11月3日,国家科学技术奖励大会在北京召开,由中国工程院院士、北京大学教授、AVS工作组组长、鹏城实验室主任高文教授牵头,北京大学深圳研究生院、华为参与完成的“超高清视频多态基元编解码关键技术”项目,获得2020年度国家技术发明奖一等奖。

事实上,2018年我国首个超高清频道CCTV-4K开播、2021年国际首个以4K超高清和高清标准24小时上星的奥林匹克频道CCTV-16开播,都离不开这一“黑科技”的强劲支撑。2022年北京冬奥会,它还将以令观众惊艳的面孔亮相,带来前所未有的观赛体验。

困境求生,20年自主研发破解“卡脖子”难题

“超高清视频多态基元编解码关键技术”是我国自主研制的数字视音频编解码技术标准化(AVS)的基础核心技术,突破了传统视频编码和计算框架,形成了完全自主的编解码技术体系。高文院士对此曾有一个形象的比喻:“运输一个装满水和鱼的鱼缸,运输时可以仅保留最少的水,‘放水’即为编码压缩,‘重新添水’为解码重建。”

11月5日,记者见到了刚刚从北京返深的项目主要完成人之一、北京大学深圳研究生院王荣刚教授,他回顾了中国超高清视频技术迄今长达20年的自主探索之路。

“标准”就是“生态”,决定了信息传输从“源端”到“终端”的全链条技术定位、产品规格等产业生态——很长时间里,国际上采用的是欧洲、美国、日本主导的标准。2002年,一批国产DVD因采用未经授权的编解码标准,在海外入关时被要求缴纳巨额知识产权费,只能被迫全部沉海丢弃,国产DVD出口也一蹶不振。

痛定思痛,2002年年底,高文教授即接受工信部委派着手组建AVS工作组。这一年,尚在攻读博士的王荣刚加入工作组;2010年,他投身北京大学深圳研究生院,跟随高文院士,继续从事高清视频编解码技术攻关,如今,担任北京大学深圳研究生院数字视频编解码技术国家工程实验室交互媒体研究室负责人。

扬帆奋进,让中国超高清电视频道用上“中国造”

中央电视台拟在2018年国庆节上马国内首个4K高清电视频道,得知消息,师生们倍感振奋,“要让中国的超高清电视频道用上‘中国造’。”

然而,虽然4K编码的算法问题已取得阶段性突破,但直到2014年,编解码技术在实时计算层面依然没有攻克。团队又历时4年,研发了上百个快速算法,同时和华为等合作伙伴密切配合研发实时解码芯片,终于在2018年国庆前,研发成功基于自主标准的超高清实时编解码器,实现了计算架构突破。

王荣刚说:“20年间,工作组相继推出三代标准,第一代面向高清应用,第二代突破4K,第三代聚焦8K,中国也从跟随者走向了全球引领!”

团队突破传统视频编码和计算框架,形成了完全自主的编解码技术体系,主导制定超高清视频编码标准GB/T 33475.2-2016等系列标准。2016年5月,AVS2颁布为广电行业标准,同年底颁布为国家标准;2018年4月,全球超高清联盟将AVS2采纳为国际通用格式;2018年国庆节,自主技术支持的我国首个超高清频道CCTV-4K顺利开播!今年10月25日,央视奥林匹克频道CCTV-16开播上线,这是国际上首个以4K超高清和高清标准24小时上星同步播出的专业体育频道。

2019年,我国又率先发布面向8K超高清的新一代编码标准AVS3,同时,华为海思在全球首次发布的8K-120P超高清解码芯片,引领了新一轮编解码芯片产业升级,构建出“技术标准-芯片终端-系统应用”的完整8K产业链,我国8K超高清视频产业全球领先发展的新局面全面开启。

走向先导,北京冬奥会将实现全球首次8K交互视频直播

北大深圳研究生院数字视频编解码技术国家工程实验室深圳分室拥有近500平方米的洁净实验室,拥有各类高性能3D和影视平台仪器……“主要成员近3年在顶级期刊和国际会议发表相关高水平论文100余篇,申请/授权国内外发明专利100余项,一些成果已被华为、腾讯、创维、华星广电等企业采用和转化。”

在办公室里,王荣刚还展示了基于8K技术的VR眼镜,它带来的是一个自由视点的视频交互体验,观众可360度移步换景,获得观赛的“上帝视角”。据透露,北京冬奥会将成为全球首个可以实现交互式超清晰虚拟现实和自由视点视频直播的盛会。

元宇宙时代已经开启,该技术与5G、虚拟现实技术结合,可以在广播、电视、交通、医疗、工业互联网等众多领域,为数字经济时代的新发展强力赋能。王荣刚介绍,“仅国家工程实验室深圳分室目前就拥有一支150余人组建的科研队伍,数千名科研工作者20年来薪火相传,才凝聚为今天的成果。”他说,这也是项目组献给北京大学深圳研究生院建立20周年的贺礼,自己衷心祝愿北京大学和深圳市政府的合作在新的起点上不断取得新突破。

(记者 李丽)

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