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4K相較1080P的優勢與不足 未來將更成熟

         4K的興起,源于電視顯示方面,它以分辨率爲4096×2160能更好滿足更高的監視效果,運用到國內許多監控中心。現今1080P影像投放到大屏上清晰度是跟不上的。14年下半年相應的配套設備陸續上市,如4K攝像機、4KNVR等。因而自2015年起,4K會嶄露頭角,新一輪的産品更新換代即將到來,並且率先在公安、交通等需要高清晰度的行業應用上。
4K、高清甚至是超高清等詞的出現,讓安防廠商也紛紛對顯示器,攝像機等進行高清改造,有人提出:“超高清時代”即將到來。
要解答這個問題,我們需要仔細分析4K相較于目前主流的1080P的優勢和不足。
4K光鮮的價值
國際電信聯盟對4K超高清的定義是:水平清晰度3840,垂直清晰度2160,寬高比16:9,總約830萬像素,分辨率是1080P的4倍,720P的9倍。
從“看”的角度來講,4K確實帶來了更高的清晰度。從定義中可以看到4K的分辨率是1080P的4倍,如果用4K攝像機和1080P攝像機拍攝相同視場角下的同一場景,4K攝像機會用4倍于1080P攝像機所用的信息量去還原場景,畫面自然更清晰、更貼近真實,如下圖所示,1080P圖像中遠處的車牌信息已經模糊,而4K圖像中依然可以清晰分辨。
從“用”的角度來講,由于4K畫面的信息量是1080P的四倍,基于更多的信息量,就能實現更准確的智能分析,4K一旦大規模部署,智能分析的准確率就能上升一個台階,而且也會有更豐富更令人驚喜的智能應用得到實現。另一方面,部署4K攝像機還能節省點位數量、降低整體成本,這是由于在相同清晰度的情況下,4K攝像機覆蓋的區域是1080P攝像機覆蓋區域的4倍,也就是說在一個場景中,如果你覺得1080P的畫面足夠清晰了,你可以用一台4K攝像機替換掉4台1080P攝像機,而且在顯示時不需要在4個畫面中來回切換著看了。
以上兩方面就是4K相較于1080P的優勢,“看”是很直觀就能得出的,而“用”是基于“看”得更清晰而附帶的好處。那麽4K相較于1080P的不足呢?
4K相較于1080P的短板
其實高清監控從來不只是監控攝像機的高清,高清監控是一整個監控系統的高清,涉及到采集、編碼、傳輸、存儲、解碼顯示五個方面,而基于目前的技術限制,4K相較于1080P的不足,在這五個方面都有涉及。
首先在采集端,不可否認,在正常光照環境下4K攝像機能提供更高清晰度的圖像,細節還原更貼近真實,但受限于Sensor靶面的面積,隨著像素點數量增加,單個像素點的感光面積減小,所以在低照度成像上4K不如1080P,這是目前所有4K攝像機面臨的一個嚴重問題,必須通過補光來解決。
其次在編碼、傳輸及存儲上,目前H.265技術雖然名聲在外,但還未真正成熟,所以我們依然在用H.264作爲主流高清編碼技術,4K攝像機的碼流還處在8~10M左右。對于這麽大的碼流,單只提供一路實況 一路存儲,已經讓部分監控網絡望而卻步了,更何況一旦發生突發事件,會有更多的客戶端同時訪問同一路圖像,普通的監控網絡根本承受不住這種負擔,必須要對整個網絡進行升級;而且目前大部分的監控網絡采用流媒體技術,流媒體服務器的轉發性能也亟待提高,否則很容易成爲監控網絡中的瓶頸。同時,更大的碼流勢必會帶來更大的存儲需求,而且對存儲設備的並發寫入/讀取性能也提出了更高的要求。簡而言之,由于在編碼技術上的限制,4K超高清攝像機的大規模使用勢必會帶來更高的網絡及存儲成本。
最後在解碼顯示端,目前的高清解碼器普遍以1080P解碼輸出爲主,4K解碼才剛起步不久。能並發解16路1080P圖像的解碼器已經非常成熟,但能並發解16路4K圖像的解碼器還離我們非常遙遠,此外在圖像顯示上,由于成本等因素,4K大屏還未能在安防界大範圍使用,目前比較能接受的是通過四塊1080P大屏拼接來解決4K圖像顯示問題,但就用戶體驗來講,肯定不如直接用4K大屏顯示。
未來:4K或將以更成熟的姿態成爲安防主流技術
從前面的分析可以得出,目前階段,我們需要投入大量的網絡建設成本、存儲建設成本、解碼顯示成本才能真正大規模使用4K,但如此大的投入所帶來的好處卻並不多,總體而言,弊大于利。那我們是否就對4K一棍子打死了呢?
其實不然,前文也提過,人們對于清晰度的追求是永無止境的,在一個監控系統中,必然會有個別點位是需要特別關注的,可能是一個廣場、可能是一條主幹道、可能是一個警戒區。對于這些地方的圖像是越清晰越好。所以目前在一個監控系統中,大規模部署的還依然是1080P、720P的高清攝像機,它們所呈現的清晰度已經能滿足現階段絕大部分用戶需求了,但在個別重要點位,如果使用4K超高清作錦上添花,就能達到用不多的成本投入實現非常好的監控效果的目的。
 

 

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