隨著視頻監(jiān)控部署的建設不斷完善，產生了海量視頻數據，通過智能化視頻分析技術獲得有價值數據成為必然結果。因攝像機分辨率有限的原因，普通攝像機抓拍的視頻很難實現機、非、人等眾多復雜場景下細節(jié)特征的有效提取，特別是在公安破案、抓捕嫌疑人的關鍵時候，細節(jié)特征的標識尤為重要。基于此種原因，4K超高清的需求應用而生。
什么是4K呢?在未經放大處理的原始視頻上，達到25幀/秒及以上，畫質單邊的像素達到4000以上，才可以稱之為4K。4K常見分辨率有3840×2160和4096×2160像素兩種規(guī)格。當前，最為常見的4K分辨率規(guī)格是3840×2160。從上述規(guī)格上明顯可以計算出，4K分辨率下總的像素數量達到8294400個像素點，也就大約是800萬像素，這就意味著其圖像清晰度是720P的8倍，是全高清1080P的4倍。
4K的發(fā)展面臨哪些挑戰(zhàn)？
4K高清攝像機帶來的最大最直觀的核心價值就是圖像更加清晰，細節(jié)更加豐富。在安防產業(yè)鏈中，4K超高清在越來越受人們追捧的同時，卻遲遲未能走出一條合適的道路發(fā)展原因就是，有以下幾大挑戰(zhàn)。
首先，4K超高清需要更高的碼流帶寬。在目前200萬像素高清攝像機的碼流普遍在4-6Mbps的情況下，4K超高清網絡攝像機的碼流預計在10-15Mbps左右，這就需要交換機的交換和處理能力更高，因此增加了交換設備成本的增加。
其次，4K超高清需要更高的碼流傳輸能力。H.265的發(fā)展和應用一定程度上降低了傳輸的壓力，但是還遠遠不能滿足用戶的需求。隨著AI的發(fā)展，smart265的發(fā)展為傳輸能力的提升打開了一扇新大門。
最后，其他系統(tǒng)性成本的增長也阻礙了4K的發(fā)展步伐。如感光芯片、編解碼芯片、顯示和存儲等環(huán)節(jié)的成本。
4K在安防中要想廣泛運用還需要從圖像采集、傳輸、顯示、存儲一整套的技術支持，所以，4k超高清視頻監(jiān)控的發(fā)展需要整個安防行業(yè)各個領域技術變革。整體來說，實現超高清系統(tǒng)的規(guī)?；瘧眠€有較長的路要走。
4K的發(fā)展現狀
目前主流安防企業(yè)已經推出諸多4K產品和方案，如大華4K極光攝像機，海康威視4K視頻監(jiān)控方案、華為4K智能球機、天地偉業(yè)4K全局球、江森自控樂思4K超高清攝像機等。
大華極光攝像機支持1200萬超高清視頻監(jiān)控和人臉檢測，還支持超低照度顯示，在夜間及雨、雪、霧等能見度極低的環(huán)境條件下實現超高清彩色監(jiān)控。
海康威視4K視頻監(jiān)控方案包含從前端產品、分控中心、總控中心三部分齊全的4K產品線。前端產品包含4K的槍機、筒機、球機、云臺、護罩一體機，分控中心包含可以處理4K視頻流的NVR、超腦、交換機，總控中心包含行業(yè)平臺、核心交換機、編解碼器、顯示設備。無論是存儲和傳輸設備，還是解碼和顯示設備，均可與4K星光攝像機組成完整的4K星光級視頻監(jiān)控系統(tǒng)。
華為4K超高清星光級紅外智能球機充分采集超低照度條件下的細微環(huán)境光線，實現4K級別的“彩色夜視”。內置芯片支持多種智能行為分析功能及人車分類檢測，實現智能人臉抓拍和車輛抓拍。
天地偉業(yè)4K星光智能雙目全局球集成AI智能、警戒、星光、全景等核心技術于一體，實現智能攝像機的一機并用。該智能球還可根據場景自由切換法制審訊、監(jiān)所管教、教育督導、智能監(jiān)控等多種模式。在視頻監(jiān)控模式中，基于雙動點設計，定點通道采用4K觀看全景畫面，動點采用20倍變焦鏡頭，兼顧遠景與細節(jié)。
江森自控泰科安防的易樂思(Illustra)靈動版4K超高清攝像機應用了 IntelliZip 視頻壓縮技術，可根據場景復雜度優(yōu)化系統(tǒng)視頻流參數，使其匹配攝像機監(jiān)控范圍內的活動等級。當攝像機檢測到異常活動時，自動調節(jié)視頻畫面質量，確保清晰的捕捉到監(jiān)控區(qū)域內每一個細節(jié)。當畫面變成靜態(tài)時，IntelliZip會持續(xù)優(yōu)化比特率。這一功能有助于降低存儲成本，減少4K 視頻監(jiān)控所需的網絡寬帶和視頻存儲空間。
4K的發(fā)展經過幾年的沉淀，從最開始部分叫囂1080P設備將死，到現在的慢慢平靜，有點高開低走的意味。不過，自今年3月工業(yè)和信息化部、國家廣播電視總局和中央廣播電視總臺聯(lián)合發(fā)布《超高清視頻產業(yè)發(fā)展行動計劃(2019-2022年)》以來，各地以“4K先行，兼顧8K”的技術路線緊鑼密鼓地布局，推動產業(yè)發(fā)展。由廣電領域牽頭，超高清視頻首先在文娛領域落地，并向醫(yī)療健康、安防監(jiān)控、智能交通、工業(yè)制造等專業(yè)領域拓展應用，構建超高清視頻內容產業(yè)鏈。雖然1080P設備仍是目前市場的主力，但隨著人工智能、大數據、物聯(lián)網、5G等各項技術的進步，以及政策的支持，4K市場也在不斷的發(fā)展。
未來展望——5G+AI+4K
技術快速迭代發(fā)展的時代，4K技術可以與5G、人工智能等技術深度融合，運用5G、AI、視頻三種技術的融合，加速智慧安防的突破性革新。
首先，5G的高傳輸率、高寬帶、高可靠的特性，降低了網絡傳輸速度導致的延遲現象，加速了監(jiān)控信息的超高清顯示，從而助力安防系統(tǒng)做出更精確、更有效、更快速的安全防范決策。5G技術的推廣應用將助力安防超高清視頻監(jiān)控向著更快、更清晰、更高效的方向發(fā)展。
其次，AI技術發(fā)展讓視頻監(jiān)控系統(tǒng)突破原有的限制，在AI為超高清視頻監(jiān)控提供技術支持的同時，4K超高清給AI在安防中落地應用帶來了更清晰的圖像資源和更多的海量數據，提升其訓練算法模型的準確度，二者可謂相輔相成。
那么，隨著AI在安防落地的深化和5G技術的推廣應用，通過打造5G技術支持下的AI智能安防，安防超高清視頻監(jiān)控系統(tǒng)在未來將實現海量數據高速傳輸、高分辨率、智能決策。5G與AI的加入將從速度、廣度、清晰度、準確度等方面，加強視頻應用的效力。在5G技術和AI技術的推進下，未來安防超高清監(jiān)控或將得到長足發(fā)展。
小結
在安防領域，超高清攝像機能夠用更多的信息量去還原場景，實現更為準確的智能分析。一旦大規(guī)模落地應用，智能分析準確率將迅速大幅度提升，推動智慧安防領域的進一步發(fā)展。但是4K超高清顯示的同時帶來更高的傳輸成本和存儲以及應用成本也為其發(fā)展帶來更大的挑戰(zhàn)，而5G技術的特性可以更好地滿足智慧安防發(fā)展中的諸多需求，在5G+AI加持下，未來人臉識別、行為識別、車牌識別、目標分類等AI算法也將因為超高清視頻應用而更為普及，視頻應用邊界也將進一步拓寬。
總的來說，4K顯示、5G加持、AI賦能成為了4K產業(yè)規(guī)?；l(fā)展的必然模式，也將引領這安防行業(yè)智能化的升級，以“5G+AI+4K”為形式的智慧安防模式逐漸成為賦能整個傳統(tǒng)安防行業(yè)升級變革的重要手段。
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