کانال تلگرام

4K UHD چیست؟

امتیاز کاربران :
10 / 10
از 1 کاربر

توجه:بسیار تخصصی و صرفا جهت مطالعه همکاران

معرفی 4K UHD در سیستم دوربین مدار بسته

از آنجا که فن آوری 1080P با وضوح بسیار بالا (FHD) به طور گسترده در نظارت ویدیویی، پخش تلویزیونی، گوشی های هوشمند مورد استفاده قرار می گیرد، تکنولوژی HD در زندگی روزمره ما رایج شده است. مردم به دنبال وضوح بسیار بالاتر هستند، بسیاری از تولید کنندگان تلویزیون با وضوح فوق العاده بالای ultra HD 4K را به بازار عرضه کرده اند، در همین حال چند تولید کننده ی دوربین IP در نمایشگاه محصولات امنیتی از ضبط ویدیویی و دوربین IP با وضوح فوق العاده بالای  ultra HD 4K رونمایی کردند و وضوح فوق العاده بالای 4K  تبدیل به روند آتی در کاربردهای نظارت ویدیویی HD گردید.

4K چیست؟

چگونه فن آوری 4K در کاربردهای نظارت ویدیویی مورد استفاده قرار می گیرد؟ مشکل فعلی فن آوری وضوح فوق العاده بالای 4K چیست؟

4K از DCI (ابتکار سینمای دیجیتال) نشات گرفته است، و به عنوان رزولوشن سینمای دیجیتال DCI 4K تعریف شده است (تعداد پیکسل 4096x2160 و با تعداد فریم بر ثانیه ی 24). 

در 23 آگوست 2012، اتحادیه بین المللی مخابرات (ITU) استاندارد تلویزیون با وضوح فوق العاده بالا (ultra HDTV) را منتشر کرد: ITU-R BT.2020 که نقطه عطفی در دوران  UHD است. در واقع، 4K و UHD  وضوح فوق العاده بالا هستند. ITU-R BT.2020 استانداردی را برای وضوح فوق العاده بالا (ultra HD)، تعداد فریم در ثانیه، محدوده رنگ تعریف کرده است.UHD  دارای دو اصطلاح 4K و 8K است، 4K دارای رزولوشن 3840x2160 پیکسل، تقریبا به تعداد کل 8.3 مگاپیکسل؛ در حالی که 8K دارای تعداد پیکسل 7680x4320، به تعداد کل تقریبا 33.20 مگاپیکسل است.  

4K از نرخ فریم در محدوده ی 24 فریم در ثانیه تا 120 فریم در ثانیه پشتیبانی می کند. در استاندارد BT.2020، اسکن به هم آمیخته (interlaced scan) کنار گذاشته شده است و فقط اسکن پیشرونده (progressive scan) را شامل می شود که باعث بهبود چشمگیر کیفیت تصاویر شده است. عمق رنگ از 8bit ذکر شده در استاندارد BT.709 به 10bit یا 12bit افزایش یافته است. این افزایش دارای نقشی کلیدی در بهبود عمق رنگ و انتقال تصویر است.

کیفیت فوق العاده بالای UHD) 4K) در دوربین امنیتی

در حال حاضر، 4K در مرحله ی پیشرفت سریع است، محصولات 4K به موضوعی داغ تبدیل شده اند، اگر چه محصولات 4K بسیاری در بازار وجود دارد، اما به مرحله ی تولید انبوه نرسیده است. زیرا که جزء اصلی برای دوربین 4K از جمله سنسور تصویر پیشرونده و پردازشگر سیگنال تصویر، هنوز هم گران هستند. همچنین وضوح فوق العاده بالا و حجم زیاد داده های 4K موجب برخی از مشکلات از جمله افزایش فضای ذخیره سازی داده ها، مصرف بالای برق شده است. علاوه بر این، تولید کنندگان محصولات امنیتی هنوز هم در بازار ارزان رقابت می کنند، تقاضا برای رزولوشن فوق العاده ی 4K هنوز هم کم است.

بدون شک، وضوح فوق العاده بالای 4K در راه است. در حال حاضر، شرکت های-سیلیکون (Hi-silicon) دوربین 4K UHD را عرضه می کند که از ITU Ultra HD (3840x2160, 30fps) ، و DCI 4K (4096x2160, 24fps) پشتیبانی می کند و همچنین با رزولوشن بسیار بالای 1080P سازگار است. ویژگی های اصلی دوربین های IP با وضوح فوق العاده بالای 4K عبارتند از وضوح فوق العاده بالای آن، تصویر رنگی، و با استفاده از فن آوری ePTZ می تواند ناحیه وسیعی را تحت پوشش نظارت ویدیویی قرار دهد. این ویژگی برای نظارت بر برخی مکان های فضای باز مانند میادین، ورزشگاه، فرودگاه، ایستگاه اتوبوس، ساحل ... و سایر مکان ها سودمند است.

علاوه بر این، در مقایسه با وضوح بسیار بالای 1080P، وضوح فوق العاده بالای 4K می تواند رزولوشن بسیار بالاتری ارائه دهد، این امر جزئیات بسیار بیشتری از تصویر/ ویدئو را در اختیار کاربران قرار می دهد. به عنوان مثال، تصویر برداری ویدیویی با وضوح فوق العاده بالا، تشخیص چهره، تشخیص پلاک خودرو و سایر نتایج تحلیل های هوشمند ویدیوها دقیق تر خواهند بود. توسعه و کاربرد 4K صنعت امنیت ویدویی را به سمت وضوح بالا ارتقا خواهد داد، در عین حال وضوح بالا باعث رشد اقتصادی تولید کنندگان محصولات امنیتی خواهد شد.

ذخیره سازی/نمایش دوربین IP با وضوح 4K

در حال حاضر نرخ بیت حالت اصلی (main profile) یا حالت برتر فشرده سازی high profile H.264 برای دوربین های IP را می توان مابین 6-8Mbps تنظیم کرد، پس از اجرای استاندارد H.265، نرخ بیت می تواند به نصف این مقدار کاهش یابد. از نظر ذخیره سازی ویدیو، تکنولوژی رشد یافته ی هارد دیسک فعلی به 4T  رسیده است، پس از فرمت یک هارد دیسک4T ، ظرفیت ذخیره سازی تقریبی معادل 3620GB  است. یک دوربین ویدیویی با وضوح فوق العاده بالای 4K با نرخ بیت 8Mbps، در هر ساعت حجمی تقریبی معادل 3.52GB  اشغال می کند، یک هارد دیسک 4T امکان ضبط به مدت 42 روز را برای یک دوربین با وضوح فوق العاده بالای 4k فراهم می سازد.

در ارتباط با رمزگشا (decoder)، تا کنون ما هیچ سخت افزار رمزگشای 4K  که بتواند دوربین را به  تلویزیون های نظارتی متصل کند پیدا نکرده ایم. اما نرم افزارهای پخش ویدیوی رایج، از نمایش و خروجی 4k پشتیبانی می کنند. با داشتن CPU پنتیوم سری G ارزان قیمت، رمز گشایی ویدیوی 4K با نرخ 8Mbps، 80 درصد از CPU را به کار خواهد گرفت، با کارت گرافیکی مجزا این میزان اشغال CPU پایین تر خواهد بود.

به منظور نمایش، مانیتور مختص وضوح فوق العاده بالای 4K هنوز کمیاب و گران است، در حالی که تولید کنندگان تلویزیون چندین تلویزیون با وضوح فوق العاده بالای 4K را با قیمتی ارزان عرضه کرده اند که به‌طور کامل می‌توانند از نمایش ویدیو با وضوح فوق العاده بالای 4K پشتیبانی کند.

 4kتصاویر

چالش های پیش رو هنگام کاربرد فن آوری با وضوح فوق العاده بالای 4K

در مطالب قبلی، دانستیم که وضوح فوق العاده بالای 4K بحث روز است و جنبه های این فن آوری را شناختیم، کاربرد واقعی وضوح فوق العاده بالای 4K هنوز با چالش هایی روبرو است.

1- حسگر تصویر و پردازشگر سیگنال تصویر با وضوح فوق العاده بالای 4K دارای تولید انبوه نیست، قیمت ها هنوز بالا است، و این امر توسعه دوربین IP با وضوح فوق العاده بالای 4K را محدود کرده است. تولید چیپست و حسگر تصویر به تقاضای بازار وابسته است.

2- از نظر پهنای باند و ذخیره سازی، حتی با به کارگیری فشرده سازی فوق حرفه ای H.264، نرخ بیت 4K هنوز هم بیش از حد زیاد است، برای توسعه ی همه جانبه ی 4K باید صبر کنیم تا فن آوری فشرده سازی H.265 با کاهش نرخ بیت و پهنای باند و نیز حجم ذخیره سازی، نرخ فشرده سازی را بهبود بخشد.

3- برای نمایش ویدیو، در حال حاضر تلویزیون های ارزان قیمت با وضوح فوق العاده بالای 4K توسط کاربران خانگی مورد استفاده قرار می گیرند، اما دستگاه/مانیتور پیشرفته ی 4K هنوز کمیاب بوده و گران قیمت هستند.

4- از نقطه نظر کاربرد، وضوح فوق العاده بالای 4K به طور گسترده ای مورد استفاده قرار نمی گیرد، در نتیجه فن آوری تجزیه و تحلیل هوشمند داده های 4K با وضوح فوق العاده بالا نوپا است، اگر هیچ راه حل کلی خوبی ارائه نشود، تکنولوژی وضوح فوق العاده بالای 4K باز هم در سطح آزمایشگاهی باقی خواهد ماند.


نظارت فنی: مهندس عسگری


ارسال نظر

عنوان نظر :
نام شما :
ایمیل :