安防行业4K超高清应用挑战在哪里

随着技术的发展和传输条件的改善，人们对监控图像清晰度的需求越来越高，从2010年高清网络摄像机开始挑战传统模拟摄像机到如今高清成为许多用户的基本需求，用户对于清晰度的追求是芝麻开花节节高。

在我们的采访中蓝色星际焦成平谈到：“如今200万像素摄像机已是家常便饭，而具备300万或500万像素的摄像机也不断出现，变 得常见起来，而更高像素的4k（约830万像素）也并不少见了。”日常中，我们看到的4K高清影院，各大家电卖场的4K超高清电视，包括今年巴西世界杯杯 赛场内的大屏幕也采用了4K的显示技术。

安防行业4K超高清应用挑战在哪里

何为4K？

常见的4K画面像素数为800万，清晰度为3840*2160(QFHD)和4096*2160(UHD)，是传统全高清1080P的4倍，是准高清720P的8-9倍左右。4K技术的应用除了涉足传统家电市场外，在安防监控领域也开始慢慢崭露头角。据焦成平介绍：“在规格上，不论是家电行业还是安防领域，对于4K的定义是一致的。”

高分辨率，大范围监控

4K技术如此之高的清晰度，对于实际的安防应用究竟能够带来多大的帮助呢？采访中焦成平谈到：“4K技术最明显的优势是显示分辨率 的提升，使得监控画面更加精细。监控中影响画面精细度的关键因素有二：一是画面像素数，二是画面的垂直分辨率。画面的像素数越多，在相同尺寸的画面上表现 得就越精细，晶格就越小。因为人眼对于影像的垂直分辨率相当敏感，越高的垂直分辨率，人眼就能辨识越多的细节与层次。4K技术在监控领域里应用效果是提高 像素数同时，又增强了画面的垂直分辨率，使得画面的细节和层次更加精准，同时配合监控广角专用镜头，能够实现更大的监控范围覆盖。”

传输瓶颈阻隔4K在安防行业普及

虽然安防行业也沐浴在4K风中，但是目前主流高清仍然是1080P，至少一段时间内是这样的。因为4K监控的整体成本还是过高的， 如感光芯片、编解码芯片；在算法，网络传输、存储等方面仍然存在不小的瓶颈。谈到高清必连带网络带宽，4K这样的超高清需要的带宽远远超越一般高清。针对 这个问题采访中焦成平提到：“以目前主流H.264压缩技术来看，能够将1路4K@25fps的图像传输保证在15Mbps以内就已经很好了。那么对于我 们目前国内的网络条件来说，这样的带宽需求，显然还是太高了。4k技术在未来能够得到进一步推进的另一个重大技术是H.265编码，H.265是目前公认 的未来4K编码技术，支持该编码意味着可以更流畅的编码/解码4K视频。但是和现在主流的H.264来对比看，H.265提供了更多不同的工具来降低码 率，以编码单位来说，H.264中每个宏块(marcoblock/MB)大小都是固定的16x16像素，而H.265的编码单位可以选择从最小的8x8 到最大的64×64。但事实上，H.265和H.264标准在 各种功能上有一些重叠，例如，H.264标准中的Hi10P部分就支持10bit色深的视频。另一个H.264的部分(Hi444PP)还可以支持 4：4：4色度抽样和14bit色深。在这种情况下，H.265和H.264的区别就体现在前者可以使用更少的带宽来提供同样的功能，其代价就是要求设备 计算能力更高。H.265编码的视频需要更多的计算能力来解码。目前行业内各个编解码芯片厂家也在逐步推出基于H.265算法的产品，但是居高不下的成本也从一定方面限制了H.265的普及。”通过焦成平的话可以看出，要想使4K推广，无非是成本与技术的问题。

后端显示设备也在扯后腿

假设上述前端设备和中端传输带宽问题能够解决，是否4K超高清摄像机就可以奔赴监控现场了呢？后端显示设备同样是在扯后腿。采访中焦成平阐述：“虽然现在4K电视大量涌现，但是在安防行业，显示设备通常使用的是液晶监视器， 就目前的市场情况来看，支持4K超高清的监视器还是很少。其次，信号传输线缆也是一个阻隔，想要完美支持4K传输，HDMI的标准必须支持2.0规范，相 对与早期的1.3、1.4的HDMI标准，新的规范将传输带宽提升至18Gbps。同时由于高清视频图像只能够使用HDMI线缆进行传输，而HDMI线缆 的理论传输距离是10-15米，超过这个距离，就需要中继设备的支持。综合来看，在超高清的后端显示部分，目前的投入成本还是相对较高。”

成本高，应用范围尚小

怎么算都不划算的4K技术是空中楼阁吗？只能海市蜃楼的幻想么？其实，4K超高清摄像机在监控行业的某些领域应用还是有相当明显的 优势。如机场、火车站及交通路口。焦成平也举例谈到：“以火车站为例，广场前使用1支4K摄像机，监控范围基本能够覆盖到整个站前广场，同时基本能够看清 行人的面貌。在交通上，十字路口安装一台4K摄像机，能够覆盖到路口4个方向的车辆监控，如果使用传统的720P或1080P摄像机则需要安装4台以上。 如果是抓拍车牌，200万级的IPC能拍一条车道，4K则可以直接拍摄4条车道。”

对于4K技术在安防领域的运用状况，业内人士表示，虽然4K监控产品线目前还处于起步阶段，但是随着技术发展和用户体验，必将带动安防行业其他4K相关设备的发展和应用环境的改善，如后端的显示设备、解码器、控制器、云存储、网络硬盘录像机、网络环境等。所以后续4K监控产品很有可能像高清监控取代标清监控一样，UHD会取代HD监控。