導(dǎo)語(yǔ)：4K高清攝像機(jī)帶來(lái)的最大最直觀的核心價(jià)值就是圖像更加清晰，細(xì)節(jié)更加豐富，但這僅僅存在于前端的碼流采集環(huán)節(jié)，一個(gè)完整的超高清視頻監(jiān)控系勢(shì)必還包含著碼流采集之后的碼流帶寬、碼流傳輸、碼流管理以及碼流呈現(xiàn)等環(huán)節(jié)，因此4K超高清監(jiān)控帶來(lái)的機(jī)遇并不如看上去的那么美麗。目前，對(duì)于提供4K超高清網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)的廠商來(lái)說(shuō)，還有很多的現(xiàn)實(shí)挑戰(zhàn)亟需去克服和解決。

　　文 / 王偉

　　在剛剛結(jié)束的2014年美國(guó)拉斯維加斯安防展上，不少知名的安防廠商都展示出了最新的4K高清網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)，即800萬(wàn)像素網(wǎng)絡(luò)高清攝像機(jī)，并明確在年內(nèi)將會(huì)投放市場(chǎng)。在2013年各大液晶電視廠商熱火朝天地主推4K電視之后，從不與各種IT和數(shù)碼前沿技術(shù)脫鉤的安防行業(yè)也在今年給客戶(hù)帶來(lái)了新的熱點(diǎn)——4K攝像機(jī)，意圖在殺得昏天黑地的720P/1080P高清攝像機(jī)市場(chǎng)紅海里開(kāi)辟一條新的道路，脫穎而出，進(jìn)而創(chuàng)造一片藍(lán)海。

　　常見(jiàn)的分辨率有3840×2 1 60和4096×2 1 60像素2種規(guī)格，而 “4K”名稱(chēng)則是得自其水平方向的像素?cái)?shù)。當(dāng)前，最為常見(jiàn)的4K分辨率規(guī)格是3840×2 1 60。從上述規(guī)格上明顯可以計(jì)算出，4K分辨率下總的像素?cái)?shù)量達(dá)到8294400個(gè)像素點(diǎn)，也就大約是800萬(wàn)像素，這就意味著其圖像清晰度是720P的8倍， 是全高清1 080P的4倍。

　　如果從圖像分辨率這一維度來(lái)看，2008年之前市場(chǎng)還是基本以模擬為主， 分辨率也就是在VGA (640×480)相當(dāng)?shù)乃?，后來(lái)隨著編碼器和標(biāo)清網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)的出現(xiàn)，分辨率達(dá)到了4CIF (704×57 6)或D1 (720×57 64) ，再然后就是高清網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)的出現(xiàn)，分辨率達(dá)到了720P(1 280×720)和全高清1080P (1 920×1080) ，過(guò)去一兩年市場(chǎng)也出現(xiàn)了300萬(wàn)像素和500萬(wàn)像素的網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)，而到了今年，則推出了4K分辨率的800萬(wàn)像素?cái)z像機(jī)。如果再加以時(shí)間軸的方式來(lái)看待從模擬到4K攝像機(jī)出現(xiàn)的時(shí)間點(diǎn)的話(huà)，我們一定可以很明確地感受到摩爾定律的存在，盡管摩爾定律最早是應(yīng)用在CPU芯片領(lǐng)域的，但如今的安防行業(yè)自從與IT技術(shù)和電子技術(shù)密切之后，自然而然就在潛移默化之中印證了IT和電子行業(yè)那亙古不變的市場(chǎng)發(fā)展規(guī)律了 。

　　4K攝像機(jī)： 圖像更加清晰，細(xì)節(jié)更加豐富

　　那么，4K攝像機(jī)的出現(xiàn)對(duì)于安防業(yè)界來(lái)說(shuō)，帶來(lái)了何種機(jī)遇了? 在筆者看來(lái)，4K高清攝像機(jī)帶來(lái)最大最直觀的核心價(jià)值就是圖像更加清晰，細(xì)節(jié)更加豐富，從而可以創(chuàng)造出更多的客戶(hù)需求，那么對(duì)于安防廠商就意味著更多的市場(chǎng)機(jī)會(huì)，挖掘出一個(gè)新的營(yíng)收或是利潤(rùn)的增長(zhǎng)點(diǎn)，因?yàn)樵诂F(xiàn)階段安防市場(chǎng)上的1 00萬(wàn)或者200萬(wàn)像素網(wǎng)絡(luò)高清攝像機(jī)的競(jìng)爭(zhēng)已經(jīng)趨于白熱化，大有逐漸商品化的趨勢(shì)。

　　4K帶來(lái)的市場(chǎng)機(jī)遇顯而易見(jiàn)，因?yàn)閷?duì)于國(guó)內(nèi)大部分客戶(hù)來(lái)講，更高的分辨率總是會(huì)奪人眼球，讓人欲罷不能。但是如果靜下心來(lái)，仔細(xì)地思考下一個(gè)4K高清監(jiān)控從前端到后端的全局系統(tǒng)，卻發(fā)現(xiàn)4K高清攝像機(jī)雖好 ，但這僅僅存在于前端的碼流采集環(huán)節(jié) ，一個(gè)完整的超高清視頻監(jiān)控系勢(shì)必還包含著碼流采集之后的碼流帶寬、碼流傳輸、碼流管理以及碼流呈現(xiàn)環(huán)節(jié) ，因此4K超高清監(jiān)控帶來(lái)的機(jī)遇并不像看上去的那么美麗。目前，對(duì)于提供4K超高清網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)的廠商來(lái)說(shuō)，還有很多的現(xiàn)實(shí)挑戰(zhàn)亟需去克服和解決，下面我們一一道來(lái)。

　　4K攝像機(jī)廠商面臨哪些挑戰(zhàn)?

　　首先，4K超高清的分辨率必然帶來(lái)了更高的碼流帶寬，在目前200萬(wàn)像素高清攝像機(jī)的碼流普遍在4-6Mbps的情況下 ，4K超高清網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)的碼流預(yù)計(jì)應(yīng)該在1 0- 1 5Mbps左右，那么要想應(yīng)對(duì)更高的碼流帶寬，勢(shì)必就要提高網(wǎng)絡(luò)中無(wú)論是接入層交換機(jī)還是核心交換機(jī)所需的交換和處理能力。

　　其次，在碼流傳輸方面，4K攝像機(jī)廠商需考量的是，有沒(méi)有辦法在保證4K圖像質(zhì)量的情況下降低碼流的帶寬，或者說(shuō)在某些傳輸?shù)沫h(huán)節(jié)或鏈路上降低碼流帶寬了 ? 對(duì)于前者的應(yīng)對(duì)方式，目前看來(lái)H.265的應(yīng)用會(huì)是比較好的選擇，但H.265編碼技術(shù)當(dāng)前還比較新穎，市場(chǎng)化程度比較低，相關(guān)的軟硬件的成本都相對(duì)較高昂，而且還需要投入大量的研發(fā)和人力進(jìn)行開(kāi)發(fā)和測(cè)試; 對(duì)于后者的解決方式，也就是說(shuō)將傳輸鏈路環(huán)節(jié)進(jìn)行改善，因?yàn)閿z像機(jī)的碼流一般來(lái)說(shuō)要么是先發(fā)送到流媒體服務(wù)器或存儲(chǔ)服務(wù)器，然后再發(fā)送到解碼器或客戶(hù)端，或者是直接發(fā)送到解碼器或客戶(hù)端。

　　那么有沒(méi)有可能在碼流從服務(wù)器發(fā)送到解碼器或客戶(hù)端，或者從攝像機(jī)到解碼器或客戶(hù)端這段鏈路上降低下碼流但不損失畫(huà)質(zhì)? 因?yàn)閺臄z像機(jī)到服務(wù)器這一鏈路上的碼流必須要得到保證，因?yàn)檫@一鏈路的碼流將涉及到碼流的錄像，而我們總是希望錄像的畫(huà)質(zhì)是最好的，以利于后期的視頻調(diào)查。

　　需要指出的是，這里考量的解決方式是需要以不損失畫(huà)質(zhì)為前提，即要保證碼流在傳輸?shù)娇蛻?hù)端或解碼器端時(shí)仍然可以給客戶(hù)呈現(xiàn)4K畫(huà)質(zhì)的效果，所以采用多碼流的機(jī)制在這種要求下是行不通的，而且采用較低分辨率的多碼流方式也違背了客戶(hù)當(dāng)初采購(gòu)4K分辨率攝像機(jī)希望獲得更加視頻畫(huà)質(zhì)的初衷，因?yàn)榭蛻?hù)不僅僅需要前端的4K攝像機(jī)來(lái)采集，還需要端坐在客戶(hù)端電腦面前時(shí)體驗(yàn)到4K的畫(huà)質(zhì)。

　　再次，4K分辨率的碼流在采集后我們還需要去保留它，也即是需要存儲(chǔ)，那這就涉及到碼流管理部分了 。當(dāng)然，前述對(duì)于碼流傳輸壓力降低的應(yīng)對(duì)之道，其實(shí)質(zhì)也應(yīng)該算到碼流管理部分來(lái)。因此，結(jié)合這兩大任務(wù) ，4K攝像機(jī)帶來(lái)的后端碼流管理的壓力十分之大，也就是說(shuō)對(duì)后端的視頻管理平臺(tái)的壓力提出了嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)。以存儲(chǔ)為例，之前大部分的視頻管理平臺(tái)都是應(yīng)對(duì)的標(biāo)清碼流和1百萬(wàn)及2百萬(wàn)的高清碼流，但到了4K分辨率的超高清碼流，面對(duì)這么大的數(shù)據(jù)流，如何存儲(chǔ)，如何去索引，關(guān)系到視頻管理平臺(tái)的穩(wěn)定性和易用性。直觀上看，數(shù)據(jù)越大，對(duì)于視頻管理平臺(tái)數(shù)據(jù)庫(kù)的要求就越高，針對(duì)存儲(chǔ)錄像的索引系統(tǒng)必須設(shè)計(jì)的更為精妙和高效才可，否則就一定會(huì)出現(xiàn)延遲和緩慢的4K視頻錄像調(diào)用，而且在播放時(shí)將會(huì)十分卡頓。

　　最后，碼流呈現(xiàn)環(huán)節(jié)的挑戰(zhàn)。如前所述，客戶(hù)購(gòu)買(mǎi)4K網(wǎng)絡(luò)超高清攝像機(jī)，實(shí)際上最原始的購(gòu)買(mǎi)動(dòng)機(jī)是希望肉眼能夠體驗(yàn)到4K分辨率的畫(huà)質(zhì)快感，所以，如果不能將4K攝像機(jī)的碼流完美的展現(xiàn)出來(lái)，那就真是白白浪費(fèi)了前端的能力。這里的所說(shuō)的碼流呈現(xiàn)，并不是簡(jiǎn)單的將4K碼流解碼投射到4K顯示器之上，其還包括了視頻管理平臺(tái)如何在客戶(hù)端上解碼4K視頻圖像的策略，要知道，目前主流的顯示設(shè)備，無(wú)論是監(jiān)視器還是顯示器，都是以1 080P為主，也就是只有200萬(wàn)像素，4K的監(jiān)視器在行業(yè)內(nèi)少只有少 ，而且成本高高在上，那視頻管理平臺(tái)必須解決的問(wèn)題是如何在只有1 080P分辨率的顯示設(shè)備上呈現(xiàn)4K網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)的碼流? 即使實(shí)現(xiàn)了呈現(xiàn)，如何能做的更為高效，畢竟4K分辨率圖像的解碼需要占據(jù)大量的CPU、內(nèi)容和顯卡資源? 另外就是對(duì)客戶(hù)端或者說(shuō)解碼設(shè)備的硬件要求不高? 目前來(lái)說(shuō)4K顯卡的成本也不算便宜，一定會(huì)占據(jù)了 一臺(tái)客戶(hù)端電腦的成本構(gòu)成中的很大一塊，那么在客戶(hù)預(yù)算有限之時(shí)，如何幫助客戶(hù)節(jié)省成本?

　　所以，對(duì)于那些正在選擇4K高清解決方案的朋友，我想說(shuō)的是： 前端容易，后端不易，且看且定奪。4K超高清攝像機(jī)的出現(xiàn)確實(shí)讓人為之振奮，但不能僅僅被前端攝像機(jī)漂亮的技術(shù)指標(biāo)所遮蔽，要從眾多4K攝像機(jī)廠商中挑選出最佳效果的那個(gè)一定需要考慮該廠商是否有后端的碼流管理及呈現(xiàn)能力，或者簡(jiǎn)單的說(shuō)，就是看有沒(méi)有與之配套的最佳拍檔——優(yōu)異的視頻管理平臺(tái)。以這個(gè)標(biāo)準(zhǔn)來(lái)看的話(huà)，能夠滿(mǎn)足這一要求的的廠商并不多 ，因?yàn)樗髲S商不僅能提供前端硬件 ，還要能提供后端軟件與之完美配合。而作為安防業(yè)界新勢(shì)力的威智倫公司，則是這一標(biāo)準(zhǔn)之下的最佳候選者。近年來(lái)其以超高清視頻監(jiān)控端到端整體化解決方案而聲名鵲起，在4K及更高分辨率 (最高達(dá)2900萬(wàn)像素)的超高清視頻監(jiān)控方面已深耕多年，獨(dú)樹(shù)一幟，并且成熟穩(wěn)定， 公司業(yè)績(jī)的高速發(fā)展便是明證。

　　(本文作者現(xiàn)任威智倫 (Avigilon)公司中國(guó)區(qū)技術(shù)經(jīng)理)