【北京论道】海思半导体周海林：用芯看视界——技术助力视频产业升级

流媒体网| 2016-10-13

　　【流媒体网】消息：10月13日，以“智屏·互联，大‘视’所趋”为主题的流媒体网第十二届电视新媒体高峰论坛在北京举行。

　　客厅未来，在于产品的进化、在于技术的演进，在于体验的改善。让越来越多的智能科技服务进入我们的客厅，VR/AR、智能家居、智能周边等借助科技产品连接构建成客厅智能业务的延展。流媒体网特设“科技驱动客厅智能未来”分论坛，探求黑科技与客厅经济的结合，寻求创新服务与电视新媒体的融合，使各种需求和智慧交互成为可能。为运营商的大屏未来提供更多可能。

　　10月13日下午，在此分论坛上，深圳市海思半导体有限公司视频领域首席架构师周海林做了主题为《用芯看视界——技术助力视频产业升级》的演讲。

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以下为演讲全文：

　　海思是做芯片的公司，芯片在视频领域内扮演很基础又很重要的角色，下面我和大家分享一下关于芯片行业技术中我们的一些看法。

　　这些年视频业务进展非常迅速，但视频企业未必赶得上视频业务量的增速。现在我们看到4K已经搞了好几年了，但4K是不是视频最好的体验?远远不是这样。体验可能是关乎到我们未来是否成功的非常重要的因素。关于体验比较有故事，要想做好视频体验是一揽子的技术，大家都是行业内的专家，关于全4K的概念我这里不赘述了。我想和大家分享的是，在全4K中很多维度的重要性和迫切性未必一样，现在我们需要做什么?

　　全4K成就视频体验新高度

　　首先看分辨率。从标清到高清是一次革命性的进步。现在很多节目都是高清节目了，同时也有很多节目也在往4K演进。从标清到高清是一次革命，那么从高清到4K是不是一次革命呢?3米的客厅距离，虽然你很难区别4K与高清的差异，但高清与4K带来的差异是有条件的。

　　大家看目前一些4K节目的时候，可能会觉得有些问题，不是特别完美，但未必感觉到会有多大的问题，原因是什么?虽然机顶盒送出的4K是25帧的，但它都具备转换技术擦出另外25帧来，所以是50帧的。但有一种情况是除外的，比如网球、足球这种快速运动的小物体很难处理，所以大家看体育节目有一些抱怨，这是出现问题的地方。可见，高帧率对于体育节目和特定体裁有着独特的价值，甚至50帧也不够。我看过很多国际大展上，有人展出了100帧和120帧的节目，虽然也限定了体裁，但它依然有市场。声音是对视频很好的补充，很大程度上丰富了媒体的体验。

　　我们看一下HDR/WCG。这两个技术和前面讲的技术有所不同。原因在于，HDR和WCG在之前节目中落后的原因不是技术的落后，而是标准的落后。它让我们感觉到画面会更真实，从什么层面更真实呢?两个问题，一是镜面反射问题，它有高光，而且很亮。二是发光物体，让它很亮，从而解决了HDR标准下画面的不真实。HDR让我们感觉到亮更亮，暗更暗，亮区和暗区都有细节。WCG让色彩更丰富，这个709色域是无法表达的，真实世界色彩如此丰富，但我们看到的色彩是有限的。这两项技术会使我们的体验更加提升，原因不在于技术本身突破，而是在于现在HDR的标准其实是一个过时的标准。HDR或者SDR，它的核心含义是什么?两点：一是它的光线转换函数，它是CFT显示器在荧光屏上的显示的关系。现在我们前端捕获和后端显示的能力早不同于以往，从捕获来看，现在色域也有很大的提升。所以，现在我们把标准更新，把中间环节放大，释放捕获和显示的潜能，就是在释放生产力。所以，HDR和WCG在我们这一波技术升级中是非常重要的层面。

　　机顶盒连通HDR运营的最后一公里

　　从标准的角度来看，之前往往是国际标准先行，各个厂家再去做应用。但从HDR技术来看是HDR技术倒逼标准发展，在2015年前后的时候，很多厂家都在这其中非常积极主动推HDR方案。按照它的发展，在2015年前后，应该是4K P60大行其道的时候，但它很快过渡了，我们都没有看到这个产品有多少，很快就过渡到HDR。HDR是很好的东西，但运营还有一些问题，最后一公里还是没有解决。比如刚才我们提到很多标准，因为技术发展在标准前，技术先有，标准在后，就产生了很多事实标准，比如SLF10中国标准，HDR10的标准等等，这些标准谁也干不死谁，他们在各自领域各有所长，同时我们看到电视品种非常多，用户家里更多的电视还是老的SDR电视，连4K电视也不是。在这么多电视上，有这么多片源，我们运营的时候会产生什么问题呢?我必须在机顶盒这一侧处理各种片源和电视的映射，运营商能控制的最多就是机顶盒。一方面我们需要做片源到电视之间的映射转换，另一方面机顶盒内部的操作有UI，这也是很讲究的，现在我们输出到HDR 10的电视上一定要输入这种信号，但很不幸，我们所有的UI一定是SDR 709的，如果不做转换，在电视上显示会出现各种问题，可能红色边框显示出来的是蓝色，体验无法确保，所以我们的领域中还有很多事情可以做。这个领域最好的就是在机顶盒里，把这个任务担当起来，把最后一公里打通，把HDR的好东西从运营商的机房搬到老百姓的眼前。

　　举个例子，HDR10片源，如果接HDR10的电视，其实机顶盒不需要太多的处理，你只要把相关的信息传到另外一面去就OK了。在相当长的一段时间内，很多厂商宣称他们的设备都支持HDR10，实际上他们所指的仅此而已，你不能说它不支持HDR10，他说得也是对的，但不完整。我们再看第二张图，如果你接的是HDR10的电视，非常不行，就是这样的效果。为什么效果这么差?是这里面发生什么问题吗?其实不是的。原因在于HDR10和SDR是两个完全不同的体系，他们的色域不同，这两个体系表现的色彩是完全不同的，当然这是非常不好的效果，这是错误的不应该看到的效果。但即使同一台电视，在机顶盒里做这样一个转换，把709转换送到HDR电视上，效果就会很好，甚至好于原来的SDR电视，因为即使是原来SDR电视频解的能力已经超过HDR。所以，机顶盒试行SDR到HDR转换，这是一个基本条件，转换有多好就决定了SDR运用有多好。

　　海外一家知名运营商做了一个HDR试运营频道，但他们使用的设备，我们了解到是比较老的设备，肯定不是用我们的芯片。刚好在IDC碰到他们的负责人，他说，确实存在这个问题，他们在服务器上放了两个版本，HDR和SDR，机顶盒接HDR就点HDR版本，接SDR就点SDR版本。我问，你们这样还能运营吗?如果是DVD的运营商就更不知道该怎么运营了，是两个频点吗?所以，这个东西作为试运营可以，但显然不是我们的未来，我们不能寄托在这种方法上。

　　HDR和SDR电视是主流，SDR如何在HDR上呈现出竞争力?我们深入看一下这个问题。HDR转SDR不是高深的事情，原理非常简单。BT2100是HDR的标准，它没有说怎么转SDR，这就会涉及到厂商自己做的事情。它告诉你了一个HLG，然后再做一个UTC。你转SDR的信号也是一样的道理，很简单。这样做的话会带来很多问题，因为我想这个东西作为一个曲线的时候，大家不大可能用其做一个表，当然做这个表的难度非常高，成本非常大。它的颜色会变，它不会保持它的颜色，再就是细节本身，两个UTO曲线一卡就是一片惨白了，就没有了。真正要想体现HDR的独特的价值，必须要加上tone mapping和color space converter。我根据线性光驱做一定的压缩，再支持新的UTL曲线，正是因为有这样空间的体现，可以说这个信号并不是用工具公司创过来的，这就给我们提供了广阔的空间，做得好也能够在HDR上呈现它的价值。

　　VR全景与8K结合带来更好的体验

　　接下来我们再聊一聊VR，因为VR现在很火。我们深入思考一下这个问题，什么叫做VR，虚拟现实是我们自己给自己的一个好听的说辞，说白了这叫做芯片人的感官，VR眼罩欺骗人的眼睛，戴耳机欺骗你的听觉，使你感觉你在这个场景里，但其实你不在。欺骗了你的眼睛，欺骗了你的内耳前庭，当你坐在那里的时候有一个沉浸感，感觉是在开车有加速度，但是你加速了，你的内耳告诉你说其实一点没动。这两种信息同时传入大脑，是分裂和冲突的，所以让我们头晕。头晕的根本原因在于人的感官是多种传感器融合的信息，多种传感器是不一致的。我们思考眼罩类产品该怎么做?现在VR的分辨率是256×144，把分辨率再做更高到4倍、8倍是不是就可以了，或者把延时做低几毫秒是不是就可以了?但我们感觉到这是一个非常难以回答的问题，前一阵facebook的产品创始人说你把这些做好会更晕。现在没有做好，你会看到很多东西，但你做好会感到更晕。所以，眼罩类产品，我们要不断的做，不断的提升它的体验，但恐怕这种应用的题材是受限的。现在大屏上的全景视频我觉得反而是一个很好的点，在电视上我不试图欺骗你的眼睛，但我让你似乎感觉到这样一种体验，摄像机的云台在你手里，你摇到哪里就摇到哪里，这样在一个场景中用户就可以选择看自己想看的东西，这样依然有价值，比如观光购物，一个房间里摆满了各种琳琅满目的商品，我想看就放大看。当然从目前的角度看，我们整个技术还不能完全支撑这样好的应用，因为目前4K全景视频显示出来的图像还不够。所以，就大屏全景视频来讲，整个触点是这样一个方向。这种场景，它和完全意义上的VR不同，但也借鉴了其中一些因素。

　　我感觉这些东西带有很新的商业前景。相对传统的电视被动观看来说，全景视频有了更多的可能的应用，购物、观光等等可能会给运营商带来新的价值。

　　现在海思一系列芯片里都支持HDR和大屏全景。我们再往后看一代会做什么?8K我们也做过很多分析，8K肯定要做，它会像过去的故事那样吗?其实随着4K体验的提升已经在强烈的衰减，再往上进一步提升，大家算算这些数据，这个道理说不通。原因是人为什么需要更多的分辨率，因为你的眼睛感知到了两个项目的差异，你会感觉到科技感，所以你需要更加精准的像素让你的眼睛感觉更舒适。两个像素在我眼睛里的夹角如果小于1/60度，那人眼就不太容易感知，如果大于1分就容易感知，当然每个人的体验不一样，而且人经过训练后感知度会提升，比如相对VR的延迟体验，一般人20毫秒以下觉得挺好的，但经过训练的人会感知到30秒。我们看分辨率，这边是夹角大于1分的，这边不到1分的，后面哪怕你看120寸的电视，都不会那么明显感觉到，谁家里会放120寸的电视?而且家庭那么小呢?所以，8K下一步怎么做?它最好最明确的前提就是和全景接入，现在我们做一个4K的全景图，我们从中取出一块来显示，对中间一小块做一个投影算法之后，显示上去，我们看到的是其中一部分的内容，而这是一小部分内容。这部分有多大?取决于你的视野的宽广度，当你的视角不断变大，分辨率不断变小，我们全景4K只是入门级的，它能够支撑我们现在的娱乐和商用，但还不够完美。8K视频一定会在这个技术基础上有非常明显的提升，所以8K下一步和全景结合到一起才是应用的开始。

　　这是和视频体验相关的一些技术。但视频体验真正让老百姓感知到家居环境中有很多问题没有解决。最典型就是组网问题，光纤入户现在不是多大问题，但入户后怎么到你的客厅和卧室里，这个问题就比较麻烦了。有很多人家里装修很讲究，布线小小的东西他都不能接受。关于这一点，海思和华为在做很多的探索，现在除了机顶盒的主芯片之外，我们在网络侧也在做很多的工作，比如电线、Wi-Fi，通过光纤入户，通过Wi-Fi结合，我们到家庭里可以把网络布得很好，所以实现这个技术才会有机会。现在技术上是完全可行的，而且从海思的角度来说有完整的系列。