8K的安防之路,在何处绽放光彩?

安防小能手 2023-12-06
3763 字丨阅读本文需 9 分钟

在广电行业,8K已经到来了,8K超高清的生态链已日趋完善。专门针对8K超高清的新一代编码技术标准(H.266以及国内的AVS3)已发布,CCTV的超高清频道(CCTV-8K)已于2021年2月1日开始试验播出,5G发展步伐明显加快,电视芯片厂商推出8K电视解决方案(比如海思8K端侧全系列解决方案),中国超高清视频产业联盟成立并发布多项相关标准。从前端视频采集制作、编码、到传输,到最后终端用户显示呈现,8K在广电行业的应用已落地并且前景越来越明朗。

更高的分辨率一直是安防行业的不懈追求,简而言之,更高的分辨率不仅能够捕捉更多信息,更能够推动AI技术发展。在安防行业,对于8K的跟进虽然没有电视行业动作那么大,但也具有不错的前景。华为中国区5G创新部部长王法曾分享过他对“5G+8K”产业在全球应用和发展的看法。他认为,5G+8K将会以多种形态呈现的方式赋能智能化场景,而安防领域是5G+8K能够在短时间内取得阶段性成果的领域之一。那么,安防行业中的8K真的到来了吗?

一、8K生态链组成

整个8K产业链非常长,包括芯片、显示面板、拍摄设备、内容、存储、网络传输、编解码等环节。

在8K生态链中,电视其实正处于生态链的最低端--输出显示。从2017年至今,不少电视厂商已经有所行动,并相继展出了8K电视,其中不乏OLED电视,可以看出显示技术的进步。实际上,在如今消费升级的驱使之下,家电产品升级换代的频率也被进一步加速。目前电视行业呈现需求放缓的趋势,显然,8K的出现将刺激消费者的需,这也是8K电视爆发的原因之一。

8K产品在显示技术方面的问题已基本解决,生产不是问题,目前只是没有市场而已;信息采集技术方面也有相关产品推出;由于8K产品需要巨大的存储和高速大容量的传输,因此对存储器和通信系统提出了更高的要求;信息处理技术要求也需要不断提高。

在8K显示面板供应方面,三星、夏普、友达、京东方、华星光电等主力厂商已经开始或计划开始投入8K面板的制造,预计产能将在未来2-3年中得到显著提升,因此会带来8K面板成本快速下降,使得8K电视成为真正消费级产品成为可能。

对于8K的跟进虽然没有电视行业动作那么大,但在4K面世后,对于更高分辨率的跟进一天都没停过,如佳能等企业。在今年深圳安博会上,华为海思携手ATER便展现了全球领先的8K图像处理呈现系统,在拼接大屏幕上展示应用用海思8K芯片研发的8K摄像机信号采集能力。

二、8K带给安防的机遇和挑战

在安防行业,对于8K的跟进虽然没有电视行业动作那么大,但在4K面世后,对于更高分辨率的跟进一天都没停过。众所周知,更高的清晰度对安防行业来说,也是一个永恒的话题。如果8K真的能在安防行业进行应用,那必然会安防行业带来新的技术气象。

对于安防行业来说,更高的显示技术,带来最直观的核心价值就是图像更加清晰,细节更加丰富。而这些更加清晰丰富的画面正好满足了安防智能化的发展需求,同时对安防厂商来说,更清晰的画面,更丰富的画面细节,所蕴含的分析价值就更高,这意味着更多的市场机会。

8K画面丰富的细节可以让各个部门进行信息共享,同一个场景下,不用为了看清不同区域而架设多台摄像机,节约投资成本。能在相同场景下更好的还原出真实的细节信息,即使出现随机事件,各个业务部门也可以用同一台摄像机在同一幅图像中找到各自感兴趣的点,经过多级放大后,仍能得到高清的细节画面,在不改变摄像机数量、焦距、角度的条件下,实现全天候、全场景下的监控。这意味着8K显示在比如平安城市、高速公路、机场、火车站等场景的应用效果将更好。

三、安防行业的8K要来了吗?

前面提到,在广电领域,8K超高清的生态链已日趋成熟。从视频拍摄,编码,到数据传输,最后到消费端的解码呈现,均有完整的解决方案和产品。那么,安防行业的8K要来了吗?

编码技术

在安防领域,4K分辨率,H.265编码的监控视频码流大约是8000kbps。8K的分辨率是4K的4倍,如果码流也按照4倍计算,大约是32000kbps,如果采用最新的H.266编码,那码流应该是16000kbps,从视频编码技术角度看,8K超高清应用于安防行业没有问题。

芯片技术

作为安防摄像机来说,最重要的组成部分就是视频编码芯片(DSP)以及前端图像传感器(sensor)。

8K摄像机使用的视频编码芯片和sensor目前市面上已有多款。比如海思的Hi3559AV100,最大分辨率支持到33M(7680 x 4320)或者36M(6000 x 6000)sensor输入,可支持最大分辨率为 16384 x 8640 H.265视频编码。

支持8K及以上分辨率的sensor目前面市的也有很多,比如Sony的2.7’的IMX455 sensor,最大分辨率61.17M,支持8K@30fps图像采集输出。

性价比很高的Omnivision有多款32M及以上分辨率的sensor,比如OV32A (最大分辨率32M),OV40A (最大分辨率40M) ,OV48B (最大分辨率48M) ,OV50A (最大分辨率50M) ,OV60A (最大分辨率60M) ,OV64A(最大分辨率64M)等。

传输

更大分辨率,更大的码流,意味着占用的传输带宽越高,但是得益于最新的视频编码技术,8K视频所占用的带宽是我们现有的有线网络可以承受的。

前面分析了,8K视频如果采用H.265编码,码流大约是 32000kbps ,换算成带宽就是40MB,如果是H.266编码,占用带宽就是20MB,这对于有线网络完全是可以承受的。

5G的应用也使得8K通过移动信号传输成为了可能,单个5G基站总的上传速率最大能达到300Mbps(实际体验能达到 200Mbps左右)(5G在安防视频监控中应用),因此使用5G来传输H.266编码的8K摄像机也是可能的。

如果采用无线传输,目前的Wi-Fi 6,理论最高可支持9.6Gbps的传输速率,完全能满足8K超高清视频监控摄像机的传输要求。

显示

8K视频解码显示需要8K甚至更高分辨率的显示设备。因为在广电行业的迅速发展,8K分辨率的显示设备已比较常见。

Canon,Sharp,Philips,Dell,BOE以及LG,Samsung,Sony等均有支持8K分辨率的显示器,监视器面市。线缆接口方面,最新的HDMI 2.1最大已能支持10K@120 Hz。

存储

8K的码流是4K的4倍,如果采用H.266编码,与现有视频监控系统对比(采用H.265编码),仅仅增长2倍左右,对硬盘的容量及读写速度要求的增长不多,现有视频存储系统及硬盘性能仍能满足8K监控视频的需要。

从视频采集编码,数据传输,然后到终端的解码显示,录像存储这一整体都要解决8K的难点,才是8K时代的真正到来。

四、8K在安防的“绽放”

8K在带来超高清画质和高分辨率的同时,也带来了高带宽、高存储、高码流等一系列问题。与AI技术在行业的发展类似,8K仍需经过一段时间的沉淀才能发挥其应有的价值。

而近两年,8K技术或许会取得较大的突破,但要实现大规模落地仍需经过更长的时间。

但,这不妨碍8K在安防的初探,现在没成主流,未来必成主流,这是行业大势,不可逆转。由于8K的安防落地较少,很难从应用端来分析其能力与价值。为此,我们更多从产品端来介绍与分析,8K的安防之路,在何处绽放光彩。

8K智能摄像机的极致视界

安防始于报警,得益于监控让其走向盛世,因此,8K安防的前端产品不可缺席,毕竟感知是安防的第一步,也是最为关键一步。

“海大宇”是行业巨头,也是造摄像机的“最大专业户”,但由于各种原因,8K监控摄像机成品并未在他们企业出现,还在技术储备阶段。

尤其是宇视提出的“无限视界”概念,已然将8K纳入研发日程。

2021年,博冠8K进驻国家超高清视频产业发展试验区、广州超高清视频产业的重要示范基地——花果山超高清视频产业特色小镇。

以8K超高清前端视频采集设备为基础,利用5G+AI技术,为电视台、运营商、互联网视频等提供一站式的超高清直播系统解决方案。

其中,博冠8K因地制宜,根据实际需要实现细分化运用。一是以博冠小型化8K超高清摄像机G1为核心的网络直播方案,一是以博冠8K+5G+AI超高清监控摄像机S1为核心的超高清大场景监控直播解决方案。

博冠8K+5G智能超高清安防监控摄像机S1-X7,搭载具有超高分辨率的8K 4/3英寸CMOS影像传感器。提供3300万像素真8K画质,输出分辨率高达7680*4320。

8K超高清摄像机,可以采集远超4K的质感与细节,从而获得身临其境般的真实感和沉浸感。不仅仅是安全,还有体验与更多服务,这或许就是8K监控摄像机的外延与拓展。

边缘端的8K能力

随着现代社会的快速发展,人们的需求也在不断变化,在以视频监测为主的产业也是如此——为了实现特定场景全覆盖,用户已经不再满足于看得见、看得清、看得懂,而是在这一基础提出新的“苛求”——看得远、看得全、看得广。

为了解决用户的具体需求,企业在提升智能摄像机像素的同时,也在不断扩展镜头数量,让用户仅需一个摄像机系统,即可实现对大场景及局部场景的全面监测。

超高清的智能时代,云边端为一体,海康威视作为一家从事NVR研发及生产制造多年的厂家,其在多年的发展中也不断针对NVR进行升级迭代。

海康威视更是发布了8K级产品——DS-9600N-I8R网络硬盘录像机。

这款新作不但承接了8K摄像机的接入及视频存储,还承担了8K视频的转发解码,最重要的是设备本身还支持8K输出,从而在解决方案中,完美的实现全8K视频。

一屏万象的8K显示终端

如果要找寻8K安防的盛开处,非显示大屏不可。2022年冬奥会8K显示终端,大放异彩。

在开幕式举办时,北京街头突现的多个8K超高清大屏,也在全市范围内对冬奥会开幕式进行了实时直播,4倍于4K、16倍于1080P的超高清分辨率,从色域、色深等多方面无限接近于人眼真实视觉的超高清画面充分呈现……在8K技术应用下,赛场外的市民群众在大屏前将现场的局部细节尽收眼底,仿佛亲临冬奥现场。

在显示端8K在技术上追求“无缝时代”,同样在产品嫁接上与安防显示也是无缝对接于平滑升级。记者在采访雷曼科技董事长李漫铁时了解到,就在前不久他们发布了全球第一款基于COB技术的8K 163吋超级Micro LED巨幕。

据了解,雷曼8K 163吋超级Micro LED巨幕,使用国产海思Hi3751V900 8K+AI 旗舰芯片,适用于8K智能电视和智慧家庭中心等场景,集成8核64位Cortex-A73 CPU,可支持各种家庭复杂场景的高速运算,内置超大内存容量(DDR4 16G/EMMC 128GB),极致画质,分辨率达到 8K(7680×4320),能提供强大的边缘智能计算能力,支撑AI+交互等场景拓展并基于 Android10 操作系统进行深度定制,具有丰富的扩展接口、卓越的硬件性能和流畅的操作系统。

LED行业的领航者利亚德同样在8K显示终端发力,2020年他们参与了由中央广播电视总台牵头制定并发布的《8K超高清大屏幕系统视音频技术要求》,为8K超高清大屏幕系统建设、应用、测试和运行维护提供了技术规范,进一步推动了国内超高清产业应用落地。进入2021年以来,8K超高清大屏幕应用场景进一步拓展。

文章来源: CPS中安网,中国安防行业网,智安物联网

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