Видеонаблюдение 4К vs FullHD

Относительной новинкой на рынке видеонаблюдения являются IP-камеры формата 4К с разрешением 3840x2160 точек или 8,85 Мп. Данные камеры обеспечивают кристально чистое изображение с глубокой проработкой деталей и по этому параметру превосходят камеры традиционных форматов D1 (704х480), 720p (1280х720) и FullHD (1920х1080).

Казалось бы, имея столь явное преимущество в решении основой задачи видеонаблюдения, 4К-камеры не должны иметь альтернативы для пользователей — а так ли это на самом деле? Давайте разбираться вместе.
Сравнение 4К-камер мы будем проводить с камерами формата FullHD – наиболее продвинутыми камерами высокой четкости (HD) с разрешением 1920х1080 или 2,1 Мп.

Видеонаблюдение 4К и FullHD – сравнение по параметрам

• Разрешение
  

  
  

  Разрешение 4К-камер составляет 8,85 Мп, что более чем в 4 раза превышает разрешение камер FullHD (2,1 Мп). Столь высокая детализация 4К-изображений позволяет без проблем распознавать лица или автомобильные номера с расстояний, недоступных FullHD-камерам. Иными словами, 4K-камеры  существенно более информативны в многолюдных местах (стадионы, улицы, концертные площадки и т.п.), где каждая деталь имеет значение. И, наконец, благодаря большему охвату, одна 4К-камера может заменить две и более камер меньшего разрешения при контроле одной и той же площади.



• Оптика

  4К-камеры снабжаются 8 Мп-объективами, которые существенно дороже по цене, чем объективы для FullHD-камер. При этом они имеют большие размеры и представлены на рынке ограниченным числом моделей, так как производятся лишь одним-двумя вендорами. 



• Матрица

  Каждый пиксел 4К-матрицы в 4 раза меньше по сравнению с пикселом FullHD матрицы того же размера. А меньший размер пиксела – это меньшая светочувствительность, особенно критичная в условиях слабой освещенности. В затемненных условиях реальное 4К-изображение проигрывает по передаче цвета и детализации FullHD-изображению.



• Видеоаналитика

  4К-видеонаблюдение в силу высокого разрешения предоставляет существенно больше данных для видеоаналитики, но и требует значительно более высоких вычислительных мощностей.



• Сетевое оборудование, мониторы, процессоры

  4-кратное увеличение объема видеоданных 4К-видеонаблюдения требует соответствующего увеличения минимальной пропускной способности потокового видео до 12 Мбит/с, в то время как для FullHD видеонаблюдения достаточно скорости  4 Мбит/с (для кодека Н.264).

  Данное условие существенно увеличивает нагрузку на всю систему приема-передачи видеосигнала (коммутаторы, линии связи, устройства записи и воспроизведения изображения и т.д.), а также требует создания отдельного выделенной сети, так как 4К-камера может «съесть» всю доступную пропускную способность, не оставив ничего для других сетевых функций.  Более того, придется строить гигабитную локальную сеть, так как стандартным Ethernet-подключениям такая нагрузка будет явно не по плечу. Также вполне очевидно, что при нынешних скоростях организация 4К-видеонаблюдения через интернет для абсолютного большинства пользователей просто нереальна.

  Для просмотра 4К изображений и видеоаналитики необходимы более мощные графические адаптеры, видеокарты и процессоры, а также увеличенные хранилища видеоданных и 4К-мониторы. На мониторах меньшего разрешения нивелируются все преимущества 4К- детализации и изображение становится эквивалентным снятому 2-мегапиксельной камерой FullHD. 

Выводы

Сравнительный анализ параметров 4К- и FullHD-видеонаблюдения показывает, что на сегодняшний день использование 4К-видеонаблюдения ограничивается целым рядом важных факторов:

✓	необходимостью объемных хранилищ при записи и существенных вычислительных мощностей при декодировании видеопотоков;
✓	необходимостью замены всех компонентов видеонаблюдения (видеокамер, регистраторов, мониторов, коммутаторов) на 4К-формат, что связано с многократным увеличением общей стоимости системы;
✓	недостаточной частотой кадров (15 вместо 25-60 кадров/с), особенно при наличии нескольких видеопотоков;
✓	высокой стоимостью 8 Мп объектива, зачастую сравнимой со стоимостью самой камеры;
✓	новизной кодека H.265, используемого для передачи 4К-видеоизображения — пока немногие разработчики ПО реализуют этот кодек в своих продуктах;
✓	худшей (по сравнению с FullHD) реальной детализацией изображения в условиях слабой освещенности,  даже с применением дополнительных алгоритмов обработки видео.

Учитывая ограничивающие факторы, перечислим случаи, при которых сегодня действительно обосновано использование 4К-видеонаблюдения:

✓	наблюдение за удаленными объектами с помощью панорамных камер;
✓	наблюдение за местами массового скопления людей (стадионы, парковки, супермаркеты и т.п.), для которых важно иметь детализированное видео при расследовании инцидентов и происшествий;
✓	при решении задач, когда выгодней установка одной 4К-камеры вместо двух (и более) камер с меньшим разрешением.

Мнение эксперта

Алексей Прищепо, директор компании ТЕЛЕКАМЕРА:

− С развитием и удешевлением IT-технологий и коммуникаций, будущее – безусловно за 4К-видеонаблюдением, на данный же момент 4К-формат имеет больше «минусов», чем «плюсов».  В частности, стоимость 4К-системы, с учетом всей необходимой инфраструктуры, существенно выше стоимости уже традиционной FullHD-системы. Добавьте к этому проблемы 4К-видеонаблюдения в условиях недостаточной освещенности, недостаточную частоту кадров, ограниченный выбор оптики и др. — по совокупности финансовых и технических факторов, а также из соображений разумной достаточности, многие практики отдают предпочтение FullHD-системам.

Из собственного же опыта работы могу с уверенностью утверждать, что в большинстве практических случаев использование 4К-видеонаблюдения не требуется. Например, для организации видеонаблюдения в офисах, магазинах, переходах и видеоконтроля большинства входных групп различных объектов вполне достаточно камеры c разрешением 1-2 Мп,  а для контроля больших площадей (парковки, торговые центры и т.п.)  − камер с разрешением 3-6 Мп, установленных в более высоких точках.