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| 本文作者： 伍文靚 | 2019-09-08 20:07 |
雷鋒網(wǎng)消息，2019 年 9 月 7 日，深圳騰訊濱海大廈迎來(lái)了《騰訊技術(shù)開(kāi)放日·5G 多媒體專場(chǎng)》活動(dòng)，騰訊多媒體標(biāo)準(zhǔn)組總監(jiān) & 5G 專家 Stephan Wenger 博士、騰訊 5G 知識(shí)產(chǎn)權(quán)專家徐劍波、騰訊 5G & 多媒體標(biāo)準(zhǔn)專家趙帥博士、騰訊多媒體專家工程師封薇薇出席了本次活動(dòng)，并作了主題演講。
本次活動(dòng)秉持著“聚焦 5G 國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)，擁抱新時(shí)代多媒體技術(shù)”之宗，話題也緊緊圍繞 5G 的兩個(gè)重要方面展開(kāi)，即 5G 國(guó)際化標(biāo)準(zhǔn)的發(fā)展和 5G 新興媒體應(yīng)用。在四位嘉賓的演講中，“我們討論的 5G 是什么？“”5G 的國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)是什么？““知識(shí)產(chǎn)權(quán)對(duì)于 5G 有多重要？”“5G 下新興多媒體技術(shù)面臨的挑戰(zhàn)”等問(wèn)題都得到了解答，關(guān)于視頻多媒體編解碼、8K 和沉浸式媒體等新興媒體技術(shù)的謎團(tuán)也被揭開(kāi)。
雷鋒網(wǎng)對(duì)本次活動(dòng)的演講觀點(diǎn)進(jìn)行梳理后，摘錄如下文。
眾所周知，移動(dòng)通訊技術(shù)目前已經(jīng)發(fā)展到了第五代，也就是所謂的 5G。那么，人們應(yīng)該從哪些維度來(lái)理解 5G，它現(xiàn)在又有哪些創(chuàng)新技術(shù)？對(duì)此，騰訊多媒體標(biāo)準(zhǔn)組總監(jiān) & 5G 專家 Stephan Wenger 給出了自己的答案：
大家應(yīng)該從三個(gè)維度認(rèn)識(shí) 5G：第一個(gè)是高寬帶，大家可能對(duì) 5G 最普遍的理解就是，有了 5G 后帶寬就更高了；第二個(gè)是多連接，5G 不止擁有高寬帶，還可以實(shí)現(xiàn)多連接，比如可穿戴智能設(shè)備或者智能家居設(shè)備。；第三個(gè)是可靠性、低延時(shí)。具體來(lái)說(shuō)，可靠性可用于一些重要的應(yīng)用場(chǎng)景，比如無(wú)人駕駛；低延遲方面，8K、AR/VR、自動(dòng)駕駛、物聯(lián)網(wǎng)對(duì)低延時(shí)都有著極高的要求。其中，5G 在高分辨率視頻高寬帶體驗(yàn)方面尤其重要，比如 4K、8K 以后新興媒體的體驗(yàn)。而且，支持高分辨率的視頻體驗(yàn)在 5G 標(biāo)準(zhǔn)制定中屬于第二個(gè)優(yōu)先級(jí)；5G 普及后，支持高分辨率視頻的體驗(yàn)將作為 5G 標(biāo)準(zhǔn)的重要指標(biāo)。
除了上述所說(shuō)的三個(gè)維度，現(xiàn)在還有五種 5G 創(chuàng)新技術(shù)：Massive MIMO（Massive Multiple-Input Multiple-Output，大規(guī)模多入多出）、Full Duplex（雙全工）、Millimeter Wave（毫米波）、Beamforming（波束成形）、Small Cell（蜂窩式基站）。具體來(lái)理解就是 5G 支持大規(guī)模多入多出；全雙工在 5G 方面的體現(xiàn)為增強(qiáng)的傳輸能力，比如視頻會(huì)議，需要極高的上傳能力；毫米波的缺點(diǎn)就是它的穿透力很差，覆蓋范圍小，這就意味著，如果要實(shí)現(xiàn) 5G 全覆蓋，可能一個(gè)房間里要搭建兩個(gè)基站來(lái)維持大家的連接；波束成形技術(shù)是充分發(fā)揮5G大規(guī)模天線矩陣的驅(qū)動(dòng)力；蜂巢式基站的一個(gè)例子比如在每一個(gè)房間都有一個(gè)或者兩個(gè)基站，這種基站特別小，而不是像傳統(tǒng) 4G 一樣在戶外每隔幾公里建一個(gè)大基站。
對(duì)于 5G 的國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)及其背后的組織，Stephan Wenger 也對(duì)進(jìn)行了相關(guān)的介紹：
5G 主要由兩個(gè)標(biāo)準(zhǔn)化組織來(lái)定義，一個(gè)是 ITU（International Telecommunication Union，國(guó)際電信聯(lián)盟 ），另一個(gè)更為重要的組織則是 3GPP，它會(huì)根據(jù) ITU 的需求來(lái)制定標(biāo)準(zhǔn)計(jì)劃。3GPP 有三個(gè)工作組，即 SA、CT、RAN；其中，RAN 負(fù)責(zé)無(wú)線電標(biāo)準(zhǔn)的制定，這塊是 5G 的核心；SA 是負(fù)責(zé)業(yè)務(wù)和系統(tǒng)概念方面的標(biāo)準(zhǔn)；CT 負(fù)責(zé)核心網(wǎng)和終端。在制定 5G 標(biāo)準(zhǔn)時(shí)，ITU 和 3GPP 跟其他的國(guó)際組織合作，比如動(dòng)態(tài)圖像專家組（MPEG），負(fù)責(zé)多媒體壓縮標(biāo)準(zhǔn)和國(guó)際互聯(lián)網(wǎng)工程任務(wù)組（IETF）在傳輸協(xié)議的標(biāo)準(zhǔn)制定等方面都投入非常的的人力和資源。
2012 年，3GPP 剛開(kāi)始有對(duì)于 5G 的設(shè)想，到現(xiàn)在很多的設(shè)想現(xiàn)在已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了。比如，當(dāng)時(shí)設(shè)想 5G 的傳輸速度是 100 兆每秒，然而，現(xiàn)在最高可達(dá) 1G 每秒；提高頻譜效率也實(shí)現(xiàn)了；低延時(shí)方面，從原來(lái)計(jì)劃的 10 毫秒延時(shí)到了現(xiàn)在的 1 毫秒延時(shí)；設(shè)備連接數(shù)量，當(dāng)時(shí)設(shè)想的是 1 平方公里支持 100 萬(wàn)個(gè)連接設(shè)備，但現(xiàn)實(shí)中已經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)了這個(gè)數(shù)字；降低能耗也做到了。不過(guò)，現(xiàn)在很多 5G 網(wǎng)絡(luò)其實(shí)是 4G LTE 的延伸，并不是純 5G，純 5G 將在 2020 年實(shí)現(xiàn)。
在這一部分，騰訊 5G 知識(shí)產(chǎn)權(quán)專家徐劍波分享了自己對(duì) 5G 知識(shí)產(chǎn)權(quán)的見(jiàn)解。演講中，徐劍波就重點(diǎn)提了基本概念 SEP（Standard Essential Patent，標(biāo)準(zhǔn)必要專利）：
SEP 包括一些技術(shù)，這些技術(shù)必須要被一個(gè)產(chǎn)品或者業(yè)務(wù)所用到的，而且所用到的技術(shù)要跟現(xiàn)有的工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)相符合。而它的必要性則體現(xiàn)在這些技術(shù)非常重要，不能被輕易取代。總結(jié)起來(lái)，SEP 是一個(gè)專利和標(biāo)準(zhǔn)的混合產(chǎn)物。那么 ，為什么標(biāo)準(zhǔn)必要專利對(duì)通信產(chǎn)業(yè)鏈非常重要？我們可以通過(guò)《超級(jí)瑪麗》游戲的玩法來(lái)理解，我們把游戲中的瑪麗看作一家公司，當(dāng)他吃了一個(gè) SEP 果子，就會(huì)變得非常有力量。如果企業(yè)擁有 SEP，相當(dāng)于手上擁有非常強(qiáng)大的武器。因?yàn)槠髽I(yè)技術(shù)領(lǐng)先之后，就可以授權(quán)給別人等等。
實(shí)際上，SEP 也有生命周期。第一步，要啟動(dòng) Pre-Research（預(yù)研），不要等到相關(guān)概念熱起來(lái)再行動(dòng)，那樣就已經(jīng)晚了；第二步是 Standard developing process（標(biāo)準(zhǔn)制定過(guò)程）；第三步，標(biāo)準(zhǔn)文本被董事會(huì)通過(guò)，就成為事實(shí)上的標(biāo)準(zhǔn)。第四步，要做一個(gè)聲明給官方，誠(chéng)實(shí)交代自己已經(jīng)申請(qǐng)了哪些專利，以防之后的專利受限。第五步，跟標(biāo)準(zhǔn)兼容的產(chǎn)品研發(fā)成功，持有標(biāo)準(zhǔn)必要專利的公司就可以收許可費(fèi)了。通俗來(lái)講就三步，把想法通過(guò)專利保護(hù)起來(lái)，最后獲得資金。
騰訊 5G & 多媒體標(biāo)準(zhǔn)專家趙帥從多媒體產(chǎn)業(yè)鏈的角度切入，探討了標(biāo)準(zhǔn)化的必要性，以及視頻流量的未來(lái)趨勢(shì)。他說(shuō)道：
多媒體產(chǎn)業(yè)鏈基本是從有多媒體源開(kāi)始，有了源后就需要多媒體壓縮的技術(shù)和算法對(duì)其壓縮，那么這些算法和技術(shù)需要標(biāo)準(zhǔn)化，包含多媒體壓縮技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)化和多媒體系統(tǒng)傳輸標(biāo)準(zhǔn)化。那么，為什么要制定標(biāo)準(zhǔn)？我們可以分為四點(diǎn)：一是互聯(lián)互通；保證各個(gè)廠商在指定多媒體 5G 標(biāo)準(zhǔn)下，各個(gè)設(shè)備之間可以實(shí)現(xiàn)互聯(lián)互通，這也是做標(biāo)準(zhǔn)最基本的原理。二是防止壟斷；因?yàn)檫@樣各個(gè)公司都會(huì)參與進(jìn)來(lái)，并且投入自己的技術(shù)，保證技術(shù)共享。三是保證技術(shù)的先進(jìn)性；比如參加 5G 國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)制定時(shí)，企業(yè)可以把自己的技術(shù)貢獻(xiàn)出去，也可以共享別人先進(jìn)的技術(shù)，保證了技術(shù)的先進(jìn)性。四是知識(shí)產(chǎn)權(quán)專利；一方面可以商業(yè)化，收取專利費(fèi)，一方面可以起到防御作用，保護(hù)自己。
視頻流量將會(huì)一直排在網(wǎng)絡(luò)流量的前列，在 5G 時(shí)代，這種趨勢(shì)會(huì)只增不減。根據(jù)思科預(yù)測(cè)，到 2020 年 約82% 的流量將是IP視頻傳輸，包括視頻會(huì)議、小視頻、云游戲類似的服務(wù)。出現(xiàn)這種情況的原因之一就是新興媒體格式的出現(xiàn)，包括 4K、8K、沉浸式媒體、增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)等。隨著網(wǎng)絡(luò)帶寬越來(lái)越高，視頻流量也會(huì)越來(lái)越高。
趙帥還特地強(qiáng)調(diào)了多媒體壓縮技術(shù)對(duì)于多媒體發(fā)展的意義。他表示，即便是在 5G 時(shí)代，沒(méi)有多媒體壓縮技術(shù)，那對(duì)于多媒體的發(fā)展來(lái)說(shuō)一切都是零。他說(shuō)：
2003 年 AVC（H264）編碼標(biāo)準(zhǔn)正式發(fā)布。2013 年時(shí) HEVC（H265）發(fā)布；每一次視頻壓縮技術(shù)的迭代都會(huì)比上一次主觀上提高 50% 左右，客觀上是 30%——客觀是通過(guò)數(shù)學(xué)統(tǒng)計(jì)，主觀是人眼看，總體上來(lái)說(shuō)最后都有 40%-50% 的提高?，F(xiàn)在是的 VVC（H266）是我們騰訊多媒體實(shí)驗(yàn)室積極參與的。VVC 在 HEVC 上客觀節(jié)省 30% 以上，主觀是 40%以上。
從視頻編碼架構(gòu)方面來(lái)說(shuō)，VVC 跟 HEVC基本一樣，但為什么 VVC 會(huì)有所提高呢？從某種程度上看，是算法上得到了優(yōu)化和提高，比如在壓縮視頻時(shí)，HEVC 只支持一種切分方法，VVC 支持四種方法，在壓縮時(shí)提供更多可能性，更大的提高了壓縮的速率。截止到 2016 年 6 月份，騰訊 VVC 視頻壓縮技術(shù)是全球第三。還有一個(gè)重要的成果，《王者榮耀》已經(jīng)加入到 VVC 測(cè)試序列，可以更好地服務(wù)騰訊游戲業(yè)務(wù)，這個(gè)意義是非常巨大的。
在 5G 時(shí)代下，技術(shù)的迭代給媒體技術(shù)注入了新的活力，沉浸式媒體技術(shù)也因此得到了更大的發(fā)展空間，與前幾位嘉賓的切入點(diǎn)不同，騰訊多媒體專家工程師封薇薇更注重工程的角度，她具體介紹了 5G 時(shí)代下沉浸式媒體系統(tǒng)。她在演講中說(shuō)道：
我們通?？吹囊曨l都是通過(guò)攝像機(jī)拍攝的，而它的拍攝方式是將真實(shí)世界投影到二維平面上，然后再進(jìn)行壓縮處理。那么，如何更好地展現(xiàn)三維的世界？我們可以假設(shè)眼睛是一個(gè)攝像頭，看到的世界可以上下左右旋轉(zhuǎn)，也就是說(shuō)，可以假設(shè)把三維世界投影到一個(gè)球體上，可以通過(guò)在中心旋轉(zhuǎn)視角來(lái)看整個(gè)世界。這樣會(huì)給我們更大的自由度，也更加人性化。
那么，如何把三維數(shù)據(jù)進(jìn)行壓縮傳輸？現(xiàn)在，二維壓縮傳輸已經(jīng)比較常見(jiàn)且相對(duì)成熟，我們更希望能夠利用二維已有技術(shù)來(lái)對(duì)三維的東西進(jìn)行壓縮傳輸，我們會(huì)運(yùn)用投影技術(shù) ERP，將三維球體投影到二維平面，就可以用正常的二維視頻壓縮技術(shù)將它進(jìn)行壓縮和傳輸。但事實(shí)上，ERP 投影是有一定缺陷的，在兩極會(huì)有大量冗余信息，這些信息不需要完全被傳輸。針對(duì)這一問(wèn)題實(shí)驗(yàn)室對(duì)投影方式進(jìn)行了改變，有效降低了重采樣造成的失真。事實(shí)上 OMAF 定義了整個(gè)全景系統(tǒng)，其中還包括了多媒體容器，以及傳輸方式。由于 VR 系統(tǒng)傳輸?shù)氖?3D 的信息，即使在 5G 的情況下帶寬也是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的。在傳輸?shù)倪^(guò)程中為了減少帶寬的占用率實(shí)驗(yàn)室采用了切塊模式，這樣可以保證用戶可以根據(jù)帶寬選擇分塊選擇不同質(zhì)量，從而有效分配帶寬保證可視區(qū)域的質(zhì)量。
除了 360 視頻外，還有其他對(duì)三維世界描述的方式，比如把三維物體用點(diǎn)和面表示。另外的方法是，用激光雷達(dá)或者攝像機(jī)矩陣將一個(gè)三維物體直接數(shù)字化，變成關(guān)于點(diǎn)位置或者色彩的數(shù)據(jù)。在數(shù)字化三維物體時(shí)會(huì)含有大量點(diǎn)的數(shù)據(jù)，我們稱之為點(diǎn)云。靜態(tài)的點(diǎn)云包含千萬(wàn)級(jí)數(shù)據(jù)，而動(dòng)態(tài)點(diǎn)云每幀可以有百萬(wàn)級(jí)數(shù)據(jù)。我們實(shí)驗(yàn)室參與了 MPEG 國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)點(diǎn)云和 AVS 國(guó)標(biāo)點(diǎn)云的制定，并擁有大量標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)專利。而不僅僅是專利我們?cè)邳c(diǎn)云應(yīng)用上也有著落地解決方案，多媒體實(shí)驗(yàn)室目前在合作自動(dòng)駕駛團(tuán)隊(duì)為其提供點(diǎn)云數(shù)據(jù)壓縮方案。
雷鋒網(wǎng)獲悉，騰訊多媒體實(shí)驗(yàn)室在 VR360、OMAF、DASH 等領(lǐng)域均參與標(biāo)準(zhǔn)制定，并擁有多項(xiàng)專利。
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