摘要：在過(guò)去的2014年，眾多4K安防產(chǎn)品讓人耳目一新，這些也都標(biāo)志著安防也即將邁入超高清時(shí)代。那么，4K技術(shù)究竟有哪些特性？又會(huì)為安防行業(yè)帶來(lái)怎樣改變呢？下面我們變針對(duì)上述問(wèn)題為大家進(jìn)行詳細(xì)的講解。
在過(guò)去的2014年，眾多4K安防產(chǎn)品讓人耳目一新，這些也都標(biāo)志著安防也即將邁入超高清時(shí)代。那么，4K技術(shù)究竟有哪些特性？又會(huì)為安防行業(yè)帶來(lái)怎樣改變呢？下面我們變針對(duì)上述問(wèn)題為大家進(jìn)行詳細(xì)的講解。
什么是4K?
zui早的4K應(yīng)用，主要體現(xiàn)在電影后期制作階段--數(shù)字中間片的運(yùn)作中。它首先用膠片掃描儀將35mm攝影機(jī)拍攝的膠片底片掃描成數(shù)字圖像文件，在將膠片轉(zhuǎn)化成數(shù)字圖像的過(guò)程中，為了zui完整地還原膠片拍攝效果，采用了分辨率為4096×3112像素（總像素超過(guò)800萬(wàn)）的圖像文件。由于其水平分辨率為4096像素，是1080P的4倍，故而被簡(jiǎn)稱(chēng)為4K。之后4K概念被推廣并引入了電視行業(yè)，被電視廠商迅速接受，但標(biāo)準(zhǔn)細(xì)節(jié)卻略有不同。在已發(fā)布的4K電視樣機(jī)當(dāng)中，一小部分采用了4096×2160的分辨率，其它的則采用了16∶9寬屏畫(huà)面的3840×2160分辨率。
那么，對(duì)于安防業(yè)界來(lái)說(shuō)，4K的出現(xiàn)又意味著什么呢？首先可以肯定的是，用戶(hù)對(duì)于清晰度的要求是無(wú)止限的，這從圖像技術(shù)從標(biāo)清升級(jí)到高清的過(guò)程中可以看出。而4K高清帶來(lái)zui大zui直觀的核心價(jià)值就是圖像更加清晰，細(xì)節(jié)更加豐富，從而可以創(chuàng)造出更多的客戶(hù)需求。對(duì)于安防廠商來(lái)說(shuō)，就意味著更多的市場(chǎng)機(jī)會(huì)，挖掘出一個(gè)新的營(yíng)收或是利潤(rùn)的增長(zhǎng)點(diǎn)。
其次，分辨率的提升使得視頻監(jiān)控區(qū)域變得更廣，也使監(jiān)控人員能夠提高對(duì)環(huán)境的觀察能力，確保監(jiān)控領(lǐng)域畫(huà)面無(wú)所遺漏。有了這些優(yōu)勢(shì)，在特定的區(qū)域內(nèi)，使用更少數(shù)量的攝像機(jī)就能夠勝任安防監(jiān)控全部任務(wù)，即可節(jié)約投資成本，又可讓可視化管理更、聯(lián)動(dòng)響應(yīng)更及時(shí)、安全系統(tǒng)更有保障。
尤其在交通領(lǐng)域，4K攝像機(jī)的應(yīng)用需求則更加強(qiáng)烈。當(dāng)隨機(jī)事件發(fā)生，各個(gè)業(yè)務(wù)部門(mén)可以用同一臺(tái)4K攝像機(jī)在同一幅圖像中找到各自感興趣的點(diǎn)，經(jīng)過(guò)多級(jí)放大后，仍能得到高清的細(xì)節(jié)畫(huà)面。因此，如果利用4K攝像機(jī)，就可以在不改變攝像機(jī)數(shù)量、焦距、角度的條件下，進(jìn)行全天候、全場(chǎng)景下的監(jiān)控。
H.265和4K
而對(duì)于4K這樣的超高清來(lái)說(shuō)，網(wǎng)絡(luò)傳輸面臨的zui大限制就是帶寬。目前主流的H.264壓縮技術(shù)在高清視頻監(jiān)控應(yīng)用中，也呈現(xiàn)出越來(lái)越多的局限性。帶寬、存儲(chǔ)、網(wǎng)絡(luò)和系統(tǒng)建設(shè)成本等成為制約行業(yè)快速向全面超高清化發(fā)展的天花板。
為了解決這一問(wèn)題，H.265應(yīng)用而生。H.265是ITU-TVCEG繼H.264之后所制定的新的視頻編碼標(biāo)準(zhǔn)，仍屬于預(yù)測(cè)加變換的混合編碼框架。然而其采用更加靈活的編碼結(jié)構(gòu)來(lái)提高編碼效率，包括編碼單元(CodingUnit)、預(yù)測(cè)單元(PredictUnit)和變換單元(TransformUnit)。在此混合編碼框架下，H.265進(jìn)行了大量的技術(shù)創(chuàng)新，其中具有代表性的技術(shù)方案有：基于大尺寸四叉樹(shù)塊的分割結(jié)構(gòu)和殘差編碼結(jié)構(gòu)、多角度幀內(nèi)預(yù)測(cè)技術(shù)、運(yùn)動(dòng)估計(jì)融合技術(shù)、高精度運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償技術(shù)、自適應(yīng)環(huán)路濾波技術(shù)以及基于語(yǔ)義的熵編碼技術(shù)等。和H.264相比，H.265的編碼效率要比前者提高50%，即在同等圖像質(zhì)量條件下，目標(biāo)碼率下降到H.264的50%左右。
可以說(shuō)，H.265編碼技術(shù)所具有的低帶寬、低存儲(chǔ)等特性開(kāi)創(chuàng)了視頻監(jiān)控領(lǐng)域的又一個(gè)新的里程碑，也讓4K超高清在安防監(jiān)控領(lǐng)域的普及成為了可能。然而，這種僅需原來(lái)一半帶寬即可播放相同質(zhì)量視頻的率是顯而易見(jiàn)的，但是其付出的代價(jià)就在于需要擁有非常高的計(jì)算能力來(lái)進(jìn)行解碼。目前行業(yè)內(nèi)各個(gè)編解碼芯片廠家也在逐步推出基于H.265算法的產(chǎn)品，但居高不下的成本也在一定程度上限制了H.265的普及。
4K技術(shù)在安防監(jiān)控領(lǐng)域的發(fā)展
隨著，4K超高清技術(shù)的普及，基于H.265和4K技術(shù)的產(chǎn)品和解決方案已經(jīng)成為了安防視頻監(jiān)控企業(yè)下一個(gè)必爭(zhēng)之地，各大廠商紛紛推出了基于H.265和基于4K的相關(guān)產(chǎn)品。尤其是在近年的行業(yè)展會(huì)中我們可以看到，800萬(wàn)像素或者更高像素的監(jiān)控?cái)z像機(jī)幾乎成了各大安防廠商主要展示內(nèi)容。
結(jié)語(yǔ)：從目前的發(fā)展來(lái)看，雖然目前4K監(jiān)控產(chǎn)品線還存在采集、編碼、傳輸、存儲(chǔ)及解碼顯示等多個(gè)方面的限制和配合程度的問(wèn)題，但是隨著各種4K設(shè)備的推陳出新，H.265技術(shù)的發(fā)展，想必超高清將在未來(lái)的安防領(lǐng)域有著廣闊的應(yīng)用前景。
安防行業(yè)高清化以及高清產(chǎn)品分辨率的不斷提升是安防行業(yè)的必然趨勢(shì)。4K技術(shù)與安防的結(jié)合，無(wú)疑是將高清化深度發(fā)展的必然結(jié)果。對(duì)于4K技術(shù)，盡管目前在安防行業(yè)應(yīng)用中存在技術(shù)和成本方面的瓶頸，但這并不影響它的應(yīng)用和發(fā)展。我們認(rèn)為，目前4K產(chǎn)品在安防中處于產(chǎn)品的地位，隨著HEVC芯片的推出和普及，以及整個(gè)4K產(chǎn)業(yè)鏈的不斷完善，有理由相信，在未來(lái)的幾年內(nèi)，4K產(chǎn)品帶來(lái)的細(xì)致入微的超清晰監(jiān)控效果，將會(huì)視頻監(jiān)控市場(chǎng)進(jìn)一步步入高清、超高清時(shí)代。文/深圳LED基地（公眾號(hào)：深圳LED基地）
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