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高通5G技术助力视听产业变革实现5G广播沉浸式体验

2021-09-02 11:15:02 来源: 互联网

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9月1日，2021世界5G大会“5G与新视听论坛”举行，来自国内广播电视机构的相关负责人、技术专家、企业代表以及业内资深人士等数十位嘉宾出席，并围绕5G推动高清视频业务向互动式、沉浸式发展，助力国内高新视听产业进步，以及加快广播电视和网络实体媒体新生态重塑等话题进行了演讲。高通公司技术标准高级总监李俨出席论坛并发表了题为“沉浸式体验5G广播”的演讲，介绍了5G助力视听产业变革的重要作用和巨大潜力，并分享了高通在音视频技术与电视广播技术标准等方面的努力。

图为高通公司技术标准高级总监李俨在“5G与新视听论坛”上发表演讲

以下为李俨演讲实录：

各位领导，各位嘉宾，大家好。非常高兴有机会参加此次活动，与诸位共同探讨5G与新视听产业。

5G实现商用的两年里，5G建设在中国乃至全球范围内都获得巨大发展。根据最新官方数据统计，截至今年6月，中国已经建设了将近100万个5G基站，5G终端连接数约3.65亿户。大家已经陆续开始体验到5G在手机应用方面带给我们的一些巨大变化。据市场研究机构预测，5G到2035年将带来13.1万亿美元的经济产出。随着5G建设不断拓展，关于5G如何赋能各行各业的探讨也在增多，今天我主要就5G如何变革视频产业谈一些看法。

随着移动通信技术和智能终端的不断发展，人们把越来越多的业余时间花在了视频上。我们从网络数据上也可以看到相应流量的大幅增长，整个移动业务数据量中视频流量的占比非常高，根据运营商的预测报告显示，2022年视频流量将约占移动数据总流量的80%。那么从信号采集到内容制作、到分发、再到最后呈现，5G技术能够给整个视频制作的全产业链环节带来哪些变化呢？首先是信号采集，因为如果我们现在去做8K信号采集的话，需要在信号采集环节做一些初压缩，但是按照央视发布的关于8K超高清视频制作的最新标准，要求要求8K视频/音频数据传输速率至少达到600Mbps，如何把这样的视频流回传到内容制作中心，是一个很大的挑战。过去我们依靠光纤传输，但这会给不同的拍摄机位带来一些限制，我们希望5G技术能够帮助每个机位实时采集到更多现场的、更丰富多彩的8K视频信号。这就给我们的移动连接提出了要求，但传统的Sub-6GHz频段会因为频谱受限而难以将这样的信号上传，但毫米波的大带宽就可以充分支持这一目标的实现。基于这一点，高通联合中兴通讯、TVU等合作伙伴，在今年5月完成了首个全球基于大上行帧结构的5G毫米波8K视频回传业务演示。

在信号的采集和制作过程中，大量的数据产生后，我们需要相关的设备将如此大量的数据传回到制作中心。目前，在全球范围内支持毫米波的设备逐步增加，例如CPE、工业互联网、工业网关和模组设备等等，可以配合摄像机，包括前端的压缩编码器来配合数据回传。同样我们也有很多智能终端设备可以播放这些8K视频或沉浸式、交互式的内容。利用毫米波大容量的优势，可以使更多的用户能同时体验到沉浸式、交互式的内容。

至于如何在终端上呈现这些内容，刚才前面的几位嘉宾也提到，在新视听领域，内容创新非常重要。我们观察到，现在大家之所以习惯把大部分日常休闲时间花在观看手机上的短视频，是因为内容创新实际上是通过智能手机这种方式，使用户与内容产生交互。这种交互不仅仅体现在对内容的选择上，未来还可以体现在内容制作上，使内容本身就可以为用户提供交互性，用户可以在选择观看内容的同时，选择不同的观看视角，比如360度视角的体育转播，以及将AR、VR技术应用到广播当中等等。同样，不论是刚刚结束的奥运会，还是即将到来的冬奥会，会有很多体育比赛的转播，我们可以思考这样一个问题，如果我们去观看一场足球赛，按照今天的转播技术，一个静止的画面以1080P和4K清晰度传输给用户，可以满足当下用户的要求。但当我们拥有8K技术的时候，我们还能再做一些什么？当我们有足够大的带宽，能够把8K的内容传输到终端时，用户在终端上就可以选择他们想要关注的视角。这是因为8K的内容可以涵盖更多视角，用户只需要关注其中的一个节点，在需要观看全局时自由切换。由于内容已经传输到终端上，加上8K的分辨率，所以不论是足球赛还是橄榄球赛，不论是全局视角还是局部细节，都可以满足用户需求。因此，我们可以通过在终端上提供交互性，使得用户有选择性地与内容进行交互，来满足他们交互式的要求。

在终端方面，目前可能很多的内容画面仍然局限于60帧速率，但实际上我们的终端已经可以支持4K 120帧的速率。相信未来随着内容制作的不断丰富，我们也可以利用120帧的速率来进行内容呈现。另外，前面几位嘉宾也都谈到了HDR，它会给视频的整体色彩带来很大变化。同时，当我们要传输更高帧率、更高动态范围的时候，就需要更大带宽。5G技术能够为用户带来大带宽，我们接下来要解决如何进行呈现的问题。

虽然我们更多关心的是基于视频的编码，但也需要去讨论声音的问题。比如用8K去转播一场足球赛的话，肯定不能像今天这样跟随着运动员去旋转机位，当我们有足够的分辨率和景深的时候，是可以看到战术全局的。当用户选择去看某个局部场景时，我们需要思考如何能让用户沉浸式体验局部场景。此时一个很重要的方式，就是利用3D音频将用户带入那个局部场景。这就意味着，当观众去看前场球员的表现时，听到的不应该是后场对方球迷的呐喊，声音应该集中到前场去，通过3D音频的方式带给观众3D渲染式的体验。音频技术有很多种，包括基于声道的、基于目标的等等，但是在实现真正交互式的广播方面，我们认为最有效的技术还是基于场景式的广播。我国数字音视频编解码技术标准工作组（AVS工作组）也已经开始在做一些针对3D音频的探讨，但目前还是缺少基于场景式的3D音频技术方案。高通愿与中国合作伙伴一起努力，将3D音频技术方案带入视频内容中。

刚才讲到了内容制作和最终呈现，现在谈一下整体信号的播发环节。我刚才提到，基于毫米波我们可以将更高清的内容传送给更多用户。目前，我们正面临着内容爆炸式增长，但网络容量是有限的，所以我们需要把广播内容引流到更有效的传输方式上。因此我们认为，未来5G的广播传输应该是三种技术的融合，这其中包括了单播，即在手机上通过WiFi、4G网络和5G网络以点的方式进行观看；也可以支持组播，不仅可以在一个小区里针对几个用户做小型广播，同时还可以面向大型城市开展大塔式广播技术的融合。我们希望三个技术都可以在终端上得到支持，把内容进行融合后让用户实现的“无缝体验”，即整个传播技术对用户是透明的，用户感觉不到内容从哪个手段获取而来，但可以体验高清的沉浸式内容。这样做的好处，举例来说，若有几千万的人同时点播同一视频节目，会形成巨大的流量消耗和运营商网络压力，这时就可以用大塔式的网络呈现内容。再比如名人的网络直播，可能在同一小时内出现上亿人次的观看，这样的直播流量带来的运营成本最终可能会由每个用户承担。如果我们应用广播技术，就可以把这部分流量导入至广播平台，从而大幅压缩运营成本。所以，未来的5G广播系统，在内容传输上不仅要承担今天5G广播传输线性电视的要求，也要通过相应的接口使互联网等能够将内容插入到5G平台，从而减少运营成本。关于大塔式广播，高通正在全球范围内和其他合作伙伴共同推进EnTV的演进，目前已经在南美、欧洲等地建立了试验系统，我们也希望在国内继续拓展我们的试验。

关于5G广播，除了刚才提到的内容制作、传播、呈现等方面的问题，还有很多其他问题需要进一步解决，比如在编码方面，成帧方面的变化、利用CMAF缩短端到端传输时延，甚至引入WebRTC进一步降低直播平台的时延，在DVB或广播组织推动数字电视标准化等。同时，高通也将在3GPP里进一步推动三个技术的融合发展，尤其是基于小塔或者是小网络的5G NR广播，我们希望从明年开始能进一步推动这部分标准的建立，协调发展。

未来，高通会与国内同仁继续共同推进5G广播技术。我们也希望真正助力5G视频广播再上一个台阶，让更多人体验到5G技术。

谢谢大家！

责任编辑：sophie

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