隨著視頻監(jiān)控部署的建設(shè)不斷完善，產(chǎn)生了海量視頻數(shù)據(jù)，通過智能化視頻分析技術(shù)獲得有價值數(shù)據(jù)成為必然結(jié)果。因攝像機(jī)分辨率有限的原因，普通攝像機(jī)抓拍的視頻很難實(shí)現(xiàn)機(jī)、非、人等眾多復(fù)雜場景下細(xì)節(jié)特征的有效提取，特別是在公安破案、抓捕嫌疑人的關(guān)鍵時候，細(xì)節(jié)特征的標(biāo)識尤為重要?；诖朔N原因，4K超高清的需求應(yīng)用而生。
什么是4K呢?在未經(jīng)放大處理的原始視頻上，達(dá)到25幀/秒及以上，畫質(zhì)單邊的像素達(dá)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(dāng)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(jì)算出，4K分辨率下總的像素?cái)?shù)量達(dá)到8294400個像素點(diǎn)，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(jī)帶來的最大最直觀的核心價值就是圖像更加清晰，細(xì)節(jié)更加豐富。在安防產(chǎn)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(jī)的碼流普遍在4-6Mbps的情況下，4K超高清網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)的碼流預(yù)計(jì)在10-15Mbps左右，這就需要交換機(jī)的交換和處理能力更高，因此增加了交換設(shè)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(yīng)用一定程度上降低了傳輸?shù)膲毫Γ沁€遠(yuǎn)遠(yuǎn)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(yùn)用還需要從圖像采集、傳輸、顯示、存儲一整套的技術(shù)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(lǐng)域技術(shù)變革。整體來說，實(shí)現(xiàn)超高清系統(tǒng)的規(guī)?；瘧?yīng)用還有較長的路要走。
4K的發(fā)展現(xiàn)狀
目前主流安防企業(yè)已經(jīng)推出諸多4K產(chǎn)品和方案，如大華4K極光攝像機(jī)，海康威視4K視頻監(jiān)控方案、華為4K智能球機(jī)、天地偉業(yè)4K全局球、江森自控樂思4K超高清攝像機(jī)等。
大華極光攝像機(jī)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(shí)現(xiàn)超高清彩色監(jiān)控。
?？低?K視頻監(jiān)控方案包含從前端產(chǎn)品、分控中心、總控中心三部分齊全的4K產(chǎn)品線。前端產(chǎn)品包含4K的槍機(jī)、筒機(jī)、球機(jī)、云臺、護(hù)罩一體機(jī)，分控中心包含可以處理4K視頻流的NVR、超腦、交換機(jī)，總控中心包含行業(yè)平臺、核心交換機(jī)、編解碼器、顯示設(shè)備。無論是存儲和傳輸設(shè)備，還是解碼和顯示設(shè)備，均可與4K星光攝像機(jī)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(jī)充分采集超低照度條件下的細(xì)微環(huán)境光線，實(shí)現(xiàn)4K級別的“彩色夜視”。內(nèi)置芯片支持多種智能行為分析功能及人車分類檢測，實(shí)現(xiàn)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(shù)于一體，實(shí)現(xiàn)智能攝像機(jī)的一機(jī)并用。該智能球還可根據(jù)場景自由切換法制審訊、監(jiān)所管教、教育督導(dǎo)、智能監(jiān)控等多種模式。在視頻監(jiān)控模式中，基于雙動點(diǎn)設(shè)計(jì)，定點(diǎn)通道采用4K觀看全景畫面，動點(diǎn)采用20倍變焦鏡頭，兼顧遠(yuǎn)景與細(xì)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(jī)應(yīng)用了 IntelliZip 視頻壓縮技術(shù)，可根據(jù)場景復(fù)雜度優(yōu)化系統(tǒng)視頻流參數(shù)，使其匹配攝像機(jī)監(jiān)控范圍內(nèi)的活動等級。當(dāng)攝像機(jī)檢測到異?；顒訒r，自動調(diào)節(jié)視頻畫面質(zhì)量，確保清晰的捕捉到監(jiān)控區(qū)域內(nèi)每一個細(xì)節(jié)。當(dāng)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(wǎng)絡(luò)寬帶和視頻存儲空間。
4K的發(fā)展經(jīng)過幾年的沉淀，從最開始部分叫囂1080P設(shè)備將死，到現(xiàn)在的慢慢平靜，有點(diǎn)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(chǎn)業(yè)發(fā)展行動計(jì)劃(2019-2022年)》以來，各地以“4K先行，兼顧8K”的技術(shù)路線緊鑼密鼓地布局，推動產(chǎn)業(yè)發(fā)展。由廣電領(lǐng)域牽頭，超高清視頻首先在文娛領(lǐng)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(lǐng)域拓展應(yīng)用，構(gòu)建超高清視頻內(nèi)容產(chǎn)業(yè)鏈。雖然1080P設(shè)備仍是目前市場的主力，但隨著人工智能、大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)、5G等各項(xiàng)技術(shù)的進(jìn)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(shù)快速迭代發(fā)展的時代，4K技術(shù)可以與5G、人工智能等技術(shù)深度融合，運(yùn)用5G、AI、視頻三種技術(shù)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(wǎng)絡(luò)傳輸速度導(dǎo)致的延遲現(xiàn)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(shù)的推廣應(yīng)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(shù)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(shù)支持的同時，4K超高清給AI在安防中落地應(yīng)用帶來了更清晰的圖像資源和更多的海量數(shù)據(jù)，提升其訓(xùn)練算法模型的準(zhǔn)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(shù)的推廣應(yīng)用，通過打造5G技術(shù)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(shí)現(xiàn)海量數(shù)據(jù)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(zhǔn)確度等方面，加強(qiáng)視頻應(yīng)用的效力。在5G技術(shù)和AI技術(shù)的推進(jìn)下，未來安防超高清監(jiān)控或?qū)⒌玫介L足發(fā)展。
小結(jié)
在安防領(lǐng)域，超高清攝像機(jī)能夠用更多的信息量去還原場景，實(shí)現(xiàn)更為準(zhǔn)確的智能分析。一旦大規(guī)模落地應(yīng)用，智能分析準(zhǔn)確率將迅速大幅度提升，推動智慧安防領(lǐng)域的進(jìn)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(yīng)用成本也為其發(fā)展帶來更大的挑戰(zhàn)，而5G技術(shù)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(biāo)分類等AI算法也將因?yàn)槌咔逡曨l應(yīng)用而更為普及，視頻應(yīng)用邊界也將進(jìn)一步拓寬。
總的來說，4K顯示、5G加持、AI賦能成為了4K產(chǎn)業(yè)規(guī)模化發(fā)展的必然模式，也將引領(lǐng)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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