4K监控摄像机在民航机场的应用分析 - 经济 - 管理财经 -

时间：2017-04-04 02:33:25来源：网络收集Tags:     ()

马海兵 张忠林

青岛胶东国际机场建设有限公司 山东青岛 266317

【摘要】随着技术的发展，4K摄像机呈现的超清晰画面已开始显现优势，其对民航机场等一些对安防设备要求较高的场所具有较大的吸引力。本文通过对4K摄像机在民航机场应用的分析，阐述了其在民航机场个别重要位置应用的优势，同时对目前4K摄像机还不能大规模应用的有关问题进行了探讨。相信随着技术进步和成本降低，4K摄像机将来在视频安防系统中的大规模应用将是未来的趋势。

【关键词】4K；编码；网络；存储

1、4K摄像机

目前在传统的家电市场，4K电视已开始崛起，并逐渐开始进入家庭，而在安防行业，如安讯士、海康等一些厂商的4K摄像机也投入了市场。那么到底什么是4K技术呢？其实所谓的4K技术，就是一种分辨率更高的超高清显示规格，4K的名称得自其横向分辨率约为40 0 0像素(pixel)。4K的分辨率有3840×2160(QFHD)和4096×2160(UHD)两种，对于主流的家电设备厂商而言，他们更倾向于制造Quad Full HD（3840×2160）设备，因为这个分辨率标准的显示比例为16:9，能够兼容目前的电视信号。而4096×2160由“数字影院创导(DCI)”组织倡导，成员包括迪士尼、二十世纪福克斯、米高梅等众多大型电影工作室，在此分辨率下，观众将可以看清画面中的每一个细节，每一个特癫痫医院在线咨询写。

4K设备的像素数超过800万，是传统全高清（FHD）1080P的4倍，是高清720P的8-9倍左右。如此之大的分辨率，对于实际的安防应用究竟能够带来多大的帮助呢?首先4K技术表现最明显之处在于，其显示分辨率的提升，使得画面更加精细。影响画面的精细度有两个重要关键因素，一个是画面的像素，另一个是画面的垂直分辨率。画面的像素越高，在相同尺寸的画面上的像素就越精细，晶格就越小。而因为人眼对于影像的垂直分辨率相当敏感，越高的垂直分辨率，人眼就能辨识越多的细节与层次。4K技术在监控领域里能实现的就是在提高像素的同时，又增强了画面的垂直分辨率，使得画面的细节和层次更加精准，同时配合广角监控专用镜头，能够实现更大的监控范围覆盖。

2、视频编码技术

无论是1080P还是4K的视频，如果不进行视频编码，根本无法在现有IP网络上传输，目前，通过采用H.264编码技术，在不影响视频观看效果的情况下，1080P可达到2M左右的压缩效果，而对于4K视频而言，H.264技术则不足以完成4K视频的压缩工作，需要采用最新的H.265技术。

H.265是ITU-T VCEG继H.264之后所制定的新的视频编码标

准，是目前公认的4K编码技术。H.265标准围绕着现有的视频编码标准H.264，保留原来的某些技术，同时对一些相关的技术加以改进，先进的技术用以改善码流、编码质量、延时和算法复杂度之间的关系，达到最优化设置。具体的研究内容包括：提高压缩效率、提高鲁棒性和错误恢复能力、减少实时的时延、减少信道获取时间和随机接入时延、降低复杂度等。

3、在民航机场的应用分析

民航机场作为各个城市的交通枢纽，一般都具有建筑面积庞大、人流量和货物流动频繁的特点,对于空防安全的要求为零差错。视频监控系统作为机场安全体系中技术含量较高的辅助手段，在确保机场空防安全方面扮演着举足轻重的作用，一直以来都受到特别关注。因此，视频监控系统设备的选择和应用相比其他行业要更加严格和高端。

根据4K摄像机的技术特点，如果在民航机场的特定区域来使用，能够实现视频监控区域的有效覆盖。

3.1 4K摄像机在民航机场的应用范围

3.1.1 航站楼

1、接、送客大厅

送客大厅和接客大厅是航站楼重点监控区域，视频监控的主要需求特点是监控区域大，范围广，可选择合适的位置安装4K摄像机，避免出现监控盲区。

2、安检区及隔离区监控

在安检区、隔离区内，需要监控整个大厅候机乘客和工作人员的活动情况，并且及时防范意外事件和突发事件的发生,所以监控系统必须具备全方位的监控视角，以便不间断的观测任何方向的可疑人员或物品，4K摄像机拥有极大的覆盖视角，提供丰富的细节，安装在此区域正好有用武之地。

3.1.2 停机坪

停机坪视频监控主要用来监控近机位飞机靠桥和退桥的操作过程、远机位飞机的进出情况、过夜飞机的停靠情况、地勤工作人员的工作状况、机场内部车辆的行驶状态等，避免出现机场内部车辆与飞机“抢道”的情况及其他由于人为因素造成的机场安全隐患。通过安装4K摄像机，结合全景拼接技术，可实现对整个停机坪的视频监控全覆盖。

3.1.3 大型民航机场的综合交通中心（GTC）

GTC（Ground Transportation Center，GTC）作为大型机场的交通枢纽，主要用来解决陆侧的交通运输，包括轨道交通车站、地面长途车站、旅游巴士、机场巴士候机、停车场等功能，承担着连接地上、地下各类交通设施的任务，并且在为机场提供高效便捷的交通服务的同时也激活了航空城的发展。GTC接送客大厅，作为GTC的中心，每天有大量的人员进出，因此，在GTC大厅选择合适的位置安装4K摄像机，可以有效提高视频监控的监管效率。

3.1.4 机场周边道路十字路口位置

目前，国内大型民用机场的旅客吞吐量都在千万以上，每天有大量的机动车辆进出机场，在机场周边道路的十字路口位置安装4K摄像机后，1台4K摄像机就可以将十字路口四个方向上车辆行驶情况的全景视频呈现在监控显示大屏上，对于公安等相关部门的交通监管非常有利。

3.2 目前影响4K摄像机大规模应用的主要问题

在实际使用中4K监控系统虽然有其优势，但由于整体成本还是过高，因此，在未来的一段时间内主流的高清仍然会以1080P为主。4K监控系统主要是在视频采集、编解码芯片、算法、网络传输、存储、后端显示等方面仍然存在一定的瓶颈。

1、视频的前端采集。在正常光照环境下4K摄像机能提供更高清晰度的图像，细节还原更贴近真实，但受限于Sensor靶面的面积，随着像素点数量增加，单个像素点的感光面积减小，所以在低照度成像上4K不如1080P，这是目前所有4K摄像机面临的一个严重问题，必须通过补光来解决。

2、编码、传输及存储。目前H.265是公认的未来4K要采用的编码技术，行业内已有编解码芯片厂家推出基于H.265算法的产品，但其居高不下的成本限制了H.265的普及，而且其技术成熟度也有待检验。如果采用技术成熟和成本较低H.264作为4K摄像机的编码技术，码流至少要在8-10M左右，对于这么大的码流，不但会影响视频监控的网络传输，而且也会带来更大的存储需求。总之，从目前来看，由于在编码技术上的限制，4K超高清摄像机的大规模使用势必会带来更高的使用成本。

3、终端显示设备。目前的高清解码器普遍以1080P解码输出为主，能并发解16路1080P图像的解码器已经非常成熟，但能并发解16路4K图像的解码器目前还没有出现。此外在图像显示上，由于成本等因素，4K大屏还未能在安防界大范围使用，目前比较能接受的是通过四块1080P大屏拼接来解决4K图像显示问题，但就用户体验来讲，肯定不如直接用4K大屏显示。另外一个瓶颈就是信号传输线缆，想要完美支持4K的传输，HDMI的标准必须支持2.0规范，相对与早期的1.3、1.4的HDMI标准，新的规范将传输带宽提升至18Gbps。

4、结论

从目前的技术发展阶段看，民航场如果要大规模使用4K摄像机，需要投入大量的资金用于网络及存储系统建设，同时还需要使用成本更高的解码显示设备，但大的投入与实际所达到的效果还不成正比。而如果仅在民航机场的个别重要位置使用4K摄像机，就能达到投入不多却能实现非常好的监控效果的目的。人们对于清晰度的追求、对于技术的追求是永无止境的，相信随着时间推移，技术及配套设施的进一步完善，4K将以更成熟的姿态成为安防主流技术，对于提高民航机场的空防安全会有更好的技术保障。

参考文献

[1]4K安防应用起航，监控超高清时代来临[EB/OL]. http://www.juanvision.com/newShow.asp?ArtID=1043.

[2]4K与安防的讨论[EB/OL]. http://www.asmag.com.cn/news/th-72129.shtml

作者简介

马海兵，（1975-），男，山东青岛人，青岛胶东国际机场建设有限公司，硕士、工程师，主要研究方向为安防技术、网络技术应用等。

张忠林，（1981-），男，山东青岛人，青岛胶东国际机场建设有限公司，主要研究方向为电子技术应用等。