两种数字视频监控系统方案的对比与研究.pdf

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1、Building Facilities Control&Management 92April 2011 Vol.5 No.2摘 要 目前市场上有两种针对基于网络传输的数字视频监控系统的解决方案全数字化的视频监控系统和模拟摄像机+编码器的半数字化视频监控系统。这两种解决方案各有其优缺点，因此本文针对这两种不同的数字视频监控系统进行了对比与研究。关键词 网络摄像机 模拟摄像机 编码器 Abstract The full digitalization and semi-digitalization are two types of digital video monitoring system so

2、lutions based on network transmission existing at present,and the latter is composed by analog camera and encoder.These two solutions have their own advantages and disadvantages,so this paper makes a comparison and study on them.Keywords network camera,analog camera,encoder1 引言近年来，随着计算机、网络传输技术以及视频监控

3、技术的高速发展，视频监控领域正在经历着一场变革。传统的模拟视频监控系统正在被基于网络传输的数字视频监控系统逐渐取代。全数字化的视频监控系统和模拟摄像机+编码器的半数字化视频监控系统，是目前市场基于网络传输的数字视频监控系统的两种解决方案，以下对这两种解决方案的优缺点进行比较和阐述。2 两种数字视频监控系统方案的对比2.1 实际工程案例为了更清晰的对比和分析两种方案，本文针对一个实际工程案例，分别搭建各自的系统架构。工程概述：该项目为自用型办公大楼，分为A 座和B 座两栋楼，总建筑面积98482m2。(1)两栋楼地上主体建筑面积约71283.05 m2（含公摊面积），使用面积约45161 m2，

4、其中：两种数字视频监控系统方案的对比与研究张 雅1/许 静1/张 浩2(1.中国建筑设计研究院机电院 北京100044 2.新疆建筑设计研究院机电一所 北京 830002)Comparison and Study on Two Types of Digital Video Monitoring System SolutionsA 座地上1 16 层建筑面积约48189.4 m2，使用面积约30371.75 m2；B 座地上1 14 层建筑面积约23093.65 m2，使用面积约14789.31 m2。(2)两栋楼地下均有4 层，且地下部分是连通的，地下部分总建筑面积为27199.11 m2。按

5、照要求，在大楼各走廊处及一些特殊办公室设置摄像机。视频监控系统由大楼安保部门管理。大楼安保部门设在A 座地上2 层。2.2 系统架构2.2.1 全数字化的视频监控系统全数字化的视频监控系统指从前端到末端均采用数字化产品的视频监控系统。图1 为所述工程的全数字化视频监控系统的系统架构，其具体配置为：网络摄像机+安防专网传输+网络存储服务器+IP 管理平台（包括操作、管理等）+电视墙。2.2.2 半数字化的视频监控系统本文所论述的半数字化视频监控系统是指末端采用模拟摄像机+编码器，而其他部分如传输、系统管理和视频存储、显示等均采用与全数字化视频监控系统一样的视频监控系统。图2 为该工程的半数字化视

6、频监控系统的系统架构。2.3 对比分析2.3.1 分析思路从图1 和图2 中可看到，本文所要对比的两种数字视频监控系统，其后端的传输和管理设备配置一致，重点是前端的采集设备不同，而这也正是目前市场上共存最多的两种数字视频解决方案。因此本文针Zhang Ya/Xu Jing/Zhang Hao智能建筑电气技术建筑设备控制与管理932011 年 4 月 第 5 卷 第 2 期对前端设备进行对比分析。2.3.2 优缺点分析1)方案一 全数字化视频监控系统系统优点：(1)图像质量目前市场上可提供百万像素的高清网络摄像机，而高清网络摄像机是高质量成像监控系统的源头，它直接将视频进行高清编码压缩并IP 封

7、装，然后利用IP 网络来承载高清视频流，实现高清的实时监控、录像、回放、转发的工作。目前市场上可以图1 全数字化视频监控系统图2 半数字化视频监控系统提供130 万像素到500万像素的网络摄像机。(2)PTZ 摄像机采用一体化网络设备，不存在RS485 信号线的敷设和协议兼容的问题，只需一根网线一根电源线即可。(3)供电及布线方式网络摄像机可采用POE 供电，因此每个网络摄像机只需布一根网线即可，不需再单独敷设电源线缆，大大减少了布线成本。(4)系统拓展因为网络摄像机可以直接插到现有的数据网络中通过以太网得以应用，所以当现有系统需要拓展时，采用网络摄像机可以节省大量的布线费用，同时简化了施工难

8、度。(5)扫描方式网络摄像机采用逐行扫描方式，该技术对一幅完整的画面采用一次性扫描，因此在画面中的物体运动程度较大或速度较快的时候，摄像机依然可以提供清晰的画面（见图4）。(6)音频集成内置麦克风，便于拾音。(7)安全通信网络摄像机可以对采集到的视频信号Building Facilities Control&Management 94April 2011 Vol.5 No.2首先进行加密，然后通过网络进行传输，从而可以确保视频信息无法被非授权人员获取或者篡改。系统可以通过使用高安全性的数字证书对连接请求进行认证，确保只有特定的网络摄像机才能够接入系统，从而有效避免了欺诈行为。(8)智能分析网络

9、摄像机可以实现如丢包检测、人数统计、周界防范等智能分析功能。系统缺点：(1)水平布线距离根据相关规范，网络摄像机到层交换机之间的路由不能超过90m，因此对于某些监控点位到弱电竖井（交换机置于弱电竖井内）的距离超过90m 的场合来说，距离条件的限制常导致以下两种情况之一出现：a)网络摄像机得不到应用；b)增加视频光端机，采用光纤代替UTP 线缆传输数字视频信号。这种方法虽然可以解决传输距离的问题，但增加了成本。(2)造价由于目前网络摄像机还属于新兴产品，因此它的应用还不像模拟摄像机一样广泛，产量也不如模拟摄像机大，所需要的技术也比较高，这些因素导致目前市场上网络摄像机的价格远远高于模拟摄像机。(

10、3)检测标准虽然现在各主流摄像机厂家都在大力发展和推广网络摄像机，但目前中国相关部门还没有出台网络摄像机性能的相关检测、验收标准。2)方案二半数字化视频监控系统（模拟摄像机+编码器）系统优点：(1)造价整体造价较全数字化的视频监控系统低，具体价格相差的比例要根据所选系统的品牌、性能和工程规模而定。一般来说，对于中小型系统（50 300 台摄像机），同档次的配置两种方案价格相差约在30%50%左右。(2)水平传输距离模拟摄像机的视频传输采用视频同轴电缆。在保证一定视频分辨率的情况下，视频同轴电缆（传输模拟信号）传输距离较普通网线传输（传输数字信号）的距离长（SYV75-5 传输距离最远可达300

11、m）。(3)检测标准国家出台了多项模拟摄像机的检测及技术标准（如GB/T 15412-1994应用电视摄像机云台通用技术条件、GA/T 645-2006视频安防监控系统 变速球型摄像机 等）。系统缺点：(1)图像质量受编码器限制，普通编码器只能做到D1，而高清编码器和高清模拟摄像机的成本过高。(2)音频集成需外接麦克风。(3)视频损耗模拟视频信号经过编码器再到控制中心，相比网络摄像机增加了一级视频损耗。(4)扫描方式模拟摄像机在高分辨率（4CIF）条件下都会遇到一个非常突出的问题，即隔行扫描问题。这是因为模拟视频图像是由一些行扫描信号所构成的，而每一幅完整的图像又是由两个隔行扫描的场信号所构成

12、（见图3）。这意味着我们看到的每一幅图像都是由两个采集时间不同的“半幅”图像合并而成的。图3 隔行扫描原理图4 为隔行扫描与逐行扫描的实际效果对比。图4 隔行扫描与逐行扫描实际效果比较从图4 中可看到，逐行扫描比隔行扫描效果要清晰很多。(5)安全通信模拟摄像机使用同轴电缆传输视频信息，其中没智能建筑电气技术建筑设备控制与管理952011 年 4 月 第 5 卷 第 2 期有任何加密和认证机制。在这种情况下，只要能够知道视频电缆的位置，任何人都可以通过搭线的手段来观看其中传输的视频画面。(6)智能分析模拟摄像机不能实现智能分析功能，在需要智能分析的场合只能借助编码器等设备实现智能分析功能，而高端

13、编码器的价格也很昂贵。3 应用建议通过以上的对比分析发现，这两种数字视频监控系统都有各自的优缺点，所以目前这两种系统解决方案都有各自的应用市场。3.1 全数字化视频监控系统的适用场合1）大型工程由于目前制约全数字化视频监控系统应用的主要因素是价格，因此如果解决了价格的问题，全数字化视频监控系统将能得到广泛应用。对于摄像机数量在800 台及以上的大型工程，建议采用全数字化视频监控系统。原因：摄像机数量庞大，量产则能影响价格，经过向相关安防厂家咨询，摄像机数量在这个级别时，同档次的全数字与半数字化视频监控系统价格相差不多。2）部分改造工程和需要远程监控的场合对于某些改造工程，需要增加摄像机数量，但

14、是又不希望在布线上有大的变动时，可以采用网络摄像机通过综合布线平台接入监控电脑上。对于需要远程监控的场合，也可根据需要采用网络摄像机借助综合布线平台接入网络，管理人员可通过网络调用图像。3）投资高且对安防要求高的工程对于该类型工程，价格不是主要考虑因素，而功能和图像效果才是最重要的，因此建议采用全数字化视频监控系统。3.2 半数字化视频监控系统的适用场合1）中、小型且需要数字功能的工程当需要一些数字化功能如智能分析等但同时又希望价格偏低时，可以采用半数字化视频监控系统。一般来说，对于中小型系统（50 300 台摄像机），同档次的配置两种方案价格相差约在30%50%左右。2）投资有限但又希望满足

15、以后技术发展要求的工程采用半数字化视频监控系统可以降低造价，同时如果以后技术发展需要全部采用网络摄像机时，则只需要更换摄像机和水平布线部分，主干布线不需要更换，降低了日后施工难度。4 方案总结从以上对比分析中可知，全数字化视频监控系统较半数字化视频监控系统的优点主要体现在其功能更强大、图像质量更清晰和系统拓展容易上，缺点主要是一次性造价昂贵，而价格则是大多数工程投资方所重点考虑的一项内容，因此这一缺点在很大程度上限制了全数字化视频监控系统在中国市场上的发展。但鉴于数字视频监控系统的种种优点，国内安防市场对于数字化视频监控系统的需求也在逐步提升，而半数字化视频监控系统因其价格较低，可以借助带智能

16、分析功能的编码器（可只选择少量带智能分析功能的编码器以减少整体工程造价）对指定图像实现智能分析功能的优点得到应用，因此可以说半数字化视频监控系统是从模拟视频监控系统向全数字化视频监控系统发展的一个过渡。随着技术的不断进步和市场的不断发展，当其技术被所有监控厂家都掌握时，全数字化视频监控系统的价格也会随着量产而逐步降低，那时全数字化视频监控系统将会真正成为视频监控市场的主流。参考文献 1 中华人民共和国信息产业部，中华人民共和国住房和城乡建设部.GB 50311-2007 综合布线系统工程设计规范S.2007.2 中华人民共和国公安部.GB50395-2007 视频安防监控系统工程设计规范S.北京:中国计划出版社,2007.3 Fredrik Nilsson.选择网络摄像机的十大理由N.网络世界，2008.作者简介张 雅工学硕士，中国建筑设计研究院机电院工程师，西安建筑科技大学控制理论与控制工程专业毕业，完成的主要工程：中国光大银行F3 大厦智能化设计，新海航大厦智能化设计，奈伦国贸智能化设计，渤海新区迎宾馆会议接待中心智能化设计，赤峰市体育中心智能化设计，内蒙古巴彦淖尔市临河区政务服务中心智能化设计。E