清华大学媒体与网络实验室“破解”超高清核心技术

未来五年全球消费电子领域最值得期待的技术是什么?5G和8K无疑是最热门的答案之一。

在业界看来，5G和8K是构筑IoT的两大基础要素。前者让IoT(Internet of Things，万物互联)时代到来成为可能，因为对于市场而言，5G不仅仅是网速的指数性提高，更重要是高速通信技术让设备之间、终端之间能够实现高度协同，人工智能的作用才能够得以发挥，并将深刻地改变今天的世界。而8K则让4倍于人眼的超高清时代到来成为可能，这个意义不仅仅是让我们看得更清楚，更重要的是屏幕将成为一切连接的重要入口，8K视频是连接的重要标杆场景，从而实现通信、广电、影视、教育、医疗等各行业、各领域的深入连接，进而深刻地改变我们的生活。两者结合将共同推动IoT万物互联时代的到来，催生难以想象的全新商业机会和巨大的商业市场。

在中国工程院院士丁文华看来，内容、网络、终端三方正在共同发力推动中国4K、8K超高清产业链的整体发展，未来5年将是超高清产业发展的黄金时期。

“信息视频化、视频超高清化”已成为全球大趋势

2020年出版的《5G+8K超高清国产化白皮书》显示，当今世界视频技术正经历从高清向超高清的演进。未来个人消费者网络流量的 80%以上和行业应用流量的 70%以上都将是视频数据。信息视频化已经成为大势所趋。

事实也的确如此，视频已经成为最具增长潜力的产业，不仅是消费需求驱动，更重要是信息演进的必然趋势。这个趋势的目标是“真实”，根据信息传播的原理，真实生活是最贴近人们需求的信息形式。相比于文字和图像，音频与视频的信息量更大，获取效率更高，当然，也更接近真实的生活。可预见的是，未来，视频将成为最主要的信息载体。而在更远的未来，VR、AR等将成为无限趋近于“真实”的工具，而这一切的背后是“视频越来越超高清化”。

由此将带来芯片、视频制作设备、存储设备、网络传输设备、显示面板、终端整机等产业链各环节产品的升级换代与流程再造，预计 2022年中国超高清视频产业规模将超 4万亿元。

清华大学媒体与网络实验室“破解”5G+8K的核心技术点

事实上，很多行业都对5G+8K提出了强烈的需求，比如智慧城市、远程医疗、自动驾驶等，都有实时回传的需求，都要求有超高清视频的分辨率，同时又能够通过5G结合人工智能进行图像识别和分析。随着技术的不断发展，5G+8K将成为众多行业的底层技术，首先爆发的场景可能就是各类大型直播。

2019年国际篮联篮球世界杯北京赛事，开启了全球体育赛事的5G+8K商业化转播的序曲  同年，新中国成立70周年期间新华社开启了5G+8K全链条实战直播  

2020年，两会期间，中国时政报道中首次“5G+8K+卫星”五地联动的两会直播;同年，国家大剧院全球首次舞台艺术8K+5G直播，实现了全球首次面向消费端的公网分发直播。

这些大型直播的背后，都有着同样一支技术团队在保驾护航，那就是清华大学媒体与网络实验室，他们自主研发的8K编码器系统是目前世界上唯一一个能够做到实时8K60fps HEVC标准全兼容的广播级软件编码器系统。

在实验室技术负责人章俊博士看来，5G+8K不同于以往视频转播，对技术提出了更高的要求。他领导的媒体与网络实验室通过前瞻性地研发8K实时编码系统，改变了超高清直播协调难度大、移动场景不易匹配、采集传输速率受限等现状，借助通用CPU处理器进行编码，在5G的“大带宽、低延时”环境下打造出一条超高清视频实时编码传输的高技术路径。

实验室算法专家陈馨瑶认为8K实时编码系统的另外一个技术优势就是该系统可以覆盖多种不同终端、适应不同网络环境，非常适合未来不同场景下的5G+8K视频编码传输需求。正是这种全标准全兼容的广播级软件编码器成功运用于多个不同的直播场景，让用户全方位体验到8K+5G带来的超高细腻画面带来的冲击力，为超高清视频采播的普及和推广摸索了示范应用经验、提供了参考案例。

实验室算法专家李吉生长期关注8K在商业运用层面的进展，他看到市场上已经有越来越多的手机可以适配8K视频，包括小米、三星等多个品牌的旗舰手机。可以预见，随着5G+8K的技术成熟，以及在各行业的应用，大众会越来越多地感受到科技给来的全方位的便利性和身临其境的感觉，

布局8K大势所趋，先行者将是先受益者

伴随着5G技术的到来，8K技术的发展也会随之大幅增长，相关的技术也会越发成熟，并且随着产业链的完善成熟，相应的使用场景和需求会不断增加，同时使用成本也会不断下降，成为各行业的基础设施。

所以，在5G的数字化前景下，布局8K产业是产业的大势所趋，先行者都将是先受益者。以清华大学媒体与网络实验室为例，他们长期以来一直专注于超高清智能视觉系统的捕获、拼接、处理、传输到最终展现等环节的优化算法和软硬件架构等研究，不断引领市场和技术发展，尤其是在视频编解码器算法、传输算法、拼接算法和芯片设计与研发等方面有着多年的积累，长期投入不断研发，从而形成了技术优势。

自2019年起，在实验室负责人、IEEE Fellow温江涛教授的带领下更是全力投入超高清计算视觉处理系统平台型技术的理论探索和研发，不仅积累了国际领先技术，更进行了大规模商业化实践和应用，将前瞻科技与真实商业场景有效结合，为超高清产业化高速发展进行了非常有价值的尝试，并为产业建立了行业标准。

《5G+8K超高清国产化白皮书》指出，中国将成为全球最大超高清市场，商业场景应用丰富多远、市场需求旺盛而充沛，接下来，创新将引领这个行业加速发展。