人們對高清的追求永無止境。2013第14屆CPSE安博會上，引領高清監(jiān)控朝著更高清晰度邁進的4K超高清視頻監(jiān)控產(chǎn)品的亮相讓人眼前一亮。雖然目前4K超高清視頻監(jiān)控產(chǎn)品還未達到產(chǎn)品化的階段，但依然引起了市場的關注。
什么是4K超高清？核心關鍵技術是什么？應用在哪些領域？4K超高清監(jiān)控產(chǎn)品的出現(xiàn)會對監(jiān)控系統(tǒng)提出哪些要求？對產(chǎn)品市場產(chǎn)生怎樣的影響？讓我們聽一聽業(yè)內聲音。
什么是4K技術？其核心關鍵技術是什么？
創(chuàng)維群欣：所謂的4K技術，又稱UHD，是一種分辨率更高的超高清顯示規(guī)格，4K的名稱得自其橫向分辨率約為4000像素（pixel）。按照國際通訊聯(lián)盟（ITU）定義的標準，4K的分辨率為3840*2160，長寬比為16：9。按照這個標準，該規(guī)格下顯示設備的逐行掃描線可達到2160，即我們常說的2160P。標準的4K分辨率下，像素點總數(shù)可以達到800萬，而以往的FHD（全高清）是指1920×1080，則是200萬級別像素點，前者是后者的4倍。
4K的核心關鍵技術是要解決傳輸帶寬問題，全高清的傳輸帶寬為148.5M，而4K超高清顯示的帶寬達到將近300M，這對前端的驅動，抗干擾，工藝等都提出更高的要求。創(chuàng)維采用最新的無損V-By-One高速率接口，較業(yè)內普遍采用的LVDS接口傳輸速率提升近四倍，輔以創(chuàng)維的 MEMC（運動補償）技術，使超高清動態(tài)畫面更加清晰，穩(wěn)定流暢�！ ∮钜暱萍迹河捎�4K分辨率包含了超過八百萬的像素 ，對光學圖像、編解碼、傳輸、顯示設備都有很高的要求，只有所有環(huán)節(jié)都滿足4K處理的要求，才能完美呈現(xiàn)4K分辨率帶來的極致高清效果。
海康威視：
4K核心關鍵技術：
�、�4K分辨率面板。4K顯示面板采用氧化物薄膜晶體管制作，具備高速電子移動速度，呈現(xiàn)畫面內容具高分辨率及薄邊框，呈現(xiàn)超薄質感，可使電視機更輕薄，畫面更為細致。
②4K畫質處理技術。目前市場上4K片源極度匱乏，正是為了改善這一情況，能夠將2K片源提升至4K品質的“2K轉4K關聯(lián)補償技術”正在興起，畫質轉換技術的高低將直接決定觀看體驗。個別低價“4K電視”，精簡了音響、接口及UHD圖像處理芯片，直接影響超高清片源播放。
�、�4K芯片解碼能力。隨著H.265技術的發(fā)展，把4K超高清影片裝進一張光盤已不再是夢想，新興的H.265編碼有著可確保視頻畫質、降低體積、便于傳輸?shù)群锰帯?/p>
�、�4K兼容升級。目前的標準HDMI 1.4支持24fps幀率下的最大分辨率為4096 x2160，這略高于3840 x2160的超高清顯示屏，但不足以支持4K 3D畫面，而且也不支持更高的幀率。傳聞說HDMI 2.0可以提供更多的帶寬，更高的分辨率和幀率，但需要不一樣的發(fā)射器和接收器芯片。對消費者而言，標準的缺失意味著高價購買的產(chǎn)品將時刻面臨被淘汰的危險。目前已有廠家提出可以通過智能升級卡進行軟硬件同時升級，同步最新4K標準，完成數(shù)據(jù)解碼與數(shù)據(jù)傳輸?shù)碾p重任務。
英飛拓： 4K是一個視頻標準，它能夠提高分辨率高達4096×2160，它是2K投影機和高清電視分辨率的4倍。在此分辨率下，可以看清畫面中的每一個細節(jié)，每一個特寫。相較于目前主流的高清設備，4K無疑代表一種新的高度，無論是前端圖象采集設備還是畫面呈現(xiàn)設備，對硬件的要求會更高，算法更復雜，這一切對于產(chǎn)品研發(fā)團隊都提出更高的要求。
目前產(chǎn)品化的4K監(jiān)控產(chǎn)品有哪些？
創(chuàng)維群欣：在2012年的安博會上，創(chuàng)維重磅推出的全球首創(chuàng)800萬像素極限高清監(jiān)視器，采用創(chuàng)維4K×2K超高清UHD芯片進行圖像處理，引起了市場的一些嘩然，可以說在4K監(jiān)視器行業(yè)內，創(chuàng)維走在了前端，吸引了眾多人的眼球，給觀眾帶來了清晰震撼的效果。事隔一年，在2013年的安博會上，英飛拓等推出了4K超高清智能攝像機，采用更高性能的全新硬件平臺，搭載1200萬超高清圖像傳感器，具有色彩還原準確自然，畫質干凈細膩等特點。目前就我們了解，產(chǎn)品化的4K監(jiān)控產(chǎn)品有監(jiān)視器和攝像機。
英飛拓：目前可以看到包括4k前端攝象機產(chǎn)品、4K顯示器/拼接屏等。英飛拓4K超高清智能攝像機是英飛拓即將推出的更具市場競爭力的新一代產(chǎn)品，采用更高性能的全新硬件平臺，搭載1200萬超高清圖像傳感器，擁有媲美IMAX的超高清畫質，色彩還原準確自然，畫質干凈細膩，支持12MP@20fps或8MP@30fps實時視頻，產(chǎn)品覆蓋極大視角，提供豐富細節(jié)。
英飛拓4K超高清智能攝像機擁有感興趣區(qū)域編碼，圖像穩(wěn)定，遠程聚焦，SDXC存儲等豐富功能，靈活的碼率策略，也為用戶提供更多的碼流組合（如2160P15+5MP10+1080P25+D1+MJPEG）。同時，此款槍機具備英飛拓智能前端產(chǎn)品主要功能要素：破壞檢測、徘徊檢測、人數(shù)統(tǒng)計、越線入侵檢測、錯誤方向檢測、排隊長度檢測等。
英飛拓4K超高清智能攝像機的推出，旨在與英飛拓其他高清產(chǎn)品共同為客戶提供高端優(yōu)質的解決方案，適用于金融、電信、政府、學校、機場、工廠、酒店、博物館、交通監(jiān)控等要求高清畫質且光線復雜的場所。
宇視科技：目前宇視科技4K監(jiān)控產(chǎn)品包括一款網(wǎng)絡高清槍機，型號為HIC5681E-L，支持SFP光口+百兆電口輸出。
海康威視：目前4K技術產(chǎn)品化方面主要體現(xiàn)在顯示類產(chǎn)品，如電視、投影儀等，在監(jiān)控行業(yè)的應用幾乎沒有。不過，目前已有廠家推出了30寸的4K監(jiān)視器。
4K產(chǎn)品適用怎樣的環(huán)境？解決什么問題？
創(chuàng)維群欣：目前來說，4K產(chǎn)品主要應用在對圖像分辨率，畫面質量，清晰度，色彩要求更高的行業(yè)，如醫(yī)療，衛(wèi)星地圖監(jiān)測等行業(yè)。從而可以解決由于FHD物理像素點的瓶頸而帶來畫面不夠清晰，圖像層次感比較差的問題。
英飛拓：以英飛拓4K超高清智能攝像機為例，擁有媲美IMAX的超高清畫質，畫質干凈細膩，產(chǎn)品覆蓋極大視角，提供豐富細節(jié)，適用于金融、電信、政府、學校、機場、工廠、酒店、博物館、交通監(jiān)控等要求高清畫質且光線復雜的場所。
宇視科技：4K產(chǎn)品主要應用于廣場、大廳等監(jiān)控范圍廣，細節(jié)內容豐富的場景，能夠在足夠大的監(jiān)控視野下，依然保證有足夠清晰的監(jiān)控畫面。4K攝像機由于像素是1080P攝像機的4倍，因此，更適合應用于對細節(jié)內容要求更高的場景。
�？低暎�目前4K技術主要應用于廣播電視行業(yè)�，F(xiàn)有的1080p的分辨率在大尺寸顯示器上會有比較明顯的“顆粒”感，而4k電視則沒有。并且，一般推薦的觀看距離是屏幕高度的3倍，現(xiàn)在4k電視機只需要1.5倍的觀看距離，即使如此近距離的觀察4K屏幕，也不會發(fā)現(xiàn)明顯的“顆粒”，極大地提升了觀賞體驗。而在3D技術方面，4K電視能夠有效解決偏光式3D電視的清晰度減半的問題。偏光式3D技術采用的左右眼分離“隔行交替掃描”的方式，這使得在收看3D畫面時垂直方向分辨率只有2D畫面一半。而在4K電視上，垂直方向分辨率一半也有1080，能夠實現(xiàn)真正的全高清3D。
4K的監(jiān)控前端會給視頻監(jiān)控系統(tǒng)帶來哪些新的需求？
創(chuàng)維群欣：如上所述，現(xiàn)在整個安防系統(tǒng)中，前端監(jiān)控和顯示終端都已推出4K相關產(chǎn)品。這樣就對安防監(jiān)控系統(tǒng)中間傳輸部分提出了新的需求——即可以接收和傳輸4K信號的中間設備。隨著技術的發(fā)展和市場的需求，其他4K系列產(chǎn)品如矩陣，控制器和硬盤錄像機等產(chǎn)品也會隨之推出。
英飛拓：高清化是安防行業(yè)發(fā)展的大方向，高清化為智能化提供了先決條件，高清監(jiān)控帶來的海量數(shù)據(jù)對存儲與管理提出了更高的要求。4K技術的出現(xiàn)，可以加速了行業(yè)高清化的進程。
宇視科技：4K監(jiān)控前端，對視頻監(jiān)控系統(tǒng)有如下新的要求：
更高解像力的鏡頭：4K是個全系統(tǒng)工程，配套的鏡頭至少達到800萬以上解像力，才能充分發(fā)揮出4K相機的效果；更高的網(wǎng)絡傳輸帶寬：一般傳輸1080P高清碼流，只要2-4M帶寬，4K分辨率是1080P分辨率清晰度的4倍，因此至少需要6-8M，甚至更高的帶寬。當然4K攝像機配合H.265編碼會緩解由于分辨率的提升帶來的傳輸及存儲壓力；更強的后端解碼能力：對于后端解碼設備，處理4K碼流需要更多的計算處理能力；更大分辨率的顯示設備：顯示設備必須至少具有4K物理像素，才能無損的呈現(xiàn)4K圖像的效果；更大的存儲容量：對于存儲設備，由于4K碼流碼率更大，因此存儲相同時間的碼流，需要更大的存儲容量；更強的智能處理能力：對于4K分辨率的監(jiān)控圖像，畫面中的物體像素數(shù)更多，細節(jié)呈現(xiàn)更充分，對于基于視頻畫面處理的智能業(yè)務來說，提供了更保真的視頻處理圖像，同時也需要更大計算能力處理這些更豐富的細節(jié)。
�？低暎�目前主流的高清網(wǎng)絡攝像機分辨率為130萬（720p）和200萬（1080p），而監(jiān)控市場上最高分辨率可達800萬實時。對于時下熱門的4K千萬像素分辨率來說，原始2160P標準的視頻是1080p的2倍，容量過于龐大，利用現(xiàn)有的H.264算法恐難達到較為理想的碼率壓縮，從而會引發(fā)一系列問題，諸如超高清超大容量數(shù)據(jù)的傳輸和存儲問題。另外，目前4K技術仍在摸索階段，還缺乏統(tǒng)一的標準，而在監(jiān)控領域兼容性和開放性的要求較高，實現(xiàn)互聯(lián)互通的基礎是需要各個廠家均遵守相同的標準。不過，未來隨著H.265等更高效率編碼技術的發(fā)展，4K千萬像素攝像機也許不再是夢。
4K監(jiān)控產(chǎn)品對產(chǎn)品市場會有哪些影響？
創(chuàng)維群欣 ：對于視頻監(jiān)控而言，圖像清晰度無疑是最關鍵的特性。圖像越清晰，細節(jié)越明顯，觀看體驗越好，智能等應用業(yè)務的準確度也越高。所以圖像清晰度是視頻監(jiān)控永恒的追求。衡量圖像清晰度的標準是分辨率，單位是像素。這個值越大，圖像越清晰，對于圖像顯示的精細度有非常大幅度的提升。所謂HD（高清）、FHD（全高清），UHD（超高清），差異也就體現(xiàn)在這里。三者之間的分界線就是100百相素，200百像素，800百萬相素�；谶@樣的標準，目前視頻監(jiān)控市場占主流的1080P都屬于FHD。下面，我們將從三個方面分析4K UHD監(jiān)控系統(tǒng)相比目前主流的1080p FHD監(jiān)控系統(tǒng)的優(yōu)勢所在。
優(yōu)勢之一：顯示分辨率的提升，使得畫面更加精細，影響畫面的精細度有兩個重要關鍵因素，一個是畫面的像素，另一個是畫面的垂直分辨率。畫面的像素越高，在相同尺寸的畫面上的像素就越精細，晶格就越小。而因為人眼對于影像的垂直分辨率相當敏感，越高的垂直分辨率，人眼就能辨識越多的細節(jié)與層次。
優(yōu)勢之二：色彩層次與細節(jié)的增強，使得畫面更接近真實生活。從標清到高清顯示系統(tǒng)的轉變，實際上主要是分辨率方面的升級，在色彩方面并沒有太過明顯的提升。不過進入到4K超高清的時代，畫面方面的變化除了分辨率出現(xiàn)飛躍之外，色彩方面的變化是相當引人注目的。這一部分都體現(xiàn)在ITU-R最新頒布的BT.2020超高清廣播標準之中。
優(yōu)勢之三：4K視頻系統(tǒng)處理的是10位，甚至是12位編碼的視頻信號。而現(xiàn)階段高清或全高清系統(tǒng)通常采用的是8位的視頻系統(tǒng)，而4K超高清則采用10位甚至12位的視頻系統(tǒng)。因此，無論是灰階層次過渡還是色深的層次表現(xiàn)，都比高清系統(tǒng)有較大的提升。
雖然4K監(jiān)控產(chǎn)品線還處于起步階段，但是隨著技術的發(fā)展和用戶的體驗，必將帶動安防行業(yè)其他4K相關設備和產(chǎn)品的發(fā)展，如矩陣，控制器，硬盤錄像機等。所以后續(xù)4K監(jiān)控產(chǎn)品很有可能像FHD監(jiān)控取代HD監(jiān)控一樣，取代FHD監(jiān)控。
海康威視：如前所述，4K產(chǎn)品在監(jiān)控領域的應用還較少，目前成型的僅為4K的監(jiān)視器，但是如果想要匹配4K監(jiān)視器的效果，需要前端4K超高清的視頻源，而千萬像素以上的攝像機以及相應的高效壓縮算法仍在研發(fā)中。
英飛拓：安防行業(yè)高清化顯而易見，高清產(chǎn)品分辨率的不斷提升是必然趨勢。4K超高清產(chǎn)品的推出，無疑是將高清化深度發(fā)展的必然結果。短期內，4K產(chǎn)品與其他高清產(chǎn)品共同為用戶提供高端優(yōu)質的解決方案，長期看，普及化顯而易見。
宇視科技： 4K產(chǎn)品在監(jiān)控產(chǎn)品線中處于高端產(chǎn)品的地位，代表視頻監(jiān)控目前的制高點。4K產(chǎn)品帶來了細致入微的超清晰監(jiān)控效果，將會引領視頻監(jiān)控市場進一步步入高清、超高清時代。
