【独家】GFIC2016—智慧家庭峰会综述（下）—4K极客论坛篇

 

 

11月16日，中国电信上海研究院副院长张明杰先生出席了第五届全球家庭互联网大会—智慧家庭峰会，现场主持成立了中国智慧家庭产业联盟—4K极客工作组，该工作组的成立将有利于推动中国电信以IPTV、网关为核心的智能家居生态链系统。在中国智慧家庭产业联盟成员中成立4K极客工作组，势在推动四点重要工作：一是制定统一的视频制作的规范体系；二是制订高效的内容版权管理体系；三是在当前4K内容不足的情况下，深入研究4K技术，在现有资源的基础上实现崛起；四是结合全产业链。4K极客工作组重点需要解决以下三大问题：一是4K内容方面；二是如何重新定义全4K，换句话说就是更高质量的视频概念体系和质量评估体系；三是量化用户感知体验。

 

张院长详细阐述了全4K的概念。张院长谈到，4K是非常技术化的概念，狭义的4K只是分辨率的概念，但大众对4K的理解应远高于分辨率。张院长简单总结出4K的发展可分为两个阶段，第一阶段重点是在分辨率上，目前已达标。第二阶段则要重新导入全4K的概念，重新诠释高质量视频，这需要技术支持，从而达到更高的分辨率和帧率，更流畅的画面，更高质量的环绕立体声，更有层次的画面和更广的色域。

 

张院长提出，希望将全4K变成一个品牌，而不仅仅停留在技术层面上。视频服务最重要的是能否产生盈利的价值，换句话说是用户能否真正感知到视频服务。从用户感知的层面来讲，用户体验是可以被量化的，同时介入一个可量化的方法和体系也是必要的，只有能够可量化，才能按照科学的方法不断的递进和演进。就内容本身而言，张院长表示要提升视频体验，变成可量化，可采集，可分析的数据基础，推进量化工作也是今后开展工作的重点。张院长还谈到端到端的视频体验的质量感知体系，起点是标准制定，首先要研究高质量的4K用户感知标准，通过既定的标准，将用户模糊的基于体验端的感受，规范的描述出来。接下来是怎样通过量化的方式去验证，通过验证可以对整个端到端的体系形成感知，最后要提出下一阶段或者不同阶段能够提升感知的方法或措施。

 

 

罗传飞博士分析到2015—2016年，4K产业大爆发的背景之一是结合了全国人民对视频体验升级的需求，在整个大趋势下，用户迅速接受了4K概念，视频成为国内运营商第4个用户过亿的基础业务。作为运营商，中国电信率先拉开产业链开展4K业务，尽管当时有很多质疑的声音，但经过一年左右的发展，目前中国电信的4K用户数已大致与十年发展的标高清用户数相当。由于整个产业技术在快速变化，很多人曾质疑目前的4K是假4K，但是从严谨的角度来说，只要分辨率达到了4K，就是真4K。4K应该是不存在真假之分，但是存在质量高低之分。端到端没有保障的4K视频，质量可能都会比不上原有的高清视频体验。所以从一个更准确的角度来说，4K是没有真跟假的区别，只有好与差的区别。

 

在罗传飞博士阐述中，全4K=高分辨+高动态+高帧率+高量化精度+宽色域+高保真环绕立体声。但目前全4K业务与技术还存在着挑战：

 

挑战1：4K发展的演进步伐4K—阶段超常规发展VS规格不足，如何确定演进步伐VS与国外步伐不一致。

 

挑战2：4K二阶段的技术选项，4K二阶段技术发展迅猛VS急需与产业达成共识

如何进行参数、规格、技术的选定VS相关标准规范存在不确定。

 

挑战3：质量提升的可测试，终端成本的持续下降趋势VS质量、规格的持续提升要求，如何通过测试协助产业进度VS技术维度的多样与复杂性。

 

 

 

IPTV的迅速发展使得电视与电信其他的基础业务宽带以及手机一样，成为运营商的三大基础业务之一，尽管是基础业务，但在2016年之前，整个IPTV的视频业务还没有一个全国统一的可量化，用户可直接感知的业务质量标准和监测体系。为应对这种空缺，中国电信建立了相应的标准规范体系。无论在哪个视频领域，实时用户对于视频体验的感知，都是非常重要的工作。除了内容、视频性质本身，其他最能直接体现用户是否观看视频内容的关键就是质量。在视频质量上，关注的重点，就是内容的清晰度、加载速度，包括有没有卡顿和缓冲等等。将这部分感官综合，都归纳为视频服务的用户体验。

 

建立频服务用户体验质量检验标准的具体作用在于：

 

第一，面向运营商等运营单位，可以有效提升服务质量。了解为用户提供的视频内容，具体达到什么样的质量要求，可以有的放矢地提高运营商服务质量。同样，为视频运营单位运维部门，当用户质量出现下降和用户对所观看视频质量不满意的时候，发现问题究竟出现在哪里，进行快速定位。

 

第二，将视频服务质量当做一个公开可量化标准，用户即透明可见，有助于用户主动感知自己所享受的视频服务之间的质量横向比较，对提升整个行业服务水平是一个非常有效的办法。

 

第三，与中国工信部等部门以及中国政府民生部门合作，宽带质量以及视频清晰度直接影响生活幸福感因素。将视频的可感知量化质量，加入到宽带中国的政府指数中，将作为中国电信目前正在推进的工作之一。

 

 

张旭升在演讲中表示，4K视频的维度不仅是4096*2160分辨率，但涉及到全4K，其中还包含另外的纬度，包括更高的帧率，更广的色域以及高动态的三个纬度。只有这些纬度达到一定质量之后，观看者才能在视频质量上达到了一个比较高的阶段性跨越。

 

随着互联网的发展，通过平板手机观看电视的越来越多，对视频的需求也越来越多，互联网分割下来就三个方面，云、管、端，指的是云端的编辑、编码服务还有视频的传输服务，还有终端的直播、点播服务，交大主要集中研究的方面是第一个方面，就是应用云计算、人工智能、大数据等技术，提供高品质的视听娱乐服务。针对4K视频服务发展的现状，随着4K产业逐步形成，很多视频网站都会有4K视频选项，技术发展比较成熟，所以提供丰富的4K节目是比较紧迫的任务。

 

作为内容和服务的提供商，一个目前比较可行的方案是把蓝光的影片电视剧等节目，转化为高质量的4K视频，基于现在的条件，一个是，目前市面上大量的蓝光内容，另一方面目前交大正在研究和跟进目前比较先进处理算法，并且一直实验这些算法的性能和可靠性，另外基于云计算的服务，有海量的硬件计算资源可以利用。所以交大的研究方向，主要集中在基于云的增强转码，包括将1080P的分辨率转化为4K的分辨率，将通用的25、30帧增帧率为50-60帧左右，将8bit的为深经过SDR to HDR为的处理。

 

回过头来看，算法是影响视频处理质量和效率的主要方面，在处理过程中，是整个系统的核心，也是目前全4K系统优势所在。还有一个核心是数据，其中包含两个意义，一个是生产视频的数据，另一个是现在的大数据，基于海量的视频数据，借助机器学习与深度学习达到更好的效果。Maas，4K视频处理系统。在纵向的系统架构上，底层是标准的一些服务器跟工作站，云OS实现硬件虚拟化，包括CPU资源网络资源和存储资源。在上层的就是搭载的分布式计算系统，包括一些视频处理，和优化的深入学习的算法。

 

在横向的视频处理上，需要经过视频编码的处理，在生成视频之后，还会有质量评价过程，过程分为两个方面，一个是基于VQA的检测，保证最后生成的质量也会进行一些人工的检测。视频处理系统的框架，把整个系统分为三层架构，自己定义的三层架构，第一层Web和API服务层，主要是面向发出视频处理请求的用户，用户可以通过Web界限API定义处理单元和参数，称一个用户下发的处理指令为一个作业。全4K的处理有很多处理步骤，包括一些切片处理。第三层就是任务执行体，是对任务执行的步骤，任务执行的内容可以分为很多的集群，可以说这个图案是集中处理的平台，那个就是其他的集群，可能是linx的平台。

 

 

 

浦刚总监认为，目前4K产业需要通过几个维度去看，一个是终端和内容拉开的维度，进入4K领域，运营商不是第一个，首先进入的是电视机厂商，很多电视厂商压力很大，不断推出新的指标，让卖场有很多电视机新品牌可以出售，此起彼伏，但其实没有真正解决老百姓满意度，商业闭环没有解决。尽管4K机顶盒的推出速度也很快，但也没有解决这个问题。运营商一直都是商业闭环的节点，如今运营商参与其中，这很重要。所以终端拉开内容是现实，在前年卖场里面还有高清电视机，可能去年逐渐就只有4K了。随着今年逐渐出现很多电视机厂商推HDR，可能明后年在电视机大卖场里面，50%一半以上都在推HDR电视机，但这个究竟是好事儿还是坏事儿，不太好说。

 

第二个问题，是分发问题，不像卫星运营商需要更换设备重新设立一个频道，很多运营商可以通过点播的方式实现4K，或者把不要的东西换掉，形成一个专门的频道去做4K。所以很多运营商跟咱们一样，觉得解决问题了，但问题的根本依然是没形成闭环。

 

第三个问题，驱动付费用户额外付费的问题，当年在从标清到高清的时候经历了五年甚至更长，当时很多电视台他们不愿意切到高清，而昨天做了调研，参与昨天4K的交流，问了几个电视台同仁，为什么4K内容现在还没上，频道还没上，说还要再观察一下。

 

那么国内的产业怎么解决？浦总总结了三句话，第一产业有共识，第二商业要闭环，第三生态要进行构建，这三点很关键。第一，产业共识，对4K超高清的产业非常重要，产业共识决定了整个国家对这个区域，包括政策对业务，包括老百姓的付费习惯的综合影响。第二，电信做的是运营商业务，已经把4K作为基础服务，但这个基础服务我们应不应该多收一些费用，对超高清或者4K服务，是不是也应该区分普通服务和收费服务，这是一个问题。第三个，4K曲线标清和高清的曲线，提升很大，分辨率曲线确确实实要靠新的东西来解决，包括我们的标准。

 

 

 

周惠总监表示，谈到音视频娱乐体验，首先第一印象给人的感觉就是电影院，电影院的体验几十年以来一直引领着音视频娱乐体验，所以，首先最好的音视频体验都是先从电影院开始，不管是音频还是视频，然后慢慢把新技术引入家庭。

 

目前，全国能符合上述条件的高规格电影院，万达正紧锣密鼓地部署杜比影院，万达与杜比签署了两年合同，将在中国开一百家杜比影院。杜比影院有三大杀手锏，主要三个方面，第一方面是音频，音频5.1时代发展之后，就进入杜比全景声的时代，杜比影院一定会将全景声带入进来。

 

第二个杀手锏，称之为杜比世界，是杜比的品牌，实际上就是HDR，但是杜比是业界第一个推出来HDR技术，在这之后才有其他的HDR的技术出现。举一个例子杜比世界在电影院里面能够为观看者带来什么，拿它跟iMAX比，iMAX之前在电影院就是最高级别，iMAX也有激光放映，所有的激光放映会比原先的放映机更亮，如果拿对比度做比较，iMAX激光8000：1，而杜比影院达到100万比一，所以在视频上来说杜比可以秒杀MX，为什么杜比做到差距如此之大，并不只是把亮度调了很多，杜比世界的黑屏几乎是完全的黑屏，可以黑到放映机打开以后，照在身上，身后后面没有一点影子，只有这样才能实现非常大的对比度。

 

第三个杀手锏，杜比会参与到杜比影院从设计到基础装修的整个环节，包括每一个座位的视觉角度，整个音频的设计以及视频的设计，包括VR的维护，杜比都会参与，以前杜比关注的就是卖硬件，买了硬件之后就不再关注。但从杜比影院开始，杜比会负责整个系列，从第一天建设开始直到后期维护，不停的参与。杜比在多影院的商业模式中分票房收入，所以会关心影院票房的好坏，确保它是最好的音视频。

 

那么视频如何在家庭里面实现？自然光的亮度非常大，十的六次方这么大，人的眼睛能够感觉到一部分，大概十的六次方左右的区间，这个区间针对于白天和晚上会动，因为人的瞳孔会调节大小，再看一下现在的电视机，以电视机为终端的内容制作，人的眼睛能看到的区别巨大，这是HDR的技术之所以会发生的原因，也是人们看到内容制作会存在一定局限性的原因。电影院也有同样的问题，未来的电视机应该什么样，内容制作应该什么样，应该是多大的动态才是比较合理？杜比为了回答这几个问题做了深度研究，人的眼睛到底对多大动态的东西，能区别出感受，这属于喜好度调查，结果发现80%的人，能够看到0.01的区别，你认为这个是一个纯黑色吗？如果80%人认为是纯黑色。基于这个杜比定义了我们所看到的SDR，也就是0.117到100nits，这个是杜比所定义的色域，零到一万个。所有的可见光的颜色，超过2.20，所有的可见颜色杜比世界都可以做，这个就是一个更大的层级，解决刚才我们说的问题。

 

 

 

周海林表示，谈到视频体验，芯片是绕不过去的弯，而其中关注4K的运营商，又最应该关注是什么，到现在最迫切的，最重要的是需要我们做些什么，第一个纬度是4K的分辨率，我们应该知道如何从高清升级到4K，分辨率的问题在这几年推动了视频业务的飞速发展。为什么需要更高的分辨率，因为在观看视频体验的时候，能显然感受到两个像素不同带来的差异，如果两个像素，在人的眼睛中形成夹角，如果这个角度在一分以内很难感知，一分以上很容易感知，高清电视比如说55寸，在2.15m的距离观看它，这么远的象素就是一分左右，就意味着55寸的电视，从1080P升级到超高清还是体会不到这个价值，不像从标清升级到高清那样耳目一新的感觉，所个这个纬度的提升，能够给我们带来的价值，但是这部分价值是渐进有限的。

 

第二个纬度是运动，从30帧到60帧影响的是运动画面的感知，但有没有注意过，大家现在看到所有4K的角度，都是4K，现在的4K电视机，几乎所有的都支持背帧技术，主要是体育节目、球赛这些会要求太高，特别是球高速运动的小物体，对FPS是一个恶梦，很难实现，电视机技术飞速发展，但是这里面是存在问题。

 

第三个纬度是声音，在深圳方面有很多新的技术，汽车在杜比实现代表影院顶级的方向。HDR和WCG的技术，对目前来讲是跨越式的提升，现在所产生的SDR的标准，基于CRP的显示能力制作的，CRP早已离我们远去，很不幸的是，标准还在束缚着企业进一步提升，这样的技术在升级，可以说打破了旧有标准对生产力的束缚。

 

 

 

汪总工从两个角度谈了目前终端的特征，第一块，目前的家有机顶盒产品，已经能通过蓝牙wifi的技术，把家庭内的设备进行互联，智能机顶盒已经能够进行非常丰富的业务操作，这个产业的发展从2005年开始，十年时间从标清到高清再到4K，近两年发展非常迅速，目前整个国内的三大运营商的用户已经过亿，也是因为有这样的用户基数，下一代终端产品，会有进一步的分化，其中谈到了从普通4K到全4K，增加了HDR包括10Bit这样的技术，另外除了家庭之外的应用场景，针对酒店，针对一些其他的场所会有融合的智能终端。另外后续的智能家居也好，或者智能家庭后续的下一代演进过程中，我们也认为其中应该有一款家庭设备，在家庭中集中扮演非常重要的角色。

 

近一年时间，整个全球组织业务运营商，基本都上了盒子，从国内市场来看，在五月份，上海中兴和广东中兴都发布了全4K的机顶盒，举办了专门的发布会，最新的移动集采有一半的厂商采用全4K的方案，在4K技术要求里面，也将全4K作了明确必备的技术要求。右边刚才介绍比较多，我们全4K在色彩精度，包括SDR，关于技术方面都有很大的提升，也可以这样理解，全4K会带来相比4K更新的业务体验。其中包括智能运维系统，是结合网络设备提供端对端整个业务流的系统分测，通过这样的系统，可以做到很多事情，第一，这个系统是基于大数据的架构，可以对每个用户都可以进行画像，进行分析，特别是在终端侧，一些技术能够实时捕捉用户的一些通信习惯，或者说用户的视频播放的效果指标，基本上通过软件的技术，能够实际感知到用户的体验，而且也学习了之前上海影院牵头偏高清业务终端技术要求，基本来看整个框架和我们中兴是相一致的，作为4K工作组成员之一，中兴希望把相关的经验和积累，能够分享给工作组，最终在实际指标上作出贡献，因为目前来看，中兴现有的规划和技术要求，在技术实现上来看还比较困难，在芯片的指标和技术的要求中提出的要求比较高。中兴希望寻求折中的方案，能够真正关注到用户的体验指标上去。

 

另外新特性，其实跟业务紧密相关联，因为新终端具备了特性，所以才会开展新业务，比如说目前机顶盒，应该说发展了十几年来，价格一路从一千多块钱标清盒子，到现在配置比以前翻了可能十几倍，价格却已经下滑到一百多块钱。目前新的盒子能够支持HDMI2.0b的接口，有18G的纯带宽，哪怕机顶盒能力再强，业务再丰富，如果说不支持匹配的HDMI的传输，所看到的效果依然不行。HDMI2.0b的接口要求还是非常关键，另外终端目前默认蓝牙功能，通过蓝牙的游戏手柄，以及体感操控，能丰富的运行家庭游戏，中兴基本上跟主流的游戏品牌厂商进行合作，引用了超过一百以上的家庭游戏，在基于客厅环境家庭娱乐，会有充分的应用。在目前的传输系统里面有一个内线，这个环境功能可以达到KTV效果，跟主流五家以上的KTV软件完成集成，可以在现网落地实用。第三块，最新方案能够支持1080P，H264的编码。

 

 

围绕上述三大挑战，罗传飞博士介绍到，中国电信上海研究院与智慧家庭产业联盟的伙伴成立了4K极客工作组全4K技术组，于年初举办了《中国电信全4K演进及HDR技术》研讨会议，会议上不仅升级了编解码规范，支持HDR转移特性曲线和HEVC Main 10 Profile编解码，还达成了全4K演进的几个基本原则，并推动推动全4K芯片的测试和机顶盒、全4K内容的生产。

 

1、全4K技术规划必须支持全4K六个维度的提升。分辨率从1080p到4K是一个新世纪的开始，再进一步需要整体的突破，演进规格的提升应该是六个维度整体的提升。

 

2、全4K系统必须向下兼容用户SDR、HDR电视机（智能TM）。目前，支持全4K显示的还是中高端电视机，全面普及还需要一定的时间积累。

 

3、兼容多种HDR格式，是HDR机顶盒方案的刚性要求。HDR技术还在演变过程中，因此全4K技术要兼容市面上各种各样HDR功能的电视机。

 

4、在各种格式电视机正确叠加SDR UI是现网正常开通业务的关键。

 

5、最为核心的是在HDR输出播放上，要做到三个层面。一是正确，首先需要正确支持业界各种HDR的方式，包括正确利用元数据的支持；二是要优化，包括在各种各样的转换过程中降低损失；三是创造，要想方设法在用户SDR的电视机上做出HDR的效果来，无中生有。

 

在全4K功能要求的制定上要明确几个原则：

 

1、全4K功能的原则是符合未来三到五年的演变趋势。

 

2、全4K功能带来新体验提升的同时要兼容用户不同型号的电视机。

 

3、全4K功能要以市场成熟度、标准成熟度为基础，适度引导。