在大規(guī)模網(wǎng)絡監(jiān)控系統(tǒng)中，網(wǎng)絡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)絡解碼器技術方案，由于市場銷量遠低于編碼的市場，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，單臺機最多裝4張解碼卡來核算，一個512路CIF畫質（32臺錄像機）的解碼需要高達64張4路解碼卡、16臺服務器，相當于兩臺42U的大機箱才能實現(xiàn)，業(yè)內(nèi)人士應該不難核算出它的硬件成本將超過20萬。
網(wǎng)絡高清視頻解碼矩陣的當前端輸入升級到720P或1080P的編碼能力后，后端的解碼、顯示將會面臨著更大的挑戰(zhàn)，要控制管理這么多視頻輸入與輸出，平臺軟件一項的成本也是一個不低的數(shù)字，在操作方面對于普通的安保人員來說將是一個巨大的挑戰(zhàn)。
多畫面分割的要求
解碼卡不僅有解碼能力的限制，更重要的是在多畫面分割顯示方面有著更大的局限，其中關鍵的一個因素是解碼卡受制于DSP的DA芯片，最高只能達到D1(704×576)的單通道顯示輸出。
仍以海康的4路解碼卡為例，一張卡最多只能實現(xiàn)2個4分屏。一張4路解碼卡是由2個獨立的DSP芯片組成，即一個芯片只能完成2路D1或4路CIF的解碼。結合解碼能力，若超過4分屏以上則需要通過其它芯片解碼，再通過PCI將解碼后的原始圖片傳替給輸出的通道，如果實現(xiàn)9個CIF將需要三個芯片才能完成。
而分畫面分割的問題在D1畫質的多畫面分割方面將會更加突出。一個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畫質的輸入最后還是回到了QCIF畫質。
多畫面分割在模擬矩陣里也是一個行業(yè)的瓶頸。面對這個問題，業(yè)內(nèi)人士可謂是費盡心思，在工程應用里能看到多種不同的解決思路，但都會存在這樣或那樣不可調和的矛盾。比如通過視頻分配與畫面分割器來完成，128路以上的視頻將需要32個畫面分割器來實現(xiàn)，但其存在不能任意切換的巨大缺陷。
只有單路輸出達到1280×1024（或以上）的分辨率，多畫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，按16分屏顯示，也能達到CIF畫質效果。配合大尺寸的液晶監(jiān)視器，就解決了較低成本來實現(xiàn)多路數(shù)解碼輸出的網(wǎng)絡高清視頻解碼矩陣顯示的問題。
多屏輸出顯示的要求
具備了超高的解碼能力，高分辨率多畫面分割顯示，但還需要對應的屏幕輸出數(shù)量，512路按每屏16路來顯示，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備的不斷進步，輸出的接口也從原來的模擬AV/BNC，升級到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轉換，就能完成實現(xiàn)4個D1分屏的高清晰度輸出。
一個上百萬的大型網(wǎng)絡監(jiān)控系統(tǒng)，如果不借助于廉價的顯示輸出設備進行多屏顯示輸出，而單靠一臺電腦通過IE去一臺一臺的訪問，就大有勞民傷財之嫌。
網(wǎng)絡高清視頻解碼矩陣多廠家設備兼容的要求
至第一款網(wǎng)絡攝像機面市以來，通過十多年的發(fā)展，國內(nèi)國外出現(xiàn)了大大小小上百個IP監(jiān)控設備提供商。這些廠家的硬盤錄像機、視頻服務器、網(wǎng)絡攝像機等設備遍布在各個機構與地區(qū)。
在高度自由競爭卻又沒有統(tǒng)一標準的市場環(huán)境下，同一個項目里的設備往往會出現(xiàn)3個、5個廠家生產(chǎn)的，而在省級以上大型聯(lián)網(wǎng)監(jiān)控里甚至會出現(xiàn)超過十個以上的廠家，要更換成統(tǒng)一的設備不僅會造成巨大的經(jīng)濟損失，也不符合自由競爭的商業(yè)原則，再渴求所有設備廠家執(zhí)行所謂的行業(yè)標準更是緣木求魚。
網(wǎng)絡高清視頻解碼矩陣實時流媒體轉發(fā)的要求
流媒體轉發(fā)是IP監(jiān)控里最常用的功能，一般了解的是它在一對多轉發(fā)方面的功能，但為什么會在稍大一點的系統(tǒng)就必須用到流媒體，其重要的原因是IP監(jiān)控設備普遍存在的一個重要局限。
IP設備最常用的芯片是DSP，因為其能完成高運算能力要求的圖像壓縮計算，但正因為如此，其在網(wǎng)絡傳輸方面是非常薄弱的。如果是DVR，通過MIPS等芯片進行處理，這個瓶頸就更為明顯。因為這個芯片要負責通過PCI總線從DSP取到視頻流，并同時負責錄像存儲，那么在網(wǎng)絡方面的資源就非常少了。不僅從芯片本身的功能，或是嵌入式設備上程序表達空間的局限，或是從1000M網(wǎng)絡技術的消化難度，都對IP編碼設備形成了難以突破的屏障。
按?？低暤挠脖P錄像機而言，它的總會話資源是24路，單路最多訪問是6個。即最多可以實現(xiàn)第一個用戶預覽全部16路視頻，第二個則最多只能預覽8路視頻，或是6個用戶，同時訪問其中某4路視頻。另一個重要局限是它的總帶寬資源是25Mbps，這個局限在D1畫質的情況尤為明顯，也就是說DS8016HF最多每路只能達到1.28Mbps，而且沒法向第二個用戶提供任何視頻了。從技術的角度，海康能達到這個水平已屬不易，相信國內(nèi)IP監(jiān)控廠家在通訊方面少有能與?？灯?，但從用戶的角度特別是大規(guī)模的網(wǎng)絡監(jiān)控系統(tǒng)里，這是IP編碼設備未能形成燎原之勢的重要因素。
通過市場力量的推動，電影/廣播系統(tǒng)里的流媒體被引入到安防行業(yè)里，流媒體一對多轉發(fā)成為了這個問題的救星，許多大公司都推出了類似的技術服務。但好景不長，源于電影/廣播系統(tǒng)里的流媒體屬于文件型流，經(jīng)轉發(fā)后的延時平均在4秒左右。這在網(wǎng)絡電影等行業(yè)里是可以接受的，即便是現(xiàn)場轉播也是可以接受的，但習慣了模擬視頻全實時效果的安防行業(yè)，非常難以接受這個條件。特別是通過網(wǎng)絡對球機進行控制后，誰也不能接受4秒針以后才開始動。經(jīng)過業(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的核心即實時流媒體（Realtime Stream）技術，實現(xiàn)了大容量網(wǎng)絡視頻數(shù)據(jù)的實時轉發(fā)，達到了電信級在600毫秒以內(nèi)的行業(yè)要求標準，同時也實現(xiàn)了PTZ的一對多控制、報警信號的一對多廣播。直到實時流媒體技術的引入，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8816多路交叉開關來實現(xiàn)切換的，它來自于第一代電話交換即線路交換的主要芯片。數(shù)字矩陣是通過實時流媒體來實現(xiàn)切換，同樣來自于第二代（IP）電話交換即包交換功能。只有擁有實時的網(wǎng)絡切換功能，實現(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)絡矩陣，而不是個別商家實現(xiàn)了簡單的解碼輸出功能的“網(wǎng)絡高清視頻解碼矩陣”。
