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随着视频技术以及相关领域科学技术的发展，视频矩阵的需求日益高涨。目前在一些视频应用中需要运用到几个或者多个屏幕来对相应的视频信号进行显示。但是，实际上，视频信号在显示过程中会受到品目尺寸的限制，屏幕的尺寸无法无限制的进行延伸和扩张，因此目前的时间共享视频显示至关重要。视频矩阵应用之后能够依据不同的信号源将视频的格式转化成VGA 、A V 、DVI 以及HDMI 。视频矩阵的切换器不同，对应的信号源也有所区别。然而实际应用中，视频源种类是极为丰富的，在这种情况下，假如仅仅运用单一的视频矩阵，那么就必须使用中央控制系统来实现其实现必要的功能，然而如果使用了中央控制系统，那么就必然会扩展项目的进度，使得项目的费用有所提升。如果拥有具备模拟、数字、高精细、明确的视频信号的各种形式的输入视频信号接口，那么在应用中就能够实现不同的视频格式信号的访问，可以满足各种项目以及视频源信号的需求。这个视频矩阵称为混合视频矩阵。与此同时，人们生活水平的不断提升，对于视频要求也在不断提升，原本的视频形式已经无法满足人们的实际需求。在这种情况下高清视频发展成为一种必然趋势。
1 视频矩阵的工作原理
视频矩阵的基本工作原理是将m 路视频信号任意输出至n 路监看设备上的电子装置。视频切换矩阵的概
念是对线性代数概念的引用，从而构成如下图1所示的矩阵结构，并最终达成对视
频信号的传输及切换效果。
图1 视频矩阵的基本结构
视频矩阵的基本结构如上图1所示，由IN1、IN2…INm 总共m 个输入和OUT1、OUT2…OUTn 这n 个输出组成的一个mxn 路的矩阵。
每个输入和全部输出都存在交点。这就表明在这一点上，连接着输入和输出。随着输入/输出的增加，输入/输出间的交叉点数在指数函数上呈现递增趋势。现在，视频矩阵的规模逐渐扩展，输入带宽和输
出带宽的要求也在不断提升。同时，视频矩阵的结构设计、电路设计、可靠性设计和放热性能等相关要求都有所提升。
监视的普及和拓展，造成监视点数量和规模逐渐增大，前段照相机的数量以及其它类别监视设备应用越来越广泛实际应用中，大规模的监视系统，前端的照相机可能达到上千个。目前大规模的电视系统通常可以达到256输入或更多的输入。因此，具
有更高适应性的视频矩阵正在变得越来越关键。
图2 混合视频矩阵的结构模式图
上图2是混合视频矩阵结构模式示意图，由该图我们能够得知，混合视频矩阵结构涉及到5各组成部分，分别为：输入模块，视频数据切换交换模块，输出模块，控制模块以及电源模块。
2 高清混合视频矩阵功能实现设计
输入部分：
输入部是由输入卡构成的，根据性能需求的不同，输入卡数量由一到多不等。这些输入卡在对视频输入实现解码之后会收集并传送到交换背板。现在，随着技术的发展应用，视频格式解码芯片的中诶非常多，相关的视频格式都能够从市场中直接购置解码芯片来对其进行完成解码，这样能够实现解码的高速化，并且其具有优良的稳定性。在此过程中，需要解码的视频数据会按照既定的流程传输到交换背板。鉴于输入影像的分辨率支持1920×1200，因此为了实时传输这样的大规模数据，那么久需要传输速度高且输入量大的设备元器件。在视频数据传输速度超过3Gb/s 的情况下，1920×1200的分辨率是恢复频率为60Hz ，所以必须选择能够实时传输视频数据的总线模式。
交换背板部分：该部分最重要的功能就是完成视频数据的复制以及高速开关。输入视频数据可以被映射到输出通道中的任何一个，以消除视频开关以及切换功能。
输出部分：
输出部主要接收从交换背板发送到的视频数据，之后要对其实施有效处理。完成之后要输出为高清分辨率。另外，处理的数据被编码芯片进行编码，然后经由标准的视频电缆将其发送到监视装置完成输出流程。
控制部分：
控制部由两个部分构成，一个是主机计算机的软件控制，该部分主要用在电脑上，使用通信接口开发工具控制设备的软件和控制。另一个是面板控制，该结构主要通过面板按钮和液晶显示器来实现对设备的控制。
3 输入部分FPGA 的实现
输入FPGA 最为核心的性能就是把接收到的视频数据转化成为统一格式，然后把这些数据传输到系统的交换背板。鉴于输入分辨率为1920×1080，因此这个分辨率的像素时钟达到了160兆。实际工作中，为了实现对这一分辨率数据的实时传输，其传输速度要保持在3Gbit/s 以上。因此系统设计中选择使用FPGA 的主时钟频率是125MHz 。
4 背板FPGA 的实现（
下转第274页）
试析高清混合视频矩阵的研究及FPGA 实现
季正勃
（中国人民解放军东部战区信息通信团，南京 210000）
摘要：高清混合矩阵是随着人们对视频清晰度需求的提升以及科学技术的发展所产生的。目前，高清混合视频矩阵的运用已经极为广泛，比如各种视频会议、视频教学、监控、娱乐场所以及演播室等。还有，近些年我国正在打造的平安城市概念中，高清混合矩阵的应用也是其非常重要的组成部分。在这种情况下，对高清混合视频矩阵进行研究，探讨FPGA 的实现具有重要意义。
关键词：高清视频；混合矩阵；FPGA doi ：10.3969/J.ISSN.1672-7274.2019.01.197中图分类号：TP391.41 文献标示码：A 文章编码：1672-7274（2019）01-0246-02
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（上接第246页）背板的FPGA 主要涉及到两大功能。一是实现同步信号的发送；二是对各个背板的电顺序以及时间间隔进行有效控制。背板FPGA 的设计以及实现示意图如图3所示。SPI 通信总线通过MCU
实现寄存器状态读写。
图3 背板FPGA 设计实现框图
5 缩放算法的FPGA 实现
因为输出视频信号都是高清分辨率视频信号，并且还需要能
够调整输出分辨率。有鉴于此，在系统中就必须要选择使用定标算法。现代的补充算法涵盖线性和非线形互补、合理的补充间、表面再构成、适应区域补充等，然而大部分的算法都是集中在硬件上进行实现的，这一过程太过复杂。硬件上一般使用的算法包
括互补算法、双线形补充算法、BICBIC 补充算法等。最邻近插值实现简单，然而其对图像的处理效果并不好。双线性插值法计算量比最邻近插值比较大，然而处理的图像的轮廓会稍微模糊。这是因为双线插值算法设置了低通滤波器，因此高频成分会损坏。本设计采用了双三次插值算法，但为了改善计算效率而对其实施离散化处理，把实数运算改为整数运算。有效地克服该算法中存在的问题。
6 结束语
综上所述，高清混合视频矩阵的应用对于现代视频行业的发展具有极大的推动作用，加强对其进行研究具有重要意义。
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是在T max 与T min 之间得到平衡。
为分析不同的P 0参数对网络性能的影响，并且为了比较原有算法和优化后的算法在不同队列长度下的对比，本文使用不同的参数值进行仿真，得到下图的仿真结果图
：
图3 不同初始概率及算法对比效果图
左图是在不同的初始概率P 0下，算法占用缓存与概率密度
的关系图。可以看到初始概率较大的情况下，占用缓存的分布较为平缓。根据概率密度分布可以算出，测试评价拒绝服务的概率大概为P =0.085。对于加权系数w 进行仿真后发现，当w 过小时，队列增长较缓，负载率很难有效控制。而当w 较大时，队列增加较快，可能导致资源浪费，当w 取值范围在[0.4，0.8]之间时系统的稳定性较好。
右图对比了优化后的算法，在不同的缓冲队列下负载率的变化。可以看到随着缓存队列长度的增加，随机优化算法的表现要优于原算法，随着缓存长度的增加，优化效果的表现越来越好。
4 结束语
本文分析了SIP 网络出现拥塞的原因，由于代理服务器在丢失报文后会引发SIP 的重传服务，而在网络拥堵的情况下，报文的重传可能导致网络的进一步拥堵。本文针对这种情况提出了一
种基于队列的缓冲随机优化算法，来提升网络的性能。通过缓冲队列的设置，根据队列的资源使用情
况，使用随机算法来决定是否拒绝服务，从而达到稳定网络的服务效率，提升网络性能的目的。通过对优化后的算法进行仿真，验证了该算法的有效性。参考文献
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（上接第121页）
东部战区在哪文章创新点：
国家电网无线专网标准已经明确，以230MHz 为基础的无线电力专网建设将成为必然趋势，但目前对230MHz 无线的研究较少，尤其天线挂高与覆盖效果的关系少有人关注，本文通过对某市不同等级内天线挂高对覆盖的研究，给出最优的高度，为230MHz 的实际建设提供了参考。参考文献
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