‧ 淺談 4K 安防應用起航：光鮮、缺陷和未來

來源:宇視科技

其實高清監控從來不只是監控攝清機的高清，高清監控是一整個監控系統的高清，涉及到採集、編碼、傳輸、儲存、解碼顯示五個方面，而基於目前的技術限制，4K相較於1080P的不足，在這五個方面都有涉及。

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似乎是在一夜之間，鋪天蓋地的4K電視廣告出現在了我們的身邊，4K成為了網路的又一個焦點話題，人們茶餘飯後都在談4K電視帶來的超高清視覺體驗，似乎在家裡擁有一台4K電視也成為了引領潮流的象徵，可見人們對於清晰度的追求是永無止境的。4K技術究竟能為人們帶來什麼樣的全新體驗，又是否能被用戶認可?

　　

不僅在家用電視行業，在影像監控領域，對於清晰度的追求也從未停步。在2010年之前，影像監控還處於“標清時代”，監控系統大都採用標清攝影機，其D1甚至CIF的畫質，越來越難滿足人們日益增長的對清晰度的追求。所以從2010年開始，影像監控大步跨入“高清時代”，720P和1080P的高清畫質得到了用戶的廣泛認可，“高清改造”也成為了這一階段影像監控領域最熱的詞。

但當人們還沉浸在“高清時代”帶來的全新體驗中時，安防業界的大廠商都相繼推出了4K超高清攝影機，4K超高清攝影機是否能被使用者認可，影像監控是否即將大步跨入“超高清時代”了?

　　

要解答這個問題，我們需要仔細分析4K，相較於目前主流的1080P的優勢和不足。

　　

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4K光鮮的價值

國際電信聯盟對4K超高清的定義是：水準清晰度3840，垂直清晰度2160，寬高比16:9，總約830萬像素，解析度是1080P的4倍，720P的9倍。

　　

從“看”的角度來講，4K確實帶來了更高的清晰度。從定義中可以看到4K的解析度是1080P的4倍，如果用4K攝影機和1080P攝影機拍攝相同視場角下的同一場景，4K攝影機會用4倍於1080P攝影機所用的資訊量去還原場景，畫面自然更清晰、更貼近真實。

　　

從“用”的角度來講，由於4K畫面的資料量是1080P的四倍，基於更多的資料量，就能實現更準確的智慧分析，4K一旦大規模部署，智慧分析的準確率就能上升一個台階，而且也會有更豐富，更令人驚喜的智慧應用得到實現。

一方面，部署4K攝影機還能節省點位數量、降低整體成本，這是由於在相同清晰度的情況下，4K攝影機覆蓋的區域是1080P攝影機覆蓋區域的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，你可以用一台4K攝影機替換掉4台1080P攝影機，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相較於1080P的優勢，“看”是很直觀就能得出的，而“用”是基於“看”得更清晰而附帶的好處。那麼4K相較於1080P的不足呢?

　　

4K相較於1080P的缺陷

其實高清監控從來不只是監控攝影機的高清，高清監控是一整個監控系統的高清，涉及到採集、編碼、傳輸、儲存、解碼顯示五個方面，而基於目前的技術限制，4K相較於1080P的不足，在這五個方面都有涉及。

　　

首先在採集端，不可否認，在正常光照環境下4K攝影機，能提供更高清晰度的圖像，細節還原更貼近真實，但受限於Sensor靶面的面積，隨著像素點數量增加，單個像素點的感光面積減小，所以在低照度成像上4K不如1080P，這是目前所有4K攝影機面臨的一個嚴重問題，必須通過補光來解決。

　　

其次在編碼、傳輸及儲存上，目前H.265技術雖然名聲在外，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，4K攝影機的碼流還處在8~10M左右。對於這麼大的碼流，單只提供一路實況+一路儲存，已經讓部分監控網路望而卻步了，更何況一旦發生突發事件，會有更多的用戶端同時訪問同一路圖像，普通的監控網路根本承受不住這種負擔，必須要對整個網路進行升級;而且目前大部分的監控網路採用流媒體技術，流媒體伺服器的轉發性能也亟待提高，否則很容易成為監控網路中的瓶頸。

同時，更大的碼流勢必會帶來更大的儲存需求，而且對存放裝置的併發寫入/讀取性能也提出了更高的要求。簡而言之，由於在編碼技術上的限制，4K超高清攝影機的大規模使用，勢必會帶來更高的網路及儲存成本。

　　

最後在解碼顯示端，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。能併發解16路1080P圖像的解碼器已經非常成熟，但能併發解16路4K圖像的解碼器還離我們非常遙遠，此外在圖像顯示上，由於成本等因素，4K大螢幕還未能在安防界大範圍使用，目前比較能接受的是通過四塊1080P大螢幕拼接來解決4K圖像顯示問題，但就使用者體驗來講，肯定不如直接用4K大螢幕顯示。

　　

未來：4K或將以更成熟的姿態成為安防主流技術

從前面的分析可以得出，目前階段，我們需要投入大量的網路建設成本、儲存建設成本、解碼顯示成本才能真正大規模使用4K，但如此大的投入所帶來的好處卻並不多，總體而言，弊大於利。那我們是否就對4K一棍子打死了呢?

　　

其實不然，前文也提過，人們對於清晰度的追求是永無止境的，在一個監控系統中，必然會有個別點位是需要特別關注的，可能是一個廣場、可能是一條主幹道、可能是一個警戒區……對於這些地方的圖像是越清晰越好。

所以目前在一個監控系統中，大規模部署的還依然是1080P、720P的高清攝影機，它們所呈現的清晰度已經能滿足現階段絕大部分用戶需求了，但在個別重要點位，如果使用4K超高清作錦上添花，就能達到用不多的成本投入，實現非常好的監控效果的目的。