重慶4K超高清視頻監控漸行漸近
人們對(dui)高(gao)清(qing)的(de)(de)追求(qiu)是(shi)永無止境的(de)(de),4K只是(shi)順應時(shi)代需求(qiu)的(de)(de)必然產物。理論上講(jiang),4K仍是(shi)高(gao)清(qing)浪潮的(de)(de)延續,但4K帶來的(de)(de)絕不僅(jin)僅(jin)是(shi)分辨率的(de)(de)增(zeng)加,因為要真正實現4K的(de)(de)超高(gao)清(qing)監控,需要一系列視音頻編解碼、圖像處(chu)理、智能分析等技(ji)術(shu)來支撐。
2010年“高(gao)(gao)清(qing)元年”至今,高(gao)(gao)清(qing)視頻監控經(jing)歷了突飛(fei)猛進(jin)的發展,720p甚(shen)至1080p攝(she)像機(ji)已(yi)經(jing)成為市場(chang)主流。那(nei)么(me)接下(xia)來(lai),高(gao)(gao)清(qing)又該如何更(geng)(geng)好地走下(xia)去?答案(an)其實很簡單(dan),那(nei)就是繼續往(wang)更(geng)(geng)高(gao)(gao)清(qing)的方向發展。可能(neng)有的人(ren)會懷疑更(geng)(geng)高(gao)(gao)清(qing)的必要性,但從4K被提(ti)出以(yi)來(lai)市場(chang)的反應和表現來(lai)看,4K超高(gao)(gao)清(qing)已(yi)經(jing)近在眼(yan)前。
4K的起(qi)源和及(ji)優勢
4K最早是起源(yuan)于電(dian)(dian)視(shi)行業。很多時候,我們視(shi)頻監控行業的(de)(de)發(fa)展(zhan)也(ye)(ye)是緊隨(sui)著電(dian)(dian)子消費(fei)類市場的(de)(de)腳步的(de)(de),例如電(dian)(dian)視(shi)機(ji)(ji)分辨率的(de)(de)演變經歷(li)(li)了標清(qing)的(de)(de)CRT顯像(xiang)(xiang)管電(dian)(dian)視(shi)——>720P高(gao)(gao)(gao)清(qing)背(bei)投(tou)電(dian)(dian)視(shi)——>1080P全高(gao)(gao)(gao)清(qing)平(ping)板電(dian)(dian)視(shi)?——>再(zai)到現(xian)在非常熱(re)門的(de)(de)4K超高(gao)(gao)(gao)清(qing)電(dian)(dian)視(shi),而反觀視(shi)頻監控行業攝像(xiang)(xiang)機(ji)(ji)的(de)(de)發(fa)展(zhan),也(ye)(ye)同樣經歷(li)(li)了標清(qing)模擬攝像(xiang)(xiang)機(ji)(ji)——>720p高(gao)(gao)(gao)清(qing)網(wang)絡攝像(xiang)(xiang)機(ji)(ji)——>1080p全高(gao)(gao)(gao)清(qing)網(wang)絡攝像(xiang)(xiang)機(ji)(ji)的(de)(de)階(jie)段,到現(xian)在各大廠商也(ye)(ye)相繼推出了自己的(de)(de)4K超高(gao)(gao)(gao)清(qing)網(wang)絡攝像(xiang)(xiang)機(ji)(ji)產品。因(yin)此(ci),不管在哪個領(ling)域,人類對于高(gao)(gao)(gao)清(qing)的(de)(de)追求都是永無(wu)止境(jing)的(de)(de)。
4K常見的(de)(de)(de)(de)分(fen)辨(bian)(bian)(bian)率(lv)有3840×2160和4096×2160像(xiang)(xiang)(xiang)素2種規格。“4K”名稱(cheng)就來源于其(qi)水平方向(xiang)的(de)(de)(de)(de)像(xiang)(xiang)(xiang)素數,4K分(fen)辨(bian)(bian)(bian)率(lv)相當于4個1080P,8個720P。4K攝(she)像(xiang)(xiang)(xiang)機就是(shi)分(fen)辨(bian)(bian)(bian)率(lv)為800萬像(xiang)(xiang)(xiang)素的(de)(de)(de)(de)攝(she)像(xiang)(xiang)(xiang)機,其(qi)超高(gao)清的(de)(de)(de)(de)分(fen)辨(bian)(bian)(bian)率(lv)讓(rang)其(qi)在未來的(de)(de)(de)(de)監控(kong)市場發展(zhan)中具有非常大(da)的(de)(de)(de)(de)優勢。首先4K攝(she)像(xiang)(xiang)(xiang)機可(ke)(ke)以很好的(de)(de)(de)(de)縱覽全局,可(ke)(ke)以在不改變攝(she)像(xiang)(xiang)(xiang)機數量(liang)、焦距、角度的(de)(de)(de)(de)條件下(xia),進(jin)行(xing)全天(tian)候、全場景(jing)下(xia)的(de)(de)(de)(de)監控(kong)。其(qi)次,在同一個場景(jing)下(xia)無需架設多臺攝(she)像(xiang)(xiang)(xiang)機,節約了(le)投資(zi)成本。再有,4K畫面的(de)(de)(de)(de)豐(feng)富細節,可(ke)(ke)以實現多個業務部門信息共享,并(bing)讓(rang)可(ke)(ke)視化管理(li)更高(gao)效、聯動響應更及時、安全系統更有保障。
4K的系統組成
如(ru)果只有4K的前端(duan)攝(she)像機,而(er)沒有后(hou)端(duan)以及(ji)中(zhong)心的配套產(chan)品,對于監(jian)控來(lai)說是(shi)沒有實用意(yi)義的。因(yin)此4K想要(yao)(yao)更好的發展,必(bi)然是(shi)要(yao)(yao)形成(cheng)4K的完整的系統方(fang)案,推出(chu)配套的產(chan)品。
首先,由于4K在電視行(xing)業的快速發展,4K監控系統(tong)中最早出(chu)來的就是(shi)4K的大屏(ping)(ping),84英寸的4K面板(ban)已經(jing)上市,大尺寸顯(xian)示屏(ping)(ping)成為整個(ge)4K系統(tong)的先行(xing)者(zhe)。
其次(ci)是4K的攝像(xiang)機(ji)。在(zai)一(yi)些專用(yong)(yong)領域如智能(neng)交通道(dao)路監(jian)控(kong)(kong),因為(wei)在(zai)需要較大分(fen)辨(bian)率的攝像(xiang)機(ji)來(lai)監(jian)控(kong)(kong)多個(ge)車(che)道(dao)的車(che)輛情況,300萬(wan)、600萬(wan)像(xiang)素(su)的IP攝像(xiang)機(ji)也(ye)不斷得到應(ying)用(yong)(yong),4K即800萬(wan)像(xiang)素(su)甚(shen)至是1200萬(wan)像(xiang)素(su)的IP攝像(xiang)機(ji)也(ye)逐漸推出市場。
除了前端(duan)(duan)以(yi)及(ji)顯示設備(bei)(bei),中間傳(chuan)(chuan)輸(shu)(shu)的(de)(de)(de)光(guang)端(duan)(duan)機采用光(guang)纖傳(chuan)(chuan)輸(shu)(shu),不必太擔(dan)心分(fen)辨率(lv)(lv)的(de)(de)(de)問(wen)題,因此原有(you)設備(bei)(bei)便(bian)可(ke)支(zhi)持4K的(de)(de)(de)傳(chuan)(chuan)輸(shu)(shu),那么就只剩(sheng)下(xia)后端(duan)(duan)的(de)(de)(de)解碼設備(bei)(bei)和存(cun)儲設備(bei)(bei)了。隨著性能(neng)的(de)(de)(de)提(ti)升,縱(zong)然現(xian)在的(de)(de)(de)解碼設備(bei)(bei)還不具備(bei)(bei)解碼多路(lu)4K攝像(xiang)(xiang)機的(de)(de)(de)能(neng)力(li),但集中力(li)量解一(yi)路(lu)視頻還是(shi)沒問(wen)題的(de)(de)(de)。另外,各大廠(chang)商(shang)已相(xiang)繼推出4KNVR產(chan)品,它(ta)能(neng)夠(gou)接入4K分(fen)辨率(lv)(lv)的(de)(de)(de)超清(qing)網絡攝像(xiang)(xiang)機,在不進(jin)行(xing)縮放的(de)(de)(de)前提(ti)下(xia)對4K圖像(xiang)(xiang)進(jin)行(xing)預覽、錄像(xiang)(xiang)、解碼回放和顯示輸(shu)(shu)出,這對于NVR來說也是(shi)一(yi)個新(xin)的(de)(de)(de)高度。
4K面臨的主要問題
目(mu)前,4K普及(ji)面(mian)臨的(de)最主(zhu)要問題,是其超(chao)高(gao)清(qing)分辨率帶來的(de)超(chao)大帶寬(kuan)占用和超(chao)高(gao)存儲成本(ben),而利用現(xian)有的(de)編碼算法H.264可能需要8-16M的(de)超(chao)大碼率才能保證圖像質(zhi)量,這對于帶寬(kuan)或存儲都是很大的(de)壓力。因此,必需有更高(gao)效的(de)視(shi)(shi)頻壓縮算法來推動視(shi)(shi)頻超(chao)高(gao)清(qing)化發展。
2010年,JVT-VC小組開始著(zhu)手下一(yi)(yi)代視(shi)(shi)頻壓(ya)縮標準的(de)(de)定制,并于2013年定稿發布,命名為HEVC(HighEfficiencyVideoCoding),然后分別被(bei)ITU-T和ISO/IEC采納(na)成為國際(ji)標準,也就是(shi)H.265視(shi)(shi)頻壓(ya)縮標準。最(zui)新(xin)H.265標準基(ji)本繼承了(le)H.264的(de)(de)框架,但是(shi)其中采用了(le)大量全新(xin)的(de)(de)技術。在高清分辨率下,這些新(xin)技術的(de)(de)使用可以使H.265的(de)(de)壓(ya)縮性(xing)能相比(bi)H.264提升一(yi)(yi)倍。簡單來(lai)說(shuo),就是(shi)相同(tong)視(shi)(shi)頻質量下,高清視(shi)(shi)頻所(suo)需要(yao)的(de)(de)傳(chuan)輸帶寬或者存(cun)儲空間則(ze)為H.264的(de)(de)一(yi)(yi)半左(zuo)右。從(cong)客觀(guan)效果測試(shi)提升上來(lai)看,測試(shi)結(jie)果表明,H.265在1080P分辨率下相比(bi)H.264碼率降(jiang)低(di)40%~50%,在720p下相比(bi)降(jiang)低(di)30%~40%。
更(geng)(geng)值得欣慰(wei)的(de)是,H.265由(you)于其(qi)算法(fa)本(ben)身(shen)的(de)特點,在4K這種更(geng)(geng)高分辨率的(de)編碼(ma)處理上效率會(hui)更(geng)(geng)高。由(you)此可以看(kan)出,H.265必然會(hui)成為未來(lai)4K甚至(zhi)8K分辨率的(de)最佳選擇(ze)。其(qi)實(shi),目前市(shi)場(chang)上已有(you)支(zhi)持H.265的(de)4K攝像(xiang)機和NVR,未來(lai)有(you)望(wang)成為主流產品。
4K的應用(yong)場景
在電(dian)子消費類市場,4K技術已經(jing)逐步(bu)進入了人們的(de)(de)(de)生活,應用于(yu)4K超(chao)高清電(dian)視、4K的(de)(de)(de)高清醫療影像展示、4K超(chao)高清的(de)(de)(de)賽事(如2014年巴(ba)西世界(jie)杯足球(qiu)賽的(de)(de)(de)4K試播)盛況直播等(deng)等(deng),都給人們帶來(lai)了超(chao)高清的(de)(de)(de)生活體驗和更(geng)多智能化的(de)(de)(de)應用。
而在安(an)防監(jian)控(kong)領域,4K技術(shu)才剛(gang)剛(gang)起步,但其未(wei)(wei)來(lai)卻不可估量(liang),可應用于(yu)平安(an)城市的(de)(de)全(quan)景(jing)監(jian)控(kong)、超(chao)寬車道(dao)的(de)(de)監(jian)控(kong)、公安(an)GIS地(di)圖的(de)(de)指揮(hui)調度中等等。未(wei)(wei)來(lai),4K帶(dai)來(lai)的(de)(de)變(bian)革是(shi)多方(fang)面的(de)(de),一(yi)方(fang)面它給我(wo)(wo)們(men)帶(dai)來(lai)視(shi)頻分辨率(lv)上超(chao)高(gao)清、極清的(de)(de)體驗,另一(yi)方(fang)面,它將(jiang)很(hen)有可能改(gai)變(bian)我(wo)(wo)們(men)傳統的(de)(de)監(jian)控(kong)應用模式。現在我(wo)(wo)們(men)都(dou)是(shi)通過錄像回(hui)放(fang)的(de)(de)方(fang)式來(lai)查(cha)找線索(suo),而未(wei)(wei)來(lai),我(wo)(wo)們(men)也許可以截(jie)取(qu)單(dan)張(zhang)4K監(jian)控(kong)畫面,進行多級放(fang)大后獲取(qu)我(wo)(wo)們(men)想要的(de)(de)信息,因為4K最大的(de)(de)優勢,就(jiu)在于(yu)圖像放(fang)大4倍后仍(reng)能得到1080p的(de)(de)全(quan)高(gao)清畫面。
人們對高清的(de)(de)追求是永無(wu)止境的(de)(de),4K只(zhi)是順應(ying)時代需(xu)求的(de)(de)必然(ran)產物。理(li)論(lun)上講,4K仍是視頻(pin)監(jian)控高清浪潮的(de)(de)延續,但是4K帶來的(de)(de)絕不僅(jin)僅(jin)只(zhi)是分辨率的(de)(de)增加,因為要真正實現4K的(de)(de)超(chao)高清監(jian)控,需(xu)要一系列視音(yin)頻(pin)編(bian)解碼(ma)、圖(tu)像處理(li)、智能分析(xi)等技(ji)(ji)術(shu)來支撐(cheng),這也(ye)從另(ling)一方(fang)面推動(dong)了(le)整個監(jian)控行業(ye)技(ji)(ji)術(shu)的(de)(de)快速變革。
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