用風(fēng)生水起來(lái)形容現(xiàn)在的4K技術(shù)一點(diǎn)不為過(guò)，隨著索尼、三星、創(chuàng)維、TCL、康佳等品牌廠商都紛紛推出4K電視，4K憑借卓越的圖像效果，收獲了大批家電消費(fèi)者。在安防領(lǐng)域，不僅主流廠商相繼推出4K相關(guān)產(chǎn)品，4K更在市場(chǎng)上形成了完整的產(chǎn)品鏈，更有將720P、1080P取而代之之勢(shì)。隨著監(jiān)控系統(tǒng)不斷完善，軟硬件成本不斷下降，近兩年內(nèi)，4K將在安防圈中實(shí)現(xiàn)普及應(yīng)用。

　　■ 文/高琪

　　根據(jù)摩爾定律：當(dāng)價(jià)格不變時(shí)，集成電路上可容納的元器件的數(shù)目，約每隔18-24個(gè)月便會(huì)增加一倍，性能也將提升一倍，揭示了信息技術(shù)進(jìn)步的速度。適用在安防領(lǐng)域也同理可證，視頻監(jiān)控分辨率經(jīng)歷從虛擬、數(shù)字、標(biāo)清、高清四個(gè)階段，必然會(huì)朝著更高清、超高清發(fā)展，也就是近幾年出現(xiàn)的4K，甚至以后的8K，這是視頻監(jiān)控朝著超清化發(fā)展的必然趨勢(shì)。

　　4K技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀

　　4K是指分辨率為3840*2160，長(zhǎng)寬比為16:9，在此標(biāo)準(zhǔn)下CMOS逐行掃描可達(dá)到2160P。4K高清網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)采用更高性能的全新硬件平臺(tái)，搭載1200萬(wàn)超高清圖像傳感器，分辨率達(dá)到了3840×2160像素，是1080P的4倍，720P的9倍，具有色彩還原準(zhǔn)確自然，畫質(zhì)干凈細(xì)膩等特點(diǎn)。

　　與720P、1080P相較，4K在分辨率上占優(yōu)勢(shì)，能覆蓋大場(chǎng)景拍攝，并且能看清場(chǎng)景中的細(xì)節(jié)，實(shí)現(xiàn)場(chǎng)景和細(xì)節(jié)的結(jié)合顯示。但是，更高的分辨率需要更大的帶寬來(lái)進(jìn)行傳輸，一個(gè)4K圖像相當(dāng)于4個(gè)1080P、8個(gè)720P的圖像，分辨率上的成倍增長(zhǎng)必然伴隨帶寬的成倍增長(zhǎng)，行業(yè)在一個(gè)1080P的圖像所需帶寬最小為2M-4M，而一個(gè)4K圖像的傳輸便需要10M以上的帶寬，對(duì)于大范圍廣角度應(yīng)用如智能交通監(jiān)控環(huán)境應(yīng)用下，畫面中的運(yùn)動(dòng)物體比較多，在屏幕中占用區(qū)域更大，這個(gè)時(shí)候帶寬可能會(huì)突破20M，加重了傳輸?shù)睦щy度。

　　一方面，目前的4K攝像機(jī)只能做到前端的高清圖像的采集，對(duì)于后端的傳輸、解碼、存儲(chǔ)還力不能及。所以截至目前，雖然4K的優(yōu)勢(shì)明顯，但是在實(shí)際使用中還是無(wú)法和1080P、720p一樣得心應(yīng)手;另一方面，4K攝像機(jī)的低照度、寬動(dòng)態(tài)性能無(wú)法與1080P、720P相較。隨著分辨率越大，在感光芯片的尺寸沒(méi)有大幅度增加的情況下，攝像機(jī)對(duì)光線的感知能力會(huì)比較弱。因此，4K攝像機(jī)白天的效果非常好，但是夜間的低照度性能會(huì)很差，目前還不能夠完全適應(yīng)24小時(shí)監(jiān)控，對(duì)于寬動(dòng)態(tài)和低照度性能的處理不如1080P、720P那么得心應(yīng)手，用戶在低照度或者強(qiáng)逆光環(huán)境下的使用便大打折扣。此外，4K攝像機(jī)配套的鏡頭至少需要達(dá)到800萬(wàn)以上解像力，才能充分發(fā)揮出4K的效果，而目前真正能達(dá)到800萬(wàn)以上解像力的鏡頭不多而且成本較高，適合安防應(yīng)用的支持變焦的機(jī)芯鏡頭更少。

　　4K技術(shù)在市場(chǎng)上，經(jīng)過(guò)一年多的培育，已經(jīng)得到用戶的很多共識(shí)，甚至有不少?gòu)S家已經(jīng)不滿足于4K技術(shù)，向更高分辨率8K研發(fā)，或者在單個(gè)攝像機(jī)上面組成拼接多個(gè)4K鏡頭的產(chǎn)品研發(fā)。高分辨率是未來(lái)安防市場(chǎng)的發(fā)展趨勢(shì)，目前，4K的分辨率與成像技術(shù)已經(jīng)得到用戶和市場(chǎng)的肯定，未來(lái)隨著硬件性能的發(fā)展，攝像機(jī)內(nèi)部的感光芯片、運(yùn)算芯片、CPU等硬件在性能上得到提升，并且還將出現(xiàn)更高的壓縮算法性能，屆時(shí)，4K技術(shù)將會(huì)有更大范圍的普及，預(yù)計(jì)明年或者后年，4K技術(shù)即將在行業(yè)全面普及。

　　4K與安防高清化的契合點(diǎn)

　　4K技術(shù)在安防行業(yè)的發(fā)展史上，從模擬、數(shù)字、高清到超高清，沿著分辨率增大的方向不斷發(fā)展。但4K技術(shù)還沒(méi)有大規(guī)模的普及應(yīng)用，還只是在個(gè)別點(diǎn)上起到畫龍點(diǎn)睛的作用，目前，4K技術(shù)主要應(yīng)用于安防領(lǐng)域中同時(shí)兼顧到大場(chǎng)景和小細(xì)節(jié)的場(chǎng)景中，比如平安城市、高速公路、機(jī)場(chǎng)的飛行區(qū)、火車站的戰(zhàn)線廣場(chǎng)等。

　　雖然產(chǎn)品線正在形成，從前端的攝像機(jī)拓展到后端的顯示器，范圍廣，且比原來(lái)更加豐富。但一個(gè)完整的超高清視頻監(jiān)控系勢(shì)必還包含著碼流采集之后的碼流帶寬、碼流傳輸、碼流管理以及碼流呈現(xiàn)環(huán)節(jié)，因此4K超高清監(jiān)控帶來(lái)的機(jī)遇并不像看上去的那么美麗。主要受硬件和技術(shù)的局限，還有很大的提升空間，比如降低帶寬、提高傳輸性能、提高編解碼效率、圖形圖像的應(yīng)用處理等方面還有很大的提升空間。

　　圖像分辨率越來(lái)越高，促進(jìn)圖像高清化進(jìn)程，視頻監(jiān)控經(jīng)歷了從模擬到高清到720P、1080P、2K、4K、以及未來(lái)的8K的過(guò)程，遵循的始終是圖像分辨率越大，就越能為用戶提供更清晰的細(xì)節(jié)以及更寬廣的監(jiān)控視野的角度來(lái)改變。4K技術(shù)和高清化相輔相成，二者為視頻監(jiān)控行業(yè)帶來(lái)的就是大范圍和圖像細(xì)節(jié)兩者之間兼顧考量。未來(lái)，視頻監(jiān)控行業(yè)必將沿著大分辨率應(yīng)用的角度進(jìn)行開發(fā)和研究。

　　未來(lái)的挑戰(zhàn)和改變

　　對(duì)于廣電行業(yè)來(lái)說(shuō)，4K由來(lái)已久，而對(duì)于視頻監(jiān)控，4K的應(yīng)用才剛剛起步，未來(lái)所面臨的挑戰(zhàn)表現(xiàn)在兩個(gè)方面：從產(chǎn)業(yè)鏈上看，更多的是硬件性能的提升和攝像機(jī)本身功能的完善。從技術(shù)上看，對(duì)于4K前端攝像機(jī)而言，更多的是需要從提高圖像質(zhì)感的角度出發(fā)，把寬動(dòng)態(tài)、低照度的性能，將傳統(tǒng)的720P、1080P攝像機(jī)應(yīng)用的圖像處理技術(shù)(如光學(xué)防抖、物理防抖、圖像優(yōu)化、降低噪點(diǎn)、紅外性能等)移植到4K攝像機(jī)上，豐富4K攝像機(jī)的適用范圍;第二，從4K技術(shù)本身的應(yīng)用，目前4K技術(shù)只是4K技術(shù)，未來(lái)還將更多的與智能分析集成，在4K之上做更多更精細(xì)的東西，比如超寬車道監(jiān)控、平安城市全景監(jiān)控、公安GIS地圖指揮、提高人臉識(shí)別和車牌識(shí)別的應(yīng)用效率、提高圖像細(xì)節(jié)的捕捉能力進(jìn)行數(shù)據(jù)規(guī)模的分析等。

　　4K雖然在技術(shù)上還面臨不同的挑戰(zhàn)，但這種挑戰(zhàn)將隨著行業(yè)技術(shù)的不斷進(jìn)步逐步解決，未來(lái)，對(duì)于4K最大的挑戰(zhàn)在于系統(tǒng)搭建和用戶投資上的挑戰(zhàn)，用戶在使用了4K技術(shù)之后該怎么辦?是將傳輸系統(tǒng)是升級(jí)還是再建系統(tǒng)?存儲(chǔ)需要增加多少支出?后端顯示屏是否要更換?解碼器是否需要提升?因此，隨著硬件芯片的支持，未來(lái)比較有優(yōu)勢(shì)的圖像處理技術(shù)和視頻分析技術(shù)的設(shè)備商也將會(huì)往更高分辨率發(fā)展。

　　對(duì)于安防行業(yè)而言，能掀起安防行業(yè)的巨變的技術(shù)主要是帶寬處理技術(shù)、新的圖像處理技術(shù)、用戶使用習(xí)慣的轉(zhuǎn)變等方面。而4K的出現(xiàn)，不只是一個(gè)噱頭，而是通過(guò)實(shí)踐應(yīng)用具有一定優(yōu)勢(shì)且不可替代的技術(shù)，雖然在特殊環(huán)境下有特定的攝像機(jī)，如全景、低照度、寬動(dòng)態(tài)攝像機(jī)等，相較于這些攝像機(jī)來(lái)說(shuō)，4K攝像機(jī)還算是一個(gè)比較新鮮的事物，但隨著技術(shù)和性能的完善和開發(fā)，4K的使用還將會(huì)為用戶帶來(lái)更大的使用價(jià)值，就像高清替代模擬一樣，未來(lái)，4K也將替代720P和1080P的使用需求。

　　(本文作者現(xiàn)任安訊士網(wǎng)絡(luò)通訊有限公司市場(chǎng)部技術(shù)市場(chǎng)經(jīng)理)