安防行业4K技术的机遇与挑战

　　近几年来，众多安防企业在追求画面清晰度上孜孜不倦地探索着，200万、400万、800万像素的监控产品层出不穷，甚至千万像素的产品都成为了可能。就在不久前结束的2014年美国拉斯维加斯安防展上，不少知名的安防厂商都展示出了最新的4K高清网络摄像机，即800万像素网络高清摄像机，并明确在年内将会投放市场。目前视频监控市场占主流的都是1080P的FHD(全高清)产品，1080P的高清产品，仍是安防监控领域很多企业正在积极发展的一个方向，而相对于1080P的高清产品4K监控产品更拥有一些独特的技术优势。

　　第一，4K技术最明显的优势是显示分辨率的提升，使得监控画面更加精细。监控中影响画面精细度的关键因素有二：一是画面像素数，二是画面的垂直分辨率。画面的像素数越多，在相同尺寸的画面上表现得就越精细，晶格就越小。因为人眼对于影像的垂直分辨率相当敏感，越高的垂直分辨率，人眼就能辨识越多的细节与层次。4K技术在监控领域里应用效果是提高像素数同时，又增强了画面的垂直分辨率，使得画面的细节和层次更加精准，同时配合监控广角专用镜头，能够实现更大的监控范围覆盖。

　　第二，色彩层次与细节的增强，使得画面更接近真实生活。从标清到高清显示系统的转变，主要是分辨率方面的升级，色彩方面并没有太过明显的提升。不过进入到4K超高清的时代，除了分辨率出现飞跃的变化之外，色彩方面也有着引人注目的变化。

　　第三，4K视频系统处理的是10位，甚至是12位编码的视频信号。现阶段高清或全高清系统通常采用的是8位的视频系统，而4K超高清则采用10位甚至12位的视频系统。因此，无论是灰阶层次过渡还是色深的层次表现，都比高清系统有较大的提升。

　　应用成本高，行业普及面临挑战

　　随着4K产品逐渐问世，4K技术在安防行业中炒的如火如荼。但由于图像质的特殊性，4K监控产品的整体成本相对过高，如感光芯片、编解码芯片;在算法，网络传输、存储等方面仍然存在不小的瓶颈。尤其在网络带宽方面，4K这样的超高清需要的带宽远远超越一般高清。

　　4k技术在未来能够得到进一步推进的另一个重大技术是H.265编码，H.265是目前公认的未来4K编码技术，支持该编码意味着可以更流畅的编码/解码4K视频。但是和现在主流的H.264来对比看，H.265提供了更多不同的工具来降低码率，以编码单位来说，H.264中每个宏块(marcoblock/MB)大小都是固定的16x16像素，而H.265的编码单位可以选择从最小的8x8 到最大的64×64。但事实上，H.265和H.264标准在各种功能上有一些重叠，在这种情况下，H.265和H.264的区别就体现在前者可以使用更少的带宽来提供同样的功能，其代价就是要求设备计算能力更高。H.265编码的视频需要更多的计算能力来解码。虽然目前行业内各个编解码芯片厂家也在逐步推出基于H.265算法的产品，但是居高不下的成本也从一定方面限制了H.265的普及。

　　假设前端设备和中端传输带宽问题都解决了，后端显示设备也还在拖后腿。在安防行业，显示设备通常使用的是液晶监视器，目前市场上支持4K超高清的监视器也比较少。其次，信号传输线缆也是一个阻隔，想要完美支持4K传输，HDMI的标准必须支持2.0规范，相对与早期的1.3、1.4的HDMI标准，新的规范将传输带宽提升至18Gbps。同时由于高清视频图像只能够使用HDMI线缆进行传输，而HDMI线缆的理论传输距离是10-15米，超过距离，就需要中继设备的支持。综合来看，在后端显示部分，投入成本也颇高。

　　尽管4K产品给安防行业带来的机遇并不像看上去的那么美丽，但在监控行业的某些领域应用中4K产品还是有着非常明显的优势的。如机场、火车站及交通路口领域方面，既保留了监控范围，又满足了细节内容方面的高要求。这种新技术的出现，也加快了行业高清化的进程。可以说4K技术是顺应时代的发展，是未来的发展趋势。