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无人机行业真的需要8K标准吗?

发布日期:2019-11-29  来源:dronelife我要投稿我要评论
无人机行业真的需要8K标准吗
 
          全球无人机网(www.81uav.cn)报道:来源国外媒体, 2004年,索尼发布了世界上第一款低成本高清相机,名为HVR-Z1U。这款相机采用了标准的1/3英寸成像仪,将1440×1080像素(变形/非正方形)压缩到传感器上。这也是世界上第一个使用MPEG2压缩方案的专业相机,颜色样本为4:2:0,并使用GOP帧推进方法,这项新技术为更高的分辨率和最终更高的帧速率奠定了基础。

它的“父亲”是CIENALTAHDWF900,它提供了三个2/3“CCDS”,这是几年来电影制作的行业标准,捕捉诸如“星球大战前传三部曲”、“曾经在墨西哥”、“真实钢”、“明日之地”、“阿凡达”、“Spykids”(1和2)等许多热门作品。新的HDV格式源自HDWF900中的类似技术,并为非常高端的相机技术奠定了基础,使其逐渐渗透到消费者的空间。

随着时间的推移,相机工程师们发现了在小成像仪上同时放置更多像素、将像素进行分类或使用其他技术来提高小表面上的捕获分辨率的方法。压缩工程师们开发了新的压缩方案,提出了AVC(h.263)、MP4(h.264)和现在的HEVC/高效视频编解码器(h.265)等,还有一些方案很快就会公布。

这就把我们带到了现在。

我们需要大约四倍的像素才能达到两倍的分辨率,所以从SD跳到HD是有意义的,而从HD跳到UHD/4K则更有意义。遵循这个主题,跳到6K是有意义的,跳到8K是完美的理论,并且接近人类眼睛分辨信息的能力的最大值。

在2018年NAB大会上,索尼和黑魔法设计公司(BlackmagicDesign)都展示了8K摄像头,在这一时间段内,其他公司也纷纷效仿。

在CommUAV和InterDrone期间,有几个人问我对6和8K分辨率的看法。几乎所有人都震惊了,因为我表达了对格式的热情。

——“不可能编辑。”

-“文件很大。”

–“没有计算机可以管理它。”

——“没有地方可以播放8K的镜头。”

——“除非坐在离屏幕很远的地方,否则人类的眼睛无法分辨这种分辨率。”

-“数据卡不够快。”

等等。

这些评论和我们预测的相机产业从SD向HD,从HD向4K转变的速度是一样的,换言之,我们以前也来过这里。

摄像机是采集设备。出于同样的原因,主要的电影都是以尽可能高的分辨率拍摄的,同样的原因,随着相机分辨率的提高,摄影师们也会非常兴奋,UAS摄影师也应该如此。分辨率越高并不意味着图像质量越高。更大的传感器尺寸也不会提高图像质量。总的来说,高分辨率的系统通常能转换成高质量的图像。

传感器尺寸对本次讨论有些重要,但并不完全重要。近20年来,相机行业一直在将越来越多的像素打包到同一个物理空间中,而不用担心噪音的增加。此外,与过去相比,更好的噪声采样/降低算法,特别是来自索尼(Sony)和安巴雷拉(Ambarella)这样的OEM公司的算法,已经允许更大程度的噪声降低。像索尼A7RIV和更早的相机提供了32000的几乎无噪音的ISO!

当然,传感器的尺寸各不相同,但我们会发现大多数无人机使用1/2.3或1英寸传感器。(分别为浅蓝色和绿松石大小,如下所示)。

无人机行业真的需要8K标准吗

“想象一下,一架配备8K摄像头的无人机正在视察一座通讯塔。分辨率很高,
因此低分辨率下可能会遗漏的锈迹、点蚀、剥落或其他损坏的小斑点,或分辨率更高时人眼变得明显。”

为什么高分辨率会转化为更好的成品?

一般来说,我们会将视频或照片下采样到较小的送货车上,原因只有一个。在广播中,4:2:2的未压缩颜色方案是圣杯。然而,大多数UAS相机采集的是4:2:0的颜色/色度样本。然而,一个4K的捕获,在交付时减少到1080,提供给摄像师同样的“圣杯”颜色模式4:2:2!

当我们进入6或8K时,会出现类似的结果。8K向下转换为HD提供4:4:4颜色样本。

 修剪

我们获得了裁剪后编辑/交付以重新组合图像的能力,而无需担心分辨率丢失。这意味着,尽管飞机可以拍摄宽镜头,但只要传送比源/采集捕获小,图像可以在后期重新构成更紧密的图像。例如,为1080次传送拍摄4K意味着可以在不损失分辨率的情况下裁剪多达75%的图像。

无人机行业真的需要8K标准吗
 
如上图所示,在较新的笔记本电脑上编辑8KHEVC流是完全可能的。如果没有大量的RAM和一个好的显卡,性能就不是最优的,因为HEVC需要相当大的马力来解码。更重要的是,我们可以通过深度重组来编辑图像。此外,我们还有更多的像素可以使用,提供更大的颜色校正、颜色计时和深度/饱和度。

为了公共安全,这是无价的。8K拍摄提供了很好的放大/裁剪场景的能力,并在高清或4K传输中提供更大的细节。

对于检查、施工进度报告等也可以这样说。用户可以以高分辨率捕获并以低分辨率交付。

6和8K分辨率的另一个好处是动态范围的增加。虽然小传感器只能提供动态范围的小幅度增加,但小幅度增加比不增加要好。

为了解决其他关于6K和8K分辨率的问题,人眼可以看到大约40megapixels,这与年龄有关。8K大约是33百万像素。然而,人眼在表面上看不到相同的分辨率。我们的眼睛中心大约有800万像素,而外边没有那么深。高分辨率确实在光谱中提供了更大的平滑度,因此我们的眼睛看到的是更平滑的运动图像。

 超越人类的眼睛

更高的分辨率远远超出了人眼的范围,适用于“计算机视觉”,有利于映射、三维建模和其他类似的应用。一般来说,像素越多,平滑度和几何度就越高。随着技术向人工智能的深入发展,更高的分辨率和更高效的编解码器变得更加重要。想象一下,一个配备8K摄像头的无人机正在视察一座通讯塔。分辨率很高,因此低分辨率下可能会丢失的锈迹或其他损坏的小斑点,或分辨率更高时人眼变得更明显。现在想象一下,为人工智能辅助检查报告提供输入的更高的分辨率可能会通知操作员或经理任何问题。我们的技术正在超越人眼的分辨率,这是有充分理由的。

数据存储

来自6或8K相机的文件相对较小,特别是与未压缩的8K内容(每小时9.62TB)相比。被称为“编解码器”的压缩格式多年来一直在改进,并稳步向前发展。例如,当压缩第一次以物理形式出现时,我们看到了用DVD传送的好莱坞电影。然后我们看到高清的蓝光。磁盘格式的传输已经死了,现在我们已经通过了MPG2、AVC、AVCHD、H.264和现在的H.265/HEVC。在不久的将来,我们将看到更多的压缩方案有利于我们的工作流程,无论是通过流媒体传输还是通过thumbdrive。VVC或“多功能视频编解码器”将是8K编解码器的下一个大项目,计划于2022年初推出。

非传统的h.264和h.265/HEVC目前正被用作压缩6和8K流的传输编解码器。8K已经成功地(在测试环境中)以低至35Mbps的速率进行了视频点播,而NHK已经将传统传输的标准设置为100Mbps。使用这些编解码器,将流向下转换以查看OTA/空中传送到平板电脑、智能手机或地面站控制器已经成为可能。我们不太可能看到8K从无人机流到GSC。

U3数据卡当然已经为6和8K分辨率/数据流做好了准备;压缩是实现这一点的原因。KenDao8K和Insta8K360相机都在U3卡上录制,目前市场上有售。

一般消费者在家里的屏幕上看到8千块还需要一段时间。然而,在使用8K时,为广告而交付的8K,与武器、Monstro、Helium或其他相机格式拍摄的大格式画面相匹配可能会减少时间消耗,即使是从UAS上携带的较小的相机格式(这些相机可能很容易携带在重型UAS上)。

专业的无人机飞行员将从5、6或8K摄像机中受益匪浅,不应羞于测试格式。是的,这是航空和视觉技术不断变化时代的又一个范式转变。毫无疑问,这些更高的分辨率为任何最终产品提供了更高的质量。做好准备;2020年是在我们的专业和个人努力中使用的三脚架上安装5、6和8K摄像头的一年,我个人非常期待。

无人机行业真的需要8K标准吗

作者:道格拉斯斑点鹰是圣丹斯传媒集团的创始人和教育节目总监。SMG是sUAS行业的顾问,提供有关sUAS主题的培训和演讲:无人机电影摄影、商业和基础设施sUAS应用、sUAS风险管理、夜间无人机飞行、空中安全系统和107次培训。若要了解有关编解码器、压缩/解压缩、优化捕获和流式处理数据的更多信息,请咨询在线、我们的培训设施或您办公室中的“破解相机代码”研讨会中的培训和课程。

 
本文链接:https://www.81uav.cn/uav-news/201911/29/66127.html
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