文/陳乾

從近幾年的視頻監(jiān)控技術(shù)發(fā)展來(lái)看，人們對(duì)清晰度的追求一直在提升，無(wú)論是寬動(dòng)態(tài)技術(shù)還是星光級(jí)低照技術(shù)，都是為了更清晰的圖像，而支撐這些技術(shù)的基礎(chǔ)是足夠高的分辨率：分辨率低——如模擬時(shí)代的CIF、D1，畫(huà)面本身清晰度就不足，再多的技術(shù)也無(wú)法提升畫(huà)面的效果；而分辨率高——如現(xiàn)在常見(jiàn)的720P、1080P，在正常光線下圖像的清晰度已經(jīng)能滿足人們的需求，而如寬動(dòng)態(tài)、星光級(jí)低照等技術(shù)只是解決一些特殊場(chǎng)景中的清晰度不足的問(wèn)題。所以在提升畫(huà)面清晰度的探索上，人們首先關(guān)注的是提升畫(huà)面分辨率。

4K應(yīng)用于安防行業(yè)是必然趨勢(shì)

早在一年多前，4K剛在視頻監(jiān)控這個(gè)領(lǐng)域出現(xiàn)時(shí)，這個(gè)出自高清電視產(chǎn)品的技術(shù)就一直被大眾所推崇，成了高端產(chǎn)品的代名詞。國(guó)際電信聯(lián)盟對(duì)4K超高清的定義是：水平清晰度3840，垂直清晰度2160，寬高比16∶9，總約830萬(wàn)像素，分辨率是1080P的4倍，720P的9倍。從這個(gè)定義中就能看出4K最大的特點(diǎn)就是其800萬(wàn)的像素組成的超高清畫(huà)面，四倍于1080P的分辨率，使得同一場(chǎng)景下4K會(huì)用四個(gè)像素點(diǎn)去描述1080P畫(huà)面中一個(gè)像素點(diǎn)描繪的信息，所以4K畫(huà)面自然更清晰、更貼近真實(shí)。

如下圖所示，1080P圖像中遠(yuǎn)處的車牌信息已經(jīng)模糊，而4K圖像中依然可以清晰分辨。

4K的優(yōu)勢(shì)也是得益于其超高清的畫(huà)面。首先，如前文所述高清晰度使得畫(huà)面中的細(xì)節(jié)也都能得到保留，清晰度高、畫(huà)面中獲得的信息量提升；其次由于4K畫(huà)面的信息量提升，基于更多的信息量，就能實(shí)現(xiàn)更準(zhǔn)確的智能分析，所以基于4K畫(huà)面的智能分析會(huì)更加準(zhǔn)確，而且也將有更多令人驚喜的智能應(yīng)用得以實(shí)現(xiàn)；最后由于4K技術(shù)所采用的Sensor靶面尺寸更大，其畫(huà)面覆蓋的范圍也整體提升，能實(shí)現(xiàn)全局與細(xì)節(jié)兼顧，所以在同一個(gè)場(chǎng)景中，采用4K技術(shù)能一定程度上降低布點(diǎn)密度，節(jié)省整體項(xiàng)目成本。

而這一年多來(lái)，4K技術(shù)在視頻監(jiān)控領(lǐng)域的應(yīng)用一直在不斷發(fā)展。2013年安博會(huì)上4K技術(shù)展露苗頭，但當(dāng)時(shí)只是僅限于前端采集部分——4K網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)的展示；而在2014年北京安博會(huì)上，各大廠家都開(kāi)始在4K這個(gè)賣(mài)點(diǎn)上大做文章，推出了諸如4K EPTZ、4K槍球聯(lián)動(dòng)等多種應(yīng)用，同時(shí)4K NVR等配套產(chǎn)品也有推出，獲得了不少客戶的認(rèn)可；到了2015年，4K技術(shù)再次突破，幾大廠家的4K網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)已經(jīng)支持1200萬(wàn)分辨率，相較于傳統(tǒng)4K的800萬(wàn)分辨率，覆蓋面積更廣、清晰度更高。如下圖所示，這是宇視HIC5681-L在變電站的制高點(diǎn)的應(yīng)用，從圖片中可以清楚的看到，1200萬(wàn)相較于4K的覆蓋范圍提升了近50%，而且依然能保證畫(huà)面中遠(yuǎn)景部分細(xì)節(jié)的清晰還原。

4K技術(shù)帶來(lái)的挑戰(zhàn)

不過(guò)雖然4K技術(shù)得到了很大的發(fā)展，但4K技術(shù)在實(shí)際項(xiàng)目應(yīng)用上卻一直不溫不火，這不得不提到4K技術(shù)在普及上面臨的一系列障礙。其實(shí)要實(shí)現(xiàn)超高清視頻監(jiān)控從來(lái)不只是視頻監(jiān)控某個(gè)部件——比如采集的攝像機(jī)實(shí)現(xiàn)超高清就可以了，超高清視頻監(jiān)控是一整個(gè)監(jiān)控系統(tǒng)的超高清，涉及到采集、編碼、傳輸、存儲(chǔ)、解碼顯示各個(gè)方面，而目前的障礙主要在編碼和解碼顯示兩個(gè)方面。

首先在編碼傳輸端，4K圖像的碼流過(guò)高，導(dǎo)致傳輸、存儲(chǔ)的成本普遍提高。雖然目前H.265技術(shù)呼聲很高，但在與4K技術(shù)的結(jié)合上，一直沒(méi)有得到實(shí)際應(yīng)用。所以業(yè)界依然還在用H.264作為主流高清編碼技術(shù)，4K攝像機(jī)的碼流還處在8～10M左右。對(duì)于這么大的碼流，單只提供一路實(shí)況+ 一路存儲(chǔ)，已經(jīng)讓部分監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)望而卻步了，更何況一旦發(fā)生突發(fā)事件，會(huì)有更多的客戶端同時(shí)訪問(wèn)同一路圖像，普通的監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)根本承受不住這種負(fù)擔(dān)，必須要對(duì)整個(gè)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行升級(jí)；而且目前大部分的監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)采用流媒體技術(shù)，流媒體服務(wù)器的轉(zhuǎn)發(fā)性能也亟待提高，否則很容易成為監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)中的瓶頸。同時(shí)，更大的碼流勢(shì)必會(huì)帶來(lái)更大的存儲(chǔ)需求，而且對(duì)存儲(chǔ)設(shè)備的并發(fā)寫(xiě)入/讀取性能也提出了更高的要求。簡(jiǎn)而言之，由于在編碼技術(shù)上的限制，4K超高清攝像機(jī)的大規(guī)模使用勢(shì)必會(huì)帶來(lái)更高的網(wǎng)絡(luò)傳輸及存儲(chǔ)成本。

其次在解碼顯示端，目前的高清解碼器普遍以1080P解碼輸出為主，4K解碼才剛起步不久。能并發(fā)解16路1080P圖像的解碼器已經(jīng)非常成熟，但能并發(fā)解16路4K圖像的解碼器還離我們非常遙遠(yuǎn)，而且現(xiàn)在的4K解碼器單路解碼成本普遍偏高。此外在圖像顯示上，由于成本等因素，4K大屏還未能在安防界大范圍使用，目前比較能接受的是通過(guò)四塊1080P大屏拼接來(lái)解決4K圖像顯示問(wèn)題，但就用戶體驗(yàn)來(lái)講，肯定不如直接用4K大屏顯示。

結(jié)束語(yǔ)

總而言之，4K技術(shù)普及的主要障礙就是應(yīng)用成本過(guò)高，導(dǎo)致用戶的需求并沒(méi)那么強(qiáng)烈。不過(guò)隨著技術(shù)更迭，更加高清產(chǎn)品的投入使用是大勢(shì)所趨，隨著時(shí)間推移，技術(shù)及配套設(shè)施的進(jìn)一步提高，4K技術(shù)的性價(jià)比達(dá)到一個(gè)合適的度，4K必將以更成熟的姿態(tài)得到普及應(yīng)用，成為安防主流技術(shù)，展示超高清帶來(lái)的更多價(jià)值。