选择网络摄像机的十大理由

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。

图7集成音频支持
理由八：基于灵活性高、经济实用的基础设施
模拟视频信号通常通过昂贵的同轴电缆、私有光纤或者无线技术进行传输，无论采用何种传输技术，图像质量都会收到传输距离的影响。在长距离传输模拟视频信号的时候，各种中间设备必须精确的配合和调整才能确保图像质量下降位于一个可以接收的范围之内。除此之外，为摄像机进行电源布线、添加报警输入输出以及音频布线等项目将进一步使安装部署工作变得复杂。而基于IP的数字化系统则能够以相当低的成本克服这些难点，并为用户提供更多的选项。    就如同可以在世界上的任何一个地点都可以通过Internet观看网站上的图片一样，您可以在世界上的任何一个角落通过Internet观看网络摄像机所提供的数字化图片，这些图片绝对不会因为跨越大洲大洋长距离传输而造成质量下降的现象。与模拟视频不同的是，IP网络技术是一项全球统一标准的成熟技术，因此基于IP的视频流可以通过各种相互兼容的基础设施在全球范围内进行传输。由于采用了基于数据包的通信类型，众多不同类型的数据流可以通过同一条数据线进行传输。在一些新的工程当中经常会采用成本低廉的5类数据线，在千兆以太网络中，一根数据线可以同时传输上百路全帧速的视频流。
理由九：真正的数字化解决方案
在模拟摄像机中，CCD传感器所产生的模拟信号首先将被A/D（模拟/数字）转换器转换为数字信号，这样视频图像就可以通过其内置的DSP芯片进行处理和完善。经过DSP处理后的数字图像信号接着又被重新转化为模拟信号，用于在同轴电缆上进行传输。最后，当该模拟信号到达后端的DVR时，又被DVR重新数字化然后存储到硬盘上。可以看出，在这一过程中，图像信号要经过三次转化，而每一次转化都会造成图像质量不同程度的下降。在网络摄像机中，图像在经过数字化之后将一直保持数字化的状态（图7），无需进行多次数/模或模/数转化，从而避免了图像质量下降的现象发生。

图8真正的数字化解决方案
理由十：更低的总体拥有成本
在谈论到上述网络摄像机所具备的一系列高级特性时，有人会说这些高级功能势必会造成设备成本的增加。诚然，如果仅仅是拿摄像机本身的价格做比较的话，网络摄像机肯定是显得较为昂贵。但是，如果比较的对象是每一路视频信号的成本，那么灵活性高、性能卓越的网络摄像机显然就可以和基于DVR的模拟系统相提并论了。由于网络视频系统后端的应用和存储功能可以使用那些业内通用的、基于开放标准的服务器硬件，而不必像模拟系统中那样一定要使用专用的硬件平台（如DVR），因此在很多系统配置中，基于网络摄像机的视频监视系统的前端设备成本甚至显得更低。这一点对于一些大型系统尤其显得重要，因为存储和服务器硬件通常会占到总体成本的很大一部分，而使用网络摄像机则可以大大降低设备管理和购置方面的成本。成本的节约还来自于网络摄像机所使用的基础设施。除了承载视频监控业务之外，Internet、LAN以及无线网络等各种基于IP的网络同样可以承载企业内其他类型的应用，与传统的同轴电缆和光纤相比，这些网络的建设成本显得非常低廉。
结论：未来属于网络摄像机
知名的行业分析机构J.P.Freeman预测，在视频监视领域内，网络摄像机市场将是发展最快的一个市场，网络摄像机的销售额将在2008年超过模拟摄像机。由于基于IP网络的安全管理（SecurityManagement）极大扩展了人们对于安全管理的理解和实现手段，因此被认为是下一代高级安全管理的发展方向。从另一方面讲，模拟摄像机由于在灵活性和性能上有所缺陷，因此无法满足新一代安全管理的要求，势必将被网络摄像机取代。由于网络摄像机将图像帧的抓取以及对图像进行智能处理的能力从类似于DVR这样的后端设备中剥离出来，因此视频监控系统的规模不再受到后端设备计算能力的限制，系统的可扩展性获得大大提高。网络视频监控系统的最终用户可以选择使用经济高效的通用服务器进行录像和存储，同时还可以从大量的视频管理和分析软件中选择最适合自己需求的产品。
综上所述，网络摄像机能够使用户可以将其应用从专用设备（DVR）转移到开放系统当中，此外还可以使用户充分利用网络化、数字化及智能化的优势，这一切将构成一股强大的促进力，使越来越多的用户选择网络摄像机。