‧ 當影像監控遇上 4K

來源:CPS中安網作者:李意元

2013年，包括索尼、三星、東芝等眾多國際品牌相繼推出了4K電視機產品，三星更是提出“讓生活擁有更美的電視”口號，欲以4K電視打造一種新的生活方式。2014年巴西世界盃聚焦了全世界的目光，國際足聯表示部分重要賽事，將首次實現超高清信號(即4K)轉播，4K電視又火了。

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影像監控行業的發展，通常是緊隨電子消費類市場的發展，電視技術已經步入4K時代，影像監控在可預見的將來，也將更多的出現4K的身影。

4K技術概念

什麼是4K?4K和目前專案上主流使用的720p、1080p的設備有什麼內在關係嗎?在影像監控行業，4K的名稱主要源自其水準方向的像素數，常見的解析度有3840×2160和4096×2160像素2種規格。4K解析度相當於4個1080p和8個720p。針對前端設備，主要指的就是解析度為800萬像素以上的設備，800萬像素能為我們的生活帶來什麼?

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其實，4K已經不知不覺的在改變著我們的生活，因為4K，我們可以享受更極致的電視觀看體驗、更精細的影像展示、更細膩的賽事盛況直播等應用，能帶來的改變還有很多，但我們更關注的是4K如何改變影像監控。

4K面臨的挑戰

4K超高清僅僅是像素點的增加嗎?舉幾個例子，在光照條件惡劣的環境下，僅憑提升像素數量，就能改善圖像效果嗎?在霧氣籠罩的戶外，僅憑提升像素數量，就能讓我們看得更清嗎?在數萬支攝影機的城市監控系統中，僅憑提升像素數量，就能讓我們抓到更多壞人嗎?答案恐怕都是否定的。

在整個系統中，除了4K超高清攝影機，需要搭配更高解析度的鏡頭，還需要更先進的編碼壓縮技術，後端需要更強性能的解碼設備，中心需要更高清的顯示裝置。如何將影像處理技術、智慧視覺技術及海量資訊處理技術，更好的和4K技術相融合，也是每一個廠家在影像監控變革的機遇前，面臨的巨大挑戰。

因此，當大家都在爭先恐後的爭奪所謂“首家推出4K監控攝影機的廠家”的頭銜時，真正有研發實力的企業，卻在關注4K背後的支撐技術，因為高清絕不僅僅是像素點的增加，真正的高清是解析度和影像處理技術、智慧視覺技術、海量資訊處理技術，共同提高的高清，請注意，一定是“共同提高”。所以，高清影像的解決方案，必須是——聰明的高清、智慧的高清和睿智的高清。

4K技術支撐

首先是“聰明的高清”，它致力於解決如何讓攝影機看得更清、看得更好的問題。其中的技術包括在攝影機中加入即時影像透霧、星光級超低照度技術，通過ISP的影像處理演算法提升攝影機。

在霧霾天氣或者夜間光照條件差等，惡劣環境下的圖像品質，讓攝影機看得更清晰。而ROI感興趣區域編碼、H.265編碼則在目前業界低碼率普及的情況下，進一步降低超高清資料的網路傳輸頻寬和儲存空間，為未來超高清監控做好充足的準備。

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其次是“智慧的高清”，它致力於解決看得更充分、看得懂的問題。其中涵蓋圖像增強、圖像復原、濃縮播放、人臉比對、人體屬性分析、三維立體辨識、車牌人臉檢索、熱度圖等智慧分析演算法及軟體。圖像增強和圖像復原目前已經在刑事辦案上得到廣泛應用，圍繞警察刑偵破案的需求，針對夜間監控錄影較差的效果進行圖像增強，同時通過對聚焦、運動等原因造成圖像模糊的過程進行建模，利用解卷積演算法能部分恢復車牌號碼、人臉等關鍵資訊，提升破案效率。

說了這麼多影像處理技術，我們再來看看之前因為馬航客機的失聯事件，變得熱門起來的人臉辨識技術。在沸沸揚揚的馬航事件當中，有專業人士認為，如果安裝了人臉辨識系統，我們就可以將安檢現場，拍攝下來的人臉和護照人臉庫進行比對，來評判是否“人照合一”，從一定程度上通過技術為安檢加碼，提高機場、車站等公共場所的安全防範水準。除了人臉比對，我們還可以通過雙目立體辨識技術，對拍攝下來的人臉進行人體屬性分析，得出此人的性別、年齡、身高以及是否戴眼鏡等資訊。

未來，我們或許可以增加對異常人臉屬性的分析，比如說蒙面、戴帽子，就可以從一定程度上預防火車站、機場等公眾場所的暴力、恐怖襲擊事件。

瞭解了人臉辨識技術的深入應用，我們再來看看車輛辨識技術的發展。我們在刑偵中通常會採用車牌辨識、車牌跟蹤的方式來定位可疑車輛，而一旦犯罪分子狡猾的更換了車牌，我們就無從查起了。不過短時間內換個車牌很容易，要徹底改變車的樣子就比較困難了。因此，我們可以根據一張已有的嫌疑車輛照片，從車輛登錄資訊庫中，將與嫌疑車輛最相似的照片快速檢索出來，這項技術形象的稱為“車臉檢索”。

介紹完了聰明的高清和智慧的高清，最後我們來看睿智的高清。聰明的高清解決的是微觀層面的問題，而智慧的高清則更進一步，解決一般性問題。我們通常把“智慧”這個詞與“大”字結合，講“大智慧”。在影像監控中，什麼問題是“大”問題呢? 「大數據」(Big Data)是近年來很熱門的話題，網路上的資料每年將增長50%，每兩年翻一番，而目前世界上90%以上的資料是最近幾年才產生的。安防中的大數據就是我們的海量影像資料，尤其是其中的人臉資料和卡口資料。