2014年8月由全國安全防范報警系統標準化技術委員會(SAC/TC100)歸口并組織起草的國家標準GB/T30147-2013《安防監控視頻實時智能分析設備技術要求》和GB/T30148-2013《安全防范報警設備電磁兼容抗擾要求和實驗方法》。這是經過國家標準管理委員會發布，已經開始實施，這是我國第一個視頻智能分析方面的國家標準。 （漢中安防監控）

　　筆者由于工作關系近三年參與了宜昌市政府部門、企事業單位、新建居民小區等三十余個安全技術防范系統的項目設計、招標項目評審與項目驗收，有近50%的項目仍然使用的是傳統的模擬解決方案。這些模擬系統中建設整體質量不高，存在著選用產品檔次不高、子系統建設不全、防范布點不合理、系統產品之間搭配不恰當等問題，個別系統建成運行不久就處于癱瘓狀態，同時這些模擬系統在接入宜昌市電子政務網剛剛建設的視頻云平臺時也遇到了許多障礙，所以以提案的形式建議宜昌市政府組織專家和學者研討論證，制定出臺《宜昌市數字視頻安防監控系統基本技術要求》，學習上海等外地省市的先進經驗，從2015年開始凡是新申報的安全技術防范系統方案均應采用數字系統，并應符合《宜昌市數字視頻安防監控系統基本技術要求》。同時對現有模擬視頻安防監控系統改造建議如下：①、攝像機等核心設備更換率超過總數的50%(含)，應對系統按《宜昌市數字視頻安防監控系統基本技術要求》進行整體改造;②、其他情況可按模擬視頻安防監控系統進行改造，不作硬性要求。

　　安防視頻監控技術自二十世紀八十年代在我國興起發展至今，先后經歷了模擬監控技術、模數結合監控技術、數字監控技術三個階段。

　　第一階段：七十年代末到九十年代中期，這個階段以閉路電視監控系統為主，也就是第一代模擬電視監控系統，其傳輸媒介為視頻線纜(同軸電纜)。由控制主機進行模擬處理，主要應用于銀行等金融行業等重點安全防范單位。

　　第二階段：九十年代中期至九十年代末，以基于PC機插卡式的視頻監控系統為主，此階段也被業內人士稱為半數字時代，其傳輸媒介依然是視頻線纜(同軸電纜)。由多媒體控制主機或硬盤錄像主機(DVR)進行數字處理與存貯，此階段的應用多限于對安全程度要求較高的場所。

　　第三階段：九十年代末至今，以嵌入式技術為依托，以網絡、通信技術為平臺，其傳輸媒介是雙絞線或光纖，以智能圖像分析為特色的網絡視頻監控系統為主，又稱為IP監控系統，自此視頻監控的發展進入了數字時代。網絡視頻監控的應用不再局限于安全防護，逐漸也被用于遠程辦公、遠程醫療、遠程教學等領域。

　　安防視頻監控系統主要涉及兩大類產品，前端攝像機和后端錄像機，我們通過模擬與數字攝像機的技術對比來看看它們的優缺點：

一、模擬與數字攝像機技術對比

　　1.1掃描方式

　　模擬攝像機采用隔行掃描，由不同時刻的奇場與偶場畫面合成一個畫面時，畫面中的運動物體容易產生鋸齒、閃爍等不良反應，為了消除鋸齒，必須做軟件反交錯圖像處理，同時也會導致畫質損傷，畫面清晰度降低。而數字攝像機采用逐行掃描，不需要反交錯處理。假如開車的就是盜車賊，那么快速運動的狀況下，隔行掃描根本無法錄下盜賊的任何特征。

　　1.2分辨率與解析度

　　模擬攝像機早期受制于PAL/NTSC技術本身的限制，分辨率一般為4CIF或D1(即PAL制下的720×576或NTSC制下的720×480像素)，最高像素僅僅為40萬像素的水平。“后模擬時代”960H技術是由Techwell和Sony共同定義和開發的一套準高清解決方案，雖說分辨率為PAL制下960×576或NTSC制下960×480，相對傳統的D1整體畫面清晰度提升了30%，但其要求的帶寬是36M，在傳輸的問題上會遇到瓶頸，效果會打折扣，性價比并不高。模擬高清有著眾多的解決方案，例如HDCVI、HDTVI、AHD、ccHDtv等，分辨率等同于720P或1080P，對于可以繼續沿用原有模擬系統的同軸電纜用戶來說，有著較大的吸引力，但同時其存儲的碼流也會提升，后端存儲壓力不斷上漲，硬盤容量需求增大，舊的模擬傳輸系統可能無法完全承載。

　　數字攝像機可以實現百萬像素甚至更高的分辨率，720P高清、1080P全高清已不再是熱點，現已進入4K時代(3840×2160)，隨著H.265等相關新技術的發展，在提高數字攝像機像素的同時，又增強了畫面的垂直分辨率，使得畫面的細節和層次更加精準，同時配合廣角監控專用鏡頭，能夠實現對更大監控范圍的覆蓋、顯示更多畫面細部特征，觀看體驗更好。

　　1.3AD(模數)轉換

　　模擬攝像機前端感光器輸出模擬信號，接著轉化成數字信號，以便進行色彩與亮度處理，接著再將數字信號轉化成模擬信號輸出，當到達DVR等后端設備時，由視頻采集芯片將模擬信號轉成數字信號，模擬系統總共發生了3次AD/DA轉換，每次轉換都會導致畫質受損。

　　現在數字攝像機較多使用CMOS感光器，該感光器內置了AD轉換，光信號進入，數字信號輸出，僅有這一次AD轉換，之后再也沒有反復的AD/DA轉換，所以數字攝像機的畫質受損小。

　　現階段CMOS感光器技術再次取得突破性進展，光照靈敏度提升了5倍以上，已經達到或接近了CCD的照度性能，同時分辨率也高達500萬像素以上，并且CMOS在其成本、集成度與功耗等方面的優勢則比CCD更勝一籌，可以預見，CMOS感光器將取代CCD而成為市場主流。

　　1.4色彩還原度

　　模擬攝像機輸出的視頻為復合模擬視頻信號，其中包含了亮度信號與色彩信號，由于兩種信號在同一個頻段里，當復合視頻傳輸給視頻采集芯片時，視頻采集芯片除了做AD/DA轉換，還要做亮色分離(梳妝濾波)，由于難以完全分離亮度與色彩信號，導致傳統模擬視頻監控容易出現色彩滲透與雜色現象。數字攝像機沒有亮色分離的煩惱，色彩可以做到更加逼真。

1.5抗干擾與信噪比

　　模擬攝像機視頻從CCD傳感器一出來就是模擬信號，而模擬信號無論是在攝像機內部，還是輸出后的傳輸過程中，都可能受到不同程度的干擾，從而產生波紋與噪點，同時模擬攝像機在可見光或紅外光偏弱時，雪花噪點非常嚴重，不僅畫質受影響，而且大大增加了碼流。數字攝像機輸出的是數字信號，不容易受到干擾，可以做到噪點小，畫面更干凈，同時也節省了碼流與硬盤空間。

　　傳統模擬市場因為CCTV標準核心技術被日本控制，導致日本相關的芯片公司基本上壟斷了攝像機市場，他們既做芯片，又生產與銷售高端市場攝像機，還利用其擁有的專利技術控制了中國大部分中低端市場。目前的標清模擬產品，除了芯片、傳感器仍為外企掌控，而國內企業同質化競爭激烈，價格戰爆發，利潤越來越微薄。為了謀利，難免偷工減料降低成本，以應對價格戰，質量進一步下降。而960H方案，已基本是國內企業的競爭;HDCVI、HDTVI高清模擬技術等更是海康威視、大華股份等國內企業的寡頭壟斷及自建聯盟。

　　數字時代目前還沒有形成統一的技術標準，日本公司雖然有能力做出數字高清攝像機成品方案，但是在高清NVR、混合DVR、高清解碼器等一系列后端成品方案方面優勢不明顯;反觀國內海康威視、大華股份、宇視科技等企業在這方面做的相當不錯，已擠身世界安防名牌廠商前列。更重要的是，數字時代CMOS將取代CCD，而CMOS技術不是日本的強項，安防監控行業技術被日本壟斷的局面將在數字時代被打破。

二、模擬與數字解決方案對比

　　現在安防監控行業內有少部分公司，以模擬攝像機的價格低于數字攝像機等理由，不愿意或是不積極給客戶提供和推薦數字監控的解決方案，導致現在模擬監控產品仍占據了更多的市場份額。的確，現階段數字攝像機的價格要高于模擬攝像機，但隨著產業和技術不斷的發展，根據摩爾定律，數字攝像機的價格一定會和模擬攝像機持平甚至更低，同時在項目總體成本上，數字監控整體解決方案比模擬監控整體解決方案具有較大的優勢，其主要表現在以下幾個方面：

　　2.1系統布線

　　模擬監控解決方案如果集成了云臺控制與聲音等，那么在布線方面就非常繁瑣，視頻線、音頻線、電源線和控制線都是獨立必需的，布線工作量大、布線復雜，所以布線成本高。

　　而數字監控解決方案則可以采用一根網線將視頻線、音頻線、電源線和控制線四合為一傳輸，布線簡單，而且還可以通過交換機匯總，進一步減少線材用量，大大降低了布線成本與難度，同時數字監控解決方案可以采用無線交換機、無線路由器(帶橋接功能)等設備實現不布線傳輸，無線與微波傳輸(典型應用：電梯無線監控)，使數字監控解決方案更加靈活方便，節省線材與施工。

　　模擬監控解決方案線材用量大，自然施工復雜，施工周期長，同時維護困難，要花費更多的施工人力成本和維護成本。數字監控解決方案線材用量小，布線簡單，施工周期短，節省了施工成本，同時維護輕松，維護成本較低。

　2.2傳輸介質

　　模擬監控解決方案傳輸介質一般選用同軸電纜，在小范圍的監控系統中，由于傳輸距離很近，使用同軸電纜直接傳送監控圖像對圖像質量的損傷不大，能滿足實際要求。當傳輸距離達到200米左右時，圖像質量將會明顯下降，特別是色彩變得暗淡，有失真感，同時同軸電纜本身受氣候變化影響大，圖像質量受到一定影響，同軸電纜較粗，在應用時布線不太方便。在工程實際中，為了延長傳輸距離，要使用同軸放大器，雖然對視頻信號具有一定的放大，并且還能通過均衡調整對不同頻率成分分別進行不同大小的補償，但傳輸距離還是有限，還存在著調整困難的缺點。雖然現在市場上也出現了2000米的同軸視頻傳輸設備，能解決個別遠距離的圖像傳輸問題，但是造價稍高，不適宜大型監控系統的普遍采用。數字監控解決方案傳輸介質一般選用雙絞線，是因為它具有抗干擾能力強、傳輸距離遠、布線容易、可靠性高、價格低廉、取材方便等許多優點。

　2.3節約設備成本

　　當遠距離傳輸時，模擬監控解決方案通常采用昂貴的光端機，光端機將模擬信號轉化為數字信號，然后再由數字信號轉為模擬信號，不僅圖像質量受到損傷，同時光端機的價格會隨著接入的監控路數增加而不斷提高。而采用數字監控解決方案，則可以用廉價的光纖收發器代替昂貴的光端機，光纖收發器不隨路數增加而增加費用，傳輸成本較低。數字視頻監控在監控中心無需安裝視頻分配器和矩陣類等設備，所有相關功能都由軟件平臺實現，相對來說簡化了系統組成，再加上數字高清視頻像素高、畫質，在寬范圍監控等應用中，一個數字高清攝像機常常可以頂替多個模擬攝像機，不僅節省攝像機數量及成本，而且還省去了與之配套的線材、傳輸設備、施工等費用。

　2.4抗干擾防護

　　傳統模擬攝像機輸出的信號為模擬信號，長距離傳輸容易衰減，并且易受到電磁干擾，圖像質量受影響，容易出現視頻模糊和波紋等現象。而數字高清攝像機則以數字信號方式傳輸，傳輸過程中抗電磁干擾強，視頻傳輸損傷相對模擬系統要小許多，省去了抗干擾防護設備與措施費用。

　　2.5遠程監控與智能分析

　　在傳統的模擬監控系統中，只能在有限的范圍內在線實時觀看，且一般只能有一個監控中心點，難以實現多監控點的遠程監控等，當出現問題時需要花大量時間觀看錄像帶才能找到現場記錄。而在數字視頻監控系統中，利用計算機建立的索引，在幾分鐘內就能找到相應的現場記錄，同時輕松實現多監控點的遠程監控，無論身處何處，只要能上網就能對即時查看前端視頻。

　　由于對視頻圖像進行了數字化，所以可以充分利用計算機的快速處理能力，對其進行壓縮、分析、存儲和顯示，通過視頻的智能分析，發現監控畫面中的異常情況，并能夠以最快和最佳的方式發出警報和提供有用信息，從而能夠更加有效地協助安全人員處理危機，并最大限度地降低誤報和漏報現象。未來的監控市場發展在于智能分析，而且是在高清監控的基礎上智能分析才能發揮得淋漓盡致。

　　近幾年，視頻監控技術伴隨著計算機、網絡、存儲、芯片、物聯網、云計算、大數據等技術的發展而迅速發展，從早期的模擬視頻監控，到現在的數字視頻網絡監控，智能視頻監控技術和高清視頻監控技術，以及剛剛發展的云視頻監控等，產品一直不斷升級、系統結構不斷變化、功能不斷完善，應用領域也在一直不斷擴展。可以預見的是，在經歷了模擬手機、模擬電視之后，我們即將告別模擬監控時代，大跨步邁入高清數字監控時代!

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