□ 文/陳乾

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4K技術(shù)讓攝像機(jī)換上“火眼金睛”

□ 文/陳乾

攝像機(jī)經(jīng)歷過的最大一次升級是網(wǎng)絡(luò)化——從模擬攝像機(jī)到網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)。將傳統(tǒng)模擬攝像機(jī)與網(wǎng)絡(luò)編碼器結(jié)合，產(chǎn)生的新一代網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)，它可以將視頻圖像通過網(wǎng)絡(luò)傳至任何一個遠(yuǎn)程客戶端?；诔墒斓木W(wǎng)絡(luò)技術(shù)，讓大規(guī)模的監(jiān)控組網(wǎng)變得非常簡單，這是一次里程碑式的跨越。

在網(wǎng)絡(luò)化之后，高清化成為攝像機(jī)的又一個發(fā)展趨勢。視頻監(jiān)控以極快的速度從D1為主的標(biāo)清時代進(jìn)入了以720P、1080P為主的高清時代，分辨率的提升帶來畫質(zhì)的極大改善。在此后一段時間內(nèi)雖然攝像機(jī)分辨率沒有再次提升，但拓展出了光學(xué)寬動態(tài)、強(qiáng)光抑制、星光級低照等各種創(chuàng)新技術(shù)，確保攝像機(jī)在各種惡劣自然光環(huán)境中能呈現(xiàn)出更清晰的圖像效果。

因此，在攝像機(jī)與4K技術(shù)進(jìn)行融合之后，在安防行業(yè)迎來了一個視頻監(jiān)控具備“火眼金睛”的新歷程。

隨著底層芯片技術(shù)的發(fā)展，高清化的進(jìn)程又邁出了舉足輕重的一步——4K超高清，攝像機(jī)迎來了又一次分辨率的提升。

國際電信聯(lián)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。從定義中可以看到4K的分辨率是1080P的4倍，720P的9倍，如果用4K攝像機(jī)和1080P攝像機(jī)拍攝相同視場角下的同一場景，4K攝像機(jī)會用4倍于1080P攝像機(jī)的像素點(diǎn)數(shù)量去還原場景，畫面自然更清晰、更貼近真實。

▲圖：1080P與4K畫面對比

如上圖所示，在1080P畫面中汽車只有215*150個像素，而在4K畫面中，同一輛汽車占有430*300個像素，所以4K畫面中汽車的細(xì)節(jié)更加清楚——車牌、車標(biāo)可清晰識別。

4K技術(shù)的融合，讓攝像機(jī)更具競爭優(yōu)勢，我們從幾種產(chǎn)品形態(tài)來分析。

槍機(jī)在監(jiān)控應(yīng)用中有著很大的占比，憑借可搭配各種鏡頭使用的優(yōu)勢，槍機(jī)可應(yīng)用于室內(nèi)、出入口等近距離監(jiān)控，也可應(yīng)用于路面、周界等中距離監(jiān)控，更可以搭配云臺在城市制高點(diǎn)、森林防火、港口等做超遠(yuǎn)距離監(jiān)控。一旦從1080P升級到4K，分辨率的提升帶來畫面清晰度的提升，槍機(jī)就能獲取更豐富的畫面細(xì)節(jié)，做更好的應(yīng)用體驗，比如抓拍更高清的人臉效果從而提升人臉識別的準(zhǔn)確率，在銀行柜臺等場景可以提供更多的細(xì)節(jié)從而還原最真實的情況等；而在中距離監(jiān)控場景，可以利用4K更大監(jiān)控范圍的優(yōu)勢，有效降低布點(diǎn)密度。

球機(jī)靠內(nèi)置轉(zhuǎn)動電機(jī)和機(jī)芯可以實現(xiàn)全方向、大倍率的監(jiān)控，所以也在實際項目中占有著很大占比。結(jié)合4K技術(shù)，球機(jī)在短焦上可以提供更高清的圖像，可以兼顧大場景與小細(xì)節(jié)，如下圖在變電站的應(yīng)用；在長焦上可以在光學(xué)變倍基礎(chǔ)上再做數(shù)字變倍，提升監(jiān)控距離，相較于1080P基礎(chǔ)上的數(shù)字變倍，基于4K畫面的數(shù)字變倍會更加清晰，更符合監(jiān)控應(yīng)用。

▲圖：球機(jī)短焦下大范圍監(jiān)控效果

魚眼攝像機(jī)通過超短焦鏡頭，可以實現(xiàn)360°全向監(jiān)控，覆蓋超大的范圍，所以在一些特定的場景擁有非常好的監(jiān)控效果，例如場館、廣場、十字路口等。但由于魚眼攝像機(jī)的覆蓋范圍相較于普通攝像機(jī)更廣，所以在同等分辨率下，單像素點(diǎn)需要呈現(xiàn)更多的信息量，導(dǎo)致魚眼攝像機(jī)的圖像與同等分辨率下的普通攝像機(jī)相比畫質(zhì)更差。不過當(dāng)魚眼攝像機(jī)支持4K后，像素點(diǎn)數(shù)量倍增，在超廣的監(jiān)控視角下，畫面也會保證足夠的清晰度。

正是由于4K技術(shù)能給攝像機(jī)產(chǎn)品帶來多種的應(yīng)用優(yōu)勢體驗，所以自4K進(jìn)入視頻監(jiān)控領(lǐng)域以來，其發(fā)展速度可以用一路高歌猛進(jìn)來形容，這在近幾年的幾屆安防展上體現(xiàn)的一清二楚：2013年深圳安博會上只有個別安防廠商推出了4K網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)，而且都是基于槍機(jī)形態(tài)；但到了2014年北京安防展上，4K攝像機(jī)已經(jīng)遍地都是，而且產(chǎn)品形態(tài)覆蓋了槍機(jī)、球機(jī)、半球/魚眼等，主流廠商都把4K放在了最醒目的位置，證明了超高清時代的正式到來；而在2015年安博會上，部分廠商的4K產(chǎn)品再次突破到1200萬分辨率，在保證清晰度的同時再次提升了覆蓋范圍，而且4K+H.265的產(chǎn)品也推出展示，使得4K視頻低碼流應(yīng)用成為現(xiàn)實。

▲圖：4K魚眼，超廣角下保證清晰度

正如網(wǎng)絡(luò)化一樣，攝像機(jī)的高清化也是一個必然趨勢，而且隨著技術(shù)更迭，更高清產(chǎn)品的投入使用也是大勢所趨，從4K出現(xiàn)時的褒貶不一，到現(xiàn)在各廠家多種形態(tài)4K產(chǎn)品的推出證明了這一點(diǎn)。那么高清化的過程是否就止步于4K？

筆者認(rèn)為現(xiàn)在的4K有點(diǎn)類似于三四年前1080P讓視頻監(jiān)控使用者眼前一亮的階段，高清化的“深度”會暫時止步，但“廣度”會擴(kuò)大，三四年前我們開拓了光學(xué)寬動態(tài)、強(qiáng)光抑制、星光級低照……而現(xiàn)在，基于4K技術(shù)，我們視頻監(jiān)控領(lǐng)域會創(chuàng)造出什么更具優(yōu)勢的特性，非常值得期待。