突破技术难点 超高清视频监控技术分析

　　超高清 监控 技术的优越性

　　人们对于清晰度的追求是永无止境的，这个从目前铺天盖地的4k电视广告中可见一斑。4k电视之所以能在一夜之间成为人们关注的焦点，一部分原因是人们对于新兴技术的好奇，更多的原因在于4k技术带来前所未有的超高清视觉体验。

　　不仅在民用电视行业，在视频 监控领域，人们对于清晰度的追求同样从未停步。在2010年之前，视频 监控还处于“标清时代”，监控系统大都采用标清摄像机 ，其d1的画质越来越难以满足用户对清晰度的需求。从2010年开始，视频监控大步跨入“高清时代”，1080p和720p高清摄像机 取代了原来的标清摄像机，高清画质得到了用户的广泛认可，“高清改造”也成为了这一阶段视频监控领域最热的词。然而，当人们还沉浸在“高清时代”带来全新的视觉体验时，安防业界的大厂商们都相继推出了4k超高清摄像机。

　　超高清监控技术的优越性

　　以4k为例，国际电信联盟对4k超高清的定义是：水平像素值为3840，垂直像素值为2160，宽高比16：9，总约830万像素。从定义中可以看出4k的分辨率是1080p的4倍，是720p的9倍。如果分别用4k摄像机和1080p摄像机去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。如图1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。

　　另外还有两个不那么明显的优势是从使用的角度来讲。一方面，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新台阶，而且也会有更丰富更令人惊喜的智能应用得以实现;另一方面，在保证相同清晰度的情况下，4k摄像机覆盖的区域其实是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，节省点位数量从而降低整体成本。

　　亟待突破的技术壁垒

　　虽然好处多多，但超高清技术是否真的已经成熟了呢?超高清摄像机是否可以大规模投入使用了呢?其实不然!超高清监控从来都不只是监控摄像机的超高清，而应该是整个监控系统的超高清，其涉及到采集、编码、传输、存储、解码显示五个方面，进入“超高清时代”仍存在很多的技术壁垒需要攻破，这主要体现在五个方面。

　　采集——超低照度时，彩色图像效果不佳

　　以4k为例。从4k的定义中可以很明显看到的一点是，由于sensor上集成像素点的增加，在正常光照环境下4k摄像机能提供更高清的图像，细节还原更贴近真实。但受到sensor靶面面积的限制，随着像素点数量增加，单个像素点的感光面积反而减小，所以在超低照度成像上4k摄像机远远不如目前的1080p摄像机，这是目前所有4k摄像机面临的一个关键问题。自然，8k摄像机的彩色超低照成像效果会更不尽如人意。

　　编码——h.265芯片限制

　　从技术方面来讲，h.265标准是在现有的主流视频编码标准h.264的基础上做了升级：保留成熟的技术，同时对一些其他的技术进行改进，旨在低带宽下传输更高质量的视频流。结果表明，在压缩率上h.265相较于h.264提高了近一倍，即仅需原先的一半带宽即可传输相同质量的视频，同时h.265标准也完美满足4k和8k超高清视频的传输编码需求。可以说，h.265标准让视频编码跟上了采集端与显示端的“超高清化”的脚步。

　　但即便h.265编码技术已经日渐成熟，在h.265编码技术的落脚点——芯片上，却还存在诸多掣肘：一方面，h.265技术新出来不久，市场化比较低，很多芯片厂商都只是试水这个市场，并未大规模投入生产;另一方面，就目前已发布的几款h.265芯片来看，相关的软硬件成本偏高，还涉及到大量的研发及测试成本，性价比达不到用户的要求，还不能被市场接受。所以我们目前依然在用以h.264为主流的高清编码技术，h.265技术要成为主流仍需待以时日。