高清化已是安防行業(yè)發(fā)展毫無爭議的趨勢。然而，4K技術(shù)給安防行業(yè)帶來機(jī)遇的同時(shí)，面臨的挑戰(zhàn)同樣不容忽視。當(dāng)前，4K技術(shù)的發(fā)展應(yīng)用情況如何?相關(guān)的產(chǎn)品解決方案是否已成熟應(yīng)用?4K技術(shù)帶來什么機(jī)遇又面臨哪些挑戰(zhàn)?能帶來哪些商機(jī)?安防市場能否形成新的增長點(diǎn)?4K能否將安防高清化進(jìn)行到底?

　　2010年，隨著高清網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)對傳統(tǒng)模擬攝像機(jī)的滅頂式覆蓋，當(dāng)年也被業(yè)界稱為高清元年。4年之后，當(dāng)年倍受青睞的高清已經(jīng)成為常態(tài)化的需求，而用戶對清晰度的追求則是永無止境，4K乃至8K超高清成為新寵。除了前端百萬像素超高清攝像機(jī)，H.265、4K顯示器、4K NVR等技術(shù)和產(chǎn)品問世并日趨成熟，預(yù)示著4K超高清并非一個(gè)噱頭，而是將給安防行業(yè)帶來新一輪的變革。

　　改變從畫質(zhì)開始

　　4K技術(shù)首先發(fā)展于電視領(lǐng)域。2012年5月，國際電信聯(lián)盟發(fā)布了BT.2020“超高清電視UHDTV”(Ultra DTV)標(biāo)準(zhǔn)的建議，將屏幕的物理分辨率達(dá)到3840×2160(4K×2K)及以上的電視稱之為超高清電視，因此4K又稱為2160p。此外，BT.2020標(biāo)準(zhǔn)也將8K(7680×4320)納入超高清標(biāo)準(zhǔn)。BT.2020標(biāo)準(zhǔn)定義的超高清系統(tǒng)除了在分辨率、刷新率、色彩深度上進(jìn)行了提高，還在色彩空間、伽瑪校正等方面進(jìn)行了全方位的調(diào)整，特別是色域三角形方面的擴(kuò)展，使得畫面的色彩表現(xiàn)遠(yuǎn)勝于高清系統(tǒng)。

　　不論是家電行業(yè)還是安防領(lǐng)域，對于4K的定義始終是一致的。常見的4K像素?cái)?shù)為800萬，分辨率為3840*2160(QFHD)和4096*2160(UHD)， 是傳統(tǒng)全高清1080P的4倍，是高清720P的8-9倍左右。杭州?？低晹?shù)字技術(shù)股份有限公司技術(shù)支持工程師程瑋指出，4K最大的優(yōu)勢是在于其超高清的分辨率，相當(dāng)于8個(gè)720p、4個(gè)1080p，也就是說，把一副4K的視頻截圖放大4倍后仍然是一個(gè)1080p的全高清畫面。

　　4K技術(shù)給安防行業(yè)帶來的，不僅僅只是畫面清晰度和用戶體驗(yàn)的提升，它還代表著未來安防的發(fā)展方向，隨著4K整套監(jiān)控系統(tǒng)逐漸完善，超高清視頻監(jiān)控的業(yè)務(wù)模式也將發(fā)生改變。博世安防系統(tǒng)視頻監(jiān)控產(chǎn)品市場經(jīng)理高巖認(rèn)為，4K技術(shù)提供了更高的圖像分辨率和更細(xì)膩的畫面細(xì)節(jié)，可以監(jiān)控更廣闊的區(qū)域。同時(shí)，對視頻查看、檢索、分析應(yīng)用提供了更豐富、更有價(jià)值的圖像素材，讓可視化管理更高效、聯(lián)動(dòng)響應(yīng)更及時(shí)、安全系統(tǒng)更有保障。

　　4K給安防行業(yè)帶來的預(yù)期價(jià)值不言而喻，但深圳中興力維技術(shù)有限公司算法工程師也指出，從技術(shù)上講，當(dāng)前4K技術(shù)在安防領(lǐng)域的發(fā)展應(yīng)用仍不夠成熟，相關(guān)產(chǎn)品和技術(shù)仍處于起步階段。浙江宇視科技有限公司IPC高級(jí)產(chǎn)品經(jīng)理陳乾也認(rèn)為，4K在安防領(lǐng)域?qū)嶋H落地的項(xiàng)目不多，相較于成熟的720P、1080P高清技術(shù)，雖有優(yōu)勢但也有不容忽視的劣勢。

　　4K產(chǎn)品從無到有走向成熟

　　4K是一個(gè)系統(tǒng)工程，從前端采集設(shè)別到網(wǎng)絡(luò)傳輸再到后端解碼、存儲(chǔ)以及顯示，都需要配套的4K產(chǎn)品，每一個(gè)環(huán)節(jié)必須滿足4K的要求，才能更好地展示4K的超高清效果。4K推動(dòng)了安防行業(yè)向高清乃至超高清的階段發(fā)展，并帶動(dòng)了從前端圖像采集、視頻編解碼壓縮、后端存儲(chǔ)與顯示等環(huán)節(jié)的新產(chǎn)品和解決方案的面世，相關(guān)的產(chǎn)品和解決方案日益豐富，成為安防業(yè)界新的增長點(diǎn)。

　　在前端圖像采集方面，要實(shí)現(xiàn)4K的超高清體驗(yàn)和應(yīng)用，這對前端監(jiān)控?cái)z像機(jī)提出了更高要求，普通的百萬像素高清攝像機(jī)無法采集更好的視頻畫面，800萬乃至1200萬像素的攝像機(jī)開始被采用。而截至目前，海康威視、大華、宇視、英飛拓等安防廠商均已推出800萬乃至更高像素的監(jiān)控?cái)z像機(jī)。同時(shí)，隨著芯片技術(shù)的發(fā)展，能夠匹配4K甚至8K的超高清攝像機(jī)也將日益豐富。

　　在超高清視頻存儲(chǔ)方面，超高清帶來的超大數(shù)據(jù)量，讓傳統(tǒng)的DVR已經(jīng)難堪重任，而當(dāng)前面向普通高清的NVR也難以實(shí)現(xiàn)4K超高清視頻監(jiān)控的需求，為此，針對4K超高清的NVR也已推出市場。今年8月，蘇州科達(dá)就率先發(fā)布了業(yè)界首款4K高清NVR，該款NVR產(chǎn)品還在錄像智能應(yīng)用、高清實(shí)時(shí)回放、全景拼接以及存儲(chǔ)安全等方面取得了令人矚目的表現(xiàn)。預(yù)計(jì)未來將有更多廠商推出相關(guān)的存儲(chǔ)產(chǎn)品和解決方案。

　　在4K顯示方面，目前大部分電視機(jī)廠商都推出了自己的4K超高清電視，而在安防行業(yè)，通過大屏拼接等方式，已經(jīng)可以實(shí)現(xiàn)4K超高清的顯示效果，而針對安防4K應(yīng)用的大屏甚至超級(jí)大屏顯示已將隨著4K安防的發(fā)展而快速普及應(yīng)用。除此之外，H.265技術(shù)逐漸成熟，4K解碼設(shè)備的研發(fā)應(yīng)用以及4G網(wǎng)絡(luò)傳輸實(shí)現(xiàn)商用，這都為4K安防產(chǎn)品線的發(fā)展應(yīng)用提供了大力支撐。

　　雖然4K監(jiān)控產(chǎn)品線目前仍處于起步階段，但隨著技術(shù)的發(fā)展應(yīng)用，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，未來4K超高清視頻監(jiān)控或?qū)⑾袢咔逡曨l監(jiān)控取代普通高清一樣， 取代全高清。

　　應(yīng)用日漸豐富開啟極清極智安防

　　近年來，網(wǎng)絡(luò)化、高清化、智能化已是安防行業(yè)的必然趨勢，而4K、8K等超高清只是安防高清化、智能化進(jìn)程中的一個(gè)階段。隨著4K超高清技術(shù)的發(fā)展應(yīng)用，4K在安防領(lǐng)域的應(yīng)用將更加普及，并帶來更豐富、更有價(jià)值的應(yīng)用。

　　目前，4K產(chǎn)品已在醫(yī)療影像、安全監(jiān)控、軍用等領(lǐng)域及圖形處理等有所應(yīng)用，并已開始在機(jī)場、火車站、港口碼頭等人流密集以及邊防海防等處得到部署。在安防監(jiān)控領(lǐng)域，4K可應(yīng)用于平安城市的全景監(jiān)控、超寬車道的監(jiān)控、公安GIS地圖的指揮調(diào)度中等等。例如在智能交通領(lǐng)域，一臺(tái)4K攝像機(jī)的監(jiān)控范圍和清晰度，就相當(dāng)于4臺(tái)1080P攝像機(jī)的效果，因?yàn)?K最大的優(yōu)勢，就在于圖像放大4倍后仍能得到1080p的全高清畫面，同時(shí)還能節(jié)省點(diǎn)位數(shù)量從而降低整體成本，并為更多智能分析應(yīng)用提供了支撐。

　　隨著4K配套監(jiān)控系統(tǒng)逐漸完善，未來4K或?qū)⒏淖円曨l監(jiān)控的業(yè)務(wù)模式。海康威視程瑋認(rèn)為，4K代表的高清，應(yīng)該是更聰明、更智能、更智慧的高清，帶來極清極智的未來安防。

　　“聰明”的高清基于“產(chǎn)品”，包括透霧、“星光級(jí)”低照度、ROI感興趣區(qū)域編碼、H.265以及Smart功能集等一系列ISP圖像處理、視音頻編解碼技術(shù)，能有效提升產(chǎn)品的圖像質(zhì)量，降低高清數(shù)據(jù)的網(wǎng)絡(luò)帶寬占用和存儲(chǔ)成本，以及實(shí)現(xiàn)更便捷、更易用的操作管理和運(yùn)維工作。

　　“智能”的高清基于“應(yīng)用”，涵蓋圖像增強(qiáng)、圖像復(fù)原、濃縮播放、人臉比對、人體屬性分析、三維立體識(shí)別、車臉檢索、熱度圖等智能分析算法及軟件，與各大行業(yè)的業(yè)務(wù)管理系統(tǒng)深入融合，例如可以幫助公安機(jī)關(guān)提取重要線索、進(jìn)行圖像修復(fù)處理、提升錄像檢索效率，商家了解最受歡迎的商品類型以及將商品擺放在哪些位置可以增加選購的概率，從而提升銷售額，幫助監(jiān)獄、金庫等實(shí)現(xiàn)小場景下的三維化監(jiān)控等。

　　“智慧”的高清基于“系統(tǒng)”，集成大數(shù)據(jù)、云計(jì)算、云存儲(chǔ)等海量數(shù)據(jù)處理技術(shù)，多臺(tái)設(shè)備同時(shí)工作，并發(fā)的響應(yīng)，保證對海量數(shù)據(jù)的秒級(jí)響應(yīng)，對海量的大數(shù)據(jù)進(jìn)行大容量存儲(chǔ)管理、快速檢索、統(tǒng)計(jì)和分析，對海量的高清視頻數(shù)據(jù)進(jìn)行高效、穩(wěn)定的存儲(chǔ)管理，提升整體系統(tǒng)的價(jià)值。

　　“4K的發(fā)展以及在安防中的應(yīng)用也必將推動(dòng)整個(gè)安防視頻監(jiān)控行業(yè)往高清化方向普及，同時(shí)也能促進(jìn)配套產(chǎn)業(yè)的升級(jí)，為安防高清廠商帶來新的經(jīng)濟(jì)增長點(diǎn)。”四川艾普視達(dá)數(shù)碼科技有限公司產(chǎn)品市場部主管范清華指出。

　　克服障礙方能一馬平川

　　盡管4K超高清能夠給安防行業(yè)帶來更清晰的畫面和更好的用戶體驗(yàn)，但相對于1080P高清，4K對圖像采集、編解碼、傳輸、顯示、存儲(chǔ)和處理等環(huán)節(jié)都提出了更高的要求，同時(shí)，4K產(chǎn)品及解決方案的采購使用成本又將極大地決定了其普及應(yīng)用程度。

　　1、更高解像力的鏡頭：作為4K×2K的IPC產(chǎn)品配套鏡頭至少需要達(dá)到800萬以上解像力，才能充分發(fā)揮出4K攝像機(jī)的效果，目前真正達(dá)到800萬以上解像力的鏡頭很少且成本高，適合安防應(yīng)用的支持變焦機(jī)芯鏡頭更是鳳毛麟角。

　　2、更高的網(wǎng)絡(luò)傳輸帶寬和更大的存儲(chǔ)容量：在安防應(yīng)用中，一般傳輸1080P高清H.264碼流，需要4Mbps左右的帶寬;在H.264編碼下，4K分辨率目前至少也需要12Mbps甚至更高的帶寬才能達(dá)到較好的圖像效果。同時(shí)，西部數(shù)據(jù)(WD)亞太區(qū)企業(yè)級(jí)存儲(chǔ)業(yè)務(wù)市場營銷總監(jiān)羅昌平指出，4K時(shí)代來臨將促使高清存儲(chǔ)需求倍增，端針對4K高清監(jiān)控的應(yīng)用需求，在存儲(chǔ)設(shè)備的兼容性、可靠性和安全性方面，就要求更大容量、更高負(fù)載以及更高效能的存儲(chǔ)系統(tǒng)。

　　3、更高性能的編碼芯片：要想緩解4K分辨率造成的高帶寬和大存儲(chǔ)容量的壓力，就需要對目前的H.264編碼性能進(jìn)行深度優(yōu)化，或者依賴于新的HEVC編碼標(biāo)準(zhǔn)的普及。目前，有不少廠家開始針對安防行業(yè)的特殊應(yīng)用場景對H.264編碼器進(jìn)行優(yōu)化，使之也可以在4K分辨率下保持較低的碼率。

　　4、更強(qiáng)的后端解碼和顯示能力：對于后端解碼顯示設(shè)備，處理4K分辨率視頻需要更多的計(jì)算處理能力。目前采用Nvidia的Kepler架構(gòu)、AMD的GCN架構(gòu)或者更新架構(gòu)的獨(dú)立顯卡都能支持輸出4K分辨率的解碼顯示，集顯平臺(tái)方面則要用到Intel的Haswell架構(gòu)處理器或者是AMD的Kaveri APU。

　　5、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。在拼接顯示方面，由于DLP和PDP兩種拼接技術(shù)實(shí)現(xiàn)不了經(jīng)濟(jì)可靠的4K產(chǎn)品，4K拼接短期內(nèi)較難普及，雖然4K液晶拼接是現(xiàn)在的一個(gè)熱點(diǎn)，但是對于在大型拼接墻中單一的單元分辨率提升的價(jià)值，業(yè)界看法并不一致;

　　6、更強(qiáng)的視頻處理能力：對于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，但同時(shí)也需要更大計(jì)算能力處理這些更豐富的細(xì)節(jié)，這對于安防應(yīng)用中對圖像的處理如圖像增強(qiáng)、去霧等，以及對視頻的智能分析如視頻濃縮、數(shù)據(jù)檢索、人臉識(shí)別等都將提出更高的要求;

　　7、更低廉的成本和更親民的價(jià)格：目前，1080P、720P的高清攝像機(jī)所提供的圖像已能滿足人們?nèi)粘１O(jiān)控的需求，由于成本的制約，4K更多的是作為一種錦上添花般的存在。隨著4K相關(guān)技術(shù)的發(fā)展成熟，其使用成本必將大幅降低，這也為4K超高清視頻監(jiān)控的普及應(yīng)用帶來轉(zhuǎn)機(jī)。

　　結(jié)語

　　4K的普及取決于技術(shù)的發(fā)展能否很好的解決4K的超高清視頻帶來相關(guān)挑戰(zhàn)，但一旦克服這些障礙，4K將勢不可擋。

　　中國傳媒大學(xué)信息工程學(xué)院教授楊磊認(rèn)為，從某種意義上講，目前4K仍是一種技術(shù)儲(chǔ)備，預(yù)計(jì)今年的安博會(huì)將有更多、更成熟的4K產(chǎn)品面世。作為安防企業(yè)來講，對新技術(shù)包括4K都應(yīng)該保持高度關(guān)注，并緊跟技術(shù)發(fā)展的潮流和趨勢，如果企業(yè)缺乏創(chuàng)新，產(chǎn)品沒有技術(shù)含量而單純拼價(jià)格的話，企業(yè)必然會(huì)被淘汰。因此，安防廠商應(yīng)當(dāng)關(guān)注技術(shù)、找出自身的競爭優(yōu)勢、選擇合適的市場發(fā)展策略。