定义及其优势
新兴的4K技术除了涉足了传统的家电市场外，在安防监控领域也开始慢慢的崭露头角。在规格上，不论是家电行业还是安防领域，对于4K的定义始终是一致的。那么到底什么样的画面清晰度才算是真正意义上的4K呢?常见的4K像素数为800万，分辨率为3840×2160(QFHD)或4096×2160(UHD)，是传统全高清1080P的4倍，是高清720P的8-9倍左右。
如此之大的分辨率，对于实际的安防应用究竟能够带来多大的帮助呢?首先4K技术表现最明显之处在于，其显示分辨率的提升，使得画面更加精细。影响画面的精细度有两个重要的关键因素，一个是画面的像素，另一个是画面的垂直分辨率。画面的像素越高，在相同尺寸画面上的像素就越精细，晶格就越小。而因为人眼对于影像的垂直分辨率相当敏感，越高的垂直分辨率，人眼就能辨识越多的细节与层次。4K技术在监控领域里实现的就是在提高像素的同时，又增强了画面的垂直分辨率，使得画面的细节和层次更加精准，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。
跨过技术壁垒
针对安防行业的4K风，目前主流的高清仍然会保持在1080P的清晰度上很长一段时间，4K监控的整体成本还是过高，编解码芯片、算法、网络传输、存储等方面仍然存在不小的瓶颈。
4K的超高清摄像机对于后端显示设备来说，也是一个不小的挑战。虽说现在市场中4K电视已经大量出现，但是在安防行业，显示设备通常使用的是液晶监视器，就目前的市场情况来看，支持4K超高清的监视器还是很少。另外一个瓶颈就是信号传输线缆，想要完美支持4K的传输，HDMI的标准必须支持2.0规范，相对于早期的1.3、1.4的HDMI标准，新的规范将传输带宽提升至18Gbps。同时由于高清视频图像只能够使用HDMI线缆进行传输，而HDMI线缆的理论传输距离是30米，超过这个距离，就需要中继设备的支持。综合来看，在超高清的后端显示部分，目前的投入成本还是相对较高。
谈到高清，大家首先会联想到的就是网络。而对于4K这样的超高清来说，网络传输面临的最大问题就是带宽。以目前主流的H.264压缩技术来看，能够将1路4K@25fps的图像传输保证在15Mbps以内就已经很好了。那么对于我们目前国内的网络条件来说，这样的带宽需求，显然还是太高了。
4k技术在未来能够得到进一步推进的另一个重大技术是H.265编码，H.265是目前公认的未来4K编码技术，支持该编码意味着可以更流畅的编码/解码4K视频。和现在主流的H.264对比来看， H.265提供了更多不同的工具来降低码率，以编码单位来说，H.264中每个宏块(marcoblock/MB)大小都是固定的16×16像素，而H.265的编码单位可以选择从最小的8×8到最大的64×64。事实上，H.265和H.264标准在各种功能上有一些重叠，例如，H.264标准中的Hi10P部分就支持10bit色深的视频。另一个H.264的部分(Hi444PP)还可以支持 4:4:4色度抽样和14bit色深。在这种情况下，H.265和H.264的区别就体现在前者可以使用更少的带宽来提供同样的功能，其代价就在于设备的计算能力，因此H.265编码的视频需要更多的计算能力来解码。目前行业内各个编解码芯片厂家也在逐步推出基于H.265算法的产品，但居高不下的成本也在一定程度上限制了H.265的普及。
当下的应用领域
当然，在监控行业目前也有一些领域开始使用4K的超高清摄像机，主要是使用在机场、火车站以及交通路口。这些地方使用4K，优势相当的明显。以火车站为例，广场前使用1支4K摄像机，监控范围基本能够覆盖到整个站前的广场，同时基本能够看清行人的面貌。在交通上，十字路口安装一台4K摄像机，能够覆盖到路口4个方向的车辆监控，如果使用传统的720P或1080P摄像机则需要安装4台。而如果是抓拍车牌，200万级的IPC能拍一根车道，4K则可以直接拍摄到4条车道。
结语
对于4K技术在安防领域里的运用状况，行业内有人士表示，虽然4K监控产品线目前还处于起步阶段，但是随着技术的发展，必将带动安防行业其他4K相关设备和产品的发展，如后端的显示设备、解码器、控制器、云存储、网络硬盘录像机等。所以后续4K监控产品很有可能像FHD监控取代HD监控一样，取代FHD监控。
(文/焦成平 北京蓝色星际软件技术发展有限公司产品经理)
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