这项技术获国家技术发明奖一等奖,可助力冬奥会

时间:2021-11-04       来源: 网络整理

新京报快讯(记者 张璐)2020年度国家科学技术奖励大会11月3日在北京举行。“超高清视频多态基元编解码关键技术”项目获国家技术发明奖一等奖。

这项技术将如何助力冬奥?未来8K、16K等超高清视频将给公众带来哪些不同的体验?对此,项目第二完成人、北京大学计算机学院教授马思伟接受新京报记者采访进行了解答。

十年攻关,扭转落后受制局面

“此次我们获奖项目的前身历史比较久,我们从2002年就开始做相关研究攻关。当时,国家正面临着视频编解码技术专利的匮乏。”马思伟说。

视频编解码是数字电视与互联网等超高清视频产业的核心支撑技术。这项技术就是将超高清视频数据进行大幅压缩编码,通过网络传输到用户终端,再解码还原清晰度。长期以来,中国该领域技术标准的国际话语权缺失,产业大而不强。

2002年,DVD产业在中国发展迅速,但中国相关的专利技术起步晚,应用的是国际标准技术。一台DVD售价约为200元人民币,出口时被索要高额专利费,对方还进行技术回溯,导致我国DVD产业遭受打击。

在这一背景下,项目第一完成人高文教授组织成立了数字音视频编解码技术标准(AVS)工作组,致力于制定掌握自主知识产权的音视频编解码技术标准。“我们大概用了10年的时间,在高清时代一举扭转了我国广播电视系统长期依靠国外技术的局面,建立了具有完整自主知识产权的广播电视数字传输体系。”

第三代标准将助力冬奥5G+8K转播

2008年后,超高清视频成为主流,帧率、色彩精度等视频质量参数越来越高,视频的数据量也越来越大。“8K的超高清视频,1秒的数据量可以达到8GB,如果视频不压缩,难以传输。同时,数据量大也带来了存储的问题。”

从2008年到2018年,团队用十年时间完成了高清到超高清的技术迭代。其中,“第二代视频编码标准(AVS2)”主要面向4K超高清视频的压缩,压缩效率可达到300倍,使用AVS2技术进行压缩的视频所占用的存储容量,比上一代技术减少了50%。

马思伟说,在攻关过程中,团队遇到的第一个问题就是提高编码效率,这就需要更高效的算法。“虽然获奖的主要完成人只有六个人,但背后有很多的团队成员为之付出了努力。”他说,第二道难关是将技术标准“落”在超高清视频实时编解码器上。“这正是电视台转播所需的设备。超高清视频数据量非常大,要进行实时超高清电视传输,需要短时间内把数据处理好,保证视觉质量,因此需要做好并行计算、并行处理的编解码技术。同时,项目团队还要将解码芯片做出来。

“目前我们看到的央视4K频道、央视8K频道以及相关的超高清电视、机顶盒等产品,都应用了我们的标准,或者用了基于我们的技术所做的芯片。”

2022年北京冬奥会将采用5G+8K超高清转播,5G+8K超高清直播系统近日也在“十三五”科技创新展亮相。马思伟说,这是央视牵头的科技冬奥项目,目前转播已经基本准备就绪,转播设备、编解码器、机顶盒等应用的标准就是北大团队2019年3月完成的“第三代视频编码标准(AVS3)”,将保证冬奥8K视频在5G网络下流畅清楚地传输出来。

已经探索16K、32K视频编解码,可用于虚拟现实体验

尽管公众刚刚开始熟悉8K,但团队的脚步更加“超前”。“针对未来16K、32K等更高清晰度的视频编解码,我们已经在探索中了。”

马思伟说,16K、32K等超高清视频面向未来虚拟现实的应用,为公众带来更强烈的临场感和沉浸感。此外,户外大屏也有非常高的分辨率,也可以播放16K、32K视频节目。

他举例说,大家戴头盔体验虚拟现实觉得头晕,一方面是因为头盔比较重,对此,显示技术正在提升;另一方面是觉得视觉效果不好,这就是视频分辨率精度不够造成的眩晕感。如果使用16K视频,将对感受效果提升有很大的帮助。

“当然视频编解码的难度也相应提升,对此,团队正在更新算法处理,我们把它定位成将来的第四代视频编码标准(AVS4)。”他说。

新京报记者 张璐

编辑 刘茜贤 校对 李世辉

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