5G+8K+AI技术在广播电视领域的应用

2023-11-20党春茂

电视技术 2023年8期

党春茂

（天祝藏族自治县毛毛山微波台，甘肃武威 733299）

0 引言

随着5G、8K和人工智能（Artificial Intelligence，AI）技术的快速发展，广播电视行业正迎来新的变革时代。本文旨在探讨5G+8K+AI技术在广播电视领域的应用，分析其在体育、新闻和综艺节目中的实际应用，揭示其在内容创作、传输和观众体验方面的优势。通过深入研究和讨论，期望为广播电视产业的发展和未来趋势提供有益的参考。

1 5G+8K+AI概述

1.1 5G+8K+AI战略背景

2019年8月，第二十八届北京国际广播电影电视展览会（BIRTV2019）的主题报告会发布了《中央广播电视总台5G+4K/8K+AI应用实践》主题演讲，5G+4K/8K+AI战略正式提出。2019年10月，中央广播电视总台（以下简称央视）标清制作系统全面下线，告别高清时代，超高清时代来临。2019年，《超高清视频产业发展行动计划》发布，各省市协同推进超高清视频产业发展。2022年，《超高清视频产业发展白皮书》发布，我国超高清视频产业在重点技术及标准、产业链各环节发展、行业应用等领域取得显著成果，这也为5G+8K+AI战略的实施与应用提供了技术、设备等支持[1]。

1.2 5G+8K+AI核心技术

5G+8K+AI核心技术是指在广播电视领域，结合第五代移动通信技术（5G）、超高清视频技术（8K）和人工智能技术（AI）的关键技术。这些技术的融合与协同，为广播电视产业带来了巨大的发展潜力和创新机会[2]。首先，5G技术是指第五代移动通信技术，以超高速、超低延迟、大连接和广覆盖为特点。在广播电视领域，5G技术能够提供更高的传输速度和更稳定的网络连接，使得视频内容的传输更加高效和快速。5G技术的低延迟特性使得实时直播和交互式体验成为可能，为广播电视节目带来更多创新。其次，8K技术是指超高清视频技术，比传统高清视频具有更高的分辨率和更细腻的画面表现。在广播电视领域，8K技术能够提供更加逼真和震撼的视觉体验，使观众感受到更加身临其境的感觉。同时，8K技术还支持更大屏幕的显示和多角度视角，为体育节目、综艺节目等提供更多可能性。最后，AI技术是指人工智能技术，通过模拟人类智能和学习能力，使计算机具有了类似人类的认知和决策能力。在广播电视领域，AI技术用于内容的智能识别、分类和推荐，帮助编辑人员更高效地筛选和组织素材。此外，AI技术还应用于视频内容的自动化制作和虚拟主持人等领域，为广播电视节目带来更多的创意和新颖体验[3]。

2 5G+8K+AI技术在广播电视领域的应用

2.1 5G+8K+AI技术在体育节目中的应用

5G+8K+AI技术在体育节目中的应用将带来革命性的变化。首先，5G技术的高速传输和低延迟为实时体育直播提供了稳定的网络连接，让观众能够在高清画质下更流畅地观看比赛。其次，8K技术的超高分辨率使观众获得更为真实细腻的视觉体验，捕捉每一细节，如球场上的细微动作。AI技术在体育解说和数据分析方面大有作为。智能解说系统能够根据比赛情况实时进行解说，增强观赛体验。AI还能分析运动员的动作和数据，提供实时统计和比赛战术分析。最后，5G技术也为增强现实和虚拟现实技术提供了支持，让观众能够身临其境地感受比赛现场。

5G+8K+AI技术在体育节目中最典型的应用就是冬奥会，通过5G+8K+AI战略助力科技冬奥，向世界呈现开闭幕式舞蹈的精彩演绎与极具震撼的赛事转播。依托4K/8K超高清视频技术，冬奥会赛事全面实现4K高动态范围图像（High-Dynamic Range，HDR）制作公共信号，并在开闭幕式、速度滑冰、自由式滑雪/单板滑雪大跳台赛事等进行8K公共信号制作与转播。中央广播电视总台在4K/8K制播领域取得一系列自主研发成果，并应用于冬奥会赛事节目转播中，如8K/4K/HD交换及调度系统、猎豹超高速4K轨道拍摄系统、8K超高清摄像机、AI时间切片系统、8K AVS3视频编码器等应用，建立了冬奥会8K超高清制播体系。在“百城千屏”超高清视频落地推广行动支持下，实现8K看冬奥，这也是全球首次大规模将8K技术应用于体育赛事直播与转播报道。

5G技术为冬奥会提供了高速率、大带宽、低时延、网络切片、边缘计算等技术支持。冬奥会的8K视频对带宽有严格的要求，至少需要130 Mb·s-1以上的传输带宽，只有基于5G网络千兆级的体验速率才能保证视频回传质量。在本届冬奥会上，5G信号覆盖了所有场馆和连接场馆的道路。以5G技术为基础的5G背包、5G转播车、5G超高清演播室、5G消息等在冬奥会上发挥了关键性的作用。5G背包具备体积小、重量轻、便于携带等优点，并且能够在-20 ℃的环境下工作，极大地提升了冬奥会相关活动的采编播效率。北京冬奥会期间，全球首台5G+8K转播车投入使用，负责短道速滑和花样滑冰赛事的转播服务，在200多个社区、商圈、城市户外大屏进行冬奥会8K超高清内容播放。5G超高清演播室为冬奥会节目的采编播提供了全方位技术支持，最典型的就是高铁冬奥专列的外场移动演播室，将超高清技术、5G技术及高铁技术完美融合，将5G超高清演播室制作的冬奥节目通过5G网络实时回传至央视，并通过大小屏播出。

AI技术助力冬奥会充分展现冬奥会视听之美。AI时间切片系统、AI手语翻译官“聆语”、AI智能剪辑系统等被广泛应用于冬奥会节目中。AI时间切片系统是中央广播电视总台自主研发的超高清AI图像处理系统。基于人工智能深度学习算法、视觉暂留技术、图形学、图像学及自动化控制技术的AI时间切片系统能够实时、精准还原滑雪跳台运动员的技术动作，充分满足冬奥会电视直播的实时性需求。AI手语翻译官“聆语”是全球首次AI手语在体育赛事领域的应用，使得听障人士也能享受到冬奥会的精彩赛事解说。AI智能剪辑系统能够智能识别运动员动作、比分板、比赛场景，通过观众反应、评论员语音、赛场原声、光学字符识别（Optical Character Recognition，OCR）识别、目标对象等分析，自动生成冬奥会精彩视频集锦。综上所述，5G+8K+AI技术为体育节目带来更加精彩、沉浸式的观赛体验，将推动体育广播电视向新的高度发展[4]。

2.2 5G+8K+AI技术在新闻节目中的应用

5G+8K+AI技术在新闻节目中的应用，将为广播电视新闻报道带来革命性的变化。首先，5G技术的高速传输和低延迟将实现新闻内容的即时传送，使新闻报道更加及时和实时。其次，8K技术的超高清画质将提供更细腻、逼真的图像，增强新闻的视觉呈现效果。AI技术将在新闻内容的智能筛选和生成方面发挥重要作用，实现新闻自动化生产。AI还能帮助新闻编辑进行内容分类和趋势分析，提高新闻报道的效率和准确性。此外，AI技术在新闻数据分析方面的应用，将使新闻报道更加深入客观，为观众提供更全面的信息。

5G+8K+AI技术在新闻节目中最为典型的应用案例就是全国两会新闻报道。在2020年、2021年、2022年全国两会期间，5G+8K+AI技术发挥了关键性的作用。以2020年全国两会为例，这是5G+8K+AI技术在两会新闻节目中的首次尝试，实现5G+8K实时传输和快速剪辑集成制作，并充分运用了AI云剪辑、5G+8K传输背包等技术成果，创作出8K新闻宣传片《八方云开炫彩中国》。此次两会新闻报道，中央广播电视总台运用超高清转播车完成超高清信号的采集制作工作，并在央视4K超高清频道进行开闭幕式现场直播，依托5G技术推出“日出东方”“88秒！感受前进的节奏”等《时政V现场》系列特稿。5G+8K为视频互动直播提供了技术支持，实现人民大会堂和两会新闻中心两地同步部长通道、代表通道、委员通道、新闻发布会现场直播。此外，AI技术在两会期间也发挥了重要作用。双语交互报道《“规划”里的中国》运用文本分析、爬虫抓取等人工智能技术，以多种可视化手段，生动、形象地呈现中国发展成就。综上所述，5G+8K+AI技术为新闻节目带来更加快速、生动、智能化的报道，推动广播电视新闻领域向更高水平发展[5]。

2.3 5G+8K+AI技术在综艺节目中的应用

5G+8K+AI技术在综艺节目中的应用，将为广播电视综艺节目带来创新和多样化的体验。首先，5G技术的高速传输和低延迟为互动综艺节目提供了更稳定的网络连接，使观众能够更流畅地参与节目互动和投票。其次，8K技术的超高清画质为综艺节目带来更加逼真、高质量的视觉效果，增强了观众的观赏体验。AI技术的应用将提供更多创意和趣味性，如虚拟主持人、智能互动等。AI还能根据观众的喜好和行为进行内容推荐、个性化节目推送。最后，增强现实技术与5G+8K的融合，使综艺节目增添了更多趣味和互动性，为观众带来全新的观赏体验。综上所述，5G+8K+AI技术的应用为综艺节目带来了更多的创新元素和互动性，提升了广播电视综艺节目的吸引力和娱乐价值。

5G+8K+AI技术在综艺节目中最典型的应用案例是央视春节联欢晚会（以下简称春晚）。以2021年央视春晚为例，在“5G+4K/8K+AI”战略布局下，央视完成云录制+云互动的云端春晚视觉盛宴。创意表演《牛起来》节目主要由关晓彤、王一博、刘德华三位演员来完成。身处北京的关晓彤、王一博与身处香港的刘德华依托5G+8K+AI技术实现了春晚舞蹈的“同台演绎”视觉效果。节目组采取两地分录、远程云制作、5G远程传输、虚拟演播室系统抠像合成的策略，完成了一场云端跨时空互动，带给观众沉浸式、超高清的观看体验。此外，2021年央视春晚也是首次在央视8K超高清试验频道直播，依托5G通信技术，在30多个8K超高清大屏以及8K电视机同步播放[6]。