被譽為安防界千裡眼的4K攝像機到底高清在哪裡?

文章來源於：何遙，圖片來自「123rf.com.cn」

本文轉載自中國公共安全，原作者何瑤。原標題《被譽為安防界顏值擔當的4K攝像機到底高清在哪裡？》億歐智慧城市對文章進行二次編輯，供讀者參考。

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3月2日，工信部發布《超高清視頻產業發展行動計劃（2019-2022年）》（以下簡稱「行動計劃」），指出2020年國內4K產業生態體系基本完善，8K關鍵技術產品研發和產業化取得突破，而2022年4K電視終端全面普及，8K電視佔比要達到5%。4K超高清正在向安防領域延伸，這對於安防企業來說，雖然面臨挑戰，但不可因此而放棄大好機會。

超高清視頻產業三年計劃：4K先行兼顧8K

行動計劃指給國內的超高清視頻產業規劃了方向及要求，按照「4K先行、兼顧8K」的總體技術路線，大力推進超高清視頻產業發展和相關領域的應用。2022年，我國超高清視頻產業總體規模超過4萬億元，4K產業生態體系基本完善，8K關鍵技術產品研發和產業化取得突破，形成一批具有國際競爭力的企業。超高清視頻內容資源極大豐富，網絡承載能力顯著提高，制播、傳輸和監管系統建設協同推進，產業發展支撐體系基本健全，形成技術、產品、服務和應用協調發展的良好格局。

行動計劃還指出，到2020年，4K攝像機、監視器、切換臺等採編播專用設備形成產業化能力；符合高動態範圍（HDR）、寬色域、三維聲、高幀率、高色深要求的4K電視終端銷量佔電視總銷量的比例超過40%;建立較為完善的超高清視頻產業標準體系；4K超高清視頻用戶數達1億；在文教娛樂、安防監控、醫療健康、智能交通、工業製造等領域開展基於超高清視頻的應用示範。

到2022年，CMOS圖像傳感器、光學鏡頭、專業視頻處理晶片、編解碼晶片等核心元器件取得突破，8K前端核心設備形成產業化能力；符合HDR、寬色域、三維聲、高幀率、高色深要求的4K電視終端全面普及，8K電視終端銷量佔電視總銷量的比例超過5%；超高清視頻用戶數達到2億；在文教娛樂、安防監控、醫療健康、智能交通、工業製造等領域實現超高清視頻的規模化應用。

安防領域正逐步向4K超高清延伸

超高畫質化是繼音視頻數位化、高畫質化之後的新一輪技術革新，隨著超高清產業正式進入規模商用時代，將撬動晶片、顯示面板、視頻製作設備、存儲設備、網絡傳輸設備、終端整機等數十個產業數萬億的產業規模增量。可以說中國4K超高清市場巨大，未來三年將是我國超高清產業發展的機遇期。國家政策的推動、巨大的市場需求將給產業鏈相關公司帶來新的機會。

4K超高清，這個原本應用於電視產品的技術，正逐步伸向安防領域。《行動計劃》提出，未來要加快推進超高清監控攝像機等研發量產，推進安防監控系統升級改造，並支持發展基於超高清視頻的人臉識別、行為識別、目標分類等AI算法，提升監控範圍、識別效率及準確率，打造一批智能超高清安防監控應用試點。

另外，《行動計劃》將推動超高清視頻技術在智能網聯汽車中的應用，加強超高清車載圖像傳感器及車載屏幕產品研發量產，提升車輛感知能力與人機互動體驗。推動超高清技術在交通管控中的應用，提升複雜環境下對車牌、車型識別的正確率。開展超高清硬體、智能算法等一體化的交通智能化試點應用。

在安防監控領域，超高清應用的投入將維持在一個相對高的階段，這主要體現在基礎設施投入和系統本身的投入上。超高清系統的部署對於存儲、網絡帶寬等基礎配套設施的要求，要比以往高清、標清系統更高；而超高清設備本身的成本也會高於其他產品不少。對於眾多的普通行業用戶而言，投入成本是影響他們進一步選擇的重要因素之一。由此可見，超高清的普及是一個循序漸進的過程，即由高端項目到普通項目、由重點部位到眾多部位逐漸應用的過程，這個過程也將是安防行業實現再次升級換代，走向行業發展新高度的階段。

在超高清推進過程中，除了關注清晰度的提升，結合不同行業的應用，還將會有豐富的結合行業業務需求的超高清方案，讓高清技術充分服務於實戰，在一些特定行業需求環節實現超高清圖像採集和分析應用，讓公安部門偵破案件變得高效、智能和便捷。

可以預見，未來5年將會是我國超高清視頻產業發展的戰略機遇期，我們必須準確把握超高清視頻產業發展帶來的重大機遇，加強頂層設計，加快產業發展和應用普及。超高清視頻對於安防監控的傳輸、存儲、智能分析等多個方面都帶來了更高的要求，現階段的超高清視頻應用場景仍只是冰山一角，未來將需要有更多的應用探索。在4萬億的市場容量下，安防企業應當做好準備，積極擁抱新技術，助推超高清視頻產業發展。

H.265或將引起安防超高清的爆發式增長

4K最大的優勢是高解析度。而視頻監控是一個系統，4K對傳輸、存儲、智能分析都帶來了更高的要求，需要相關的配套跟上。H.265最大的優勢是低碼率帶來高畫質，進而可以有效減少4K對傳輸、存儲的壓力，H.265的誕生直接影響的是整個安防的視頻壓縮產業，必然引起安防超高清的爆發式增長。

2010年，被認為是安防視頻監控行業的高清「元年」。這一年，國內主流安防企業紛紛推出了720P和1080P的高清系列產品，高清產品逐漸成為安防工程施工和應用的「新寵」。隨著高清的產品持續發酵，2011年各個安防企業推出了從前端130萬、200萬、500萬等全系列高清網絡攝像機到高清存儲、高清管理平臺、高清編解碼的系列產品，高清監控從真正意義上進入了應用實施階段。今天，4K再次成為了安防視頻監控行業的熱點。

4K超高清技術已經成為了安防龍頭企業下一個競爭點。而基於H.265技術的編碼標準或將加速4K技術的廣泛推廣。相關專家表示，從視頻監控的發展歷史來看，從上一代的模擬監控發展到IP監控，從標清（SD）發展到高清（HD），實現的是一次質變。但是從FHD到4KUHD的話，可以認為是一次擴展。同時標清到高清的普及過程正好趕上視頻監控IP化的浪潮，同時也遇到了視頻監控中國內大發展的良好機遇。

儘管關於4K的安防產品已經陸續面市，但是4K產品的運用還存在不少問題。目前主流的高清仍然會保持1080P很長一段時間，4K監控的整體成本還是過高，編解碼晶片、算法、網絡傳輸、存儲等方面仍然存在不小的瓶頸。

其中4K的超高清攝像機對於傳輸來說是很大的挑戰。網絡傳輸面臨的最大問題就是帶寬。以目前主流的H.264壓縮技術來看，能夠將1路4K@25fps的圖像傳輸保證在15Mbps以內就已經很理想了。但是這樣的帶寬需求，目前在國內還是不現實的。

H.265是目前公認的4K編碼技術，支持該編碼意味著可以更流暢的編碼/解碼4K視頻。和H.264來對比看，H.265提供了更多不同的工具來降低碼率，以編碼單位來說，H.264中每個宏塊（marcoblock/MB）大小都是固定的16x16像素，而H.265的編碼單位可以選擇從最小的8x8到最大的64×64。但事實上，H.265和H.264標準在各種功能上有一些重疊，例如，H.264標準中的Hi10P部分就支持10bit色深的視頻。另一個H.264的部分（Hi444PP）還可以支持4：4：4色度抽樣和14bit色深。在這種情況下，H.265和H.264的區別就體現在前者可以使用更少的帶寬來提供同樣的功能，其代價就是設備計算能力：因此H.265編碼的視頻需要更多的計算能力來解碼。目前行業內各個編解碼晶片廠家也在逐步普及基於H.265算法的產品。

對於4K技術在安防領域裡的運用狀況，行業內有人士表示，雖然4K監控產品線目前還處於初級應用階段，但是隨著H.265編碼標準的應用和普及網絡帶寬的更新升級，必將帶動安防行業4K超高清相關設備和產品的發展。所以後續4K監控產品很有可能像FHD監控取代HD監控一樣，取代FHD監控。

向4k超高清邁進面臨著挑戰

發展超高清視頻產業，將驅動以視頻為核心的行業智能化轉型、推動產業鏈核心環節向中高端邁進，加快建設超高清視頻產業集群。如前文所述，預計到2022年，我國超高清視頻產業總體規模將超過4萬億元，超高清視頻用戶數達到2億。

從理論上說，超高清產業前景一片光明，安防行業作為超高清應用行業也將面臨著產業發展的又一次升級。但現實卻往往是殘酷的，安防行業向4k超高清邁進依然面臨著諸多難題，其中最為關鍵的是超高清應用成本太高。

目前在整個安防產業鏈上，4K超高清的布局已經完備，且具備相當競爭力。從前端攝像機來看，幾年前國內安防廠商已經推出了具備4K超高清攝像機；在系統傳輸網絡上，在三大運營商的支持下我國已經建成了比較好的網絡，實現光纖到家，同時隨著今年下半年我國5G技術的落地應用，傳輸將不成問題；另外在後端存儲上，4KNVR已經被行業廠商陸續推出，同時基於雲架構的視頻雲存儲系統已經表現非常優異；在顯示終端，具備4K顯示屏、大屏拼接技術也已經表現的相當成熟。

然而在安防產業鏈中，4K超高清應用卻遲遲未能走出一條合適的道路，主要的原因就是整體高成本問題，首先在前端攝像機中感光晶片、編解碼晶片價格居高不下；另外在存儲設備上，4K超高清帶來視頻監控數據量將是指數級是增長，存儲設備投入將不菲；另外4K超高清顯示終端目前只在家用電視機上發展非常迅速，在安防行業裡4K圖像還需要用大屏拼接來實現，對於大多數的用戶來說還是太奢侈。

就目前安防行業發展而言，1080P、720P的高清攝像機是監控系統中採用的主流攝像機，他們所提供的圖像已足夠滿足人們日常監控的需求，4K更多的是作為一種錦上添花般的存在。各大安防廠商為迎合用戶的需要，還是會更多的專注在改善高清攝像機在低照、強逆光等環境中的圖像效果，降低成本上。

除了成本以外，在標準規範方面，產業鏈上的各家企業對技術標準和體驗等級各自解讀、各自定義、各自發展，導致產業鏈步調不一致，實現系統的4K超高清還需要統一標準與步伐。

4K視頻會議正當時

企業一直都沒有放棄視頻會議這一相關領域，比如蘇州科達等公司在視頻會議這一塊就做得相當出色。

最近，隨著ZOOM雲視頻會議公司在美國的上市，視頻會議市場的熱潮進一步升溫。

微軟正在開發一款具有Windows Hellow功能的4K網絡攝像頭，特別面向Windows 10 PC 和Xbox One 設備開發。這將是它們第一個獨立的Windows Hellow 相機。微軟很可能將這些相機從娛樂領域擴展到企業會議和活動的應用中。

在國內，政府、法院、醫療、教育等行業都是雲視頻會議的大客戶。他們對視頻會議系統的要求，也會逐漸從高清轉向超高清。對於我們的安防企業來說，抓住這一機會，開發出應用於雲會議的超高清視頻，利用技術升級來拓展自身業務，不失為提升企業競爭力的方式之一。

編輯：張偉超

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