5G+8K超高清不是梦!新标准AVS3如何助力新广电业务的发展?

5月7日,第26届北京国际电视技术研讨会(ITTC2021)在北京正式举行,中国工程院院士高文介绍了AVS3标准对8K超高清发展的重要性及发展情况。本文为笔者依据当日演讲内容而作。

8K超高清不只是分辨率的提升,而是一种视频邢台的全面升级,如其理想帧率可达120帧/秒,也能支持10bit的高动态,还对全采样、宽色域的极大提升,因此能提供前所未有的极致视觉体验。

对于行业而言,8K能赋能于多种类的创行性应用,包括对广播电视、文教娱乐、安防监控、医疗健康、智能交通、工业制造等,能提供远程会诊、虚拟现实、精仪检验、航天探测等多样化的新应用场景。

8K超高清产业正在迎来重大的发展机遇,按照工信部、广电总局、央视总台联合印发的《超高清视频产业发展行动计划(2019~2022年)》,明确指出要按照“4K先行、兼顾8K”的路线,到2022年我国的超高清视频产业总体规模要超过4万亿元,4K产业生态体系基本完善,8K关键技术产品研发和产业化取得突破,届时超高清用户数达到2亿户。

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整体的超高清视频(4K/8K)产业生态体系主要包括核心元器件、核心层(内容制播设备、网络传输设备、终端呈现设备)、服务层及应用层四大部分。其中,显示元器件规模覆盖取得继续的增长,预计到2022年,我国8K电视机终端销售量占电视总销量的比例可超过5%,而2019年的中国8K市场渗透率只为0.05%。

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超高清视频将是5G的重点应用领域,在8K超高清视频直播、回传等场景中,为了保障视频制作域的画质质量,往往需要较高的上行带宽能力,这将成为5G在电视媒体行业应用创新的关键。

值得注意的是,当前实测5G CPE的上行速率不到100Mbps,而采用H.2652/AVS2的话,4K超高清视频制作域的编码速率为500Mbps,而8K速率为2Gbps,因此明显两者间存在较大的鸿沟。因此对于8K超高清与5G网络的技术挑战而言,需要实现对视频编码技术的提升,AVS3则成为了下一代标准体系的重心。

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AVS3作为新一代自主的音视频编码标准体系,其不仅是视频编码标准,还包含了对音频编解码的标准。当前对AVS3智能媒体编码体系的修订中AVS3-P2视频标准已在今年3月完成二阶段的FCD,AVS3-P3音频标准仍在制定中,12月可将完成3DoF广电/流媒体最终文本。

AVS3相较于H.266早了近一年完成,其主要面向8K视频需求,更能解决8K的压缩难题,因此实现了广电领域内的领跑。在面向8K、VR谁问你个视频应用中,其编码效率比AVS2提升了一倍。

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在客观性能方面,AVS3与HEVCE/H.265相比,对超高清视频压缩性能YUV综合提升超过了36%;在融合智能编码方面,则对超高清视频压缩综合提升了44%,而与VVC/H.266相比,则依然能超出8%。

在2019年时,上海海思技术有限公司、AVS产业联盟、当虹科技、广东省超高清视频创新中心和鹏程实验室就已经联合发布了世界首个基于AVS3标准的8K端到端解决方案,更推出了全球首颗基于AVS3标准的支持8K分辨率、120P的超高清芯片Hi3796CV300。

而在2019年5月17日时,鹏程实验室也完成了AVS3 8K实时视频点播在5G网络/“天翼云”的端到端测试,实现了8K 60P视频点播,码率达60Mbps。

央视也启动了第一个基于AVS3标准的8K频道试播,建立起的8K超高清电视制播呈现全链路试验系统包括8K演播室系统、8K IP调度分发系统、8K后期制作系统、8K播出系统、8K AVS3编码系统、8K IP电视集成分发系统、8K AVS3机顶盒和8K大屏幕播放系统。

国际方面也在关注AVS3的构建情况,如国际组织DVB标准组也希望AVS3能参与到其音视频解码的技术体系,如AVS3/IEEE 1857.10预期可在2021年6月完成,10月可提交至DVB。

8K与5G将为视频应用带来更好的视觉体验,对于视频产业而言,AVS3将是中国的机遇,此外,信源信道的联合编码以及数据安全性等也将是未来的新挑战。

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