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全面解读视频标准化的“现在与未来”——写在2019世界标准日

导语:视频标准是推动视频技术广泛应用的基础, 涵盖视频信息的编码压缩、表示呈现、存储传输、检索挖掘、管理保存等处理技术,也涉及视频信息的采集、处理、传输和终端产品规范。视频技术及标准的发展,不但创造了新兴产业,而且在人类社会的政治、经济、军事、社会发展乃至文化传播等领域发挥了积极的促进作用。

  编者按:10月14日是世界标准日。世界标准日的目的是提高对国际标准化在世界经济活动中重要性的认识,以促进国际标准化工作适应世界范围内的商业、工业、政府和消费者的需要。作为广电行业媒体,今天中广互联与大家分享一篇中国电子技术标准化研究院赵波的文章,希望大家可以更多的了解视频标准的“现在与未来”。同时,也期盼着中国视频标准化工作可以推动广电事业不断前行。

  视频标准是推动视频技术广泛应用的基础, 涵盖视频信息的编码压缩、表示呈现、存储传输、检索挖掘、管理保存等处理技术,也涉及视频信息的采集、处理、传输和终端产品规范。视频技术及标准的发展,不但创造了新兴产业,而且在人类社会的政治、经济、军事、社会发展乃至文化传播等领域发挥了积极的促进作用。

  2019年世界标准日以“视频标准创造全球舞台”为主题,凸显视频标准的重要性。回顾我国视频技术标准及应用的发展,是从无到有的开拓历程,是从学习引进到自主开发的创新历程。电子标准院在视频标准化领域深耕多年,在我国视频标准的制定和推广应用工作中发挥了积极作用。多年来,电子标准院联合相关科研机构和骨干企业建立并不断优化标准体系,形成国际标准、国家标准、行业标准、团体标准协调配套的视频技术标准体系,加快视频标准在多领域的普及应用和深度融合,有力支撑我国视频技术和产业创新,为信息产业发展、社会进步做出了突出贡献。

  一、视频压缩编码标准化成果显著

  视频压缩编码标准是视频领域的共性核心基础,在数字技术的推动下,视频压缩编码标准不再单纯地满足广播电视发展需求,而是呈现出多元化趋势,在娱乐传媒、智能制造、智慧城市、智慧家庭、智慧医疗等应用领域也发挥着日益重要的作用。

  目前全球主流的视频压缩编码标准有七个:MPEG-2、MPEG-4、H.264、H.265、AVS、AVS2、AV1。从制定者分,前四个标准是由ISO/IEC JTC 1/SC 29/WG 11(MPEG)和ITU-T SG16联合专家组共同完成的国际标准,第五、第六个是我国自主制定的国家标准,第七个是由谷歌主导的AOM联盟制定的开源标准。

  我国自2002年起开始自主研制视频压缩编码标准,并于2006年起陆续颁布GB/T 20090《信息技术 先进音视频编码》系列国家标准(AVS),支持标清节目(720×576)压缩编码。2013年颁布的GB/T 20090.16-2013(AVS+)支持高清节目压缩编码。2016年,又颁布了GB/T 33475.2-2016《信息技术 高效多媒体编码 第2部分:视频》(AVS2),支持4K超高清、高动态范围和广色域。从编码效率来看,AVS和ITU-T H.264相当,AVS2和ITU-T H.265相当。GB/T 20090.2-2013的部分技术内容已被ISO/IEC 14496-10(即ITU-T H.264)作为资料性引用。至此,标志着我国视频压缩编码技术已处于国际先进水平。2012年, “数字视频编解码技术国家标准AVS与产业化应用”项目获国家科技进步二等奖。

  随着4K超高清、虚拟现实应用的高速发展,8K超高清,乃至16K、24K等更高分辨率的全景视频将逐步走入市场。和以往的视频内容相比,未来的视频内容将提供给用户视角更宽、图像更逼真、沉浸感更好的体验,但同时数据量也增加了数十倍,这对更高性能的视频编码技术提出了新的需求。我国自2017年12月起开始研究第三代国家标准(AVS3),支持8K以上、高动态范围视频的高效编码,目标编码效率与下一代国际标准ITU-T H.266(ISO/IEC 23090-3)相当。

  电子标准院多年来积极组织中国专家参与国际标准化工作,对口国际标准组织ISO/IEC JTC 1/SC 29“音频、图像、多媒体和超媒体信息的编码表示”。中国注册专家约200人,每年提交技术贡献超百项,担任5项标准项目联合编辑,3人先后担任工作组及焦点组召集人。

  二、视频呈现标准持续助力产业发展

  显示设备与系统是视频呈现的重要载体。几十年来,显示设备从黑白到彩色、从模拟到数字、从标清到高清、从平面到立体,经历了数次革新,每个阶段都与标准化工作密不可分。

  1958年我国第一台黑白电视机问世。1973年10月1日,北京电视台播出彩色电视节目。GB 1385-1978《黑白电视广播标准》、GB 3174-1982《PAL-D制电视广播技术规范》等一系列广播电视标准的颁布指导了全国广播电视发展。改革开放初期,电子标准院牵头开展的彩电综合标准化工作加快了彩电国产化的步伐,共颁布国家标准176项和行业标准168项,大大提高了国产彩电的产量和质量水平。

  在广播电视模数转换阶段,电子标准院牵头开展的数字电视标准化工作为统一规划、协调我国数字电视产业发展起到了重要作用。全国音频、视频及多媒体系统与设备标准化技术委员会负责组织接收终端标准的研究制定工作,2006年3月,包括SJ/T 11324-2006《数字电视接收设备术语》在内的首批数字电视25项电子行业标准颁布,形成了一系列技术上先进合理、体制上协调配套的技术标准,为产业发展提供了标准支撑。2006年我国正式颁布数字电视地面广播标准GB 20600-2006《数字电视地面广播传输系统帧结构、信道编码和调制》(DTMB),成为继美国ATSC、欧洲DVB和日本ISDB-T之后的第四个国际性标准。“DTMB系统国际化和产业化的关键技术及应用”项目获国家科技进步一等奖。

  2009年,随着内容显示从平面到立体,电子标准院牵头开展了立体电视标准体系研究,并制定了SJ/T 11541-2015《立体电视图像质量测量方法》、SJ/T 11593-2016《主动快门式立体眼镜技术规范》、SJ/T 11645-2016《裸眼立体电视通用技术要求》等多项立体显示相关标准。

  随着多媒体技术的迅速发展,虚拟现实视频在更深沉浸感,更高清晰度和更优交互性的视频体验需求下应运而生,在影视娱乐、教育、医学、军事、航空航天等领域发展日益旺盛。电子标准院为贯彻落实《工业和信息化部关于加快推进虚拟现实产业发展的指导意见》(工信部电子﹝2018﹞276号)精神,牵头开展虚拟现实综合标准化顶层设计,构建标准体系,推进重点标准研制,立项了十余项涵盖VR/AR内容表达、设备通用规范、主观评价方法等标准。其中,《信息技术 虚拟现实内容表达》系列标准是虚拟现实领域信息处理的基础标准,直接影响传输效率、呈现质量及多媒体业务承载能力,将对虚拟现实产业发展起到重要的支撑作用;主观评价标准、舒适度标准针对虚拟现实产业发展痛点,快速响应市场需求开展研制工作,保障消费者的视听健康和高质量体验。这些标准将积极推动虚拟现实行业良性发展,充分发挥标准对产业的引导支撑作用。

  2014年,我国彩电行业加快网络化、智能化转型,智能电视发展十分迅速,成为培育和扩大信息消费的重要载体。电子标准院作为智能电视标准联合工作组牵头单位,围绕做大做强智能电视产业链,研究构建我国智能电视标准体系框架,制定《智能电视概念模型》、《智能电视智能化技术评价方法》、《网络智能机顶盒技术要求和测试方法》等16项行业标准,其中两项行业标准即将成为国际标准。

  在各类显示产品升级换代加速,新产品层出不穷的环境下,电子标准院在标准研制基础上,依托国家数字音视频及多媒体产品质量监督检验中心等检测平台,充分发挥标准研究对产业发展的支撑作用,不断完善视频标准符合性测试评价能力。经过多年的检测实践,电子标准院累计为各类型视频产品提供5000余份检测报告,多次牵头承担视频产品的国家级质量抽查、风险监测等任务,提升了广大企业产品质量,推动了我国视频技术进步和标准的不断优化升级,提高了我国视频产业的国际竞争力。

  电子标准院在显示设备与系统领域积极推动国际标准化工作,1998年,我国正式成为国际标准化组织IEC/TC 100“音频、视频和多媒体系统与设备”的P成员,电子标准院承担归口单位工作。同年,组织提交了视频领域的第一个国际标准提案。2000年,该项提案正式成为国际标准IEC 62107《Super video compact disc - Disc-interchange system-specification (超级VCD系统规范)》。目前,我国在IEC/TC 100共发布国际标准4项,在研标准7项,注册专家超过五十名,担任智能电视、多屏显示等多个标准项目召集人,参与国际标准化工作的广度和深度不断增强。

  三、谱写新时代视频标准化发展新篇章

  目前,全球正在推进高清视频到超高清视频的技术升级,超高清视频以更精细的图像细节,更强的信息承载能力,更广泛的应用范围,为消费升级、行业创新、社会治理提供新工具、新要素、新场景,将有力推动经济社会各领域的深刻变革。超高清视频具有产业链长、涉及范围广、跨领域综合性强等特性,按照《超高清视频产业发展行动计划(2019-2022年)》“标准先行”决策部署,电子标准院持续发挥标准化工作优势,牵头开展超高清视频标准体系研究,涵盖了基础通用、内容制作、网络与业务平台、呈现及显示设备、互联网互动视频和行业应用全产业链。同时,在超高清视频标准体系中,首次将显示设备与系统的视觉舒适度需求考虑进来,以提高全民视力健康水平为目标,从终端产品、播放环境、播放内容等几个方面,提出标准项目。目前,超高清视频领域在研标准共计近四十项,将解决基础通用、显示设备、视觉舒适度、行业应用等环节的标准急需问题。

  人工智能技术的日益成熟推动了音视频合成产业快速发展。目前可以将文字内容完美转换成声音,实现人物口型与说话内容的准确匹配;以换脸技术为代表的人工智能视频合成技术取得了重要进展,音视频合成内容已惟妙惟肖。技术的进步在促进经济发展、丰富民众生活的同时,也带来许多不确定因素,对音视频内容的真实性提出了巨大挑战,对音视频检测技术和标准化工作提出了新的要求。电子标准院将加快部署音视频合成概念模型、质量评价、分类分级、测量方法等标准的研制工作,以规范人工智能背景下视频技术在教育、文化娱乐、制造、医疗等领域的应用,有效规避风险。

  几经征程砥砺,终有硕果汇结。进入新时代,视频技术发展迅猛,市场需求多元。我们电子标准院将进一步加大工作力度,联合科研机构及相关企业共同把握历史之脉、顺应时代之潮、响应梦想之唤,协同创新,锐意进取,在视频技术标准化的广阔舞台上继续做出更大贡献,使视频技术及产业为不断增强人民群众的获得感、幸福感、安全感发挥更大作用。

(本文作者:中国电子技术标准化研究院 赵波)

【责任编辑: 苗梦佳 】

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