网络摄像机和普通摄像头解决方案的对比

网络摄像机和普通摄像头解决方案的对比

世界上第一台网络摄像机诞生于1996年，至今已经有十年的历史。在网络摄像机出现的早期，它们的技术水平与专业的模拟摄像机无法相提并论，通常被当作普通的Web摄像头使用，用来通过局域网或Internet观看物体或事件。由于网络摄像机最初的设计目标就是为了利用数字图像、网络和Internet所具有的优势，来拓展基于网络的新应用，因此在最开始的时候，在视频监控应用被模拟技术所统治的时候，从来没有人想过会把它们应用到专业的视频监视应用当中。这一情况显然已经发生了变化：近两年间，网络摄像机的技术水平已经赶上了模拟摄像机，能够完全满足专业视频监控的实际需求和技术规范，在一些与视频监控相关的重要因素方面，网络摄像机的性能甚至已经超过了模拟摄像机。因此，用户有足够的理由在专业视频监控应用中选择网络摄像机。

广泛的讲，安防产业向IP网络的融合过程涉及很多因素，不仅仅限于下文中即将讨论到的网络摄像机与模拟摄像机所不同各个方面。诸如系统性能、开放性、互操作性、灵活性、可持续发展性及网络连接性等因素，都是需要考虑的重要内容。然而本文将主要针对当前网络摄像机与模拟摄像机之间所存在的10个最主要的区别展开讨论，并进一步分析为何这些区别是用户在购买下一台摄像机时所必须考虑的关键因素。

理由一：终结隔行扫描问题

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（见图1），即便是将模拟信号连接到DVR上也是如此。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1隔行扫描原理

图2逐行扫描原理

在画面中的物体运动程度较小的时候，隔行扫描方式所带来的问题并不明显，但是当画面中的物体运动程度较大或速度较快的时候，图像画面就会变得模糊不清。这是由于运动中的物体在第一扫描场中的位置和在第二扫描场中的位置之间存在较大差异而造成的。而网络摄像机采用了逐行扫描技术，与隔行扫描不同的是，该技术对一幅完整的画面采用一次性扫描（图2），因此可以有效的解决上述问题。即便是画面中的物体处于高速运动过程中，摄像机同样可以提供清晰的画面。

图3为隔行扫描与逐行扫描的实际效果对比，画面中的汽车以20km/h的速度行驶。从图中可以看出，无论是逐行扫描还是隔行扫描，画面中的静止物体（如砖墙）都可以清晰的呈现出来。但是对于运动的物体（如汽车和驾驶员），隔行扫描的画面明显模糊不清。从放大的画面细节可以看出，从采用逐行扫描的画面中可以清楚的辨识出驾驶员的面部轮廓，而隔行扫描则根本无法看清。如果驾驶员是一个偷车的窃贼，那么显然隔行扫描的画面对于追捕工作毫无用处。

图3隔行扫描与逐行扫描实际效果比较

理由二：支持PoE技术，有效节约成本，提高系统可靠性

PoE（PoweroverEthernet），指的是通过以太网为网络设备提供电力的技术，由IEEE802.3 af标准所规定，是IT行业的一个成熟标准。PoE技术使网络设备可以通过同一根以太网5类线同时接收数据和工作电力，实事证明该技术可以为用户节省大量的安装成本。这意味着用户不必为支持PoE功能的摄像机专门进行电源安装工作，而在模拟视频监视系统中，为模拟摄像机供电一直以来都是一个主要的工程难点，同时也是主要成本之一。此外，支持PoE功能的网络摄像机还可以与UPS不间断供电系统配合使用，实现电源的集中化管理，从而大大提高系统的可靠性，使网络摄像机能够在停电的情况下依然可以正常工作。从图4中可以看出，无论是否支持PoE功能，网络摄像机均可从PoE技术中获益。

理由三：百万象素分辨率

由于受到NTSC/PAL规范的制约，模拟摄像机的最高分辨率一直被限制在4CIF，大约相当于40万象素的样子。近年来，高分辨率电脑显示器和数字摄像机不断出现，最终用户也开始要求将图像分辨率提高到百万象素的级别，视频监视应用的最终用户同样也开始提出类似的要求。网络摄像机的最高分辨率可以达到百万象素甚至更高，因此能够提供更多的画面细节并覆盖更大的区域（图5）。高分辨率能够确保在安全事故发生时，可以从视频画面或监控录像中清晰的分辩肇事者的面部特征或者其搬运的物品，从而使用户不会浪费对于安全系统的投资。此外，高分辨率特性使网络摄像机还可以为用户提供一些诸如数字化PTZ （Pan/Tilt/Zoom）等特殊功能。

图4PoE功能应用示意

图5不同分辨率对比

理由四：将智能集成到前端

在当前的视频监控系统中，有太多的视频数据被录制和存储下来，但是这些数据中大多都是一些无关紧要的画面，重要事件的信息往往被淹没在海量的录像资料当中，从而给事件的分析和处理工作带来很大的难度，同时也浪费了宝贵的存储资源。最新出现的智能视频技术为解决这一普遍存在的问题提供了可能，并已经成为网络视频发展的下一个大趋势。高端的网络摄像机能够充分满足智能视频应用的需求，它们可以内置移动视频侦测（VMD）及事件管理功能，因此摄像机自身可以决定何时发送视频，以什么样的帧速度和分辨率发送，以及何时应当向哪一个安全人员发出警报，提示他们注意监控画面或采取相应的行动。甚至一些高级智能视频分析算法（如车牌号码识别、人数统计等等）也可以集成到网络摄像机当中。

通过使用网络摄像机，可以做到将系统的智能集成到视频监控的前端设备当中，能够使用户获得一个比传统的DVR或其他集中式的系统更加有效和功能强大的视频监控解决方案。具有智能的网络摄像机同样解决了另外一个视频监控领域中正在不断出现的困境：由在计算能力上的局限性，集中式的视频监控系统无法实现对大量视频信息的实时分析工作。而网络摄像机拥有专用的、高度集成化的硬件设备，其自身即可实现高级视频分析算法，这一

特性大大降低了对后端设备的性能要求，从而使用户可以构建出超大规模的智能视频系统。

理由五：集成PTZ控制和输入/输出端口

对于模拟摄像机来讲，如果需要实现PTZ（云台及变焦）控制，除了进行视频布线之外，还需要为控制信号提供专门的线路，这无疑增加了成本，并且给施工造成诸多不便。网络摄像机可以通过同一网络传输视频信号和PTZ控制命令，从而可以大大降低安装费用并使用户获得更高的灵活性。此外，网络摄像机还可以集成报警输入和输出端口，能够实现对警铃、门锁等其他安防系统的联动控制（图6）。这些特色除了可以进一步为用户节省成本之外，还进一步增加了网络摄像机的功能以及与其他系统相集成的潜力。

图6通过I/O接口实现联动报警

理由六：集成音频

在一些应用场合中，音频信息变得越来越重要。对于模拟系统来说，如果需要获得音频支持功能，只有通过额外的音频布线工作才能实现。而网络摄像机则可以在前端通过内置的麦克风或其他外部设备捕获音频信息，并将音频信息与视频信息进行同步，甚至直接将音频信息集成到视频流当中，最后再通过网络发送到后端的监控或录像设备上。事实上，只有网络摄像机才能使音频支持功能变得安装便捷并且经济高效，它还可以支持全双工的音频，使用户可以像使用电话一样方便的使用音频功能。在图7的例子中，网络摄像机可以使用户与到访者进行双向的音频交流，并远程控制大门的开启和关闭。

理由七：安全通信

模拟摄像机使用同轴电缆传输视频信息，其中没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。更糟的是，心怀不轨的人还可以来个移花接木，将某个重要的视频监视信号切换到其他的信号源，使用户的视频监控系统彻底失效（如同电影中经常会出现的场景一样）。但是对于网络视频系统来讲，网络摄像机可以对采集到的视频信号首先进行加密，然后再通过网络进行传输，从而可以确保视频信息无法被非授权人员获取或者窜改。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。网络摄像机还可以在视频数据中加入“水印”信息，“水印”信息可以包括图像摘要、时间、地点、日期、用户信息、报警信息等等，从而在安全事件发生之后可以确保系统保存了有效的证据。上述功能在模拟摄像机中是根本无法实现的。