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监控进入超高清时代 4K技术谈普及尚早

从模拟到4K,仅仅十年的时间,视频监控实现了五步式跳跃,完成由模拟到数字,由标清到到高清到超高清的完美蜕变。然而,就目前的市场应用状况而言,标清还留有残余,高清尚未普及,4K要想全面铺开,还为时过早。
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  从模拟到4K,仅仅十年的时间,视频监控实现了五步式跳跃,完成由模拟到数字,由标清到到高清到超高清的完美蜕变。然而,就目前的市场应用状况而言,标清还留有残余,高清尚未普及,4K要想全面铺开,还为时过早。

  ■ 文/戚晓波

  4K,又称UHD,是一种分辨率更高的超高清显示规格,分辨率为4096×3112像素(总像素超过800万)是1080P的4倍,720P的9倍,属于超高清分辨率。最早应用于电影的后期制作阶段,后来随着推广被引入了电视行业,迅速成为电视行业竞相追逐的显示技术。

  4K技术优劣势并存

  4K技术进入安防行业,源自于视频监控对于画质清晰度的不断追求,完成安防行业继720P、1080P之后又一次分辨率上的突破。作为一种新的流行技术,必然有其优劣势,4K技术的优势表现在三个方面。

  首先,超高清的画质体现。4K技术实现在分辨率和像素两个方面的大幅度提升,分辨率上相当于4倍1080P,9倍720P,在提高像素的同时,又增强了画面的垂直分辨率,使得画面更加精细,细节和层次更加精准。其次,色彩层次感和画面感增强,更加真实的还原生活。最后,而4K超高清则采用10位甚至12位的视频编解码系统,对于色泽的处理非常分明,无论是灰阶层次过渡还是色深的层次表现,都优于高清系统。

  带来超高清画质的同时,4K技术也同时带来的海量的高清数据、超大的带宽占用、超高清的视频解码显示等问题。具体表现在这些方面:

  首先,带宽和存储上的压力是阻碍4K发展的最大问题,4K分辨率相当于4个1080P,目前1080P图像的传输所需宽带在2MB到4MB之间,而4K的图像传输所需带宽将达到10MB甚至10MB以上,因此导致图片尺寸和容量过大,在传输、存储上都带来很大压力;

  其次,前端高清图像的采集需要4K图像处理的芯片+高分辨率的镜头,需要800万像素以上的镜头才能将4K的功能完全发挥,但目前能够生产出800万像素镜头的厂家非常少,而且成本非常高;后端显示器方面,4K要显示必须要有4K的监视屏或4K的大屏,而目前能生产出相应的显示器的尝试寥寥无几;

  再次,在算法上,利用现有的H.264算法恐难达到较为理想的码率压缩,而H.265产品目前还没真正试用,厂商还只停留在烧钱阶段,如何将h.264进行分度的优化,达到降低带宽和存储,从而支持4K,还是一个难题。

  另外,目前的4K技术还在摸索阶段,缺乏统一标准,且成本过高,导致4K技术应用面不广。

  产品链已形成 但推广仍有难度

  4K技术早已不是新鲜事,已形成一条完整的产品链。2013年初,电影行业曾掀起一股4K设备的风潮,4K摄影机开始抢占市场,电影摄影师们也开始尝试超高分辨率的拍摄。目前市面上几乎所有的主流电视厂商都已经将4K作为新产品的标配,无论是三星、松下、索尼、LG、夏普、松下还是Vizio等,这种技术几乎可以看成是彻底颠覆显示设备画质的手段。然而,对于4K电视的评价,外界褒贬不一。

  除了广电行业,4K的产品链还包含了相机、智能手机、平板电脑、电脑显示器和游戏等,几乎任何和图像或视频有关的领域,我们都会看到4K的身影。涉及到安防领域,则是4K摄像机、4K NVR、4K解码器、4K矩阵等相关产品相继出现,4K大屏也在研发制作中。

  4K技术使用户能够利用相当于全高清(1080p)四倍的分辨率进行监控画面捕捉,通过清晰的画面细节,监控人员可以扩大其监视区域,并对画面中细节部分进行捕捉、放大和检视,可应用于广场、大厅等监控范围广,细节内容丰富的场景,能够在足够大的监控视野下,依然保证有足够清晰的监控画面,可高效适用于城市、运输、铁路、机场等安防监控领域。例如人脸和汽车牌照,而这些工作只需使用一台摄像机即可轻松完成。它扩展了视频安防摄像机潜在的应用领域,有助于推动安防和监控方式的整体转变。由于分辨率的提升使得监控区域变得更广,使监控人员能够提高对环境的观察能力,确保监控领域画面无所遗漏。有了这些优势,在特定的区域内,使用更少数量的摄像机就能够胜任安防监控全部任务,使得用户能够降低安装和使用成本。

  然而,4K技术应用于视频监控是一个系统化的工程,并不只是简单的图像的采集,还有编解码器、传输、显示、存储,以及一些智能化的处理,这样的过程对每一个安防技术都提出了更高的要求。要解决4K技术的弊端和劣势,还需要在每一项安防技术上下功夫。

  4K取代1080P,成为视频安防标准的这一天已经为期不远,但4K成像不单单是分辨率的提高,它还大大扩展了安防摄像机的应用潜力,从而推动安防和监视应用的整体转变。虽然目前还处于用户体验和推广的地步,但是未来则将是下一代分辨率技术的标准,无论是用户还是企业,都将不断朝着超高清进步发展。

  (本文作者现任索尼中国专业系统集团视频安防市场部产品经理)

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