干货！模拟与数字摄像机技术对比

　　安防视频监控系统主要涉及两大类产品，前端摄像机和后端录像机，我们通过模拟与数字摄像机的技术对比来看看它们的优缺点：
 

　　一、模拟与数字摄像机技术对比
 

　　1.1扫描方式
 

　　模拟摄像机采用隔行扫描，由不同时刻的奇场与偶场画面合成一个画面时，画面中的运动物体容易产生锯齿、闪烁等不良反应，为了消除锯齿，必须做软件反交错图像处理，同时也会导致画质损伤，画面清晰度降低。而数字摄像机采用逐行扫描，不需要反交错处理。假如开车的就是盗车贼，那么快速运动的状况下，隔行扫描根本无法录下盗贼的任何特征。
 

　　1.2分辨率与解析度
 

　　模拟摄像机早期受制于PAL/NTSC技术本身的限制，分辨率一般为4CIF或D1(即PAL制下的720×576或NTSC制下的720×480像素)，高像素仅仅为40万像素的水平。“后模拟时代”960H技术是由Techwell和Sony共同定义和开发的一套准高清解决方案，虽说分辨率为PAL制下960×576或NTSC制下960×480，相对传统的D1整体画面清晰度提升了30%，但其要求的带宽是36M，在传输的问题上会遇到瓶颈，效果会打折扣，性价比并不高。模拟高清有着众多的解决方案，例如HDCVI、HDTVI、AHD、ccHDtv等，分辨率等同于720P或1080P，对于可以继续沿用原有模拟系统的同轴电缆用户来说，有着较大的吸引力，但同时其存储的码流也会提升，后端存储压力不断上涨，硬盘容量需求增大，旧的模拟传输系统可能无法完全承载。
 

　　数字摄像机可以实现百万像素甚至更高的分辨率，720P高清、1080P全高清已不再是热点，现已进入4K时代(3840×2160)，随着H.265等相关新技术的发展，在提高数字摄像机像素的同时，又增强了画面的垂直分辨率，使得画面的细节和层次更加，同时配合广角监控专用镜头，能够实现对更大监控范围的覆盖、显示更多画面细部特征，观看体验更好。
 

　　1.3AD(模数)转换
 

　　模拟摄像机前端感光器输出模拟信号，接着转化成数字信号，以便进行色彩与亮度处理，接着再将数字信号转化成模拟信号输出，当到达DVR等后端设备时，由视频采集芯片将模拟信号转成数字信号，模拟系统总共发生了3次AD/DA转换，每次转换都会导致画质受损。
 

　　现在数字摄像机较多使用CMOS感光器，该感光器内置了AD转换，光信号进入，数字信号输出，仅有这一次AD转换，之后再也没有反复的AD/DA转换，所以数字摄像机的画质受损小。
 

　　现阶段CMOS感光器技术再次取得突破性进展，光照灵敏度提升了5倍以上，已经达到或接近了CCD的照度性能，同时分辨率也高达500万像素以上，并且CMOS在其成本、集成度与功耗等方面的优势则比CCD更胜*，可以预见，CMOS感光器将取代CCD而成为市场主流。
 

　　1.4色彩还原度
 

　　模拟摄像机输出的视频为复合模拟视频信号，其中包含了亮度信号与色彩信号，由于两种信号在同一个频段里，当复合视频传输给视频采集芯片时，视频采集芯片除了做AD/DA转换，还要做亮色分离(梳妆滤波)，由于难以完全分离亮度与色彩信号，导致传统模拟视频监控容易出现色彩渗透与杂色现象。数字摄像机没有亮色分离的烦恼，色彩可以做到更加逼真。
 

　　1.5抗干扰与信噪比
 

　　模拟摄像机视频从CCD传感器一出来就是模拟信号，而模拟信号无论是在摄像机内部，还是输出后的传输过程中，都可能受到不同程度的干扰，从而产生波纹与噪点，同时模拟摄像机在可见光或红外光偏弱时，雪花噪点非常严重，不仅画质受影响，而且大大增加了码流。数字摄像机输出的是数字信号，不容易受到干扰，可以做到噪点小，画面更干净，同时也节省了码流与硬盘空间。
 

　　传统模拟市场因为CCTV标准核心技术被日本控制，导致日本相关的芯片公司基本上垄断了摄像机市场，他们既做芯片，又生产与销售市场摄像机，还利用其拥有的技术控制了中国大部分中低端市场。目前的标清模拟产品，除了芯片、传感器仍为外企掌控，而国内企业同质化竞争激烈，价格战爆发，利润越来越微薄。为了谋利，难免偷工减料降低成本，以应对价格战，质量进一步下降。而960H方案，已基本是国内企业的竞争；HDCVI、HDTVI高清模拟技术等更是海康威视、大华股份等国内企业的寡头垄断及自建联盟。
 

　　数字时代目前还没有形成统一的技术标准，日本公司虽然有能力做出数字高清摄像机成品方案，但是在高清NVR、混合DVR、高清解码器等一系列后端成品方案方面优势不明显；反观国内海康威视、大华股份、宇视科技等企业在这方面做的相当不错，已挤身世界安防厂商前列。更重要的是，数字时代CMOS将取代CCD，而CMOS技术不是日本的强项，安防监控行业技术被日本垄断的局面将在数字时代被打破。
 

　　二、模拟与数字解决方案对比
 

　　现在安防监控行业内有少部分公司，以模拟摄像机的*数字摄像机等理由，不愿意或是不积极给客户提供和推荐数字监控的解决方案，导致现在模拟监控产品仍占据了更多的市场份额。的确，现阶段数字摄像机的价格要高于模拟摄像机，但随着产业和技术不断的发展，根据摩尔定律，数字摄像机的价格一定会和模拟摄像机持平甚至更低，同时在项目总体成本上，数字监控整体解决方案比模拟监控整体解决方案具有较大的优势，其主要表现在以下几个方面：
 

　　2.1系统布线
 

　　模拟监控解决方案如果集成了云台控制与声音等，那么在布线方面就非常繁琐，视频线、音频线、电源线和控制线都是独立必需的，布线工作量大、布线复杂，所以布线成本高。
 

　　而数字监控解决方案则可以采用一根网线将视频线、音频线、电源线和控制线四合为一传输，布线简单，而且还可以通过交换机汇总，进一步减少线材用量，大大降低了布线成本与难度，同时数字监控解决方案可以采用无线交换机、无线路由器(带桥接功能)等设备实现不布线传输，无线与微波传输(典型应用：电梯无线监控)，使数字监控解决方案更加灵活方便，节省线材与施工。
 

　　模拟监控解决方案线材用量大，自然施工复杂，施工周期长，同时维护困难，要花费更多的施工人力成本和维护成本。数字监控解决方案线材用量小，布线简单，施工周期短，节省了施工成本，同时维护轻松，维护成本较低。
 

　　2.2传输介质
 

　　模拟监控解决方案传输介质一般选用同轴电缆，在小范围的监控系统中，由于传输距离很近，使用同轴电缆直接传送监控图像对图像质量的损伤不大，能满足实际要求。当传输距离达到200米左右时，图像质量将会明显下降，特别是色彩变得暗淡，有失真感，同时同轴电缆本身受气候变化影响大，图像质量受到一定影响，同轴电缆较粗，在应用时布线不太方便。在工程实际中，为了延长传输距离，要使用同轴放大器，虽然对视频信号具有一定的放大，并且还能通过均衡调整对不同频率成分分别进行不同大小的补偿，但传输距离还是有限，还存在着调整困难的缺点。虽然现在市场上也出现了2000米的同轴视频传输设备，能解决个别远距离的图像传输问题，但是造价稍高，不适宜大型监控系统的普遍采用。数字监控解决方案传输介质一般选用双绞线，是因为它具有抗干扰能力强、传输距离远、布线容易、可靠性高、价格低廉、取材方便等许多优点。
 

　　2.3节约设备成本
 

　　当远距离传输时，模拟监控解决方案通常采用昂贵的光端机，光端机将模拟信号转化为数字信号，然后再由数字信号转为模拟信号，不仅图像质量受到损伤，同时光端机的价格会随着接入的监控路数增加而不断提高。而采用数字监控解决方案，则可以用廉价的光纤收发器代替昂贵的光端机，光纤收发器不随路数增加而增加费用，传输成本较低。数字视频监控在监控中心无需安装视频分配器和矩阵类等设备，所有相关功能都由软件平台实现，相对来说简化了系统组成，再加上数字高清视频像素高、画质，在宽范围监控等应用中，一个数字高清摄像机常常可以顶替多个模拟摄像机，不仅节省摄像机数量及成本，而且还省去了与之配套的线材、传输设备、施工等费用。
 

　　2.4抗干扰防护
 

　　传统模拟摄像机输出的信号为模拟信号，长距离传输容易衰减，并且易受到电磁干扰，图像质量受影响，容易出现视频模糊和波纹等现象。而数字高清摄像机则以数字信号方式传输，传输过程中抗电磁干扰强，视频传输损伤相对模拟系统要小许多，省去了抗干扰防护设备与措施费用。
 

　　2.5远程监控与智能分析
 

　　在传统的模拟监控系统中，只能在有限的范围内在线实时观看，且一般只能有一个监控中心点，难以实现多监控点的远程监控等，当出现问题时需要花大量时间观看录像带才能找到现场记录。而在数字视频监控系统中，利用计算机建立的索引，在几分钟内就能找到相应的现场记录，同时轻松实现多监控点的远程监控，无论身处何处，只要能上网就能对即时查看前端视频。
 

　　由于对视频图像进行了数字化，所以可以充分利用计算机的快速处理能力，对其进行压缩、分析、存储和显示，通过视频的智能分析，发现监控画面中的异常情况，并能够以快和佳的方式发出警报和提供有用信息，从而能够更加有效地协助安全人员处理危机，并大限度地降低误报和漏报现象。未来的监控市场发展在于智能分析，而且是在高清监控的基础上智能分析才能发挥得。
 

　　近几年，视频监控技术伴随着计算机、网络、存储、芯片、物联网、云计算、大数据等技术的发展而迅速发展，从早期的模拟视频监控，到现在的数字视频网络监控，智能视频监控技术和高清视频监控技术，以及刚刚发展的云视频监控等，产品一直不断升级、系统结构不断变化、功能不断完善，应用领域也在一直不断扩展。可以预见的是，在经历了模拟手机、模拟电视之后，我们即将告别模拟监控时代，大跨步迈入高清数字监控时代!