浅谈4K安防应用起航:光鲜、短板和未来

2014-12-12 18:55:35来源: 宇视科技

    似乎是在一夜之间,铺天盖地的4K电视广告出现在了我们的身边,4K成为了互联网的又一个焦点话题,人们茶余饭后都在谈4K电视带来的超高清视觉体验,似乎在家里拥有一台4K电视也成为了引领潮流的象征,可见人们对于清晰度的追求是永无止境的。4K技术究竟能为人们带来什么样的全新体验,又是否能被用户认可?

  不仅在家用电视行业,在视频监控领域,对于清晰度的追求也从未停步。在2010年之前,视频监控还处于“标清时代”,监控系统大都采用标清摄像机,其D1甚至CIF的画质越来越难满足人们日益增长的对清晰度的追求。所以从2010年开始,视频监控大步跨入“高清时代”,720P和1080P的高清画质得到了用户的广泛认可,“高清改造”也成为了这一阶段视频监控领域最热的词。但当人们还沉浸在“高清时代”带来的全新体验中时,安防业界的大厂商都相继推出了4K超高清摄像机,4K超高清摄像机是否能被用户认可,视频监控是否即将大步跨入“超高清时代”了?

  要解答这个问题,我们需要仔细分析4K相较于目前主流的1080P的优势和不足。

  4K光鲜的价值

  国际电信联盟对4K超高清的定义是:水平清晰度3840,垂直清晰度2160,宽高比16:9,总约830万像素,分辨率是1080P的4倍,720P的9倍。

  从“看”的角度来讲,4K确实带来了更高的清晰度。从定义中可以看到4K的分辨率是1080P的4倍,如果用4K摄像机和1080P摄像机拍摄相同视场角下的同一场景,4K摄像机会用4倍于1080P摄像机所用的信息量去还原场景,画面自然更清晰、更贴近真实,如下图所示,1080P图像中远处的车牌信息已经模糊,而4K图像中依然可以清晰分辨。

  从“用”的角度来讲,由于4K画面的信息量是1080P的四倍,基于更多的信息量,就能实现更准确的智能分析,4K一旦大规模部署,智能分析的准确率就能上升一个台阶,而且也会有更丰富更令人惊喜的智能应用得到实现。另一方面,部署4K摄像机还能节省点位数量、降低整体成本,这是由于在相同清晰度的情况下,4K摄像机覆盖的区域是1080P摄像机覆盖区域的4倍,也就是说在一个场景中,如果你觉得1080P的画面足够清晰了,你可以用一台4K摄像机替换掉4台1080P摄像机,而且在显示时不需要在4个画面中来回切换着看了。

  以上两方面就是4K相较于1080P的优势,“看”是很直观就能得出的,而“用”是基于“看”得更清晰而附带的好处。那么4K相较于1080P的不足呢?

  4K相较于1080P的短板

  其实高清监控从来不只是监控摄像机的高清,高清监控是一整个监控系统的高清,涉及到采集、编码、传输、存储、解码显示五个方面,而基于目前的技术限制,4K相较于1080P的不足,在这五个方面都有涉及。

  首先在采集端,不可否认,在正常光照环境下4K摄像机能提供更高清晰度的图像,细节还原更贴近真实,但受限于Sensor靶面的面积,随着像素点数量增加,单个像素点的感光面积减小,所以在低照度成像上4K不如1080P,这是目前所有4K摄像机面临的一个严重问题,必须通过补光来解决。

  其次在编码、传输及存储上,目前H.265技术虽然名声在外,但还未真正成熟,所以我们依然在用H.264作为主流高清编码技术,4K摄像机的码流还处在8~10M左右。对于这么大的码流,单只提供一路实况+一路存储,已经让部分监控网络望而却步了,更何况一旦发生突发事件,会有更多的客户端同时访问同一路图像,普通的监控网络根本承受不住这种负担,必须要对整个网络进行升级;而且目前大部分的监控网络采用流媒体技术,流媒体服务器的转发性能也亟待提高,否则很容易成为监控网络中的瓶颈。同时,更大的码流势必会带来更大的存储需求,而且对存储设备的并发写入/读取性能也提出了更高的要求。简而言之,由于在编码技术上的限制,4K超高清摄像机的大规模使用势必会带来更高的网络及存储成本。

  最后在解码显示端,目前的高清解码器普遍以1080P解码输出为主,4K解码才刚起步不久。能并发解16路1080P图像的解码器已经非常成熟,但能并发解16路4K图像的解码器还离我们非常遥远,此外在图像显示上,由于成本等因素,4K大屏还未能在安防界大范围使用,目前比较能接受的是通过四块1080P大屏拼接来解决4K图像显示问题,但就用户体验来讲,肯定不如直接用4K大屏显示。

  未来:4K或将以更成熟的姿态成为安防主流技术

  从前面的分析可以得出,目前阶段,我们需要投入大量的网络建设成本、存储建设成本、解码显示成本才能真正大规模使用4K,但如此大的投入所带来的好处却并不多,总体而言,弊大于利。那我们是否就对4K一棍子打死了呢?

  其实不然,前文也提过,人们对于清晰度的追求是永无止境的,在一个监控系统中,必然会有个别点位是需要特别关注的,可能是一个广场、可能是一条主干道、可能是一个警戒区……对于这些地方的图像是越清晰越好。所以目前在一个监控系统中,大规模部署的还依然是1080P、720P的高清摄像机,它们所呈现的清晰度已经能满足现阶段绝大部分用户需求了,但在个别重要点位,如果使用4K超高清作锦上添花,就能达到用不多的成本投入实现非常好的监控效果的目的。

关键字:安防

编辑:鲁迪 引用地址:http://www.eeworld.com.cn/afdz/2014/1212/article_7955.html
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