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4k相较1080p的优势与不足 未来将更成熟

         4k的兴起,源于电视显示方面,它以分辨率为4096×2160能更好满足更高的监视效果,运用到国内许多监控中心。现今1080p影像投放到大屏上清晰度是跟不上的。14年下半年相应的配套设备陆续上市,如4k摄像机、4knvr等。因而自2015年起,4k会崭露头角,新一轮的产品更新换代即将到来,并且率先在公安、交通等需要高清晰度的行业应用上。
4k、高清甚至是超高清等词的出现,让安防厂商也纷纷对显示器,摄像机等进行高清改造,有人提出:“超高清时代”即将到来。
要解答这个问题,我们需要仔细分析4k相较于目前主流的1080p的优势和不足。
4k光鲜的价值
国际电信联盟对4k超高清的定义是:水平清晰度3840,垂直清晰度2160,宽高比16:9,总约830万像素,分辨率是1080p的4倍,720p的9倍。
从“看”的角度来讲,4k确实带来了更高的清晰度。从定义中可以看到4k的分辨率是1080p的4倍,如果用4k摄像机和1080p摄像机拍摄相同视场角下的同一场景,4k摄像机会用4倍于1080p摄像机所用的信息量去还原场景,画面自然更清晰、更贴近真实,如下图所示,1080p图像中远处的车牌信息已经模糊,而4k图像中依然可以清晰分辨。
从“用”的角度来讲,由于4k画面的信息量是1080p的四倍,基于更多的信息量,就能实现更准确的智能分析,4k一旦大规模部署,智能分析的准确率就能上升一个台阶,而且也会有更丰富更令人惊喜的智能应用得到实现。另一方面,部署4k摄像机还能节省点位数量、降低整体成本,这是由于在相同清晰度的情况下,4k摄像机覆盖的区域是1080p摄像机覆盖区域的4倍,也就是说在一个场景中,如果你觉得1080p的画面足够清晰了,你可以用一台4k摄像机替换掉4台1080p摄像机,而且在显示时不需要在4个画面中来回切换着看了。
以上两方面就是4k相较于1080p的优势,“看”是很直观就能得出的,而“用”是基于“看”得更清晰而附带的好处。那么4k相较于1080p的不足呢?
4k相较于1080p的短板
其实高清监控从来不只是监控摄像机的高清,高清监控是一整个监控系统的高清,涉及到采集、编码、传输、存储、解码显示五个方面,而基于目前的技术限制,4k相较于1080p的不足,在这五个方面都有涉及。
首先在采集端,不可否认,在正常光照环境下4k摄像机能提供更高清晰度的图像,细节还原更贴近真实,但受限于sensor靶面的面积,随着像素点数量增加,单个像素点的感光面积减小,所以在低照度成像上4k不如1080p,这是目前所有4k摄像机面临的一个严重问题,必须通过补光来解决。
其次在编码、传输及存储上,目前h.265技术虽然名声在外,但还未真正成熟,所以我们依然在用h.264作为主流高清编码技术,4k摄像机的码流还处在8~10m左右。对于这么大的码流,单只提供一路实况 一路存储,已经让部分监控网络望而却步了,更何况一旦发生突发事件,会有更多的客户端同时访问同一路图像,普通的监控网络根本承受不住这种负担,必须要对整个网络进行升级;而且目前大部分的监控网络采用流媒体技术,流媒体服务器的转发性能也亟待提高,否则很容易成为监控网络中的瓶颈。同时,更大的码流势必会带来更大的存储需求,而且对存储设备的并发写入/读取性能也提出了更高的要求。简而言之,由于在编码技术上的限制,4k超高清摄像机的大规模使用势必会带来更高的网络及存储成本。
最后在解码显示端,目前的高清解码器普遍以1080p解码输出为主,4k解码才刚起步不久。能并发解16路1080p图像的解码器已经非常成熟,但能并发解16路4k图像的解码器还离我们非常遥远,此外在图像显示上,由于成本等因素,4k大屏还未能在安防界大范围使用,目前比较能接受的是通过四块1080p大屏拼接来解决4k图像显示问题,但就用户体验来讲,肯定不如直接用4k大屏显示。
未来:4k或将以更成熟的姿态成为安防主流技术
从前面的分析可以得出,目前阶段,我们需要投入大量的网络建设成本、存储建设成本、解码显示成本才能真正大规模使用4k,但如此大的投入所带来的好处却并不多,总体而言,弊大于利。那我们是否就对4k一棍子打死了呢?
其实不然,前文也提过,人们对于清晰度的追求是永无止境的,在一个监控系统中,必然会有个别点位是需要特别关注的,可能是一个广场、可能是一条主干道、可能是一个警戒区。对于这些地方的图像是越清晰越好。所以目前在一个监控系统中,大规模部署的还依然是1080p、720p的高清摄像机,它们所呈现的清晰度已经能满足现阶段绝大部分用户需求了,但在个别重要点位,如果使用4k超高清作锦上添花,就能达到用不多的成本投入实现非常好的监控效果的目的。
 

 

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