技術(shù)演進(jìn)路、爭(zhēng)春會(huì)有時(shí)——8K安防，漸行漸近
從高清到更高清，8K來了，這是一條技術(shù)探索與市場(chǎng)應(yīng)用的磨合碰撞之路，雖未掀起大風(fēng)大浪，但不免引發(fā)行業(yè)的陣陣漣漪與技術(shù)猜想。
8K安防的“先天因素”
與4K一樣，技術(shù)從廣電與家電行業(yè)對(duì)接而來，也與4K一樣，編碼技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)H.265出現(xiàn)才讓4K登上舞臺(tái)。
在廣電行業(yè)，8K已經(jīng)到來了，8K超高清的生態(tài)鏈已日趨完善。專門針對(duì)8K超高清的新一代編碼技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)（H.266以及國(guó)內(nèi)的AVS3）已發(fā)布，CCTV的超高清頻道（CCTV-8K）已于2021年2月1日開始試驗(yàn)播出，5G發(fā)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(cè)全系列解決方案），中國(guó)超高清視頻產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟成立并發(fā)布多項(xiàng)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。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(xiàn)，8K在廣電行業(yè)的應(yīng)用已落地并且前景越來越明朗。
那安防行業(yè)的8K呢？在技術(shù)革新發(fā)展上始終略微落后廣電行業(yè)的安防行業(yè)的8K要來了嗎？
8K，簡(jiǎn)單的看，是一個(gè)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(jiān)控視野更開闊，畫面更清晰，細(xì)節(jié)更豐富，錄制下來的視頻也更有價(jià)值。
前面提到，在廣電領(lǐng)域，8K超高清的生態(tài)鏈已日趨成熟。從視頻拍攝，編碼，到數(shù)據(jù)傳輸，最后到消費(fèi)端的解碼呈現(xiàn)，均有完整的解決方案和產(chǎn)品。
編碼技術(shù)
在安防領(lǐng)域，4K分辨率，H.265編碼的監(jiān)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(jì)算，大約是32000kbps，如果采用最新的H.266編碼，那碼流應(yīng)該是16000kbps，從視頻編碼技術(shù)角度看，8K超高清應(yīng)用于安防行業(yè)沒有問題。
芯片技術(shù)
作為安防攝像機(jī)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(jī)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(jià)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(shù)，8K視頻所占用的帶寬是我們現(xiàn)有的有線網(wǎng)絡(luò)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(duì)于有線網(wǎng)絡(luò)完全是可以承受的。
5G的應(yīng)用也使得8K通過移動(dòng)信號(hào)傳輸成為了可能，單個(gè)5G基站總的上傳速率最大能達(dá)到300Mbps（實(shí)際體驗(yàn)?zāi)苓_(dá)到 200Mbps左右）（5G在安防視頻監(jiān)控中應(yīng)用），因此使用5G來傳輸H.266編碼的8K攝像機(jī)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(jiān)控?cái)z像機(jī)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(shè)備。因?yàn)樵趶V電行業(yè)的迅速發(fā)展，8K分辨率的顯示設(shè)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(jiān)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(chǔ)
8K的碼流是4K的4倍，如果采用H.266編碼，與現(xiàn)有視頻監(jiān)控系統(tǒng)對(duì)比（采用H.265編碼），僅僅增長(zhǎng)2倍左右，對(duì)硬盤的容量及讀寫速度要求的增長(zhǎng)不多，現(xiàn)有視頻存儲(chǔ)系統(tǒng)及硬盤性能仍能滿足8K監(jiān)控視頻的需要。
從視頻采集編碼，數(shù)據(jù)傳輸，然后到終端的解碼顯示，錄像存儲(chǔ)這一整體都要解決8K的難點(diǎn)，才是8K時(shí)代的真正到來。
8K在安防的“綻放”
8K在帶來超高清畫質(zhì)和高分辨率的同時(shí)，也帶來了高帶寬、高存儲(chǔ)、高碼流等一系列問題。與AI技術(shù)在行業(yè)的發(fā)展類似，8K仍需經(jīng)過一段時(shí)間的沉淀才能發(fā)揮其應(yīng)有的價(jià)值。
而近兩年，8K技術(shù)或許會(huì)取得較大的突破，但要實(shí)現(xiàn)大規(guī)模落地仍需經(jīng)過更長(zhǎng)的時(shí)間。
但，這不妨礙8K在安防的初探，現(xiàn)在沒成主流，未來必成主流，這是行業(yè)大勢(shì)，不可逆轉(zhuǎn)。由于8K的安防落地較少，很難從應(yīng)用端來分析其能力與價(jià)值。為此，我們更多從產(chǎn)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(jī)的極致視界
安防始于報(bào)警，得益于監(jiān)控讓其走向盛世，因此，8K安防的前端產(chǎn)品不可缺席，畢竟感知是安防的第一步，也是最為關(guān)鍵一步。
“海大宇”是行業(yè)巨頭，也是造攝像機(jī)的“最大專業(yè)戶”，但由于各種原因，8K監(jiān)控?cái)z像機(jī)成品并未在他們企業(yè)出現(xiàn)，還在技術(shù)儲(chǔ)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(fā)日程。
博冠創(chuàng)立于2000年，擁有20余年的運(yùn)動(dòng)光學(xué)行業(yè)技術(shù)與應(yīng)用沉淀。這家企業(yè)不僅有技術(shù)，還能落地。
2019年,博冠成功發(fā)布全球首款8K超高清監(jiān)控?cái)z像機(jī)。2021年，博冠8K進(jìn)駐國(guó)家超高清視頻產(chǎn)業(yè)發(fā)展試驗(yàn)區(qū)、廣州超高清視頻產(chǎn)業(yè)的重要示范基地——花果山超高清視頻產(chǎn)業(yè)特色小鎮(zhèn)。
以8K超高清前端視頻采集設(shè)備為基礎(chǔ)，利用5G+AI技術(shù)，為電視臺(tái)、運(yùn)營(yíng)商、互聯(lián)網(wǎng)視頻等提供一站式的超高清直播系統(tǒng)解決方案。
其中，博冠8K因地制宜，根據(jù)實(shí)際需要實(shí)現(xiàn)細(xì)分化運(yùn)用。一是以博冠小型化8K超高清攝像機(jī)G1為核心的網(wǎng)絡(luò)直播方案，一是以博冠8K+5G+AI超高清監(jiān)控?cái)z像機(jī)S1為核心的超高清大場(chǎng)景監(jiān)控直播解決方案。
博冠8K+5G智能超高清安防監(jiān)控?cái)z像機(jī)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(zhì),輸出分辨率高達(dá)7680*4320。
結(jié)合大光圈、超廣角、超低色散鏡片等特點(diǎn),使畫面光暗層次以及色彩更豐富,不錯(cuò)過任何細(xì)節(jié)變化。
同時(shí),在暗光環(huán)境下拍攝也能捕捉到噪點(diǎn)更少的高清畫質(zhì),讓細(xì)節(jié)抓拍毫發(fā)畢現(xiàn),帶來臨場(chǎng)感與沖擊力十足的畫面體驗(yàn)。
8K超高清攝像機(jī),可以采集遠(yuǎn)超4K的質(zhì)感與細(xì)節(jié),從而獲得身臨其境般的真實(shí)感和沉浸感。不僅僅是安全，還有體驗(yàn)與更多服務(wù)，這或許就是8K監(jiān)控?cái)z像機(jī)的外延與拓展。
邊緣端的8K能力
隨著現(xiàn)代社會(huì)的快速發(fā)展，人們的需求也在不斷變化，在以視頻監(jiān)測(cè)為主的產(chǎn)業(yè)也是如此——為了實(shí)現(xiàn)特定場(chǎng)景全覆蓋，用戶已經(jīng)不再滿足于看得見、看得清、看得懂，而是在這一基礎(chǔ)提出新的“苛求”——看得遠(yuǎn)、看得全、看得廣。
為了解決用戶的具體需求，企業(yè)在提升智能攝像機(jī)像素的同時(shí)，也在不斷擴(kuò)展鏡頭數(shù)量，讓用戶僅需一個(gè)攝像機(jī)系統(tǒng)，即可實(shí)現(xiàn)對(duì)大場(chǎng)景及局部場(chǎng)景的全面監(jiān)測(cè)。
超高清的智能時(shí)代，云邊端為一體，�？低曌鳛橐患覐氖翹VR研發(fā)及生產(chǎn)制造多年的廠家，其在多年的發(fā)展中也不斷針對(duì)NVR進(jìn)行升級(jí)迭代。
而在今年，海康威視更是發(fā)布了8K級(jí)產(chǎn)品——DS-9600N-I8R網(wǎng)絡(luò)硬盤錄像機(jī)。
這款新作不但承接了8K攝像機(jī)的接入及視頻存儲(chǔ)，還承擔(dān)了8K視頻的轉(zhuǎn)發(fā)解碼，最重要的是設(shè)備本身還支持8K輸出，從而在解決方案中，完美的實(shí)現(xiàn)全8K視頻。該產(chǎn)品的8K能力十分突出，表現(xiàn)在：
8K視頻接入&存儲(chǔ)：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(wěn)定保障。在碼流存儲(chǔ)上，設(shè)備創(chuàng)新性的應(yīng)用動(dòng)態(tài)緩存技術(shù)，可以根據(jù)高并發(fā)大碼率碼流自適應(yīng)調(diào)整各通道需要的緩存，有效調(diào)整整機(jī)性能的動(dòng)態(tài)應(yīng)用，以較小的硬件資源實(shí)現(xiàn)碼流的高效存儲(chǔ)。
8K視頻轉(zhuǎn)發(fā)：設(shè)備內(nèi)置高碼率大I幀（關(guān)鍵幀）轉(zhuǎn)發(fā)優(yōu)化技術(shù)，有效解決傳統(tǒng)轉(zhuǎn)發(fā)方式中由于硬件能力不足出現(xiàn)的丟幀、延遲等現(xiàn)象。新技術(shù)采取按需獲取，小包轉(zhuǎn)發(fā)，按包解析的策略，保障轉(zhuǎn)發(fā)碼流完整性的同時(shí)，提高了8K碼流的轉(zhuǎn)發(fā)效率。在a&s測(cè)評(píng)中可以發(fā)現(xiàn)，該NVR整體轉(zhuǎn)發(fā)碼流高達(dá)400Mbps。
8K視頻解碼：設(shè)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(dá)32個(gè)1080P@30fps，可高效解碼2路8K實(shí)時(shí)碼流，流暢地將視頻碼流轉(zhuǎn)換為視頻原始數(shù)據(jù)。
8K視頻輸出：打破過去硬盤錄像機(jī)最高支持4K輸出的格局，采用了HDMI2.1接口，這款8K級(jí)NVRHDMI輸出口實(shí)現(xiàn)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(lǐng)風(fēng)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(huì)8K顯示終端，大放異彩。
在開幕式舉辦時(shí)，北京街頭突現(xiàn)的多個(gè)8K超高清大屏，也在全市范圍內(nèi)對(duì)冬奧會(huì)開幕式進(jìn)行了實(shí)時(shí)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(shí)視覺的超高清畫面充分呈現(xiàn)……在8K技術(shù)應(yīng)用下，賽場(chǎng)外的市民群眾在大屏前將現(xiàn)場(chǎng)的局部細(xì)節(jié)盡收眼底，仿佛親臨冬奧現(xiàn)場(chǎng)。
在顯示端8K在技術(shù)上追求“無縫時(shí)代”，同樣在產(chǎn)品嫁接上與安防顯示也是無縫對(duì)接于平滑升級(jí)。記者在采訪雷曼科技董事長(zhǎng)李漫鐵時(shí)了解到，就在前不久他們發(fā)布了全球第一款基于COB技術(shù)的8K 163吋超級(jí)Micro LED巨幕。
據(jù)了解，雷曼8K 163吋超級(jí)Micro LED巨幕，使用國(guó)產(chǎn)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(chǎng)景，集成8核64位Cortex-A73 CPU，可支持各種家庭復(fù)雜場(chǎng)景的高速運(yùn)算，內(nèi)置超大內(nèi)存容量（DDR4 16G/EMMC 128GB），極致畫質(zhì)，分辨率達(dá)到 8K（7680×4320），能提供強(qiáng)大的邊緣智能計(jì)算能力，支撐AI+交互等場(chǎng)景拓展并基于 Android10 操作系統(tǒng)進(jìn)行深度定制，具有豐富的擴(kuò)展接口、卓越的硬件性能和流暢的操作系統(tǒng)。
LED行業(yè)的領(lǐng)航者利亞德同樣在8K顯示終端發(fā)力，2020年他們參與了由中央廣播電視總臺(tái)牽頭制定并發(fā)布的《8K超高清大屏幕系統(tǒng)視音頻技術(shù)要求》，為8K超高清大屏幕系統(tǒng)建設(shè)、應(yīng)用、測(cè)試和運(yùn)行維護(hù)提供了技術(shù)規(guī)范，進(jìn)一步推動(dòng)了國(guó)內(nèi)超高清產(chǎn)業(yè)應(yīng)用落地。進(jìn)入2021年以來，8K超高清大屏幕應(yīng)用場(chǎng)景進(jìn)一步拓展。
據(jù)了解，利亞德8K超高清戶外顯示屏入選國(guó)家級(jí)超高清視頻典型應(yīng)用案例，包括廣播電視領(lǐng)域、文教娛樂領(lǐng)域、安防監(jiān)控領(lǐng)域、醫(yī)療健康領(lǐng)域、智能交通領(lǐng)域和工業(yè)制造領(lǐng)域。
入選案例均具有較高技術(shù)水平和完整解決方案，具有較強(qiáng)的代表性、示范性、創(chuàng)新性和可推廣性，能充分體現(xiàn)超高清視頻產(chǎn)業(yè)的技術(shù)特點(diǎn)和適用場(chǎng)景，對(duì)相關(guān)行業(yè)或企業(yè)具有較強(qiáng)借鑒意義和推廣價(jià)值。
結(jié)語
當(dāng)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(jìn)口，不過國(guó)產(chǎn)品牌相信在不久也會(huì)出現(xiàn)。
8K在安防，之于當(dāng)下時(shí)代，是否是個(gè)偽命題，還難以斷定，不僅有產(chǎn)品，8K在安防項(xiàng)目落地中也有跡可循：
智慧城市8K超高清大場(chǎng)景監(jiān)控解決方案：8K超高清結(jié)合AI、5G等前沿技術(shù),打造單點(diǎn)部署、全域超高清監(jiān)控、一機(jī)多能的解決方案，提升智慧城市可視化管理與數(shù)字城市建設(shè)水平。
智慧文旅8K慢直播解決方案：依托8K超高清攝像機(jī)實(shí)時(shí)拍攝旅游景點(diǎn)、名勝景區(qū)等，結(jié)合5G、VR/AR/XR等技術(shù),實(shí)現(xiàn)跨屏融合傳播與VR FOV體驗(yàn)，令觀眾身臨其境感受全域景區(qū)風(fēng)景,有利于打造文旅應(yīng)用新標(biāo)桿，開啟后疫情時(shí)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(yùn)用8K、AI、5G、紅外熱成像等先進(jìn)技術(shù)，具有24小時(shí)全天候自動(dòng)巡航監(jiān)測(cè)、自動(dòng)識(shí)別火情、自動(dòng)準(zhǔn)確定位火點(diǎn)位置功能，能準(zhǔn)確監(jiān)測(cè)到野外用火和森林火情火災(zāi)，幫助構(gòu)建森林草原防火立體監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò)。
當(dāng)然，如果以安防在AIOT應(yīng)用中視角看，以上零散應(yīng)用不值得太多稱頌，或許任一技術(shù)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(shù)上的簡(jiǎn)單疊加與整合。
就像我們談?wù)?G時(shí)，它已經(jīng)不僅是一項(xiàng)通信技術(shù)，而是基于5G網(wǎng)絡(luò)打造云邊端融合的智能化全新生態(tài)場(chǎng)景。
當(dāng)我們談?wù)?K安防時(shí)，它也不僅只是視頻/顯示清晰度的演進(jìn)方向，而是代表應(yīng)用新場(chǎng)景的誕生、顯示新技術(shù)的迭代、商業(yè)新模式的構(gòu)建。
技術(shù)演進(jìn)路，8K在安防，應(yīng)用有方向，爭(zhēng)春會(huì)有時(shí)！
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