数字视频监控系统

模拟视频与数字视频的区别   

 视频信号可分为模拟视频信号和数字视频信号两大类。

    模拟视频是指每一帧图像是实时获取的自然景物的真实图像信号。我们在日常生活中看到的电视、电影都属于模拟视频的范畴。模拟视频信号具有成本低和还原性好等优点，视频画面往往会给人一种身临其境的感觉。但它的最大缺点是不论被记录的图像信号有多好，经过长时间的存放之后，信号和画面的质量将大大的降低；或者经过多次复制之后，画面的失真就会很明显。

    数字视频信号是基于数字技术以及其他更为拓展的图像显示标准的视频信息，数字视频与模拟视频相比有以下特点： 

 （1）数字视频可以不失真的进行无数次复制，而模拟视频信号每转录一次，就会有一次误 差积累，产生信号失真。 

 （2）模拟视频长时间存放后视频质量会降低，而数字视频便于长时间的存放。 

 （3）可以对数字视频进行非线性编辑，并可增加特技效果等。 

 （4）数字视频数据量大，在存储与传输的过程中必须进行压缩编码。 

  随着数字视频应用范围不断发展，它的功效也越来越明显。

模拟跟数字的区别

1、前端

模拟：只有模拟摄像机即可，视频没有经过压缩，图象质量好，但占用资源极多，存储和检索不方便，反复查看录像会造成录像效果越来越差。

数字：需要视频服务器+模拟摄像机，图像经过压缩（m-jpeg，mpeg1、2、4，h.263、h.2...），图像会有不同程度的损失，画面质量也根据不同的压缩方式各不相同。

2、传输

模拟：直接通过同轴电缆传到监控中心的监视器上，最远距离在1200米左右（理论值），光端机除外。模拟视频信号的传输对距离十分敏感，当传输距离大于1000米时，信号容易产生衰耗、畸变、群延时，并且易受干扰，使图像质量下降；其次，有线模拟视频监控无法联网，只能以点对点的方式监视现场，并且使布线工程量大；

数字：通过网线与局域网连接，使处在整个网络的电脑主机都可以访问，当然局域网如果能连接到互联网，那整个互联网都可以访问到，这就大大扩展了监控的范围，可以世界的每一个角落都成了监控中心。

3、监控主机

模拟：是通过监视器直接接收视频信号，图象质量好。

数字：通过电脑主机来显示监控画面，图象经过硬件压缩，有的还要经过软压缩，图象连贯性以及画面质量相对模拟都要差一些，查询取证时十分方便。

技术对比

系统稳定性

模拟监控

模拟监控系统技术含量不高、系统功能少但相对成熟、工作稳定、不易死机。 

网络监控

网络监控系统大量使用高性能服务器保障了整个系统的稳定运行，再结合服务器双备、UPS不间断电源、稳定的传输网络等，真正实现了7*24小时稳定运行。

系统安全性

模拟监控

模拟监控系统大多采用模拟方式传输，最简单的是将图像基带信息直接送入视频传输电缆进行传送至监控室矩阵，传输电缆易受环境及人为破坏。操作界面无认证功能，任何人都可以使用。 

网络监控

网络监控系统采用高性能硬件防火墙或网闸，保障监控平台不受非法入侵、恶意攻击、病毒感染等。前端设备对媒体数据做AES128位加密，保障数据在传输过程中的安全。用户登陆经过多次认证，同时可或允许特定登陆IP。

系统容量

模拟监控

模拟监控适合小型化本地监控，设备一般可达到16×路能力，监控点增加时需再配中心设备（矩阵）。

网络监控

网络监控适合大规模、有远程访问需求的大型监控系统。前端设备一般采用单路输入，平台设备接入前端能力可达到数千路（甚至上万）。支持按照行政区域划分的多级级联，方便管理。

接入方式

模拟监控

模拟监控系统基本不涉及网络，前端监控点与中心控制室通过模拟视频线直接连接，方式单一。

网络监控

网络监控具有强大的线路适应能力。前端监控点可通过LAN、WAN、E1、光纤、ADSL等多种线路方式接入平台，客户端登陆支持公网IP登陆（ADSL）、私网IP登陆（NAT转换、Socket5穿越）。

存储方式

模拟监控

采用普通PC硬盘作为存储介质，将经过编码压缩的视频文件存放在指定路径上的硬盘中。编解码格式一般采用MPEG-2，进行无损压缩传输带宽要求较高。支持长时间连续录制，并且检索回放简便。

网络监控

使用超大容量磁盘阵列设备，采用业内最新编解码技术MPEG-4/H.2格式。对模拟视频信号进行有损压缩，降低对传输带宽的要求。支持远程回放及下载录像文件。

设备网管

模拟监控

模拟监控无网管功能，不支持对系统内相关设备的管理。半数字监控具有简单网管，主

要对中心点设备（工控机/硬盘录像机）的CPU使用率、内存占用率、图像断续状态等进行查看。数字监控系统无法针对各前端点进行管理，无法控制副控主机的登陆。

网络监控

网络监控配置专门的网管服务器，分别对平台设备及前端设备进行统一网管。支持设备相关参数查看、远程修改、版本升级、设备故障告警及分析处理等。网管系统支持帐户管理，保障超大型监控网络设备维护。

传输距离

模拟监控

模拟监控受限于同轴电缆视频线的极限传输距离以及线路上信号放大器的数量，监控范围一般在数百米之内。当然，目前市面上出现了光端机已经弥补传输上的不足。

网络监控

网络监控依托于运营商强大的线路资源，真正实现了“千里眼”、“顺风耳”的古老神话。在运营商网络涉及之处，某普通用户只需要1台普通PC加上指定软件帐号在宽带上网条件下，可随时随地查看授权范围内地点的现场情况

系统功能及操作：

模拟监控

模拟监控功能单一，主要涉及对监控点图像的调看及手动操作录像，同时相关操作繁琐。半数字监控功能有所增加，除了简单的图像浏览及录像外，还增加了语音呼叫、自动录像、录像检索及调用、叠加文字时间、操作日志记录及查看等，提供了较友好的界面供操作人员使用

网络监控

网络监控除基本功能外，还具有图像抓拍、双向音频对讲、外接告警设备、告警联动、权限管理、电子地图、预案管理、图像处理等功能。系统预留二次开发接口，方便添加新兴功能。操作界面人性化，方便使用，适合不同层次的人群使用。

外接告警

模拟监控

模拟监控无告警功能。如需告警功能，则要配置单独告警系统。

网络监控

网络监控可外接几乎所有告警传感器设备，告警设备接入数量可大于监控点数量。前端发生告警将同步在客户端显示，并且联动相关操作（录像、摄像头转动、电视墙显示等）。

日志检索

模拟监控

模拟监控无操作界面，故无相关操作日志的记录和检索功能。半数字监控提供用户登陆时间、帐号、图像调用及录像等相关操作进行记录。日志简单的按照日期进行保存，检索条件只支持日期字段。

网络监控

网络监控不仅提供对用户调看图像时相关操作进行记录，同时对于设备自动注册、上下线、运行异常等实时状态进行记录。对于日志的检索支持多种字段，包括操作帐户、日期、操作类型、设备名称、文件名等。

系统对比表

这里引用的是一家厂区的拓扑设计图，网络视频服务器（前端）采集现场的图像信息，采用H.2的视频压缩标准，将图像的数字信号通过网络传输到管理中心，在厂区的一些重要出入口和周边围墙安装联动报警系统，通过专业的管理服务器和存储服务器对工厂监控系统进行管理和存储录像文件。通过权限的分配，可以从客户端对工厂监控系统进行浏览、控制、下载录像等操作。远程用户或是领导出差时可以通过Internet直接对工厂监控系统进行控制和管理。

和安讯士辩论：IP监控系统与模拟监控的成本比较

我们不同意与Axis的说法：监控系统在数量多于14个摄像机的情况下，工程成本低于模拟监控系统。我们相信他们的“研究报告”基本上是错误的和有偏见的。在这份报告中，我们对此进行批判和研究，并提供有关知识产权和模拟产品的相对成本比较的教程。

在此背景下，我们建议读者回顾一下安讯士的《IP摄像机与模拟成本比较公告/报告》。该研究报告是由Lusax完成（瑞典隆德大学）。链接地址： Axis's IP vs Analog Cost Comparison announcement/report.

一个大的需要监控的场地的假设

Axis的研究报告，假设有一个没有监控设备，目前正在使用的场所--——这是一个极为错误和片面的假设。

在现在的情况下购买监视系统，大多数单位实际上已经安装了模拟监控系统，布线已经完成。对于这样的一个重要基础设施，应该是可以重复使用的。即使他们的假设是不利于IP CAMERA的，但是还是忽略了实际的况。

值得注意的是：即使我们做集中监控系统，IP监控系统还是比较昂贵的。

14个摄像机的规格情况

要了解的相对成本的高低，让我们看看安讯士研究的摄像机其他规格参数：

•12个室内摄像机，变焦镜头，无宽动态，无日/夜转换，无防暴外壳;安讯士配置的是他们的M3203摄像机

•2个室外摄像机，变焦镜头镜头，白天/夜晚，宽动态，防暴外壳，安讯士配置的是他们的P3343 -VE

•保存7天的录像，使用H.2压缩格式以每秒15帧的方式记录，安讯士配置的是他们的《安讯士摄像机工作站》软件——VMS Software

•电线的配置都很短- 100英尺

对于模拟方面，安讯士要求的是配置“中端的摄像机”和“中端DVR。”

Axis的研究结果是：

安讯士提供了30个安全集成商名单，由他们给出价格，对于14个摄像机的方案中，模拟监控系统的平均价格要高出IP监控平均价格的11％。模拟监控系统的平均造价为：17000美金而IP监控系统的平均造价约15000美金。

下面，我们来比较一下各自的成本

我们将重点放在监控产品核心的成本上面，因为它们是构成监控整体成本的主要因素。

IP监控系统成本

•安讯士12个半球摄像机将耗资约4700美美金（网上价格）（平均价格约390美美金一个）。

•安讯士2个户外型摄像机将耗资约1,800美美金（网上价格）（约900美美金一个）。

•14个安讯士网络摄像机工作站软件的授权费用大约在1300美美金（网上价格）

•电脑运行该软件将的折旧和消耗约800美金（假设中小企业用的电脑）

IP监控产品的总成本约为8,600美金。此外，还有布线，PoE交换机，安装费用等

模拟监控系统成本

我们用简单的计算来决定模拟摄像机的规格，很简单但有几点需要注意：

•安讯士M3203提供了基本的硬件和成像（例如，无宽动态，无日/夜转换，非防暴外壳加上仅有1年的保修期）。而模拟摄像头可以简单的实现变焦功能。[注：安讯士提供了防暴外壳的选项，但此处没有指定]

由于安讯士需要设定帧率——每台摄像机15fps，DVR将需要240fps（注：数字录像机一般应用规格为120fps，240fps或480fps）。

以安讯士的标准：7天、4CIF的格式录像，1TB的硬盘录像机将勉强够用。

基于这一点，让我们看看模拟监控产品（再次使用网上价格）：

•12支室内摄像机每支200美金，总计2400美金（例如：索尼SSCN21A，一三星SCC - B5366或Pelco的IS20 - CHV10F）

•2支室外摄像机每支275美金总计550美金。

•16通道H.2、240fps、1 TB的硬盘录像机，需要3500美金（例如三星的SRD - 1670DC或Exacq 1600

模拟监控产品的核心设备总成本：6,450美金

让我们比较核心监控产品的费用：

•IP产品：8.600美美金

•模拟产品：50美美金

其他大部分成本是相似的：拉电线，安装摄像头，配置系统，培训客户，等等，因此，在结构上，没有重大的成本差异。然而，IP端监控需要更高的技术水准及较贵的电脑来安装VMS系统软件，相比之下，对于模拟的系统来说，你只需启动了录像机，接入模拟摄像机和插入廉价的手持显示器即可。

我们计算出的总成本

随着上述的成本比较，假设可能的情况：没装过任何监控系统的场所，现在安装14个摄像机构成的监控系统，我们估计：

•模拟监控的大致总成本：11,000 - 12,000美金

•IP监控的大致总成本：13,500美金- 14,000美金 

还有一个需要说明的情况是：有可能客户可以重复使用现有的布线和摄像机，我们认为可能会有价值1,000美金或以上费用能节省下来，（具体数额的多少取决于有多少电缆和摄像机被重复使用）。

以百分比计算，我们预计模拟的监控系统中约有20％左右的是新建系统和30％的是现有系统的升级换代。

可选择的其他竞标产品

当然，不同品牌的产品可能出价不同。例如：不用安讯士专供的网络摄像机工作站监控软件，可以用更便宜和更开放的第三方软件来替代。可能会减少约600美金的IP监控软件购买费用。也可以选择不同的P系列安讯士摄像机来取代相当昂贵的户外球型摄像机。

在模拟监控系统方面，你可以去采购更便宜的设备。比如用中国或中国的低于3000美金的类似规格的DVR。同样，你也可以按照相同的原理节省模拟摄像机的费用。

模拟系统的结构成本节约方式

我们讨论这一问题的底线是，模拟系统的构建所带来的成本节约VS标准定义的IP摄像机的物理系统构建。模拟系统更经济的地方是合成在在一组编码器内（即硬盘录像机），而IP摄像机是分别进行编码。

对于任何给定的功能设置，IP摄像机的成本总是比模拟更加昂贵。嵌入式DVR的成本肯定超过个人电脑加软件VMS的成本，但是这样的成本增加少于前端用IP摄像机和模拟摄像机对比的成本增加。

那么用IP摄像机构建的系统值得吗？

成本不是一切！选择IP监控系统的人，可能考虑到其他的其他重要因素（1）使用自己的PC机/服务器，（2）使用基于个人电脑的同一局域网络的架构，（3）灵活扩展，（4）需要适度的高分辨率的应用设备如：VGA分辨率的摄像机、SVGA分辨率的摄像机等

然而，由众多集成商给出的14个摄像头构建的监控系统报价，显示：模拟系统的构建成本肯定占优势。

百万像素的重要性

我们吃惊的是，“假设的出价”不包括百万像素，因为IP监控系统提供了更高分辨率的IP摄像机会轻而易举的击败目前最强的模拟摄像机。

•价格增幅最小：例如，同样的安讯士M系列摄像机，具有更高的分辨率，而只需增加60美金（HD 720p的M3204）。我们可以用有限的价格增幅获得大幅度的图像质量的提升。无论如何，只要增加不到100美金，我们就可以选择200万像素或300万象素高清摄像头。

随着使用更高的分辨率摄像机•，我们可以取代数支临近的传统室内摄像机（这样我们可以节省摄像机的保管成本，安装成本，软件许可费用等）。一支高分辨率的摄像机可以取代数支模拟的摄像机，而达到同样的覆盖范围。随着使用更高的分辨率摄像机，我们可以使以前需要昂贵的安装费用和昂贵的器件成本的室外大规模监控系统变得简单。