新京報快訊（記者 張璐）2020年度國家科學技術獎勵大會11月3日在北京舉行。“超高畫質影片多型基元編解碼關鍵技術”專案獲國家技術發明獎一等獎。
這項技術將如何助力冬奧？未來8K、16K等超高畫質影片將給公眾帶來哪些不同的體驗？對此，專案第二完成人、北京大學計算機學院教授馬思偉接受新京報記者採訪進行了解答。
十年攻關，扭轉落後受制局面
“此次我們獲獎專案的前身歷史比較久，我們從2002年就開始做相關研究攻關。當時，國家正面臨著影片編解碼技術專利的匱乏。”馬思偉說。
影片編解碼是數字電視與網際網路等超高畫質影片產業的核心支撐技術。這項技術就是將超高畫質影片資料進行大幅壓縮編碼，透過網路傳輸到使用者終端，再解碼還原清晰度。長期以來，中國該領域技術標準的國際話語權缺失，產業大而不強。
2002年，DVD產業在中國發展迅速，但中國相關的專利技術起步晚，應用的是國際標準技術。一臺DVD售價約為200元人民幣，出口時被索要高額專利費，對方還進行技術回溯，導致我國DVD產業遭受打擊。
在這一背景下，專案第一完成人高文教授組織成立了數字音影片編解碼技術標準(AVS)工作組，致力於制定掌握自主智慧財產權的音影片編解碼技術標準。“我們大概用了10年的時間，在高畫質時代一舉扭轉了我國廣播電視系統長期依靠國外技術的局面，建立了具有完整自主智慧財產權的廣播電視數字傳輸體系。”
第三代標準將助力冬奧5G+8K轉播
2008年後，超高畫質影片成為主流，幀率、色彩精度等影片質量引數越來越高，影片的資料量也越來越大。“8K的超高畫質影片，1秒的資料量可以達到8GB，如果影片不壓縮，難以傳輸。同時，資料量大也帶來了儲存的問題。”
從2008年到2018年，團隊用十年時間完成了高畫質到超高畫質的技術迭代。其中，“第二代影片編碼標準(AVS2)”主要面向4K超高畫質影片的壓縮，壓縮效率可達到300倍，使用AVS2技術進行壓縮的影片所佔用的儲存容量，比上一代技術減少了50%。
馬思偉說，在攻關過程中，團隊遇到的第一個問題就是提高編碼效率，這就需要更高效的演算法。“雖然獲獎的主要完成人只有六個人，但背後有很多的團隊成員為之付出了努力。”他說，第二道難關是將技術標準“落”在超高畫質影片實時編解碼器上。“這正是電視臺轉播所需的裝置。超高畫質影片資料量非常大，要進行實時超高畫質電視傳輸，需要短時間內把資料處理好，保證視覺質量，因此需要做好平行計算、並行處理的編解碼技術。同時，專案團隊還要將解碼晶片做出來。
“目前我們看到的央視4K頻道、央視8K頻道以及相關的超高畫質電視、機頂盒等產品，都應用了我們的標準，或者用了基於我們的技術所做的晶片。”
2022年北京冬奧會將採用5G+8K超高畫質轉播，5G+8K超高畫質直播系統近日也在“十三五”科技創新展亮相。馬思偉說，這是央視牽頭的科技冬奧專案，目前轉播已經基本準備就緒，轉播裝置、編解碼器、機頂盒等應用的標準就是北大團隊2019年3月完成的“第三代影片編碼標準(AVS3)”，將保證冬奧8K影片在5G網路下流暢清楚地傳輸出來。
已經探索16K、32K影片編解碼，可用於虛擬現實體驗
儘管公眾剛剛開始熟悉8K，但團隊的腳步更加“超前”。“針對未來16K、32K等更高畫質晰度的影片編解碼，我們已經在探索中了。”
馬思偉說，16K、32K等超高畫質影片面向未來虛擬現實的應用，為公眾帶來更強烈的臨場感和沉浸感。此外，戶外大屏也有非常高的解析度，也可以播放16K、32K影片節目。
他舉例說，大家戴頭盔體驗虛擬現實覺得頭暈，一方面是因為頭盔比較重，對此，顯示技術正在提升；另一方面是覺得視覺效果不好，這就是影片解析度精度不夠造成的眩暈感。如果使用16K影片，將對感受效果提升有很大的幫助。
“當然影片編解碼的難度也相應提升，對此，團隊正在更新演算法處理，我們把它定位成將來的第四代影片編碼標準(AVS4)。”他說。
新京報記者 張璐
編輯 劉茜賢 校對 李世輝
