4K，安防監控的高清之路

□文/陳朝召

從第一塊電子顯示設備問世，人們對色彩和清晰度的追求就從未停止。成像技術的大幅提升，使得顯示設備所支持的分辨率越來越高清，而4K這個概念，在消費行業早已不是一個新鮮的話題。當下隨著各種項目需求和硬件成本的下降，安防——這個占據著視頻領域半壁江山的大行業，4K技術也成為新的引爆按鈕，為安防行業拓展出一片藍海。

什么是4K技術

所謂的4K技術，又稱UHD，是一種分辨率更高的超高清顯示規格，4K的名稱得自其橫向分辨率約為4000像素。按照國際通訊聯盟（ITU）定義的標準，4K的分辨率為3840*2160，長寬比為16：9。按照這個標準，該規格下顯示設備的逐行掃描線可達到2160，即我們常說的2160P。標準的4K分辨率下，像素點總數可以達到800萬，而以往的FHD（全高清）是指1920×1080，則是200萬級別像素點，前者是后者的4倍。

4K攝像機的優勢及安防領域的應用

4K的高分辨率可以獲取更圖像細節。作為采集源頭，4K超高清攝像機可以很好的縱覽全局，當隨機事件發生，各個業務部門可以用同一臺攝像機在同一幅圖像中找到各自感興趣的點，經過多級放大后，仍能得到高清的細節畫面。因此4K攝像機可以在不改變攝像機數量、焦距、角度的條件下，進行全天候、全場景下的監控。4K畫面的豐富細節，可以讓我們各個業務部門進行信息共享，同一個場景下，不用為了看清不同區域而架設多臺攝像機，另一方面也節約投資成本。讓可視化管理更高效、聯動響應更及時、安全系統更有保障。

在消費類市場，4K技術很早已進入了人們的生活。應用于4K超高清電視、4K的高清醫療影像展示、4K超高清的賽事盛況直播等等，都給人們帶來了超高清的生活體驗和更多智能化的應用。而在安防監控領域，隨著H.265編碼技術的普及、4K編碼的低成本芯片的推出以及支持800萬像素的CMOS傳感器的推出，4K技術慢慢也有了用武之地步，目前，平安城市的全景監控、超寬車道的監控、公安GIS地圖的指揮調度中等等已有了4K攝像機的聲影。4K帶來的變革是多方面的，一方面它給我們帶來視頻分辨率上超高清、極清的體驗，另一方面，它可以改變我們傳統的監控應用模式。之前我們都是通過錄像回放的方式來查找線索，而現在，我們可以截取單張4K監控畫面，進行多級放大后獲取我們想要的信息，因為4K最大的優勢，就在于圖像放大4倍后仍能得到1080p的全高清畫面。

4K監控的發展方向

從前端來看，4K攝像機的超高分辨率帶來的高清體驗已經受到了用戶的認可，但低照度效果卻不盡人意，主要原因是現有的4K圖像傳感器的像素尺寸通常較小，導致單個像素的進光量比傳統低分辨率圖像傳感器大大減少，造成感光能力的急劇下降，滿足不了低照度場景的監控需求。但萬事都有個例外，近期，浙江大華技術股份有限公司推出了一款4K超星光級攝像機DHIPC-HF81239F。該設備最大可輸出4096*2776@25fps實時監控畫面，低照效果超越現有200W超星光攝像機，可說完美兼顧了高清和低照度兩種需求，在夜晚場景，也能實現圖像清晰，色彩還原真實。該攝像機同時支持140dB寬動態，配合圖像多級降噪和強光抑制功能，在黑夜中也能清晰捕捉車牌，看清車身顏色細節，提供晝夜24小時高清監控，可以說全方位無弱點。達到以上效果，首先得益于其采用了一顆4/3英寸超大靶面4K CMOS傳感器，像素大小比現有最低照度200W超星光圖像傳感器更大，同時還采用了背照式像素結構，進一步減少入射光在像素級的損失，再配合大光圈鏡頭和出色的圖像降噪技術，成就其出色的夜間成像效果，達到比星光更加極致的夜視效果，色彩還原準確自然，人像效果清晰可見，畫質在暗夜環境下依然細膩。

近來AI技術大爆發，人工智能技術被越來越多的廠商引用到監控攝像機中來，4K對智能算法的也有著重要的提升作用。因為智能的根本是算法，而對算法來說，單位面積下的像素點直接影響到算法的準確性，高分辨率能夠提供更精細的數據分析。大華所推出的一款人臉識別攝像機HF8841F-FD正是利用了這一點。該設備可輸出800萬(3840×2160)@30fps的畫質。假設安裝場景固定，目前200W的人臉攝像機能抓拍到人臉的范圍大概是2米左右，而采用HF8841F-FD，可將識別寬度提高到4-5米左右。如果取像距離一樣，那么在800W分辨率的支持下，抓到的人臉特征點就會比200W多，對于算法的比對也是有絕對優勢的。

如果說，電視領域中標清到高清的發展，其實質是分辨率的變化，高清僅僅是像素點的增加，與之相關的其他技術標準都是延續著標清時代。那么，安防行業的后高清時代就不僅是像素點的增加，為超高清攝像機產品中嵌入“聰明”的技術，結合豐富的智能應用業務，向智慧高清方向發展，利用超高清的分辨率可以挖掘出更多有效價值的監控數據。智能高清必將是發展之趨勢。