對於影像監控而言，圖像清晰度無疑是最關鍵的特性。圖像越清晰，細節越明顯，觀看體驗越好，智慧等應用業務的準確度也越高。所以圖像清晰度是影像監控永恆的追求。近幾年來，眾多安防企業在追求畫面清晰度上孜孜不倦地探索，200萬、400萬、800萬像素的監控產品層出不窮，甚至千萬像素的產品都成為了可能。4K 技術，一個令人驚豔的新興技術，代表了高清影像目前的最高點，已進入人們的視線中。然而，4K 與安防，究竟能否很快地實現結合，在安防行業內，還需要進行長期的探索。
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| 4k Technology also called Ultra High Definition www.techjailbreak.com |
4K 技術走向安防領域
所謂 4K 技術，又稱 UHD，是一種解析度更高的超高清顯示規格，4K 的名稱得自其橫向解析度約為 4000像素(pixel)。按照國際通訊聯盟 (ITU) 定義的標準，4K 的解析度為3840×2160，長寬比為16：9。按照這個標準，該規格下顯示裝置的逐行掃描線可達到 2160，即業內常說的 2160P。標準的 4K 解析度下，像素點總數可以達到 800 萬，而以往的 FHD (全高清)是指 1920×1080，則是 200萬級別像素點，前者是後者的 4倍。
4K 技術首先發展於電視領域。2012 年 5 月，國際電信聯盟發佈了“超高清電視UHDTV”(或“Ultra HDTV”)標準的建議，將螢幕的實體解析度達到 3840×2160 (4K×2K) 及以上的電視稱之為超高清電視，業界因此亦簡稱為 4K 電視。
4K 是借用了投影機顯示解析度的概念。主流商務教育投影機的解析度為 1024×768，而 720P 家用投影機解析度為 1280×800，順理可稱為 1.3K，全高清 1920×1080 也就被定義為 1.9K。因此 4K 電視就是平板電視顯示解析度的水準像素點達到 1024 的 4倍，即解析度為 4096×2160。也就是說，達到這一解析度的平板電視，可以統稱為 4K電視。
2012 年年初，LG 推出了世界上第一款 4K 超高清電視 84LM9600，每幀 800 萬像素的畫面品質，超過了當時全高清電視的解析度(3840×2160)。超高清4K解析度的出現，徹底改變了消費者對顯示裝置在清晰度方面的認知，同時，它的出現也讓消費者真正的感受到了前所未有的視覺衝擊。隨後，LG 又推出了 55″ 和 65″ ULTRAHD 電視 LA9700。憑藉 3840×2160 超高解析度與 LG IPS 硬屏的金字招牌，55″ 和65″ ULTRA HD電視在畫質表現上與 84″ ULTRA HD 電視一脈相承，不僅在清晰度與細節表現上出類拔萃，更兼具純正的色彩還原與極致對比度，為消費者打開了一扇通向超高清的門。
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| LG 推出了世界上第一款 4K 超高清電視 84LM9600 |
而在今年的深圳安博會上，英飛拓科技股份有限公司推出的 4K 超高清智慧攝影機，採用更高性能的全新硬體平台，搭載 1200 萬超高清圖像感測器，具有色彩還原準確自然，畫質乾淨細膩等特點。英飛拓 4K 超高清智慧攝影機擁有感興趣區域編碼，圖像穩定，遠端聚焦，SDXC 儲存等豐富功能，靈活的碼率策略也為用戶提供更多的碼流組合，適用于金融、電信、政府、學校、機場、工廠、酒店、博物館、交通監控等要求高清畫質且光線複雜的場所。此外，浙江宇視科技有限公司也推出了一款型號為HIC5681E-L 的 4K 網路高清槍機，支援 SFP 光口+百兆電口輸出。
獨特優勢引起安企關注
對於影像監控而言，圖像清晰度無疑是最關鍵的特性。衡量圖像清晰度的標準是解析度，單位是像素。這個值越大，圖像越清晰，對於圖像顯示的精細度有大幅度的提升。所謂 HD (高清)、FHD (全高清)，UHD (超高清)，差異也就體現在這裡。三者之間的分界線就是 100萬像素、200萬像素、800萬像素。基於這樣的標準，目前影像監控市場占主流的 1080P 都屬於 FHD。而 1080P 的高清產品，是安防監控領域很多企業正在積極發展的一個方向。4K 監控產品相對於 1080P 的高清產品，更擁有一些獨特的技術優勢。
首先，4K 技術表現最明顯之處在於，其顯示解析度的提升，使得畫面更加精細。影響畫面的精細度有兩個重要關鍵因素，一個是畫面的像素，另一個是畫面的垂直解析度。畫面的像素越高，在相同尺寸的畫面上的像素就越精細，晶格就越小。而因為人眼對於影像的垂直解析度相當敏感，越高的垂直解析度，人眼就能辨識越多的細節與層次。4K技術在監控領域裡能實現的就是在提高像素的同時，又增強了畫面的垂直解析度，使得畫面的細節和層次更加精準。
其次，色彩層次與細節的增強，使得畫面更接近真實生活。從標清到高清顯示系統的轉變，實際上主要是解析度方面的升級，在色彩方面並沒有太過明顯的提升。不過進入到 4K 超高清的時代，畫面方面的變化除了解析度出現飛躍之外，色彩方面的變化尤其引人注目。這一部分都體現在 ITU-R 最新頒佈的 BT.2020 超高清廣播標準之中。
最後，4K 影像系統處理的是 10 位元，甚至是 12 位元編碼的視訊訊號。現階段高清或全高清系統通常採用的是 8 位元的影像系統，而 4K 超高清則採用 10 位元甚至 12 位元的影像系統。因此，無論是灰階層次，還是色深的層次表現，都比高清系統有較大的提升。
對於 4K 技術在安防領域裡的運用狀況，行業內有人士表示，雖然 4K 監控產品線還處於起步階段，但是隨著技術的發展和用戶的體驗，必將帶動安防行業其他4K相關設備和產品的發展，如矩陣、控制器、硬碟錄影機等。所以後續 4K 監控產品很有可能像 FHD 監控取代 HD 監控一樣，取代 FHD 監控。
目前，行業內的眾多企業已經針對 4K 技術在做積極的技術探討。在 4K 解析度面板上，由於 4K 顯示面板採用氧化物薄膜晶體管制作，具備高速電子移動速度，呈現畫面內容具高解析度及薄邊框，呈現超薄質感，目前顯示裝置的安防企業已經在積極推出相關產品，並還在不斷地升級發展。
而在 4K 畫質處理技術上，目前市場上 4K 片源極度匱乏，為了改善這一情況，能夠將 2K 片源提升至 4K 品質的“2K 轉 4K 關聯補償技術”正在興起，畫質轉換技術的高低將直接決定觀看體驗。而隨著編碼技術的發展，新興的 H.265 編碼技術在確保影像畫質、降低體積、便於傳輸等方面上則提供了更多可能。此外，目前已有廠家提出可以通過智慧升級卡進行軟硬體同時升級，同步最新 4K 標準，完成資料解碼與資料傳輸的雙重任務。讓 4K 技術在相容升級上存在更多可能性。
4K 產品全面推行仍存障礙
儘管安防企業在編碼、相容方面做了很多努力與嘗試，但目前 4K 技術想要實現在監控領域的全面發展仍是困難重重。
宇視科技 IP Cam 開發經理余恒樂表示，4K 技術運用於監控前端，對影像監控系統有更多新的要求：更高解像力的鏡頭。
據介紹，4K 是個全系統工程，配套的鏡頭至少達到 800 萬以上解析度，才能充分發揮出 4K 相機的效果;更高的網路傳輸頻寬：一般傳輸 1080P 高清碼流，只要 2M-4M 頻寬，4K 解析度是 1080P 解析度清晰度的 4 倍，因此至少需要 6M-8M，甚至更高的頻寬。當然 4K 攝影機配合 H.265 編碼會緩解，因為解析度的提升帶來的傳輸及儲存壓力。更強的後端解碼能力：對於後端解碼設備，處理 4K 碼流需要更多的計算處理能力。更大解析度的顯示裝置：顯示裝置必須至少具有 4K 實際像素，才能無損的呈現 4K圖像的效果。
更大的儲存容量：對於存放裝置，由於 4K 碼流碼率更大，因此儲存相同時間的碼流，需要更大的儲存容量。更強的智慧處理能力：對於 4K 解析度的監控圖像，畫面中的像素數更多，細節呈現更充分，對於基於影像畫面處理的智慧業務來說，提供了更保真的影像處理圖像，同時也需要更大計算能力處理這些更豐富的細節。
余恒樂表示，由於 4K 解析度包含了超過 800 萬的影像，對光學圖像、編解碼、傳輸、顯示裝置都有很高的要求，只有所有環節都滿足 4K 處理的要求，才能完美呈現 4K 解析度帶來的極致高清效果。
毋庸置疑，畫面解析度及細膩度是 4K 目前最大的技術優勢，但後端儲存、顯示裝置以及傳輸問題等如無大的技術突破和發展，4K 的應用將會遇到相當大的瓶頸。目前眾多企業的競爭都聚焦在網路高清領域，雖然有不少的企業在推動著 SDI 的發展，但受到後端成本偏高、儲存壓力較大，關注度較高但一直未得到大的突破。SDI 面臨的問題 4K 同樣要面對，目前 SDI 仍沒有解決這些障礙，對 4K 來說就更難了。恐怕還需要一段很長的時間來蘊育這一市場。
今年年初，華為宣佈將在安防領域採用 H.265 技術，H.265 的應用或將使 4K 技術的壓縮問題迎刃而解。據瞭解，H.265 是在影像應用不斷向高清晰度、高幀率、高壓縮率方向發展的背景下應運而生。根據公開資料顯示，採用 H.265 技術的視訊壓縮比 H.264 提升 30%~50%。同時，H.265 還支援高清晰度的 4K (4096×2160)和 8K (8192×4320)超高清影像，在資源充足的場景下，提供更舒適的影像及應用效果。但是目前，H.265 尚未廣泛推廣，其適用性和使用效果還有待評估。因此，對 4K 與安防的結合，很多企業對於其在技術上的障礙表現出極大的擔憂。
多家企業認為 4K 運用僅為噱頭
孤掌難鳴，在提到對 4K 的看法時，很多廠商表示，受限於各種技術障礙，4K 技術對於安防行業來說還不太現實。 4K 技術對安防行業來說還是一件很遙遠的事情，如果有企業已經在宣傳 4K 網路高清產品，可能只是一個噱頭。
行業人士表示，4K 之於安防監控產品就像手機一樣，3G 概念剛普及 4G 技術就出來了，但是 4G 目前還只有少數行動業者在推，3G 都還沒消化完，只是提出這個概念而已。儘管如此，行動的 4G 目前還是可以實現的。但是在安防領域提倡 4K 技術，就只是一個概念。多數廠家認為，在三至五年內 4K 技術是沒辦法推廣普及的。
除了技術瓶頸，行業內還有人認為，從電視顯示延伸到安防領域的新技術未必適用。目前安防領域，在顯示終端已經推出了較為成熟的 4K 液晶監控產品，而在前端影像輸入上，在今年安博會上只有少數幾家企業推出了 4K 網路攝影機，但完全沒有市場應用，在影像輸入上也就根本實現不了高清圖像輸入。
就算在安防領域的顯示上可以採用 4K 技術，但是由於前端輸入達不到理想中的顯示效果，這沒有任何意義。因為顯示器解析度是可以調最大和最小支持多少解析度，最後調出來的解析度仍是普通的效果。因此，很多業內人士表示，電影電視已經有了滿足 4K技術的超高清片源，而安防領域的前端輸入根本達不到 4K 的超高清，後端採用 4K 顯示無疑是門不當戶不對。
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