随着视频监控部署的建设不断完善，产生了海量视频数据，通过智能化视频分析技术获得有价值数据成为必然结果。因摄像机分辨率有限的原因，普通摄像机抓拍的视频很难实现机、非、人等众多复杂场景下细节特征的有效提取，特别是在公安破案、抓捕嫌疑人的关键时候，细节特征的标识尤为重要。基于此种原因，4K超高清的需求应用而生。
什么是4K呢？在未经放大处理的原始视频上，达到25帧/秒及以上，画质单边的像素达到4000以上，才可以称之为4K。4K常见分辨率有3840×2160和4096×2160像素两种规格。当前，最为常见的4K分辨率规格是3840×2160。从上述规格上明显可以计算出，4K分辨率下总的像素数量达到8294400个像素点，也就大约是800万像素，这就意味着其图像清晰度是720P的8倍，是全高清1080P的4倍。
4K的发展面临哪些挑战？
4K高清摄像机带来的最大最直观的核心价值就是图像更加清晰，细节更加丰富。在安防产业链中，4K超高清在越来越受人们追捧的同时，却迟迟未能走出一条合适的道路发展原因就是，有以下几大挑战。
首先，4K超高清需要更高的码流带宽。在目前200万像素高清摄像机的码流普遍在4-6Mbps的情况下，4K超高清网络摄像机的码流预计在10-15Mbps左右，这就需要交换机的交换和处理能力更高，因此增加了交换设备成本的增加。
其次，4K超高清需要更高的码流传输能力。H.265的发展和应用一定程度上降低了传输的压力，但是还远远不能满足用户的需求。随着AI的发展，smart265的发展为传输能力的提升打开了一扇新大门。
最后，其他系统性成本的增长也阻碍了4K的发展步伐。如感光芯片、编解码芯片、显示和存储等环节的成本。
4K在安防中要想广泛运用还需要从图像采集、传输、显示、存储一整套的技术支持，所以，4k超高清视频监控的发展需要整个安防行业各个领域技术变革。整体来说，实现超高清系统的规模化应用还有较长的路要走。
4K的发展现状
目前主流安防企业已经推出诸多4K产品和方案，如大华4K极光摄像机，海康威视4K视频监控方案、华为4K智能球机、天地伟业4K全局球、江森自控乐思4K超高清摄像机等。
大华极光摄像机支持1200万超高清视频监控和人脸检测，还支持超低照度显示，在夜间及雨、雪、雾等能见度极低的环境条件下实现超高清彩色监控。
海康威视4K视频监控方案包含从前端产品、分控中心、总控中心三部分齐全的4K产品线。前端产品包含4K的枪机、筒机、球机、云台、护罩一体机，分控中心包含可以处理4K视频流的NVR、超脑、交换机，总控中心包含行业平台、核心交换机、编解码器、显示设备。无论是存储和传输设备，还是解码和显示设备，均可与4K星光摄像机组成完整的4K星光级视频监控系统。
华为4K超高清星光级红外智能球机充分采集超低照度条件下的细微环境光线，实现4K级别的“彩色夜视”。内置芯片支持多种智能行为分析功能及人车分类检测，实现智能人脸抓拍和车辆抓拍。
天地伟业4K星光智能双目全局球集成AI智能、警戒、星光、全景等核心技术于一体，实现智能摄像机的一机并用。该智能球还可根据场景自由切换法制审讯、监所管教、教育督导、智能监控等多种模式。在视频监控模式中，基于双动点设计，定点通道采用4K观看全景画面，动点采用20倍变焦镜头，兼顾远景与细节。
江森自控泰科安防的易乐思(Illustra)灵动版4K超高清摄像机应用了 IntelliZip 视频压缩技术，可根据场景复杂度优化系统视频流参数，使其匹配摄像机监控范围内的活动等级。当摄像机检测到异常活动时，自动调节视频画面质量，确保清晰的捕捉到监控区域内每一个细节。当画面变成静态时，IntelliZip会持续优化比特率。这一功能有助于降低存储成本，减少4K 视频监控所需的网络宽带和视频存储空间。
4K的发展经过几年的沉淀，从最开始部分叫嚣1080P设备将死，到现在的慢慢平静，有点高开低走的意味。不过，自今年3月工业和信息化部、国家广播电视总局和中央广播电视总台联合发布《超高清视频产业发展行动计划(2019-2022年)》以来，各地以“4K先行，兼顾8K”的技术路线紧锣密鼓地布局，推动产业发展。由广电领域牵头，超高清视频首先在文娱领域落地，并向医疗健康、安防监控、智能交通、工业制造等专业领域拓展应用，构建超高清视频内容产业链。虽然1080P设备仍是目前市场的主力，但随着人工智能、大数据、物联网、5G等各项技术的进步，以及政策的支持，4K市场也在不断的发展。
未来展望——5G+AI+4K
技术快速迭代发展的时代，4K技术可以与5G、人工智能等技术深度融合，运用5G、AI、视频三种技术的融合，加速智慧安防的突破性革新。
首先，5G的高传输率、高宽带、高可靠的特性，降低了网络传输速度导致的延迟现象，加速了监控信息的超高清显示，从而助力安防系统做出更精确、更有效、更快速的安全防范决策。5G技术的推广应用将助力安防超高清视频监控向着更快、更清晰、更高效的方向发展。
其次，AI技术发展让视频监控系统突破原有的限制，在AI为超高清视频监控提供技术支持的同时，4K超高清给AI在安防中落地应用带来了更清晰的图像资源和更多的海量数据，提升其训练算法模型的准确度，二者可谓相辅相成。
那么，随着AI在安防落地的深化和5G技术的推广应用，通过打造5G技术支持下的AI智能安防，安防超高清视频监控系统在未来将实现海量数据高速传输、高分辨率、智能决策。5G与AI的加入将从速度、广度、清晰度、准确度等方面，加强视频应用的效力。在5G技术和AI技术的推进下，未来安防超高清监控或将得到长足发展。
小结
在安防领域，超高清摄像机能够用更多的信息量去还原场景，实现更为准确的智能分析。一旦大规模落地应用，智能分析准确率将迅速大幅度提升，推动智慧安防领域的进一步发展。但是4K超高清显示的同时带来更高的传输成本和存储以及应用成本也为其发展带来更大的挑战，而5G技术的特性可以更好地满足智慧安防发展中的诸多需求，在5G+AI加持下，未来人脸识别、行为识别、车牌识别、目标分类等AI算法也将因为超高清视频应用而更为普及，视频应用边界也将进一步拓宽。
总的来说，4K显示、5G加持、AI赋能成为了4K产业规模化发展的必然模式，也将引领这安防行业智能化的升级，以“5G+AI+4K”为形式的智慧安防模式逐渐成为赋能整个传统安防行业升级变革的重要手段。
