出板、高速总线和一个光纤级联板作为级联输入板，监控视频矩阵系统1与监控视频矩阵系统2之间通过N个监控视频矩阵系统级联，N为非负整数，监控视频矩阵系统2的级联输出板和监控视频矩阵系统1的级联输入板之间以光纤作为联级干线连接，所述监控视频矩阵系统1还包括级联控制器，用于对级联干线进行控制。

光纤通道中既有视频数据，又可以传递控制信息。通过控制信息可以实现分辨率自动适应。

该自适应带宽调整方法，主要包括以下步骤：

当收到修改分辨率的控制命令时，监控视频矩阵系统1的视频输出板将所述控制命令通过监控视频矩阵系统1的高速总线、级联输入板传递给级联干线；

监控视频矩阵系统1的级联控制器根据所述控制命令，调整级联干线中传输通道的带宽；

级联干线将所述控制命令通过监控视频矩阵系统2的级联输出板、高速总线传递给监控视频矩阵系统2的视频输入板；

监控视频矩阵系统2的视频输入板根据所述控制命令对视频输入信号进行相应的缩放后再级联。

假设切换已近完成，视频数据正常切换，此时用户修改了视频输出板的分辨率，如从720p修改为D1，此时没有必要占用5D1干线，视频输出端则会通过命令方式告诉级联控制器此干线可以释放一些资源用于其它用途，同时输出板通过光纤通知输入板将视频进行缩放之后进行级联。

本发明的各方法实施方式均可以以软件、硬件、固件等方式实现。不管本发明是以软件、硬件、还是固件方式实现，指令代码都可以存储在任何类型的计算机可访问的存储器中(例如永久的或者可修改的，易失性的或者非易失性的，固态的或者非固态的，固定的或者可更换的介质等等)。同样，存储器可以例如是可编程阵列逻辑(Programmable Array Logic，简称“PAL”)、随机存取存储器(Random Access Memory，简称“RAM”)、可编程只读存储器(Programmable Read Only Memory，简称“PROM”)、只读存储器(Read-Only Memory，简称“ROM”)、电可擦除可编程只读存储器(Electrically Erasable Programmable ROM，简称“EEPROM”)、磁盘、光盘、数字通用光盘(Digital Versatile Disc，简称“DVD”)等等。

虽然通过参照本发明的某些优选实施方式，已经对本发明进行了图示和描述，但本领域的普通技术人员应该明白，可以在形式上和细节上对其作各种改变，而不偏离本发明的精神和范围。

Claims (12)

1.一种监控视频矩阵系统，其特征在于，包括：

高速总线、至少一块视频输入板和至少一块视频输出板，

所述视频输入板包括：

视频输入处理单元，用于将来自各种视频输入接口的信号转换成高速总线信号；

处理器，用于对来自所述视频输入处理单元的高速总线信号进行图像处理；

高速总线交换芯片，用于将处理器与高速总线连接，向高速总线传输处理器的处理结果；

所述视频输出板包括：

处理器，用于对输出的高速总线信号进行处理；

视频输出处理单元，用于将经处理器处理的高速总线信号转换成各种视频输出接口的信号输出；

高速总线交换芯片，用于将处理器与高速总线连接，将来自高速总线的信号传输给处理器。

2.根据权利要求1所述的监控视频矩阵系统，其特征在于，所述高速总线为PCle总线。

3.根据权利要求1所述的监控视频矩阵系统，其特征在于，所述视频输入板还包括网络接口，用于和外部的网络存储设备连接；

所述视频输入板上的处理器还用于将输入信号编码后，通过所述网络接口，存储到外部的网络存储设备。

4.根据权利要求1所述的监控视频矩阵系统，其特征在于，所述视频输入板上还包括光电转换器，用于连接外部的视频光端机或者光纤高清相机，将输入的光信号转换为电信号，并将电信号传输给所述视频输入处理单元。

5.根据权利要求1所述的监控视频矩阵系统，其特征在于，所述视频输出板还包括网络接口，用于和外部的网络摄像机连接；

所述视频输出板上的处理器还用于从所述网络接口接收来自外部的网络摄像机的视频信号，进行解码后，输出给所述视频输出处理单元。

6.根据权利要求1所述的监控视频矩阵系统，其特征在于，所述视频输入板上的视频输入处理单元与模拟矩阵的输出端连接。

7.根据权利要求1至6中任一项所述的监控视频矩阵系统，其特征在于，还包括光纤级联板，该光纤级联板包括：

总线光纤转换单元，与光纤连接，用于对高速总线信号和光纤信号进行相互转换；

处理器，与外部的网络摄像机连接，用于对从网络摄像机输入的视频信号进行解码处理；

高速总线交换芯片，用于将所述总线光纤转换单元和处理器连接到高速总线。

8.根据权利要求7所述的监控视频矩阵系统，其特征在于，还包括：

主控板，用于对所述视频输入板、视频输出板和光纤级联板进行控制。

9.一种级联的监控视频矩阵网络，其特征在于，包括，至少两个如权利要求7所述的监控视频矩阵系统，其中各监控视频矩阵系统的光纤级联板之间以光纤连接。

10.根据权利要求9所述的级联的监控视频矩阵网络，其特征在于，还包括：

至少一个模拟矩阵，其中模拟矩阵的至少一路输出与监控视频矩阵系统的视频输入处理单元连接。

11.一种级联切换方法，用于如权利要求10所述的级联的监控视频矩阵网络，其特征在于，该级联的监控视频矩阵网络包括：监控视频矩阵系统1和监控视频矩阵系统2，其中，监控视频矩阵系统2至少包括一个视频输入板和一个光纤级联板作为级联输出板，监控视频矩阵系统1至少包括一个光纤级联板作为级联输入板和一个视频输出板，监控视频矩阵系统2的视频输入板与摄像机或光端机连接，监控视频矩阵系统1的视频输出板与电视墙连接，监控视频矩阵系统1与监控视频矩阵系统2之间通过N个监控视频矩阵系统级联，N为非负整数，监控视频矩阵系统2的级联输出板和监控视频矩阵系统1的级联输入板之间以光纤作为级联干线连接；

监控视频矩阵系统2和监控视频矩阵系统1之间进行级联切换时，执行以下步骤：

当收到级联切换命令时，监控视频矩阵系统2的级联输出板将监控视频矩阵系统2的视频输入板输入的、与级联切换命令相对应的视频信号输出到与所述视频信号的数据量相匹配的级联干线上进行传输；

监控视频矩阵系统1的级联输入板将接收到的所述视频信号传递给监控视频矩阵系统1的视频输出板；

监控视频矩阵系统1的视频输出板将所述视频信号输出到与切换命令相对应的电视墙上。

12.一种自适应带宽调整方法，用于如权利要求10所述的级联的监控视频矩阵网络，其特征在于，该级联的监控视频矩阵网络包括：监控视频矩阵系统1和监控视频矩阵系统2，其中，监控视频矩阵系统2至少包括一个视频输入板、高速总线和一个光纤级联板作为级联输出板，监控视频矩阵系统1至少包括一个视频输出板、高速总线和一个光纤级联板作为级联输入板，监控视频矩阵系统1与监控视频矩阵系统2之间通过N个监控视频矩阵系统级联，N为非负整数，监控视频矩阵系统2的级联输出板和监控视频矩阵系统1的级联输入板之间以光纤作为联级干线连接，所述监控视频矩阵系统1还包括级联控制器，用于对级联干线进行控制；

在每次进行动态自适应带宽调整时，执行以下步骤：

当收到修改分辨率的控制命令时，监控视频矩阵系统1的视频输出板将所述控制命令通过监控视频矩阵系统1的高速总线、级联输入板传递给级联干线；

监控视频矩阵系统1的级联控制器根据所述控制命令，调整级联干线中传输通道的带宽；

级联干线将所述控制命令通过监控视频矩阵系统2的级联输出板、高速总线传递给监控视频矩阵系统2的视频输入板；

监控视频矩阵系统2的视频输入板根据所述控制命令对视频输入信号进行相应的缩放后再级联。

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