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随着我国改革开放的深入发展、经济的快速腾飞、人民生活的不断提升,人们对文化娱乐生活的用户体验也提出了更高的要求。超高清是未来10年国内外数字音视频重要发展方向,这为国内数字音视频应用产业带来了巨大的发展机遇。5G/Wi-Fi 6等无线网络带宽拓宽,各种应用正向超高清靠拢,其应用将广泛覆盖广播电视、文教娱乐、医疗健康、工业制造等领域,产业链上各环节未来皆可受益。
元宇宙(整合多种新技术而产生的新型虚实相融的互联网应用)概念点燃了消费者对沉浸式体验的无限期许。确切来讲,元宇宙是包括人工智能、机器视觉、物理仿真模拟、高性能计算等许多技术的融合,进而形成虚实交融的新业态。不同的技术,在元宇宙概念中找到结合点和应用点。从视觉体验的角度,沉浸式体验的关键要素包括了:
a、超高清分辨率+视觉无损图像质量;
b、从运动端到显示端的超低延时;
c、支持无线或有线的广连接。
这里,我将图像质量和编解码延时展开描述,也顺便回应一下最近收到的关于”为什么需要超低延时视频编解码“的问题。
首先是超高清分辨率+视觉无损图像质量,超高清视频带来的不仅是更高的图像分辨率、更清晰的视频质量,更好的用户体验,同时也使视频数据成几何式增长。只有通过压缩编码,才能满足超高清海量的数据传输。传统的视频编解码技术,如我国自主的编码标准AVS2、AVS3,国际编码标准HEVC、H.266等最新的超高清编码技术,都是侧重于解决高压缩比的压缩编码技术,一方面,为了实现高压缩,在一定程度上付出了图像质量下降的代价,另一方面,由高压缩复杂算法,引入了高编解码延时,一般超过1秒(广播电视用的4K编码器的端到端入网要求是3秒)。
其次,是编解码延时,视频编解码延时(Video Coding Delay)是指视频在进行编解码时,在视频采集、帧排序、视频编码、输出缓存、接收缓存、解码、显示/重排序等环节引入的延时。
根据所用的编码算法和工具的不同,这个延时的范围通常以帧为单位,可以从几帧到上百帧甚至更多。视频应用分为单向应用和双向(交互式)应用。典型的单向应用,比如广播电视,只要保持音视频的精确同步,从电视台到家里电视机的延时一般不影响用户体验,目前我国广播电视编码器的入网要求是编解码总延时在3秒以内。而对于双向(交互式)应用,则一般是延时越低体验越好。那么到底多低的延时才能保证用户体验呢?
根据美国麻省理工大学神经科学家的研究,人类可以在低达13ms的时间内完成一整帧图像的处理。而多伦多大学的另一份研究表明,从拖动鼠标到光标在屏幕上响应,只要超过11ms就会被察觉有延时。因此从人机交互角度,一般认为延时低于10ms可以认为是难以察觉。而随着机器视觉和AI的迅速发展,机器处理图像和视频的反应速度要远快于人类,这个时候对延时的要求就更高了,甚至要能达到毫秒级的延时级别,才能适应各种机器辅助的应用的需求。
而5G和WiFi-6等新一代无线通信技术的发展,各种应用的超高清化,则进一步扩大了超低延时编码技术的需求。超低延时视频编解码因为其延时要远远小于一帧,而因此传统的编解码算法、码率控制技术、软件处理技术都不适用,形成了有别于传统高压缩编解码技术应用的,双向强交互性的另一个细分市场需求。
作为一个从事数字音视频编码核心技术研究与应用近三十年的行业从业者,我为自己有幸亲历视频技术从标清到高清,再到超高清,从以单向应用延伸至广泛的双向应用的演变进化而感到十分的高兴,并愿意倾个人多年来在国外所学,全力参与超高清技术的产业化应用。广州柯维新KLC超低延时超高清编解码算法架构和芯片化实现的研究攻关历时三年,获得超出预期的成果。编解码技术覆盖轻压缩、中压缩,传输手段满足千兆以太网,5G/WiFi-6,毫米波无线等多种环境,为超高清强交互应用产业提供了超低延时超高清视频编解码技术路线和解决方案。作为一种基础性技术,其应用可覆盖AR/VR、无线显示、超高清无线图传、工业智能化(AI)、云游戏、云桌面、远程医疗等消费级、工业级、专业级应用领域。而伴随着网络的不断拓宽,超高清产业亟需业界通过不断创新,拓展超高清双向强交互应用在多领域、多场景的产业化应用模式,我们期待着与您共同拓展,合作共赢。
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