模拟方案与数字方案的对比

模拟方案与数字方案的对比无论说模拟监控系统的解决方案还是数字监控系统的解决方案可以根据建设方对图像监控、显示、录像的不同要求进行选择，理论上说都可以满足实际需要。但由于处理的视频信号源不同、使用的设备不同、系统的结构不同，因此在当前的技术条件和光纤传输的前提下都具有各自优势与缺点。图像质量的比较由于当前使用的工业摄像机即使是引入了DSP（数字信号处理）技术，也只是将光电转换后的模拟电信号数字化处理增强摄像机的整体性能，如背光补偿、电子快门等，以扩展摄像机的应用范围，输出的还是经过数/模转换后的模拟视频信号。在忽略信号传输恶化前提下，如果直接连接到模拟切换器或监视器将不会有更多的损失，例如一般常用的CCD靶面像素752×582的彩色摄像机对应水平460至480线清晰度，无论是监视静止图像还是运动图像，在高于450线清晰度的专业监视器基本上可以反映现场图像的原貌。而在数字监控系统中，摄像机的模拟视频信号输出后要输入到视频网络服务器上，从技术上讲，信号经过一级变换就会存在不同程度的损伤，况且视频网络服务器为了实现网络的传输所采用的压缩方式无论是JPEG还是MPEG2或MPEG4都属于有损压缩，尤其是非运动图像部分的信息会大幅度减少甚至丢弃，因此在图像还原时得到的已经不是能够真正反映现场情况的图像。另外，常见的视频网络服务器压缩后再还原的信号一般都只能达到CIF格式（352×288），对应的清晰度也就是250线左右，是不能满足实际监控需要的。即使有的产品号称能够做到D1格式（704×576）时对于运动的图像也会产生细节分辨率不够甚至拖尾现象。在数字视频压缩技术中一般来讲，图像分辨率越高、图像的连续性越强、图像内容的差异越大，压缩比也越小，图像记录和传输时占用的磁盘空间和带宽也越大。因此如何提高数字图像的分辨率，解决分辨率与高压缩比之间的矛盾是数字化视频技术推广的最大障碍。图像切换功能的比较在大型监控系统中，摄像机的数量一般都很多，无论是远端站点上传的图像还是本地辖区的图像，在模拟分布式结构中其总数虽然比单矩阵集中式控制结构要减少很多，但还是要多于中小系统的摄像机数量，因此在实际使用中往往需要有多台图像显示设备与控制系统一起组成图像输入-输出的各种切换显示关系，矩阵切换器最强大的功能就是这种对于多通道图像输入-输出的任意组合显示能力。而反观数字化系统，一般显示设备都是以各站点为单位或者是按照一定的规则在主显示器上显示多画面分割的图像，不能获得更多的输出通道以连接其它的显示设备。当前数字化投影显示设备的发展的确促进了数字化视频技术的推广，但投影设备提供的图像容量又很有限，而普通的数字视频转换卡只能基于有损的数字视频信号进行简单的数/模转换，其显示效果远远达不到模拟监控的显示效果。因此在图像切换显示功能方面数字化监控系统还没有达到取代模拟矩阵的程度。可靠性的比较无论是大型监控系统还是小型监控系统，系统的建设除了为用户提供相关的监视、控制功能以外，必须重视的是要为用户提供一套可靠的系统。在使用相同的高质量前端设备后，控制系统的可靠性已经基本成为整个系统可靠性的衡量标准。模拟监控系统中的各种设备都是经过了多年的发展、改进、完善，技术成熟、工艺严谨、维护容易，产品质量能够得到保障。尤其是国际、国内都具有相关的标准和法规，真正是有据可依。而数字视频技术毕竟是处于发展阶段的新技术，其产品的发展、完善还需要经历一段很长的时间，国内外也还没有真正出台一些对于产品的相关标准与规范；另外当前的数字化产品尤其是作为功能实现核心的综合管理平台多以INTEL芯片为内核的计算机和Windows操作系统为平台，对于长时间不间断运行并处理大量图像信息的能力与模拟系统相比还有很大的差距，产品的性能、质量一般都是以主观判断、产品销量、售后服务来衡量的，因此客观地说其数字化产品的可靠性远比模拟视频产品要差。同样可以理解，既然数字化网络监控系统是依赖于原有的网络环境，因此网络的稳定性也会影响到监控的稳定性，一旦网络设备或链路出现故障也会使监控系统受到不同程度的影响甚至瘫痪。系统功能实现方法的比较模拟监控系统的功能一般都是由硬件设备和内嵌的软件程序来实现的，可靠性强，而且已经按照功能模块化，一旦某项功能模块故障或损坏只影响其中的某项功能，而不会使整个系统瘫痪。而数字系统的功能绝大多数都是由管理平台的软件提供，一旦设备瘫痪或软件故障将使整个系统功能瘫痪，计算机系统固有的一些缺陷往往影响到软件的运行。操作界面的比较模拟控制系统的操作界面一般是专用控制键盘，以各种功能键、热键或其组合来完成常规的操作和编程。数字化系统是建立在计算机技术之上的，因此操作界面更为直观、友好，操作更为简便。对使用者的专业素质要求大大降低，在计算机不断普及的今天，数字化产品对用户的使用来说更易接受。延迟的比较这里提到的延迟包括控制信号的延迟和图像信号的延迟。对于模拟系统来讲，由控制设备产生的图像和控制延迟微乎其微，一般都是ms级，是用户通过主观基本无法察觉的，产生大的延迟一般都出现在传输介质和传输设备上，在充分改良传输链路后，一般的模拟系统不会出现较大的延迟。数字化系统的延迟就不容易被忽略，从系统结构上看可能传输的方式与模拟系统选择的相同，但数字网络化控制系统需要依赖已经建设好的网络系统，无论是LAN，还是WAN，网络设备固有的延迟会累加到数字化监控系统中。另外压缩方式如果使用是数据包的方式，那么在接收端接收的数据包肯定是若干时间以前的现场图像信息，对于实时监控要求较高的场合是不适合的；如果使用的是类似校验的实时方式也同样存在误码后校验的时间差。因此数字系统中的25帧/秒只是说明了图像的连续性达到要求，并不是解决了实际的实时监控问题。如果说图像的延迟还可以接受的话，那么控制信号的延迟就不能容忍，因为对云台操作后从图像上看到前端设备要在若干时间后才获得响应是不可想象的。总结对于图像质量、实时性要求较高的各站点控制室，使用模拟系统可以提供优势优质的图像显示，强大的切换控制功能还能够提高控制室的工作效率。而对于一些对图像质量和实时性要求不高的用户就可以通过数字系统在网络上实现浏览与控制。模拟与数字相结合的系统整体的可靠性很高，大型监控系统中最为重要的用户也就是各站点控制室的用户，可以得到分布式结构模拟系统高可靠性的保障，而一般的用户对监控的需求远没有控制中心重要，因此无论是当前的数字产品的可靠性问题还是网络出现问题都不会影响到系统的主体，最多就是若干个网络浏览服务受到影响，而一旦将来数字视频产品的成熟带来的价格降低后完全可以将视频服务器与前端设备直接配置，到那时即使模拟系统出现问题，仍然可以使用网络浏览方式实现对现场情况的监视。在保密性方面，即使通过网络产生对系统的威胁也是只局限于网络内部或数字视频的综合管理平台而不能侵害模拟监控系统本身。