[00365037]视频系统中的计算与通信融合技术及应用

该项目属于信息与通信技术领域。随着智能终端及视频业务的普及，视频数据量急剧增长，造成网络带宽供求矛盾日趋尖锐；如何提升网络对视频业务的支持能力，成为信息领域最具挑战的前沿课题。传统视频通信技术仍沿着信号处理思路演进，遭遇“边际效应”，提升空间有限。因此，亟需发展新型视频通信技术，突破带宽受限困境。 在国家973计划、国家自然科学基金资助下，该项目从分析人类视觉感知本质规律入手，在视频系统中融合智能计算与通信，发明了契合视觉感知的视频压缩与传输新技术，从根本上降低了视频业务带宽需求。该项目已授权发明专利47项、软件著作权15项，其中代表性专利9项、软著1项，形成国际/国内标准4项；发表SCI期刊论文96篇，含IEEE期刊论文57篇，SCI他引1252次。主要发明点如下： 1.视频感知模型的智能计算方法。借鉴人类视觉感知机理，率先构建了“知识塔”层级式结构化表征新框架，发明了知识塔框架下视频感知模型计算方法，解决了人类视觉关注图谱无法准确预测的难题，精准揭示与用户体验无关的感知冗余。第三方测试表明：该项目预测关注区域更加贴近人眼关注区域，预测相关系数精度提升63％，达到国际最好水平。 2.基于感知智能计算的视频压缩优化技术。将结构化表征与关注图谱预测的智能计算方法引入视频压缩系统，设计了率-复杂度-感知失真优化方程，突破了该方程闭式求解难题，实现码率与复杂度双重约束条件下的视频压缩质量优化。第三方测试表明：保证主观质量不变前提下，将视频压缩的码率节省90％、编码复杂度降低55％以上。 3.面向用户感知的视频传输质量增强技术。首次构建了“前向传输+后向反馈”的智能协同学习框架，大幅降低视频播放的时延、卡顿，发明了基于结构化的质量增强技术，显著提升视频画面质量。第三方测试表明：视频业务的初始时延、卡顿率、画面质量指标均优于国际最好水平，尤其画面质量提升超过国际同期先进算法140％。 第三方评价机构组织的以中科院尹浩院士为组长的鉴定委员会认为：“该项目发现了提升网络中视频通信业务服务能力的新途径，核心成果达到相关领域国际领先水平。”基于该项目发明研制的视频监控系统，为“雪亮工程”等北京市地方安保工作提供信息保障，保障了全国两会等重大活动安保工作；基于该项目研制的视频网络传输系统，为全国两会视频报道、春晚直播的清晰流畅提供技术支撑，取得了显著社会效益。形成的相关产品经济效益超过13亿元，推广前景广阔。