重慶監控:4K超高清視頻監控漸行漸近
監(jian)控(kong)(kong)清晰度一直(zhi)是使用(yong)監(jian)控(kong)(kong)的(de)人們的(de)一個痛點(dian),也(ye)是整個行(xing)業的(de)痛點(dian)。雖然現在(zai),監(jian)控(kong)(kong)的(de)清晰度越(yue)(yue)來越(yue)(yue)高,但是還是無(wu)法滿足人們對于(yu)監(jian)控(kong)(kong)的(de)高畫質的(de)要求。
人們對高清(qing)(qing)的(de)追求是永(yong)無止境的(de),4K只(zhi)是順應時代需求的(de)必然產物。理論上講,4K仍是高清(qing)(qing)浪潮的(de)延續(xu),但4K帶來的(de)絕不僅僅是分(fen)辨(bian)率(lv)的(de)增加,因(yin)為要真正實(shi)現4K的(de)超高清(qing)(qing)監控,需要一(yi)系列視音頻(pin)編解(jie)碼、圖像處理、智能分(fen)析(xi)等技(ji)術(shu)來支撐。
2010年“高(gao)(gao)清(qing)元年”至今,高(gao)(gao)清(qing)視頻監(jian)控(kong)經歷了突飛猛進的(de)(de)(de)發(fa)展(zhan),720p甚至1080p攝像機已經成為市場(chang)主流。那(nei)么接下來,高(gao)(gao)清(qing)又該如何更(geng)好地走下去?答案其實很簡單,那(nei)就是繼(ji)續往(wang)更(geng)高(gao)(gao)清(qing)的(de)(de)(de)方(fang)向發(fa)展(zhan)。可能有的(de)(de)(de)人會懷疑更(geng)高(gao)(gao)清(qing)的(de)(de)(de)必要性,但(dan)從4K被提出以來市場(chang)的(de)(de)(de)反(fan)應和表現來看,4K超高(gao)(gao)清(qing)已經近在眼(yan)前。
4K的(de)起(qi)源和及優(you)勢
4K最早是(shi)起源于電(dian)(dian)視(shi)行業(ye)。很(hen)多時候,我們視(shi)頻監(jian)控行業(ye)的(de)(de)(de)發(fa)(fa)展(zhan)也是(shi)緊隨著電(dian)(dian)子消費類市場的(de)(de)(de)腳步的(de)(de)(de),例如電(dian)(dian)視(shi)機分辨率的(de)(de)(de)演變經歷了標清(qing)(qing)的(de)(de)(de)CRT顯像(xiang)管(guan)(guan)電(dian)(dian)視(shi)——>720P高(gao)(gao)清(qing)(qing)背投(tou)電(dian)(dian)視(shi)——>1080P全高(gao)(gao)清(qing)(qing)平板電(dian)(dian)視(shi)?——>再(zai)到現在非常熱門(men)的(de)(de)(de)4K超高(gao)(gao)清(qing)(qing)電(dian)(dian)視(shi),而反觀視(shi)頻監(jian)控行業(ye)攝(she)像(xiang)機的(de)(de)(de)發(fa)(fa)展(zhan),也同樣(yang)經歷了標清(qing)(qing)模擬(ni)攝(she)像(xiang)機——>720p高(gao)(gao)清(qing)(qing)網絡攝(she)像(xiang)機——>1080p全高(gao)(gao)清(qing)(qing)網絡攝(she)像(xiang)機的(de)(de)(de)階段,到現在各大廠商也相繼(ji)推出了自(zi)己的(de)(de)(de)4K超高(gao)(gao)清(qing)(qing)網絡攝(she)像(xiang)機產品。因此,不管(guan)(guan)在哪個領(ling)域,人(ren)類對于高(gao)(gao)清(qing)(qing)的(de)(de)(de)追(zhui)求都是(shi)永無止境的(de)(de)(de)。
4K常見的(de)(de)分(fen)辨(bian)率(lv)(lv)有(you)3840×2160和4096×2160像(xiang)素(su)(su)2種規格(ge)。“4K”名稱就(jiu)來(lai)源于其水平方向的(de)(de)像(xiang)素(su)(su)數(shu),4K分(fen)辨(bian)率(lv)(lv)相當(dang)于4個(ge)(ge)1080P,8個(ge)(ge)720P。4K攝(she)像(xiang)機(ji)(ji)就(jiu)是分(fen)辨(bian)率(lv)(lv)為800萬像(xiang)素(su)(su)的(de)(de)攝(she)像(xiang)機(ji)(ji),其超高清的(de)(de)分(fen)辨(bian)率(lv)(lv)讓其在未來(lai)的(de)(de)監控(kong)市場(chang)發展(zhan)中具有(you)非(fei)常大的(de)(de)優勢。首先4K攝(she)像(xiang)機(ji)(ji)可(ke)(ke)以(yi)很好的(de)(de)縱覽(lan)全局,可(ke)(ke)以(yi)在不改變攝(she)像(xiang)機(ji)(ji)數(shu)量、焦距(ju)、角(jiao)度的(de)(de)條件下,進行全天(tian)候、全場(chang)景下的(de)(de)監控(kong)。其次,在同一(yi)個(ge)(ge)場(chang)景下無需架設多臺(tai)攝(she)像(xiang)機(ji)(ji),節約了投資成本。再有(you),4K畫面的(de)(de)豐(feng)富細節,可(ke)(ke)以(yi)實(shi)現多個(ge)(ge)業(ye)務部門信(xin)息共享(xiang),并讓可(ke)(ke)視化管(guan)理更高效、聯(lian)動響應更及時、安全系統更有(you)保(bao)障(zhang)。
4K的系統組成(cheng)
如(ru)果(guo)只有(you)4K的(de)前端攝像(xiang)機,而沒(mei)有(you)后(hou)端以及中心的(de)配套產(chan)品,對于監控來說是沒(mei)有(you)實用(yong)意義的(de)。因此(ci)4K想要(yao)更好的(de)發展,必然是要(yao)形(xing)成4K的(de)完(wan)整的(de)系統方案,推出配套的(de)產(chan)品。
首先,由于4K在電視行(xing)(xing)業的(de)快速(su)發展,4K監控系(xi)統(tong)中最(zui)早出來的(de)就(jiu)是4K的(de)大屏,84英寸的(de)4K面板(ban)已(yi)經上市,大尺寸顯示屏成為整個4K系(xi)統(tong)的(de)先行(xing)(xing)者。
其次(ci)是4K的(de)(de)攝(she)像(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)機。在一些專用領域如(ru)智能交(jiao)通道路監(jian)控(kong),因(yin)為在需要較大分辨率的(de)(de)攝(she)像(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)機來監(jian)控(kong)多個車道的(de)(de)車輛情況(kuang),300萬、600萬像(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)素(su)的(de)(de)IP攝(she)像(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)機也(ye)不(bu)斷得(de)到應用,4K即800萬像(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)素(su)甚至是1200萬像(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)素(su)的(de)(de)IP攝(she)像(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)機也(ye)逐(zhu)漸推出市(shi)場。
除了前端以(yi)及顯示設(she)(she)備(bei),中(zhong)(zhong)間(jian)傳(chuan)輸(shu)(shu)的(de)(de)(de)(de)光端機采用(yong)光纖(xian)傳(chuan)輸(shu)(shu),不(bu)(bu)必太擔心分辨(bian)率的(de)(de)(de)(de)問(wen)題(ti),因(yin)此原有設(she)(she)備(bei)便(bian)可(ke)支持4K的(de)(de)(de)(de)傳(chuan)輸(shu)(shu),那(nei)么就只剩下(xia)后端的(de)(de)(de)(de)解(jie)碼(ma)(ma)設(she)(she)備(bei)和存(cun)儲(chu)設(she)(she)備(bei)了。隨著性能(neng)(neng)的(de)(de)(de)(de)提(ti)升,縱(zong)然現(xian)在(zai)的(de)(de)(de)(de)解(jie)碼(ma)(ma)設(she)(she)備(bei)還不(bu)(bu)具備(bei)解(jie)碼(ma)(ma)多路(lu)4K攝(she)像機的(de)(de)(de)(de)能(neng)(neng)力(li),但集中(zhong)(zhong)力(li)量解(jie)一路(lu)視頻(pin)還是沒問(wen)題(ti)的(de)(de)(de)(de)。另外,各(ge)大廠(chang)商已(yi)相繼(ji)推出(chu)4KNVR產品,它能(neng)(neng)夠(gou)接入4K分辨(bian)率的(de)(de)(de)(de)超清網絡攝(she)像機,在(zai)不(bu)(bu)進行縮放的(de)(de)(de)(de)前提(ti)下(xia)對4K圖像進行預覽、錄(lu)像、解(jie)碼(ma)(ma)回放和顯示輸(shu)(shu)出(chu),這對于NVR來說也是一個新的(de)(de)(de)(de)高度。
4K面臨的主要問題
目前,4K普及面臨的(de)最主要問題,是(shi)其(qi)超高清分(fen)辨率帶(dai)來的(de)超大帶(dai)寬(kuan)占用(yong)和超高存儲(chu)成本(ben),而利(li)用(yong)現有的(de)編碼(ma)算(suan)法H.264可能需要8-16M的(de)超大碼(ma)率才(cai)能保證圖像質量,這對于帶(dai)寬(kuan)或存儲(chu)都是(shi)很大的(de)壓力。因此,必需有更高效的(de)視(shi)頻(pin)壓縮算(suan)法來推動(dong)視(shi)頻(pin)超高清化發展。
2010年,JVT-VC小組開始著手(shou)下(xia)(xia)一(yi)代視頻壓(ya)縮標準(zhun)(zhun)的(de)定制(zhi),并于2013年定稿發布,命名(ming)為(wei)(wei)(wei)HEVC(HighEfficiencyVideoCoding),然后分別被ITU-T和ISO/IEC采納成為(wei)(wei)(wei)國際標準(zhun)(zhun),也就是(shi)H.265視頻壓(ya)縮標準(zhun)(zhun)。最(zui)新(xin)H.265標準(zhun)(zhun)基(ji)本繼承了H.264的(de)框(kuang)架(jia),但是(shi)其(qi)中采用了大(da)量(liang)全新(xin)的(de)技(ji)術(shu)。在高清分辨(bian)率下(xia)(xia),這些(xie)新(xin)技(ji)術(shu)的(de)使用可以(yi)使H.265的(de)壓(ya)縮性(xing)能相比(bi)H.264提升一(yi)倍(bei)。簡單來說,就是(shi)相同視頻質(zhi)量(liang)下(xia)(xia),高清視頻所(suo)需要(yao)的(de)傳輸帶(dai)寬(kuan)或(huo)者存(cun)儲空間則為(wei)(wei)(wei)H.264的(de)一(yi)半左右。從客觀效(xiao)果測(ce)試提升上(shang)來看,測(ce)試結(jie)果表明,H.265在1080P分辨(bian)率下(xia)(xia)相比(bi)H.264碼率降(jiang)低40%~50%,在720p下(xia)(xia)相比(bi)降(jiang)低30%~40%。
更(geng)值(zhi)得(de)欣慰的(de)(de)(de)是,H.265由(you)于其算法本身的(de)(de)(de)特點,在4K這種更(geng)高分(fen)辨率(lv)的(de)(de)(de)編碼(ma)處理上(shang)效率(lv)會更(geng)高。由(you)此可以看出(chu),H.265必(bi)然(ran)會成為(wei)未來4K甚至8K分(fen)辨率(lv)的(de)(de)(de)最佳選擇。其實(shi),目前市(shi)場(chang)上(shang)已有支(zhi)持H.265的(de)(de)(de)4K攝像機和NVR,未來有望成為(wei)主流產(chan)品。
4K的應(ying)用(yong)場景
在電子消費類(lei)市場(chang),4K技(ji)術已(yi)經逐步進入(ru)了人們的(de)生活,應(ying)用于4K超(chao)高(gao)(gao)清(qing)電視、4K的(de)高(gao)(gao)清(qing)醫療影像展示、4K超(chao)高(gao)(gao)清(qing)的(de)賽事(如2014年巴(ba)西世界杯(bei)足(zu)球賽的(de)4K試(shi)播)盛況直播等(deng)等(deng),都給人們帶來了超(chao)高(gao)(gao)清(qing)的(de)生活體驗和更多智能化的(de)應(ying)用。
而在安(an)防監控(kong)領域(yu),4K技術才剛(gang)剛(gang)起(qi)步,但(dan)其未(wei)(wei)來卻不可(ke)(ke)估量,可(ke)(ke)應用于平安(an)城市的全(quan)景監控(kong)、超寬車道的監控(kong)、公安(an)GIS地圖(tu)的指揮(hui)調度中等等。未(wei)(wei)來,4K帶(dai)來的變革是多方(fang)面(mian)(mian)(mian)的,一(yi)(yi)方(fang)面(mian)(mian)(mian)它(ta)給我(wo)們(men)(men)帶(dai)來視頻分辨(bian)率上超高清(qing)、極清(qing)的體驗(yan),另一(yi)(yi)方(fang)面(mian)(mian)(mian),它(ta)將(jiang)很(hen)有可(ke)(ke)能改變我(wo)們(men)(men)傳統的監控(kong)應用模(mo)式。現在我(wo)們(men)(men)都是通過錄(lu)像回(hui)放的方(fang)式來查(cha)找線索,而未(wei)(wei)來,我(wo)們(men)(men)也許可(ke)(ke)以截取單張4K監控(kong)畫(hua)面(mian)(mian)(mian),進行多級放大后獲取我(wo)們(men)(men)想要(yao)的信(xin)息,因為4K最大的優勢,就在于圖(tu)像放大4倍(bei)后仍(reng)能得到(dao)1080p的全(quan)高清(qing)畫(hua)面(mian)(mian)(mian)。
人們對高清(qing)的(de)追求(qiu)是(shi)永無止境的(de),4K只是(shi)順應時代需(xu)求(qiu)的(de)必然(ran)產物。理(li)論上(shang)講,4K仍(reng)是(shi)視頻監控高清(qing)浪潮的(de)延續(xu),但是(shi)4K帶來的(de)絕不僅僅只是(shi)分辨率的(de)增加(jia),因為要(yao)(yao)真正實現4K的(de)超(chao)高清(qing)監控,需(xu)要(yao)(yao)一(yi)系列視音頻編解碼、圖(tu)像處理(li)、智能(neng)分析等(deng)技術(shu)來支撐,這(zhe)也從另一(yi)方面推動(dong)了整個監控行業(ye)技術(shu)的(de)快速變(bian)革。
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