4K技術讓攝像機換上“火眼金睛”

□ 文/陳乾

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4K技術讓攝像機換上“火眼金睛”

□ 文/陳乾

攝像機經歷過的最大一次升級是網絡化——從模擬攝像機到網絡攝像機。將傳統模擬攝像機與網絡編碼器結合，產生的新一代網絡攝像機，它可以將視頻圖像通過網絡傳至任何一個遠程客戶端。基于成熟的網絡技術，讓大規模的監控組網變得非常簡單，這是一次里程碑式的跨越。

在網絡化之后，高清化成為攝像機的又一個發展趨勢。視頻監控以極快的速度從D1為主的標清時代進入了以720P、1080P為主的高清時代，分辨率的提升帶來畫質的極大改善。在此后一段時間內雖然攝像機分辨率沒有再次提升，但拓展出了光學寬動態、強光抑制、星光級低照等各種創新技術，確保攝像機在各種惡劣自然光環境中能呈現出更清晰的圖像效果。

因此，在攝像機與4K技術進行融合之后，在安防行業迎來了一個視頻監控具備“火眼金睛”的新歷程。

隨著底層芯片技術的發展，高清化的進程又邁出了舉足輕重的一步——4K超高清，攝像機迎來了又一次分辨率的提升。

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。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攝像機的像素點數量去還原場景，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畫面中汽車的細節更加清楚——車牌、車標可清晰識別。

4K技術的融合，讓攝像機更具競爭優勢，我們從幾種產品形態來分析。

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

球機靠內置轉動電機和機芯可以實現全方向、大倍率的監控，所以也在實際項目中占有著很大占比。結合4K技術，球機在短焦上可以提供更高清的圖像，可以兼顧大場景與小細節，如下圖在變電站的應用；在長焦上可以在光學變倍基礎上再做數字變倍，提升監控距離，相較于1080P基礎上的數字變倍，基于4K畫面的數字變倍會更加清晰，更符合監控應用。

▲圖：球機短焦下大范圍監控效果

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

正是由于4K技術能給攝像機產品帶來多種的應用優勢體驗，所以自4K進入視頻監控領域以來，其發展速度可以用一路高歌猛進來形容，這在近幾年的幾屆安防展上體現的一清二楚：2013年深圳安博會上只有個別安防廠商推出了4K網絡攝像機，而且都是基于槍機形態；但到了2014年北京安防展上，4K攝像機已經遍地都是，而且產品形態覆蓋了槍機、球機、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的產品也推出展示，使得4K視頻低碼流應用成為現實。

▲圖：4K魚眼，超廣角下保證清晰度

正如網絡化一樣，攝像機的高清化也是一個必然趨勢，而且隨著技術更迭，更高清產品的投入使用也是大勢所趨，從4K出現時的褒貶不一，到現在各廠家多種形態4K產品的推出證明了這一點。那么高清化的過程是否就止步于4K？

筆者認為現在的4K有點類似于三四年前1080P讓視頻監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”會擴大，三四年前我們開拓了光學寬動態、強光抑制、星光級低照……而現在，基于4K技術，我們視頻監控領域會創造出什么更具優勢的特性，非常值得期待。