矩阵培训资料

1、矩阵系统的定义（概念）,1848年詹姆斯约瑟夫西尔维斯特首先创出matrix一词。 矩阵这一具体概念是由19世纪英国数学家凯利首先提出并形成矩阵代数这一系统理论的。 数学上，一个mn矩阵即m行n列的矩形阵列。,矩阵的原理,可以把信号源输入端的任意一路的信号送到任意一路的输出端口上，所心所欲，方便，节约成本。,矩阵功能模块组成,矩阵功能模块组成和应用,认识矩阵图片,认识矩阵图片2,矩阵的分类,按模拟信号矩阵分类： AV（标准复合视频） S-VIDEO（二分量视频接口 ） VGA（模拟高频信号 ） RGBHV （三原色分量信号，既有模拟也有数字） 混合信号矩阵（支持两种或以上信号输入和输出）,按数

2、字信号矩阵分类：（趋势） DVI（差分信号) HDMI （DVI的强化，高清晰度多媒体接口 ）,RGsB：同步信号附加在绿色通道，三根75同轴电缆传输。 RsGsBs：同步信号附加在红、绿、蓝三个通道，三根75同轴电缆传输。 RGBS：同步信号作为一个独立通道，四根75同轴电缆传输。 RGBHV：同步信号作为行、场二个独立通道，五根75同轴电缆传输。,复合视频 VIDEO,传输介质：单根带屏蔽的同轴电缆 传输阻抗：75欧姆 常用接头：BNC接头、莲花(RCA)接头 接线标准：插针=同轴信号线，外壳公共地屏蔽网线(见附图VP-01),RGB信号传输原理,传输介质：3-5根带屏蔽的同轴电缆- 传输

3、阻抗：75 常用接头：3-5BNC接头 接线标准：红色=红基色(R)信号线，绿色=绿基色(G) 信号线， 蓝色=蓝基色(B)信号线，黑色=行同步(H)信号线， 黄色=场同步(V)信号线，公共地屏蔽网线,复合视频格式是折中解决长距离传输的方式，色度和亮度共享4.2MHz(NTSC)或5.0-5.5MHz(PAL)的频率带宽,视频的不同格式决定了信号在亮度、色度、对比度、锐度、清晰度、最高分辨率等各个方面的表现。从上述对各种视频格式的分析可以知道，视频高清晰度质量的级别大致可以进行如右的排序(由高往低)： 其中，目前最高级别的当选DVI数字视频信号，但存在只能短距离传输的缺点(有效距离约5米)，S

4、DI数字视频具备可以编辑和更长距离传输的优点，RGBHV与VGA其实属于统一档次的信号，只是由于信号的组成分量不同而有两种称呼，S-Video比起Video(复合视频的简称)在亮度利用率上有明显的提升，并有效消除了色彩蠕动现象，射频格式是最低级的信号，仅在监控和公共电视的范围应用。 工程应用中经常会面临很多信号格式的转换过程，这些不同格式的信号转换需要遵循那些规则？最终会产生什么效果的影响？一般认为： 低级别格式向高级别格式转换有比较明显的质量提升，比如早期的倍频扫描器或四倍频扫描器，还有目前流行的智能视频调节器，都是Video-RGBHV(复合视频-分量视频)的转换处理，对于提高信号的质量有

5、很明显的改善。因为这些产品均使用了多比特数字技术，确保信号质量(清晰度、亮度、信噪比)可以进行高度还原。 DVI数字视频通常会转换成SDI或RGBHV，转换后原始信号的清晰度有所损失，但使DVI信号实现了长距离传输；VGA信号转换成RGBHV实际效果并没有得到提升，因为二者同等级别，但解决了VGA信号的同步通用匹配问题，而且能够进行更长距离的传输。,视频格式种类和转换特性,HDMI,视频格式种类和转换特性,高级别格式向低级别格式(比如VGA转Video)转换的过程，无论对原始信号的任何方面，包括亮度、色度、色彩、对比度、锐度、清晰度、最高分辨率都会造成严重的损失，这种转换没有任何的意义，但早期

6、具备一定的使用价值，比如：把电脑的VGA信号转换成Video进行磁带录像、电视机电视墙显示，或者在视像会议中用于“抓图”传输。,标准视频信号由一组扫描线组成，并不是所有这些线都可见。在NTSC制式中，可见的线有483条，而在PAL和SECAM制式中有576条。线数少的电视视频图像，在显示非常小的文字或其它复杂的细节方面受到限制。相比之下，计算机显示设备的扫描线数可从低分辨率(480条) 到高分辩率(1280条)。现在，许多新的计算机显示卡可让用户在几种不同显示分辨率中选择。显然分辨率越高，文字与图像的细节就显象得越完美。 电视信号是隔行扫描的，意味着每一屏 “画面”实际上是由两个半帧构成的，即

7、两个分别由奇数线与偶数线组成的场。首先奇数线被扫描，然后消隐，接着偶数线被扫描在原奇数线之间。依次显示又隐去的奇数场和偶数场使具有一定形状的图像易产生明显的抖动，特别是那些细的水平线。如图：,左图：第一场(奇数线帧)奇数线按从上到下、从左至右扫描右图： 第二场(偶数线帧)偶数线在奇数线之间的位置上，从上到下、从左到右扫描相反，计算机信号的产生使用的是非隔行扫描的信号，也称为“逐行扫描”方式。 所有扫描线以从上到下，从左到右的顺序一次扫完，不分奇偶帧。这样就消除了电视系统中由于隔行扫描而带来的图像抖动问题。,视频格式种类和转换特性,尽管许多投影机可以显示那些分辨率低于固有分辨率的图像，但在固有分

8、辨率下所显示的图像的质量最高。比如：固有分辨率为1024768的投影机可以显示分辨率为800600的画面，但其效果没有显示分辨率为 1024768的图像好，因为分辨率为1024768图像中的每一个点都对应于固有分辨率为1024768的投影机的每一个像素点，使颜色的显示非常清晰，没有象显示分辨率为800600的图像那样需要进行颜色补偿而造成图像清晰度下降。,显示设备是经常与扫描转换器或者视频调节器连用的设备，这些设备都用像素来显示图像，所有象素点的数目被称作固有分辨率。,视频清晰度和显示分辨率的关系,按矩阵的输入输出容量分类,小型矩阵 中型矩阵 模块化矩阵 高密度模块矩阵,红苹果对应型号 PE4

9、0/NT PE50/NT/PE50S PE50M/NT PE60/NT/PE60S,红苹果矩阵的功能概述,支持AV（VIDEO复合信号输入、输出。 支持中英文系统菜单和摄像机标题。 支持PE系列音频矩阵的跟随。 支持PE系列报警接口箱的联动。 支持PE系列多媒体软件和综合管理软件。 支持PE系列硬盘录像机的互联互控。 提供矩阵的公开协议和转换设备。 支持多种前端摄像机控制协议（外加转换设备）。 支持多种手动切换和编程切换。 支持逻辑编码和宏指令控制方式。 支持RS422和TCP/IP组网方式，以及矩阵间的互联互控。 支持多用户10级操作权限和远程对矩阵编程。 支持基于矩阵系统的音视频会议系统。

10、,红苹果矩阵PE40/NT,单机最大32路输入8路输出 自带英文菜单编程 内置图标及2000个汉字8个汉字摄像机标题 万能切换,成组切换 可编程报警布/撤防表 报警状态自动输出 可选内/外置报警功能 音视频同步切换 控制云台镜头变速球 内置32路报警 通讯方式：串行RS-485 通讯接口数量：2个,面板带键盘的,面板不带键盘的,矩阵后面板,PE40/NT后面板,PE40/NT矩阵应用,红苹果矩阵PE50/NT,单机最大输入64路，输出16路 自带中英文菜单编程， 监视器状态信息显示 万能切换、成组同步切换 系统分区控制 15个分控八个汉字摄像机标题内置图标/二级汉字字库 报警事件的屏幕显示和打

11、印查询 多种报警处理方式防区分组功能 可编程的布/撤防时间表 可处理多达255个防区 通讯方式：串行RS-485 通讯接口数量：3个,面板带键盘的,面板不带键盘的,矩阵后面板,PE50/NT矩阵应用,红苹果矩阵PE50M/NT,预组装模块式结构 单机最大输入128输出16 可扩展至256路输入32路输出 监视器状态信息显示 万能切换、成组同步切换 系统分区控制、多达15个分控 内置中英文菜单编程指令 中文摄像机标题，8个字符 96个报警事件打印输出 可编程的布/撤防时间表 多种报警模式处理 内置图标、二级汉字字库 控制云台镜头变速球 网络切换功能,多级控制 防区分组功能 三个RS485接口和四

12、个RS422接口,矩阵前面板,矩阵后面板,PE50M/NT矩阵应用,红苹果矩阵PE60/NT,单机最大输入256路，输出32路,可扩展至2048路输入，128路输出 预组装模块式结构，全菜单或PC综合设置 键盘口令输入、可连接64个以上键盘 摄像机号码可编程，输出通道时间/日期叠加 优先级操作，系统分区控制，多从密码设置 自动启动巡视切换序列 内置图标、二级汉字字库 可编程的自动报警调用，多种的报警工作模式，报警群组功能，可编程的布/撤防时间表， 可编程的报警联动输出 万能切换，成组同步切换 多模式总线控制制式 变速摇杆控制多种高速球 32组通用巡视切换 4个群组切换8组成组同步切换 报警周、

13、月事件驱动 报警状态屏幕显示 多种途径设置摄像机标题 网络切换切换,多级控制 通讯方式：串行RS485、RS232、RS422、CAN,矩 阵 前 面 板 电 源 箱,矩 阵 后 面 板,PE60/NT典型应用,红苹果矩阵PE50S/PE60S,板类型：CPU、视频输入、视频输出、输出缓冲、D型/BNC型多种对接板 文字全屏显示384个汉字或768个ASCII字符：15行，24个汉字或48个ASCII字符（暂定）可选2倍、4倍字符显示 单系统最小4096路输入512路输出，可配置最大65535路输入4096路输出 256级操作优先级 2048个轮巡序列 报警最多65535个输入65535个继电

14、器输出 每个节点256只键盘（或其它控制平台，比如图形客户端） 级数无限制（只跟视频指标有关，通常能达到8级），单级之间256个系统联网 128个时间启动事件，4096个可编辑宏 系统运行日志 视频丢失、幅度检测 同步切换，无视频抖动（视频需同步） 可选无视频则黑场或跳过 CPU热备份/电源热备份 PE50S单机箱256输入32路输出 PE60S单机箱512输入64路输出*,监控系统图像传输的几个要点,1、 衰减传输距离：监控普及化进程的加速及应用领域日益广泛并不断拓展，促使监控系统规模不再局限于几至几十个点，传输距离也由原来的几十、几百米发展到几公里 、几十公里，甚至跨城省区、跨国界传输。从

15、而也推动了监控图像的传输方式的变革，由单一视频基带传输方式发展到视频基带、双绞线、光纤、射频（宽频共缆）、微波、数字网络多元化传输并存模式。由于视频信号采用不同的传输方式，其传输介质的物理特性不同导致信号传输距离不同，传输质量也存在很大差异，故建设监控系统必须根据传输距离和图像质量要求选择合适的传输方式。 2、 视频干扰与抗干扰：在视频监控中，视频信号经过线缆传输时，常常会遇到各种外界干扰源（例如：电源干扰、电磁波干扰、低频干扰、静电干扰等）影响，使监控图像出现网纹、横条、噪点等干扰现象影响图像质量，严重的会使监控系统无法达到业主（客户）的要求，从而使工程商不得不亡羊补牢，被动地二次投资改善图

16、像质量，费力、费财又耗时带来不少损失。视频干扰也是影响视频传输质量的一个重要因素，在系统设计、施工中是必须考虑的一个重要问题。 3、 图像信噪比：信噪比(S/N)就是信号与噪声的比值，图像信噪比和图像清晰度一样，都是衡量图像质量高低的重要指标。图像信噪比是指视频信号的大小与噪波信号大小的比值，两者是同时产生而又不可分离的，噪波信号为无用的信号。监控行业标准规定，系统S/N38dB时才能达到监控图像传输国家标准，这一指标取决于摄像机视频信噪比、传输损失和干扰信号。当噪波信号达到某个限度时对视频信号会产生一定影响，所以在选择摄像机和传输系统时，应选择一些视频指标较高的（50dB），以使图像传输质量

17、得到保证。为确定这个限度，一般取两者的比值作为衡量的标准。如果图像的信噪比大，图像的画面就干净，就看不到什么噪波的干扰（主要画面中有雪花状），图像看起来就很舒服；如图像的信噪比小，则在画面中会布满雪花状干扰现象，就会影响图像收看效果。,常见的几个视频传输方式,1、视频基带传输：是最为传统的电视监控传输方式，对06MHz视频基带信号不作任何处理，通过同轴电缆（非平衡）直接传输模拟信号。其优点是：短距离传输图像信号损失小，造价低廉,系统稳定。缺点：传输距离短，300米以上高频分量衰减较大，无法保证图像质量；一路视频信号需布一根电缆，传输控制信号需另布电缆；其结构为星形结构，布线量大、维护困难、可扩

18、展性差，适合小系统。 2、光纤传输：常见的有模拟光端机和数字光端机，是解决几十甚至几百公里电视监控传输的最佳解决方式，通过把视频及控制信号转换为激光信号在光纤中传输。其优点是：传输距离远、衰减小，抗干扰性能最好，适合远距离传输。其缺点是：对于几公里内监控信号传输不够经济；光熔接及维护需专业技术人员及设备操作处理，维护技术要求高，不易升级扩容。 3、网络传输：是解决城域间远距离、点位极其分散的监控传输方式，采用MPEG2/4、H.264音视频压缩格式传输监控信号。其优点是：采用网络视频服务器作为监控信号上传设备，有Internet网络安装上远程监控软件就可监看和控制。其缺点是：受网络带宽和速度的

19、限制，只能传输小画面、低画质的图像；每秒只能传输几到十几帧图像，动画效果十分明显并有延时，无法做到实时监控。 4、微波传输：是解决几公里甚至几十公里不易布线场所监控传输的解决方式之一。采用调频调制或调幅调制的办法，将图像搭载到高频载波上，转换为高频电磁波在空中传输。其优点是：省去布线及线缆维护费用，可动态实时传输广播级图像。其缺点是：由于采用微波传输，频段在1GHz以上，常用的有L波段（1.02.0GHz）、S波段（2.03.0GHz）、Ku波段（1012GHz）,传输环境是开放的空间很容易受外界电磁干扰；微波信号为直线传输，中间不能有山体、建筑物遮挡；Ku波段受天气影响较为严重，尤其是雨雪天气会有严重雨衰