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      安徽安科智能有限公司 國家高新技術企業
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      技術演進路、爭春會有時——8K安防,漸行漸近,合肥智能化公司,合肥監控公司,安徽智能化公司,安徽智能化設計施工一體化公司
       

      8K安防的“先天因素”

      與4K一樣,技術從廣電與家電行業對接而來,也與4K一樣,編碼技術標準H.265出現才讓4K登上舞臺。

      在廣電行業,8K已經到來了,8K超高清的生態鏈已日趨完善。專門針對8K超高清的新一代編碼技術標準(H.266以及國內的AVS3)已發布,CCTV的超高清頻道(CCTV-8K)已于2021年2月1日開始試驗播出,5G發展步伐明顯加快,電視芯片廠商推出8K電視解決方案(比如海思8K端側全系列解決方案),中國超高清視頻產業聯盟成立并發布多項相關標準。從前端視頻采集制作、編碼、到傳輸,到最后終端用戶顯示呈現,8K在廣電行業的應用已落地并且前景越來越明朗。

      安防行業的8K呢?在技術革新發展上始終略微落后廣電行業的安防行業的8K要來了嗎?

      8K,簡單的看,是一個分辨率概念,指7680 X 4320,大約330M像素的分辨率(水平分辨率7680,約等于于8000,所以把此分辨率稱為8K,4K亦如此。)。

      8K的分辨率是4K的4倍,是FHD的16倍。分辨率越高,意味著監控視野更開闊,畫面更清晰,細節更豐富,錄制下來的視頻也更有價值。

      前面提到,在廣電領域,8K超高清的生態鏈已日趨成熟。從視頻拍攝,編碼,到數據傳輸,最后到消費端的解碼呈現,均有完整的解決方案和產品。

      編碼技術

      在安防領域,4K分辨率,H.265編碼的監控視頻碼流大約是8000kbps。8K的分辨率是4K的4倍,如果碼流也按照4倍計算,大約是32000kbps,如果采用最新的H.266編碼,那碼流應該是16000kbps,從視頻編碼技術角度看,8K超高清應用于安防行業沒有問題。

      芯片技術

      作為安防攝像機來說,最重要的組成部分就是視頻編碼芯片(DSP)以及前端圖像傳感器(sensor)。

      8K攝像機使用的視頻編碼芯片和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輸入,可支持最大分辨率為 16384 x 8640 H.265視頻編碼。

      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圖像采集輸出。

      性價比很高的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。

      傳輸

      更大分辨率,更大的碼流,意味著占用的傳輸帶寬越高,但是得益于最新的視頻編碼技術,8K視頻所占用的帶寬是我們現有的有線網絡可以承受的。

      前面分析了,8K視頻如果采用H.265編碼,碼流大約是 32000kbps ,換算成帶寬就是40MB,如果是H.266編碼,占用帶寬就是20MB,這對于有線網絡完全是可以承受的。

      5G的應用也使得8K通過移動信號傳輸成為了可能,單個5G基站總的上傳速率最大能達到300Mbps(實際體驗能達到 200Mbps左右)(5G在安防視頻監控中應用),因此使用5G來傳輸H.266編碼的8K攝像機也是可能的。

      如果采用無線傳輸,目前的Wi-Fi 6,理論最高可支持9.6Gbps的傳輸速率,完全能滿足8K超高清視頻監控攝像機的傳輸要求。

      顯示

      8K視頻解碼顯示需要8K甚至更高分辨率的顯示設備。因為在廣電行業的迅速發展,8K分辨率的顯示設備已比較常見。

      Canon,Sharp,Philips,Dell,BOE以及LG,Samsung,Sony等均有支持8K分辨率的顯示器,監視器面市。線纜接口方面,最新的HDMI 2.1最大已能支持10K@120 Hz。

      存儲

      8K的碼流是4K的4倍,如果采用H.266編碼,與現有視頻監控系統對比(采用H.265編碼),僅僅增長2倍左右,對硬盤的容量及讀寫速度要求的增長不多,現有視頻存儲系統及硬盤性能仍能滿足8K監控視頻的需要。

      從視頻采集編碼,數據傳輸,然后到終端的解碼顯示,錄像存儲這一整體都要解決8K的難點,才是8K時代的真正到來。

      8K在安防的“綻放”

      8K在帶來超高清畫質和高分辨率的同時,也帶來了高帶寬、高存儲、高碼流等一系列問題。與AI技術在行業的發展類似,8K仍需經過一段時間的沉淀才能發揮其應有的價值。

      而近兩年,8K技術或許會取得較大的突破,但要實現大規模落地仍需經過更長的時間。

      但,這不妨礙8K在安防的初探,現在沒成主流,未來必成主流,這是行業大勢,不可逆轉。由于8K的安防落地較少,很難從應用端來分析其能力與價值。為此,我們更多從產品端來介紹與分析,8K的安防之路,在何處綻放光彩。

      8K智能攝像機的極致視界

      安防始于報警,得益于監控讓其走向盛世,因此,8K安防的前端產品不可缺席,畢竟感知是安防的第一步,也是最為關鍵一步。

      “海大宇”是行業巨頭,也是造攝像機的“最大專業戶”,但由于各種原因,8K監控攝像機成品并未在他們企業出現,還在技術儲備階段。

      尤其是宇視前不久提出的“無限視界”概念,已然將8K納入研發日程。

      博冠創立于2000年,擁有20余年的運動光學行業技術與應用沉淀。這家企業不僅有技術,還能落地。

      2019年,博冠成功發布全球首款8K超高清監控攝像機。2021年,博冠8K進駐國家超高清視頻產業發展試驗區、廣州超高清視頻產業的重要示范基地——花果山超高清視頻產業特色小鎮。

      以8K超高清前端視頻采集設備為基礎,利用5G+AI技術,為電視臺、運營商、互聯網視頻等提供一站式的超高清直播系統解決方案。

      其中,博冠8K因地制宜,根據實際需要實現細分化運用。一是以博冠小型化8K超高清攝像機G1為核心的網絡直播方案,一是以博冠8K+5G+AI超高清監控攝像機S1為核心的超高清大場景監控直播解決方案。

      博冠8K+5G智能超高清安防監控攝像機S1-X7,搭載具有超高分辨率的8K 4/3英寸CMOS影像傳感器。提供3300萬像素真8K畫質,輸出分辨率高達7680*4320。

      結合大光圈、超廣角、超低色散鏡片等特點,使畫面光暗層次以及色彩更豐富,不錯過任何細節變化。

      同時,在暗光環境下拍攝也能捕捉到噪點更少的高清畫質,讓細節抓拍毫發畢現,帶來臨場感與沖擊力十足的畫面體驗。

      8K超高清攝像機,可以采集遠超4K的質感與細節,從而獲得身臨其境般的真實感和沉浸感。不僅僅是安全,還有體驗與更多服務,這或許就是8K監控攝像機的外延與拓展。

      邊緣端的8K能力

      隨著現代社會的快速發展,人們的需求也在不斷變化,在以視頻監測為主的產業也是如此——為了實現特定場景全覆蓋,用戶已經不再滿足于看得見、看得清、看得懂,而是在這一基礎提出新的“苛求”——看得遠、看得全、看得廣。

      為了解決用戶的具體需求,企業在提升智能攝像機像素的同時,也在不斷擴展鏡頭數量,讓用戶僅需一個攝像機系統,即可實現對大場景及局部場景的全面監測。

      超高清的智能時代,云邊端為一體,?低曌鳛橐患覐氖翹VR研發及生產制造多年的廠家,其在多年的發展中也不斷針對NVR進行升級迭代。

      而在今年,?低暩前l布了8K級產品——DS-9600N-I8R網絡硬盤錄像機。

      這款新作不但承接了8K攝像機的接入及視頻存儲,還承擔了8K視頻的轉發解碼,最重要的是設備本身還支持8K輸出,從而在解決方案中,完美的實現全8K視頻。該產品的8K能力十分突出,表現在:

      8K視頻接入&存儲:采用了高性能8核64位SoC芯片,給大碼率通道接入提供了安全穩定保障。在碼流存儲上,設備創新性的應用動態緩存技術,可以根據高并發大碼率碼流自適應調整各通道需要的緩存,有效調整整機性能的動態應用,以較小的硬件資源實現碼流的高效存儲。

      8K視頻轉發:設備內置高碼率大I幀(關鍵幀)轉發優化技術,有效解決傳統轉發方式中由于硬件能力不足出現的丟幀、延遲等現象。新技術采取按需獲取,小包轉發,按包解析的策略,保障轉發碼流完整性的同時,提高了8K碼流的轉發效率。在a&s測評中可以發現,該NVR整體轉發碼流高達400Mbps。

      8K視頻解碼:設備集成了高性能codec硬核單元,擁有高效的解碼性能,最高可達32個1080P@30fps,可高效解碼2路8K實時碼流,流暢地將視頻碼流轉換為視頻原始數據。

      8K視頻輸出:打破過去硬盤錄像機最高支持4K輸出的格局,采用了HDMI2.1接口,這款8K級NVRHDMI輸出口實現了8K(7680×4320)/30H輸出,兼容多種8K分辨率顯示器,可向下兼容其他分辨率。

      以上足見,8K的盒子,其科技之能依然在引領風尚。

      一屏萬象的8K顯示終端

      如果要找尋8K安防的盛開處,非顯示大屏不可。2022年冬奧會8K顯示終端,大放異彩。

      在開幕式舉辦時,北京街頭突現的多個8K超高清大屏,也在全市范圍內對冬奧會開幕式進行了實時直播,4倍于4K、16倍于1080P的超高清分辨率,從色域、色深等多方面無限接近于人眼真實視覺的超高清畫面充分呈現……在8K技術應用下,賽場外的市民群眾在大屏前將現場的局部細節盡收眼底,仿佛親臨冬奧現場。

      在顯示端8K在技術上追求“無縫時代”,同樣在產品嫁接上與安防顯示也是無縫對接于平滑升級。記者在采訪雷曼科技董事長李漫鐵時了解到,就在前不久他們發布了全球第一款基于COB技術的8K 163吋超級Micro LED巨幕。

      據了解,雷曼8K 163吋超級Micro LED巨幕,使用國產海思Hi3751V900 8K+AI 旗艦芯片,適用于8K智能電視和智慧家庭中心等場景,集成8核64位Cortex-A73 CPU,可支持各種家庭復雜場景的高速運算,內置超大內存容量(DDR4 16G/EMMC 128GB),極致畫質,分辨率達到 8K(7680×4320),能提供強大的邊緣智能計算能力,支撐AI+交互等場景拓展并基于 Android10 操作系統進行深度定制,具有豐富的擴展接口、卓越的硬件性能和流暢的操作系統。

      LED行業的領航者利亞德同樣在8K顯示終端發力,2020年他們參與了由中央廣播電視總臺牽頭制定并發布的《8K超高清大屏幕系統視音頻技術要求》,為8K超高清大屏幕系統建設、應用、測試和運行維護提供了技術規范,進一步推動了國內超高清產業應用落地。進入2021年以來,8K超高清大屏幕應用場景進一步拓展。

      據了解,利亞德8K超高清戶外顯示屏入選國家級超高清視頻典型應用案例,包括廣播電視領域、文教娛樂領域、安防監控領域、醫療健康領域、智能交通領域和工業制造領域。

      入選案例均具有較高技術水平和完整解決方案,具有較強的代表性、示范性、創新性和可推廣性,能充分體現超高清視頻產業的技術特點和適用場景,對相關行業或企業具有較強借鑒意義和推廣價值。

      結語

      當然,從核心配件看,支持8K的鏡頭、芯片與處理器等,幾乎依賴進口,不過國產品牌相信在不久也會出現。

      8K在安防,之于當下時代,是否是個偽命題,還難以斷定,不僅有產品,8K在安防項目落地中也有跡可循:

      智慧城市8K超高清大場景監控解決方案:8K超高清結合AI、5G等前沿技術,打造單點部署、全域超高清監控、一機多能的解決方案,提升智慧城市可視化管理與數字城市建設水平。

      智慧文旅8K慢直播解決方案:依托8K超高清攝像機實時拍攝旅游景點、名勝景區等,結合5G、VR/AR/XR等技術,實現跨屏融合傳播與VR FOV體驗,令觀眾身臨其境感受全域景區風景,有利于打造文旅應用新標桿,開啟后疫情時代下四季暢游的智慧旅游新格局。

      森林防火8K解決方案:充分運用8K、AI、5G、紅外熱成像等先進技術,具有24小時全天候自動巡航監測、自動識別火情、自動準確定位火點位置功能,能準確監測到野外用火和森林火情火災,幫助構建森林草原防火立體監測網絡。

      當然,如果以安防在AIOT應用中視角看,以上零散應用不值得太多稱頌,或許任一技術的初探,莫過于此。

      值得一提的是,8K依賴5G,但5G+8K不僅僅是技術上的簡單疊加與整合。

      就像我們談論5G時,它已經不僅是一項通信技術,而是基于5G網絡打造云邊端融合的智能化全新生態場景。

      當我們談論8K安防時,它也不僅只是視頻/顯示清晰度的演進方向,而是代表應用新場景的誕生、顯示新技術的迭代、商業新模式的構建。

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