人們對(duì)高清的追求永無止境。2013第14屆CPSE安博會(huì)上，引領(lǐng)高清監(jiān)控朝著更高清晰度邁進(jìn)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(dá)到產(chǎn)品化的階段，但依然引起了市場的關(guān)注。
什么是4K超高清？核心關(guān)鍵技術(shù)是什么？應(yīng)用在哪些領(lǐng)域？4K超高清監(jiān)控產(chǎn)品的出現(xiàn)會(huì)對(duì)監(jiān)控系統(tǒng)提出哪些要求？對(duì)產(chǎn)品市場產(chǎn)生怎樣的影響？讓我們聽一聽業(yè)內(nèi)聲音。
什么是4K技術(shù)？其核心關(guān)鍵技術(shù)是什么？
創(chuàng)維群欣：所謂的4K技術(shù)，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(biāo)準(zhǔn)，4K的分辨率為3840*2160，長寬比為16：9。按照這個(gè)標(biāo)準(zhǔn)，該規(guī)格下顯示設(shè)備的逐行掃描線可達(dá)到2160，即我們常說的2160P。標(biāo)準(zhǔn)的4K分辨率下，像素點(diǎn)總數(shù)可以達(dá)到800萬，而以往的FHD（全高清）是指1920×1080，則是200萬級(jí)別像素點(diǎn)，前者是后者的4倍。
4K的核心關(guān)鍵技術(shù)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(dá)到將近300M，這對(duì)前端的驅(qū)動(dòng)，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(nèi)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(yùn)動(dòng)補(bǔ)償）技術(shù)，使超高清動(dòng)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(duì)光學(xué)圖像、編解碼、傳輸、顯示設(shè)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。
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4K核心關(guān)鍵技術(shù)：
①4K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(dòng)速度，呈現(xiàn)畫面內(nèi)容具高分辨率及薄邊框，呈現(xiàn)超薄質(zhì)感，可使電視機(jī)更輕薄，畫面更為細(xì)致。
�、�4K畫質(zhì)處理技術(shù)。目前市場上4K片源極度匱乏，正是為了改善這一情況，能夠?qū)?K片源提升至4K品質(zhì)的“2K轉(zhuǎn)4K關(guān)聯(lián)補(bǔ)償技術(shù)”正在興起，畫質(zhì)轉(zhuǎn)換技術(shù)的高低將直接決定觀看體驗(yàn)。個(gè)別低價(jià)“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(shù)的發(fā)展，把4K超高清影片裝進(jìn)一張光盤已不再是夢(mèng)想，新興的H.265編碼有著可確保視頻畫質(zhì)、降低體積、便于傳輸?shù)群锰帯?/p>
�、�4K兼容升級(jí)。目前的標(biāo)準(zhǔn)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?wù)fHDMI 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(duì)消費(fèi)者而言，標(biāo)準(zhǔn)的缺失意味著高價(jià)購買的產(chǎn)品將時(shí)刻面臨被淘汰的危險(xiǎn)。目前已有廠家提出可以通過智能升級(jí)卡進(jìn)行軟硬件同時(shí)升級(jí)，同步最新4K標(biāo)準(zhǔn)，完成數(shù)據(jù)解碼與數(shù)據(jù)傳輸?shù)碾p重任務(wù)。
英飛拓： 4K是一個(gè)視頻標(biāo)準(zhǔn)，它能夠提高分辨率高達(dá)4096×2160，它是2K投影機(jī)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(gè)細(xì)節(jié)，每一個(gè)特寫。相較于目前主流的高清設(shè)備，4K無疑代表一種新的高度，無論是前端圖象采集設(shè)備還是畫面呈現(xiàn)設(shè)備，對(duì)硬件的要求會(huì)更高，算法更復(fù)雜，這一切對(duì)于產(chǎn)品研發(fā)團(tuán)隊(duì)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(huì)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(jìn)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(nèi)，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(huì)上，英飛拓等推出了4K超高清智能攝像機(jī)，采用更高性能的全新硬件平臺(tái)，搭載1200萬超高清圖像傳感器，具有色彩還原準(zhǔn)確自然，畫質(zhì)干凈細(xì)膩等特點(diǎn)。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(jī)。
英飛拓：目前可以看到包括4k前端攝象機(jī)產(chǎn)品、4K顯示器/拼接屏等。英飛拓4K超高清智能攝像機(jī)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(tái)，搭載1200萬超高清圖像傳感器，擁有媲美IMAX的超高清畫質(zhì)，色彩還原準(zhǔn)確自然，畫質(zhì)干凈細(xì)膩，支持12MP@20fps或8MP@30fps實(shí)時(shí)視頻，產(chǎn)品覆蓋極大視角，提供豐富細(xì)節(jié)。
英飛拓4K超高清智能攝像機(jī)擁有感興趣區(qū)域編碼，圖像穩(wěn)定，遠(yuǎn)程聚焦，SDXC存儲(chǔ)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(shí)，此款槍機(jī)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(jì)、越線入侵檢測、錯(cuò)誤方向檢測、排隊(duì)長度檢測等。
英飛拓4K超高清智能攝像機(jī)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(zhì)的解決方案，適用于金融、電信、政府、學(xué)校、機(jī)場、工廠、酒店、博物館、交通監(jiān)控等要求高清畫質(zhì)且光線復(fù)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(luò)高清槍機(jī)，型號(hào)為HIC5681E-L，支持SFP光口+百兆電口輸出。
�？低暎�目前4K技術(shù)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(yīng)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(yīng)用在對(duì)圖像分辨率，畫面質(zhì)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(diǎn)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(jī)為例，擁有媲美IMAX的超高清畫質(zhì)，畫質(zhì)干凈細(xì)膩，產(chǎn)品覆蓋極大視角，提供豐富細(xì)節(jié)，適用于金融、電信、政府、學(xué)校、機(jī)場、工廠、酒店、博物館、交通監(jiān)控等要求高清畫質(zhì)且光線復(fù)雜的場所。
宇視科技：4K產(chǎn)品主要應(yīng)用于廣場、大廳等監(jiān)控范圍廣，細(xì)節(jié)內(nèi)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(jī)由于像素是1080P攝像機(jī)的4倍，因此，更適合應(yīng)用于對(duì)細(xì)節(jié)內(nèi)容要求更高的場景。
�？低暎�目前4K技術(shù)主要應(yīng)用于廣播電視行業(yè)。現(xiàn)有的1080p的分辨率在大尺寸顯示器上會(huì)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(jī)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(huì)發(fā)現(xiàn)明顯的“顆粒”，極大地提升了觀賞體驗(yàn)。而在3D技術(shù)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(shù)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(shí)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?qū)崿F(xiàn)真正的全高清3D。
4K的監(jiān)控前端會(huì)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(gè)安防系統(tǒng)中，前端監(jiān)控和顯示終端都已推出4K相關(guān)產(chǎn)品。這樣就對(duì)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(hào)的中間設(shè)備。隨著技術(shù)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(jī)等產(chǎn)品也會(huì)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(duì)存儲(chǔ)與管理提出了更高的要求。4K技術(shù)的出現(xiàn)，可以加速了行業(yè)高清化的進(jìn)程。
宇視科技：4K監(jiān)控前端，對(duì)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(gè)全系統(tǒng)工程，配套的鏡頭至少達(dá)到800萬以上解像力，才能充分發(fā)揮出4K相機(jī)的效果；更高的網(wǎng)絡(luò)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(dāng)然4K攝像機(jī)配合H.265編碼會(huì)緩解由于分辨率的提升帶來的傳輸及存儲(chǔ)壓力；更強(qiáng)的后端解碼能力：對(duì)于后端解碼設(shè)備，處理4K碼流需要更多的計(jì)算處理能力；更大分辨率的顯示設(shè)備：顯示設(shè)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(chǔ)容量：對(duì)于存儲(chǔ)設(shè)備，由于4K碼流碼率更大，因此存儲(chǔ)相同時(shí)間的碼流，需要更大的存儲(chǔ)容量；更強(qiáng)的智能處理能力：對(duì)于4K分辨率的監(jiān)控圖像，畫面中的物體像素?cái)?shù)更多，細(xì)節(jié)呈現(xiàn)更充分，對(duì)于基于視頻畫面處理的智能業(yè)務(wù)來說，提供了更保真的視頻處理圖像，同時(shí)也需要更大計(jì)算能力處理這些更豐富的細(xì)節(jié)。
�？低暎�目前主流的高清網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)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(dá)800萬實(shí)時(shí)。對(duì)于時(shí)下熱門的4K千萬像素分辨率來說，原始2160P標(biāo)準(zhǔn)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(dá)到較為理想的碼率壓縮，從而會(huì)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(chǔ)問題。另外，目前4K技術(shù)仍在摸索階段，還缺乏統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)，而在監(jiān)控領(lǐng)域兼容性和開放性的要求較高，實(shí)現(xiàn)互聯(lián)互通的基礎(chǔ)是需要各個(gè)廠家均遵守相同的標(biāo)準(zhǔn)。不過，未來隨著H.265等更高效率編碼技術(shù)的發(fā)展，4K千萬像素?cái)z像機(jī)也許不再是夢(mèng)。
4K監(jiān)控產(chǎn)品對(duì)產(chǎn)品市場會(huì)有哪些影響？
創(chuàng)維群欣 ：對(duì)于視頻監(jiān)控而言，圖像清晰度無疑是最關(guān)鍵的特性。圖像越清晰，細(xì)節(jié)越明顯，觀看體驗(yàn)越好，智能等應(yīng)用業(yè)務(wù)的準(zhǔn)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(biāo)準(zhǔn)是分辨率，單位是像素。這個(gè)值越大，圖像越清晰，對(duì)于圖像顯示的精細(xì)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(biāo)準(zhǔn)，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(gè)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(xì)，影響畫面的精細(xì)度有兩個(gè)重要關(guān)鍵因素，一個(gè)是畫面的像素，另一個(gè)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(xì)，晶格就越小。而因?yàn)槿搜蹖?duì)于影像的垂直分辨率相當(dāng)敏感，越高的垂直分辨率，人眼就能辨識(shí)越多的細(xì)節(jié)與層次。
優(yōu)勢之二：色彩層次與細(xì)節(jié)的增強(qiáng)，使得畫面更接近真實(shí)生活。從標(biāo)清到高清顯示系統(tǒng)的轉(zhuǎn)變，實(shí)際上主要是分辨率方面的升級(jí)，在色彩方面并沒有太過明顯的提升。不過進(jìn)入到4K超高清的時(shí)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(dāng)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(biāo)準(zhǔn)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(hào)。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(shù)的發(fā)展和用戶的體驗(yàn)，必將帶動(dòng)安防行業(yè)其他4K相關(guān)設(shè)備和產(chǎn)品的發(fā)展，如矩陣，控制器，硬盤錄像機(jī)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(lǐng)域的應(yīng)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(jī)以及相應(yīng)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(jié)果。短期內(nèi)，4K產(chǎn)品與其他高清產(chǎn)品共同為用戶提供高端優(yōu)質(zhì)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(diǎn)。4K產(chǎn)品帶來了細(xì)致入微的超清晰監(jiān)控效果，將會(huì)引領(lǐng)視頻監(jiān)控市場進(jìn)一步步入高清、超高清時(shí)代。
