極清之美：探索4K在可視化指揮的應用價值

　　2016年熱詞：4K

　　4K無疑是2016年AV視聽行業最火爆的名詞之一?？v觀整個專業AV市場，從4K攝像機、4K監控到4K矩陣、4K拼接器，從4K會議主機、4K傳輸器到4K拼接屏，各種標榜4K的產品紛至踏來。4K之火已從消費市場蔓延至商顯領域，并已覆蓋從采集、傳輸至處理、顯示的整個產業鏈。

　　然而目前在專業AV視聽與商用顯示領域，4K的價值并未像家用消費那么突出。除了在廣電行業、美術與設計行業、醫療行業等特種顯示應用上，4K被廣泛使用外，在普通會議室、教育、數字告示、安防和拼接市場，4K的價值更多的體現在“競品技術的層面”。

　　4K技術該如何應用在專業顯示領域，突顯其商業價值，是目前各大廠商都在積極探索的方向。本文將就4K技術在可視化指揮中的應用價值進行簡單探討。

　　什么是4 K

　　4K又稱UHD(Ultra High Definition)，在國內譯為超高清或極清。2012年5月，國際電信聯盟(ITU)發布了BT.2020標準，定義物理分辨率達到3840×2160(4K×2K)及以上可稱為超高清。

　　4K分辨率是1080P的4倍，在此分辨率下，因此可以看清畫面中的每一個細節，每一個特寫，得到一種身臨其境的觀感體驗。

　　不僅在分辨率大幅提升，在色彩方面，4K標準相對于之前也作出了大幅度的改進。比如色深方面，由高清標準的8bit提升至10bit或12bit。這一提升對于整個影像在色彩層次與過渡方面的增強起到了關鍵的作用，使得畫面的色彩表現遠勝于高清系統。

　　在傳輸接口方面，支持4K的傳輸接口目前主要有HDMI和Display Port(DP接口)兩種，其中HDMI 1.4a可以支持的4K分辨率規格最高為4096*2160@24Hz或3840*2160@30Hz;最新的HDMI2.0則可以支持60Hz的4k分辨率傳輸。而DP1.2標準最高可以支持60Hz的4096*2160以及3840*2160分辨率。

　　4K在可視化指揮的應用

　　指揮中心歷來是音視頻系統應用最完全之地。新一代指揮中心更是朝向一體化、可視化發展，匯集監控、會商、勤務處置、應急調度、信息可視化等于一身。將4K技術應用于指揮中心，勢必為一體化指揮提供更好的可視化體驗。

　　1、4 K監控

　　4K監控系統已在安防監控領域逐步普及。它的超高清圖像、超寬廣視角及寬動態范圍可提供更多的可視化信息，是公安、交通等重要部門開展大面積、遠距離安全監控及道路安全管理的必要條件，可為日常監管與應急指揮提供了更可靠的決策依據。

　　2、4 K會議

　　會議系統是指揮決策必不可少的系統之一，而4K會議則提供更寬廣更精細的視覺。將4K應用于協同會議，可帶來極度逼真音視頻體驗，身臨其境的面對面會議體驗。

　　3、更大操作空間

　　使用4K級的辦公電腦，可為勤務調度或應急指揮中的業務處理提供更大的業務操作空間。操作員可將更多的常用業務界面同置于4K分辨率的顯示桌面上，減少在多個顯示器間切換觀看的頻度，提高工作效率，減輕操作員疲勞。

　　4 、更清晰的大畫面顯示

　　報告會議或協同討論時，要將PPT或文件推送到大屏上供大家觀看，PPT或文件通常要被放大至全屏顯示。以1個6x6的拼接屏為例，全屏顯示時通常需要將1080P的信號源放大36倍，造成PPT或文件內容的模糊。而同等條件下4K信號僅需被放大9倍，使得內容圖像仍能夠保持高清晰和銳利。

　　5 、 超高分辨率 信息可視化

　　指揮系統中GIS、大數據可視化等超大分辨率顯示應用不可或缺。隨著硬件系統的提升，圖形工作站4K輸出的成本降低，使得高分圖像的產生更加容易。而4K陣列處理技術為超高分顯示提供了更為優化的解決方案，僅需要使用原來高清陣列采集1/4的設備，即可實現相同分辨率高分畫面的上屏顯示。成本的下降將更有助于可視化指揮系統的普及。

　　4K在指揮系統中應用的挑戰

　　作為指揮中心之眼的大屏系統，為4K可視經應用提供了良好的先決條件，其拼接的超高物理分辨率，使得4K圖像高畫質可以充分發揮，在可視化指揮帶來更多的應用價值同時，也對顯示系統提出的前所未有的挑戰。

　　1、處理性能

　　4K視頻如要實現真正的點對點處理，1路視頻信號的處理能力至少需要1080P的4倍，按3840x2160@30fps計算，每秒鐘需要高達2.49億像素(1080P為6200萬)。而作為指揮中心，通常接入信號數量巨大，隨著4K前端設備的普及，對上屏顯示路數的要求也會越來越高。這也對大屏控制系統的處理能力提出極大的挑戰。集中處理多路4K視頻將對硬件有極高的要求，才能保證顯示性能，達到良好的效果。分布式的架構或對4K視頻的處理更有優勢，在保證處理能力的前提下，規?？蔁o限擴展。

　　2、傳輸

　　目前對于4K視頻信號的傳輸多采用HDMI或DP線纜，但傳輸距離受限，難以實現遠距離傳輸。1路3840x2160@30fps視頻原始圖像帶寬達6Gbps，如何實現長距離傳輸也是巨大的挑戰?，F有4K長距離傳輸或采用無壓縮與壓縮兩種方式。無壓縮方式直接傳輸原始圖像數據，消耗帶寬巨大，通常采用光纖、SDI或多根雙絞線并行傳輸的方式。壓縮方式多采用H.264或H.265編碼，傳輸帶寬僅需幾十兆，配合分布式網絡傳輸，可以更低的成本實現長傳。

　　4K 我們已準備好

　　為滿足新時代可視化指揮建設需要，MicsView已為4K接入做好準備。MICS7000系列云節點已可完美支持4K視頻信號接入，高品質畫質處理保證了4K信號極清之美，超低帶寬占用解決了4K傳輸難題，無需昂貴的長傳設備或視頻線纜，僅需1根CAT6即可實現4K信號的高品質接入與跨地互聯共享，充分發揮指揮信號中的4K信號應用價值。

　　上海寰視網絡科技有限公司(MicsView)成立于2010年，自公司創立，一直專注于大屏分布式拼接技術的研究和開發，是一家專業提供大屏分布式拼接產品、視訊控制行業解決方案、 可視化云平臺應用以及大屏顯示網絡化創新應用產品的國家高新技術企業。作為大屏分布式拼接技術的領導者和傳統大屏網絡化創新應用的先行者，MicsView一直致力于為用戶提供最佳的可視化解決方案!

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