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2018年11月29日下午，第六届中国网络视听大会范围最大的分论坛--“更明晰 更美丽 更保险--AI重塑视频内容新时期展开论坛”胜利召开。论坛由光明网、国度广播电视总局广播科学研讨院、数码视讯科技集团共同主办，吸收了业界300余名行业专家，共同讨论AI与4K这两大内容新时期的行业焦点方向。 作为论坛主办方之一，数码视讯科技集团由融媒体事业部总经理王雪发表了紧扣论坛主题的演讲，从4K的内容、应用、产业化生态等多个角度动身，剖析问题并论述了新时期AI关于4K产业的效劳和赋能，层层递进，提出了三个中心点：应用于内容修复和4K重建的“AI视频算法族”、应用于4K视频传输的动态紧缩、无损传输和终端场景重构的“AI传输应用处置计划”、应用于树立水印信任体系和司法效能的“水印信息认证中心”。以下，复盘并解读在大会提出的这三点“干货”内容。 一、如何处置4K内容少的问题
图一 AI效劳4K内容，处置供需矛盾 AI视频算法族是数码科技提出的一系列用于提升视频质量的AI算法，其中，最典型的超分辨率、增强、恢复、修复这四种AI算法，能够从客观指标和客观观感两个方面，提升视频的质量。适用于老片创新、高清转4K、伪4K增强至4K等方面。以下这个应用实例，就是AI视频算法族的一个实践应用场景，最终将老电影重建为4K内容，主、客观指标均抵达央视4K规范。
图二 AI视频算法族的应用实例：《13朵玫瑰》4K化 1.超分辨率算法 将低分辨率视频重构成高分辨率视频。相比于很多企业了解的“上变换”，AI超分辨率处置运用了深度学习技术，可经过特征提取，特征维度变换，非线性链接，映射，反卷积放大等过程，并经过神经网络处置，能够让视频在提升分辨率的同时，取得与分辨率同等级的画质。而上变换仅仅是经过像素的简单复制与突变，来填充由于分辨率拉伸而呈现的画面空缺。需求特别强调一下的是，基于深度学习的特性，针对不同类型的内容，分别树立了不同的AI超分算法库，如旅游、动漫、运动等，让超分算法在各自专精的视频范畴成熟和精进。
图三 AI超分的实例《圣斗士星矢》 2.AI视频增强算法 从客观和客观指标两个方面，对内容中止二次提升的增强算法，如去噪，经过噪点捕获及填充技术，中止全图去噪，让画面更明晰；色域变换，将BT/709映射为BT.2020，使图像颜色更丰厚；智能插帧，将25/30帧的节目变为50/60帧，使画面更流利；动态转换：将SDR变换为HDR；让画面对比更激烈等等。经过种种技术的分离运用，提升内容质量，也提升了内容价值。
图四 AI视频增强的实例《生命礼赞》 3.视频恢复 对一些由于过爆、编码错误等招致画面失真的视频，经过AI辨认和剖析，智能恢复颜色、景深等，对失真画面中止逆向修复。关于老旧视频的创新具有很好的效果。
图五 AI视频恢复的实例《三国演义》 4.视频修复 关于视频中的毛刺，马赛克等缺失画面信息，深度锻炼后的AI修复算法经过比岁周围像素信息，基于图像特征数据，生成所缺失部分内容。从而抵达画面的完好，明晰，流利。假如视频增强、视频恢复等技术属于“如虎添翼”，那么视频修复就绝对称得上“无中生有”。不外视频修复的效果与算法的成熟水平（不同的联想与生成战略），学习锻炼的数据量（需求大量数据锻炼才干取得比较良好的画面特征感知效果），还有画面自身细节变更的丰厚性具备强相关性，所以，还有不时的优化、进步空间。
图六 AI修复的实例《北京一隅》 二、如何处置4K内容传输和应用的问题
图七 AI效劳传输与应用 实践上，4K内容的大码率不时是它的阿克琉斯之踵，限制了它更普遍的应用。固然从H.264/AVS+到H.265/AVS2，编码格式的不时提升一次次试图处置图像码率的问题，但是高紧缩率带来的不只是更低的节目带宽，同时还有不可避免的图像质量损失。这个章节的内容，是从内容端到传输链路再到终端，分离AI技术，提出统筹图像质量和视频码率紧缩之间的均衡点的处置计划。 1.AI动态紧缩的前端视频深度紧缩技术 AI动态区域紧缩是其中一个处置计划。计划的中心机想，是在前端经过对画面中运动目的的监测，动态地、分区域地调整同一个画面中不同部分的紧缩码率。快速运动部分的信息量大，就采用相对高的紧缩率；慢速运动或者静止部分的信息量小，就采用相对低的紧缩率。然后依据画面的不时变更，持续调整多种紧缩率的比例和区域，某种水平上其原理就相当于单个节目的统计复用。 经过这种方式，在尽量保障4K内容质量的前提下，抵达最大的图像紧缩率，尽可能地降低传输带宽，从一个侧面上处置4K节目传输难的问题。
图八 AI效劳前端视频紧缩：基于运动目的检测的深度紧缩视频编码 2.AI浅紧缩的4K无损传输技术 4K现场直播是4K内容的一大重要来源，特别是大型活动的现场直播，好比演唱会或者体育竞赛，这些由于其内容特殊性，是最先展开4K化尝试的。不外由于4K内容编辑的复杂性远超高清，所以目前现场编辑的方式成本过高，效率也不能让人称心，内容传输到后端中止编辑是目前的主流方式。为了进步内容效果，编辑的素材越明晰，效果越好。而这又提出了4K的超高码率与现有传输系统不匹配的问题，好的内容传不回来，或者传回来质量达不到4K，做不出好的4K节目。
图九 4K现场直播场景 对此，前面提到的AI视频动态紧缩是一个处置计划方式，那是在前端去处置。这里，基于AI浅紧缩技术的4K无损传输是另一个处置计划，是在传输环节想措施。 假如是在质量优先的指导思绪下，就需求尽可能地把现场素材完好的传回去，尽量不在前端中止有损画面信息的猛烈图像紧缩。因而这里提出了基于AI视频特征战略以及SMPTE ST 2110，2059-1/-2，2022-6等浅紧缩规范的基带化IP传输计划，能够把现场采集到的基带信号在尽量不损失画面信息，或者损失那些易恢复的，人眼难以察觉的的画面信息前提下，由基带信号转化为合适远距离传输的IP信号，经过光纤等方式传回前方编辑中心。实践上这种方式的雏形，国外同行在之前的法国欧洲杯就曾经开端了尝试，紧靠浅紧缩规范中止转化就能够取得很好的效果。而在AI视频特征战略的辅助下，能够抵达同质量下更大的紧缩力度，或者同带宽下更完好的视频信息保存。
图十 AI效劳4K无损传输：基于浅紧缩的4K无损传输 3.AI终端场景重构 事实上，很多状况下，拿到的内容或者传输链路都不受控制，质量达不到请求。这个时分就需求愈加灵活的视频质量保障计划，在终端尝试处置问题。为此，基于视频场景辨认的4K内容场景重构技术，能够把低质量内容消灭在最后一环。 简单来说，就是现场采集设备粗陋不要紧，传输网络狭窄也没关系，只需把画面中的关键信息传回来，配合AI图像场景重构技术，经过一系列的修复，超分等技术处置，能够把素材恢复到高清或4K级别，这样中止编辑制造后，也能够得到4K级别的内容。这种方式能极大地扩展4K内容的来源，同时也能够辐射到监控，探测等传统专业视频范畴，突破这些范畴里已有采集终端与传输链路对4K节目的限制。 同样，由于AI场景重构战略是基于深度学习技术的，所以依据不同的专业范畴，需求树立不同的算法库去中止锻炼提升，最后恢复的效果会越来越专业，越来越好。
图十一 AI终端场景重构 4.AI视频效劳于应用 上述三种传输计划，都是基于对视频内容特征和关键信息的辨认，经过AI算法，中止相关锻炼和剖析、处置。在这里，额外引申两种比较常见的，基于对视频AI辨认和剖析的应用： 1）基于人脸辨认的场景叠加：经过AI算法，能够愈加精密化的控制人脸特征、环境特征，然后匹配更优化的场景处置计划，好比试妆； 2）基于人脸的视频信息辨认：经过深度学习技术，能够更精准控制一段视频中的关键信息或者特定信息，进而配合应用系统，做更为精确的操作，如关键人物辨认、敏感信息辨认等。
图十二 AI效劳视频应用 三、如何保障4K内容生态的保险和健康展开
图十三 4K生态健康展开的保障 4K内容的稀缺性和高价值，事实上，会加速内容保险行业的进一步展开。市场上常见的两种内容保险管理技术--DRM和数字水印，正是从对内容盗版、盗播、盗用的“防卫”和“回击”两个层面中止保障。DRM，一套成熟的加、解密和受权体系，从技术和商业化两个层面上，目前都已逐步成熟、完善。China DRM的规范化，处置了技术壁垒，CDTA认证，规范了第三方认证的商业方式。而数字水印技术，目前在国内还处于各厂家独立展开的阶段，未构成商业体系。
图十四 数字水印 数字水印，一种在多媒体文件内嵌入数字信息的技术。经过“加水印”和“水印审定”两个步骤，能够快速比对并肯定视频的来源，是一种有效的“盗版溯源”的计划。特别在4K时期，内容的稀缺性从基本上反映出“盗版溯源”的商业价值。一个对盗版源有效的司法审定和追溯，带来的价值是庞大的。但在当下，数字水印的公司既是选手又是裁判，“加水印”和“审定水印”处于“自说自话”的状态，缺乏第三方监管与法律认证，无司法效能。 参考国外成熟的市场和DRM的胜利案例，一个牢靠的第三方水印信息认证平台，能够最大化数字水印的法律效能、打通水印的信任链条。 第三方水印信息认证中心，是规范水印规范的平台，也是对所加注的水印信息中止一次签名的平台。经过平台“签名”，认证企业“解签”的方式，保障了水印信息的客观、有效。
图十五 第三方水印信息认证中心--最大化水印的效能 四、“AI”视频战略
图十六 AI视频战略 “视频”是数码科技产品、技术、市场的中心聚焦点，是企业的“DNA”。“AI”视频战略是盘绕 “视频”中心定位，面向超高清时期更普遍的视频应用前景和市场，在自主算法、产品、平台的基础上，提出的让视频“更明晰、更保险、更畅通、更美丽、更轻松”的战略方向，以此为抓手，进一步更好地效劳于广电、政府、内容制造发行、教育、金融等行业范畴。 |
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