淺談4K安防應(yīng)用起航:光鮮、短板和未來

責(zé)任編輯:editor007

2014-12-10 17:06:18

摘自:慧聰安防網(wǎng)

簡而言之,由于在編碼技術(shù)上的限制,4K超高清攝像機(jī)的大規(guī)模使用勢必會帶來更高的網(wǎng)絡(luò)及存儲成本。相信隨著時間推移,技術(shù)及配套設(shè)施的進(jìn)一步提高,4K將以更成熟的姿態(tài)成為安防主流技術(shù),展示超高清帶來的更多價值。

似乎是在一夜之間,鋪天蓋地的4K電視廣告出現(xiàn)在了我們的身邊,4K成為了互聯(lián)網(wǎng)的又一個焦點(diǎn)話題,人們茶余飯后都在談4K電視帶來的超高清視覺體驗(yàn),似乎在家里擁有一臺4K電視也成為了引領(lǐng)潮流的象征,可見人們對于清晰度的追求是永無止境的。4K技術(shù)究竟能為人們帶來什么樣的全新體驗(yàn),又是否能被用戶認(rèn)可?

不僅在家用電視行業(yè),在視頻監(jiān)控領(lǐng)域,對于清晰度的追求也從未停步。在2010年之前,視頻監(jiān)控還處于“標(biāo)清時代”,監(jiān)控系統(tǒng)大都采用標(biāo)清攝像機(jī),其D1甚至CIF的畫質(zhì)越來越難滿足人們?nèi)找嬖鲩L的對清晰度的追求。所以從2010年開始,視頻監(jiān)控大步跨入“高清時代”,720P和1080P的高清畫質(zhì)得到了用戶的廣泛認(rèn)可,“高清改造”也成為了這一階段視頻監(jiān)控領(lǐng)域最熱的詞。但當(dāng)人們還沉浸在“高清時代”帶來的全新體驗(yàn)中時,安防業(yè)界的大廠商都相繼推出了4K超高清攝像機(jī),4K超高清攝像機(jī)是否能被用戶認(rèn)可,視頻監(jiān)控是否即將大步跨入“超高清時代”了?

要解答這個問題,我們需要仔細(xì)分析4K相較于目前主流的1080P的優(yōu)勢和不足。

4K光鮮的價值

國際電信聯(lián)盟對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830萬像素,分辨率是1080P的4倍,720P的9倍。

從“看”的角度來講,4K確實(shí)帶來了更高的清晰度。從定義中可以看到4K的分辨率是1080P的4倍,如果用4K攝像機(jī)和1080P攝像機(jī)拍攝相同視場角下的同一場景,4K攝像機(jī)會用4倍于1080P攝像機(jī)所用的信息量去還原場景,畫面自然更清晰、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。

從“用”的角度來講,由于4K畫面的信息量是1080P的四倍,基于更多的信息量,就能實(shí)現(xiàn)更準(zhǔn)確的智能分析,4K一旦大規(guī)模部署,智能分析的準(zhǔn)確率就能上升一個臺階,而且也會有更豐富更令人驚喜的智能應(yīng)用得到實(shí)現(xiàn)。另一方面,部署4K攝像機(jī)還能節(jié)省點(diǎn)位數(shù)量、降低整體成本,這是由于在相同清晰度的情況下,4K攝像機(jī)覆蓋的區(qū)域是1080P攝像機(jī)覆蓋區(qū)域的4倍,也就是說在一個場景中,如果你覺得1080P的畫面足夠清晰了,你可以用一臺4K攝像機(jī)替換掉4臺1080P攝像機(jī),而且在顯示時不需要在4個畫面中來回切換著看了。

以上兩方面就是4K相較于1080P的優(yōu)勢,“看”是很直觀就能得出的,而“用”是基于“看”得更清晰而附帶的好處。那么4K相較于1080P的不足呢?

4K相較于1080P的短板

其實(shí)高清監(jiān)控從來不只是監(jiān)控?cái)z像機(jī)的高清,高清監(jiān)控是一整個監(jiān)控系統(tǒng)的高清,涉及到采集、編碼、傳輸、存儲、解碼顯示五個方面,而基于目前的技術(shù)限制,4K相較于1080P的不足,在這五個方面都有涉及。

首先在采集端,不可否認(rèn),在正常光照環(huán)境下4K攝像機(jī)能提供更高清晰度的圖像,細(xì)節(jié)還原更貼近真實(shí),但受限于Sensor靶面的面積,隨著像素點(diǎn)數(shù)量增加,單個像素點(diǎn)的感光面積減小,所以在低照度成像上4K不如1080P,這是目前所有4K攝像機(jī)面臨的一個嚴(yán)重問題,必須通過補(bǔ)光來解決。

其次在編碼、傳輸及存儲上,目前H.265技術(shù)雖然名聲在外,但還未真正成熟,所以我們依然在用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。對于這么大的碼流,單只提供一路實(shí)況+一路存儲,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,會有更多的客戶端同時訪問同一路圖像,普通的監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)根本承受不住這種負(fù)擔(dān),必須要對整個網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行升級;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,更大的碼流勢必會帶來更大的存儲需求,而且對存儲設(shè)備的并發(fā)寫入/讀取性能也提出了更高的要求。簡而言之,由于在編碼技術(shù)上的限制,4K超高清攝像機(jī)的大規(guī)模使用勢必會帶來更高的網(wǎng)絡(luò)及存儲成本。

最后在解碼顯示端,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),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四塊1080P大屏拼接來解決4K圖像顯示問題,但就用戶體驗(yàn)來講,肯定不如直接用4K大屏顯示。

未來:4K或?qū)⒁愿墒斓淖藨B(tài)成為安防主流技術(shù)

從前面的分析可以得出,目前階段,我們需要投入大量的網(wǎng)絡(luò)建設(shè)成本、存儲建設(shè)成本、解碼顯示成本才能真正大規(guī)模使用4K,但如此大的投入所帶來的好處卻并不多,總體而言,弊大于利。那我們是否就對4K一棍子打死了呢?

其實(shí)不然,前文也提過,人們對于清晰度的追求是永無止境的,在一個監(jiān)控系統(tǒng)中,必然會有個別點(diǎn)位是需要特別關(guān)注的,可能是一個廣場、可能是一條主干道、可能是一個警戒區(qū)……對于這些地方的圖像是越清晰越好。所以目前在一個監(jiān)控系統(tǒng)中,大規(guī)模部署的還依然是1080P、720P的高清攝像機(jī),它們所呈現(xiàn)的清晰度已經(jīng)能滿足現(xiàn)階段絕大部分用戶需求了,但在個別重要點(diǎn)位,如果使用4K超高清作錦上添花,就能達(dá)到用不多的成本投入實(shí)現(xiàn)非常好的監(jiān)控效果的目的。

技術(shù)更迭,更高清產(chǎn)品的投入使用是大勢所趨。宇視科技于2013年安博會推出4K超高清攝像機(jī)以來,已在部分項(xiàng)目中的重要點(diǎn)位推廣使用,配合領(lǐng)先的全交換架構(gòu)技術(shù),解決網(wǎng)絡(luò)壓力問題,用戶只需要投入少量的存儲成本就能獲得超高清體驗(yàn)。相信隨著時間推移,技術(shù)及配套設(shè)施的進(jìn)一步提高,4K將以更成熟的姿態(tài)成為安防主流技術(shù),展示超高清帶來的更多價值。

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