高清化已是安防行業發展毫無爭議的趨勢。然而，4K技術給安防行業帶來機遇的同時，面臨的挑戰同樣不容忽視。當前，4K技術的發展應用情況如何？相關的產品解決方案是否已成熟應用？4K技術帶來什么機遇又面臨哪些挑戰？能帶來哪些商機？安防市場能否形成新的增長點？4K能否將安防高清化進行到底？

2010年，隨著高清網絡攝像機對傳統模擬攝像機的滅頂式覆蓋，當年也被業界稱為高清元年。4年之后，當年倍受青睞的高清已經成為常態化的需求，而用戶對清晰度的追求則是永無止境，4K乃至8K超高清成為新寵。除了前端百萬像素超高清攝像機，H.265、4K顯示器、4K NVR等技術和產品問世并日趨成熟，預示著4K超高清并非一個噱頭，而是將給安防行業帶來新一輪的變革。

改變從畫質開始

4K技術首先發展于電視領域。2012年5月，國際電信聯盟發布了BT.2020“超高清電視UHDTV”(Ultra DTV)標準的建議，將屏幕的物理分辨率達到3840×2160(4K×2K)及以上的電視稱之為超高清電視，因此4K又稱為2160p。此外，BT.2020標準也將8K(7680×4320)納入超高清標準。BT.2020標準定義的超高清系統除了在分辨率、刷新率、色彩深度上進行了提高，還在色彩空間、伽瑪校正等方面進行了全方位的調整，特別是色域三角形方面的擴展，使得畫面的色彩表現遠勝于高清系統。

不論是家電行業還是安防領域，對于4K的定義始終是一致的。常見的4K像素數為800萬，分辨率為3840*2160(QFHD)和4096*2160(UHD)， 是傳統全高清1080P的4倍，是高清720P的8-9倍左右。4K最大的優勢是在于其超高清的分辨率，相當于8個720p、4個1080p，也就是說，把一副4K的視頻截圖放大4倍后仍然是一個1080p的全高清畫面。

4K技術給安防行業帶來的，不僅僅只是畫面清晰度和用戶體驗的提升，它還代表著未來安防的發展方向，隨著4K整套監控系統逐漸完善，超高清視頻監控的業務模式也將發生改變。4K技術提供了更高的圖像分辨率和更細膩的畫面細節，可以監控更廣闊的區域。同時，對視頻查看、檢索、分析應用提供了更豐富、更有價值的圖像素材，讓可視化管理更高效、聯動響應更及時、安全系統更有保障。

4K給安防行業帶來的預期價值不言而喻，但深圳中興力維技術有限公司算法工程師也指出，從技術上講，當前4K技術在安防領域的發展應用仍不夠成熟，相關產品和技術仍處于起步階段。浙江宇視科技有限公司IPC高級產品經理陳乾也認為，4K在安防領域實際落地的項目不多，相較于成熟的720P、1080P高清技術，雖有優勢但也有不容忽視的劣勢。

4K產品從無到有走向成熟

4K是一個系統工程，從前端采集設別到網絡傳輸再到后端解碼、存儲以及顯示，都需要配套的4K產品，每一個環節必須滿足4K的要求，才能更好地展示4K的超高清效果。4K推動了安防行業向高清乃至超高清的階段發展，并帶動了從前端圖像采集、視頻編解碼壓縮、后端存儲與顯示等環節的新產品和解決方案的面世，相關的產品和解決方案日益豐富，成為安防業界新的增長點。

在前端圖像采集方面，要實現4K的超高清體驗和應用，這對前端監控攝像機提出了更高要求，普通的百萬像素高清攝像機無法采集更好的視頻畫面，800萬乃至1200萬像素的攝像機開始被采用。而截至目前，海康威視、大華、宇視、英飛拓等安防廠商均已推出800萬乃至更高像素的監控攝像機。同時，隨著芯片技術的發展，能夠匹配4K甚至8K的超高清攝像機也將日益豐富。

在超高清視頻存儲方面，超高清帶來的超大數據量，讓傳統的DVR已經難堪重任，而當前面向普通高清的NVR也難以實現4K超高清視頻監控的需求，為此，針對4K超高清的NVR也已推出市場。

在4K顯示方面，目前大部分電視機廠商都推出了自己的4K超高清電視，而在安防行業，通過大屏拼接等方式，已經可以實現4K超高清的顯示效果，而針對安防4K應用的大屏甚至超級大屏顯示已將隨著4K安防的發展而快速普及應用。除此之外，H.265技術逐漸成熟，4K解碼設備的研發應用以及4G網絡傳輸實現商用，這都為4K安防產品線的發展應用提供了大力支撐。

雖然4K監控產品線目前仍處于起步階段，但隨著技術的發展應用，必將帶動安防行業其他 4K相關設備和產品的發展，未來4K超高清視頻監控或將像全高清視頻監控取代普通高清一樣， 取代全高清。

應用日漸豐富開啟極清極智安防

近年來，網絡化、高清化、智能化已是安防行業的必然趨勢，而4K、8K等超高清只是安防高清化、智能化進程中的一個階段。隨著4K超高清技術的發展應用，4K在安防領域的應用將更加普及，并帶來更豐富、更有價值的應用。

目前，4K產品已在醫療影像、安全監控、軍用等領域及圖形處理等有所應用，并已開始在機場、火車站、港口碼頭等人流密集以及邊防海防等處得到部署。在安防監控領域，4K可應用于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。例如在智能交通領域，一臺4K攝像機的監控范圍和清晰度，就相當于4臺1080P攝像機的效果，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，同時還能節省點位數量從而降低整體成本，并為更多智能分析應用提供了支撐。

隨著4K配套監控系統逐漸完善，未來4K或將改變視頻監控的業務模式。4K代表的高清，應該是更聰明、更智能、更智慧的高清，帶來極清極智的未來安防。

“聰明”的高清基于“產品”，包括透霧、“星光級”低照度、ROI感興趣區域編碼、H.265以及Smart功能集等一系列ISP圖像處理、視音頻編解碼技術，能有效提升產品的圖像質量，降低高清數據的網絡帶寬占用和存儲成本，以及實現更便捷、更易用的操作管理和運維工作。

“智能”的高清基于“應用”，涵蓋圖像增強、圖像復原、濃縮播放、人臉比對、人體屬性分析、三維立體識別、車臉檢索、熱度圖等智能分析算法及軟件，與各大行業的業務管理系統深入融合，例如可以幫助公安機關提取重要線索、進行圖像修復處理、提升錄像檢索效率，商家了解最受歡迎的商品類型以及將商品擺放在哪些位置可以增加選購的概率，從而提升銷售額，幫助監獄、金庫等實現小場景下的三維化監控等。

“智慧”的高清基于“系統”，集成大數據、云計算、云存儲等海量數據處理技術，多臺設備同時工作，并發的響應，保證對海量數據的秒級響應，對海量的大數據進行大容量存儲管理、快速檢索、統計和分析，對海量的高清視頻數據進行高效、穩定的存儲管理，提升整體系統的價值。

4K的發展以及在安防中的應用也必將推動整個安防視頻監控行業往高清化方向普及，同時也能促進配套產業的升級，為安防高清廠商帶來新的經濟增長點。

克服障礙方能一馬平川

盡管4K超高清能夠給安防行業帶來更清晰的畫面和更好的用戶體驗，但相對于1080P高清，4K對圖像采集、編解碼、傳輸、顯示、存儲和處理等環節都提出了更高的要求，同時，4K產品及解決方案的采購使用成本又將極大地決定了其普及應用程度。

1、更高解像力的鏡頭：作為4K×2K的IPC產品配套鏡頭至少需要達到800萬以上解像力，才能充分發揮出4K攝像機的效果，目前真正達到800萬以上解像力的鏡頭很少且成本高，適合安防應用的支持變焦機芯鏡頭更是鳳毛麟角。

2、更高的網絡傳輸帶寬和更大的存儲容量：在安防應用中，一般傳輸1080P高清H.264碼流，需要4Mbps左右的帶寬；在H.264編碼下，4K分辨率目前至少也需要12Mbps甚至更高的帶寬才能達到較好的圖像效果。同時，西部數據(WD)亞太區企業級存儲業務市場營銷總監羅昌平指出，4K時代來臨將促使高清存儲需求倍增，端針對4K高清監控的應用需求，在存儲設備的兼容性、可靠性和安全性方面，就要求更大容量、更高負載以及更高效能的存儲系統。

3、更高性能的編碼芯片：要想緩解4K分辨率造成的高帶寬和大存儲容量的壓力，就需要對目前的H.264編碼性能進行深度優化，或者依賴于新的HEVC編碼標準的普及。目前，有不少廠家開始針對安防行業的特殊應用場景對H.264編碼器進行優化，使之也可以在4K分辨率下保持較低的碼率。

4、更強的后端解碼和顯示能力：對于后端解碼顯示設備，處理4K分辨率視頻需要更多的計算處理能力。目前采用Nvidia的Kepler架構、AMD的GCN架構或者更新架構的獨立顯卡都能支持輸出4K分辨率的解碼顯示，集顯平臺方面則要用到Intel的Haswell架構處理器或者是AMD的Kaveri APU。

5、更大分辨率的顯示設備：顯示設備必須至少具有4K物理像素，才能無損的呈現4K圖像的效果。在拼接顯示方面，由于DLP和PDP兩種拼接技術實現不了經濟可靠的4K產品，4K拼接短期內較難普及，雖然4K液晶拼接是現在的一個熱點，但是對于在大型拼接墻中單一的單元分辨率提升的價值，業界看法并不一致；

6、更強的視頻處理能力：對于4K分辨率的監控圖像，畫面中的物體像素數更多，細節呈現更充分，但同時也需要更大計算能力處理這些更豐富的細節，這對于安防應用中對圖像的處理如圖像增強、去霧等，以及對視頻的智能分析如視頻濃縮、數據檢索、人臉識別等都將提出更高的要求；

7、更低廉的成本和更親民的價格：目前，1080P、720P的高清攝像機所提供的圖像已能滿足人們日常監控的需求，由于成本的制約，4K更多的是作為一種錦上添花般的存在。隨著4K相關技術的發展成熟，其使用成本必將大幅降低，這也為4K超高清視頻監控的普及應用帶來轉機。

結語

4K的普及取決于技術的發展能否很好的解決4K的超高清視頻帶來相關挑戰，但一旦克服這些障礙，4K將勢不可擋。

中國傳媒大學信息工程學院教授楊磊認為，從某種意義上講，目前4K仍是一種技術儲備，預計今年的安博會將有更多、更成熟的4K產品面世。作為安防企業來講，對新技術包括4K都應該保持高度關注，并緊跟技術發展的潮流和趨勢，如果企業缺乏創新，產品沒有技術含量而單純拼價格的話，企業必然會被淘汰。因此，安防廠商應當關注技術、找出自身的競爭優勢、選擇合適的市場發展策略。