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        4K 修復經(jīng)典動畫,火山引擎的「醉翁之意」在哪?

        隨著 4K 修復技術普及,每過一段時間,人們就能重溫高清版的「回憶」。

        2019 年北京國際電影節(jié),4K 修復版《2001 太空漫游》開票,5 秒售罄;2020 年,《哈利波特與魔法石》4K 版上映,4 日票房突破了 1 億元。

        大銀幕上的光影僅是回憶的一部分。葫蘆娃、黑貓警長、哪吒、大頭兒子和小頭爸爸、舒克和貝塔……這些形象已定格成表情包和網(wǎng)絡梗。

        不久后,這些童年回憶,也同樣會以 4K 高清的模樣,重新出現(xiàn)在你的手機屏幕上。

        這是西瓜視頻在 4K 修復上的「大動作」,背后的技術承擔方是字節(jié)跳動面向企業(yè)的技術服務平臺:火山引擎。

        簡單理解,經(jīng)過了多年 to C 服務的積累,火山引擎要把字節(jié)跳動最好的技術開放出去,服務企業(yè)的數(shù)字化升級。

        視頻技術是字節(jié)跳動多年來積累的重要內(nèi)容。「經(jīng)典中視頻 4K 修復計劃」,是西瓜視頻與火山引擎共同發(fā)布的公益計劃。

        這個計劃將在一年內(nèi)用技術手段,4K 修復百余部經(jīng)典中視頻。

        修復后,人們可以免費在西瓜視頻 App 上觀看這些動畫片。目前,已經(jīng)有《葫蘆兄弟》、《黑貓警長》、《大頭兒子小頭爸爸》等 6 部修復過的動畫上線。

        首批合作伙伴有央視動漫和上海美術電影制片廠。

        名單內(nèi)的動畫除了葫蘆娃、舒克和貝塔這樣 80、90 后的童年回憶公約數(shù),還有中國動畫史中值得反復凝視的經(jīng)典:中國第一部水墨畫風動畫片《小蝌蚪找媽媽》(1960),帶有敦煌畫風的《九色鹿》(1981),小眾的木偶動畫片《鏡花緣》(1991)……

        字節(jié)跳動多年技術沉淀如何發(fā)揮最大的效用?

        火山引擎或許可以給出一種答案:一邊將技術服務企業(yè)實現(xiàn)商業(yè)價值,一邊服務公益計劃實現(xiàn)社會價值。

        4K 修復經(jīng)典動畫片更有一層「醉翁之意」,讓原先「潤物細無聲」的中臺技術獲得展示。

        4K 修復經(jīng)典動畫,火山引擎的「醉翁之意」在哪?

        4K修復技術秀「肌肉」

        人們口中常說的 4K 解析度,是指顯示屏幕達到 4096×3112 的像素級別。它的分辨率是 2K 的四倍。2003 年,加拿大一家公司推出首個商業(yè)用途的電影攝像機,從此 4K 逐漸普及。

        老動畫片受限于制作年代,清晰度早已不適應人們的觀看習慣。

        幾十年前的老動畫片,像《小蝌蚪找媽媽》、《九色鹿》還是用膠片進行拍攝。將年代久遠的膠片修復到 4K 的清晰度,其中的難度可想而知。

        從膠片的物理修復做起,先要對原始膠片上的污垢、劃痕、掉色等部分進行修復,再將膠片轉(zhuǎn)錄為磁帶,才能進行數(shù)字修復。

        數(shù)字修復的過程中,增加清晰度、補上缺失幀數(shù)等技術之外,還需要匹配原片的藝術風格,以保持「修舊如舊」的效果。這樣才不僅實現(xiàn)了「修」,還做到了「復」

        4K 修復經(jīng)典動畫,火山引擎的「醉翁之意」在哪?

        動畫片《布谷鳥》修復效果對比

        面對這樣的勞動密集型工作,火山引擎提供的 AI 功能可以幫助修復師減輕不少勞力,甚至能夠比傳統(tǒng)的修復方式更有優(yōu)勢。

        火山引擎品牌在今年 6 月份正式發(fā)布,4K 修復用到的技術都屬于視頻云產(chǎn)品。

        作為中臺技術,比起前端的推薦算法、定制內(nèi)容,視頻云一般都隱藏在后方,支持內(nèi)容傳輸和播放,鮮少為人感知。

        借由「經(jīng)典中視頻 4K 修復計劃」中的具體環(huán)節(jié),人們可以一瞥這些技術讓視覺體驗升華的能力。

        影片常見的信息損耗就是噪點和劃痕,其來源方式也各不相同。

        一方面,膠片存放過程中會有物理損耗,這會帶來噪點;一方面,轉(zhuǎn)錄到磁帶過程中也可能增加新噪點和劃痕。

        對于這些瑕疵,火山引擎結(jié)合了傳統(tǒng)信號處理和機器學習算法,讓修復更為高效。

        老膠片的第一道工序是物理修復。即使經(jīng)過物理修復,膠片上的劃痕依然會對畫面有損傷。傳統(tǒng)人工修復能夠保證質(zhì)量,但是成本極高,速度也很慢。

        火山方案采用算法+人工兩道工序。算法能夠?qū)?95% 的瑕疵進行修改,對藝術效果或者視頻內(nèi)容的困難部分,則通過人工來進行判斷。

        4K 修復經(jīng)典動畫,火山引擎的「醉翁之意」在哪?

        分辨率升到 4K 之后,原有的畫質(zhì)一定會信息量不夠。比如細節(jié)不足,幀數(shù)偏少而不夠流暢,暗景畫面模糊。

        火山引擎的「智能超分」和「智能插幀」功能在提升畫面質(zhì)感上可以發(fā)揮所長。

        人工修復中,如果遇到油污、劃痕、變形等問題,修復師可能一天只能修 24 幀,也就是一秒。

        如果是夜戲、煙霧戲等模糊的畫面,畫面信息本身不足,修復困難極大。用深度學習,能夠根據(jù)已有圖像建模,做到「修舊如舊」。

        像《葫蘆兄弟》,人物近景是剪紙風格,遠景是水墨筆觸。算法可以智能分辨不同的風格來進行處理,提升前景的清晰度的同時,又能保留遠景的朦朧感。

        應用端打磨技術

        「智能超分」、「智能插幀」屬于標準化功能,已封裝成可調(diào)用的產(chǎn)品,向企業(yè)客戶開放。

        除此之外,西瓜視頻也提供了內(nèi)測,個人賬號可以在「視頻剪輯」菜單中點擊體驗。

        修復中也會遇到新問題。比如,在老影片掃描轉(zhuǎn)數(shù)字化的過程中,由于采樣算法欠佳,導致畫面中的線條出現(xiàn)鋸齒。

        由于這個問題是數(shù)字化掃描階段帶來的,常見算法和修復工具不能很好地處理,火山引擎就針對這種場景單獨設計了算法。

        4K 修復經(jīng)典動畫,火山引擎的「醉翁之意」在哪?

        這種處理問題的能力,與火山引擎對抖音、西瓜視頻進行技術支持的歷練有關。

        在視頻云產(chǎn)品負責人 Keith 看來,視頻技術中臺的最大優(yōu)勢,就是與生俱來的視頻播放經(jīng)驗。簡單說,就是「同一套人馬做 to B 和 to C」。這讓技術團隊對 C 端的需求更敏感。

        經(jīng)過疫情催化,音視頻企業(yè)級服務的市場更加成熟。

        企業(yè)級服務商中,除了騰訊、阿里云這樣的老牌互聯(lián)網(wǎng)大廠之外,聲網(wǎng)這樣專注音視頻實時互動的技術商得到更多關注。

        在此背景下,火山引擎在 C 端的歷練,成為了獨特的服務能力。

        比如,在打磨播放體驗時,團隊意識到播放第一幀「滑順感」的重要性,于是率先開發(fā)了「零首幀」技術。

        首幀即是視頻播放的第一幀。當你被一個視頻封面吸引,點擊播放到首幀渲染出來的耗時小于 200ms 時,基本就沒有延時和卡頓感。

        視頻云團隊在這個指標上的追求是小于 100ms。

        人類無感的 100ms 的背后,技術程序上需要完成「頁面創(chuàng)建」、「網(wǎng)絡連接」、「視頻解碼」、「播放器策略建立」四個環(huán)節(jié)。

        技術團隊針對每一個環(huán)節(jié)都做了技術優(yōu)化,才實現(xiàn)了播放體驗上的「零首幀」。

        這項技術已經(jīng)運用在客戶服務上。

        火山引擎與足球社區(qū) App「懂球帝」共同建立了視頻云解決方案,幫助「懂球帝」解決了播放中首屏卡頓的問題。球迷在瀏覽 App 中的視頻時,首幀時間降低 30% 以上。

        音視頻技術能夠縮短時空距離,因此,遠程會議、在線課堂、電商直播是更具潛力的應用領域。

        在 2020 年疫情尚未消退期間,財新傳媒年度峰會在北京線下舉辦。

        這是一次多時空串聯(lián)的任務,4 天議程中有 50 多場直播,其中既涉及海內(nèi)外嘉賓連線,又涉及峰會全程的線上直播。

        4K 修復經(jīng)典動畫,火山引擎的「醉翁之意」在哪?

        火山引擎技術團隊做到了高清視頻連線,全程無卡頓。這背后的技術,是實時通訊技術(RTC Real-times comunication)。

        各種趨勢表明,RTC 將會成為下一代互聯(lián)網(wǎng)通信標準的基礎和模式。

        未來的視頻:流量少,更清晰

        如今語音和視頻功能,已經(jīng)基本滿足日常實時通訊,但是未來各種場景下的時空串聯(lián),對技術提出更高要求。

        同步與清晰度的提升帶來更大的帶寬,與之匹配的下一代的編碼壓縮技術也被需要。

        視頻編碼的最主要目的是數(shù)據(jù)壓縮,讓存儲和傳輸更便捷。目前,新一代國際視頻編解碼標準(H.266/VVC)已正式公布。

        標準貢獻者排行榜上,字節(jié)跳動排名第三。排行榜前五的企業(yè)中,字節(jié)跳動是唯一一家沒有參與上一代標準開發(fā)的公司。

        這份成績來源于「火山引擎多媒體實驗室」,這個團隊至今已經(jīng)研發(fā)了基于 H.266 的編碼器 2.0 版本——BVC2.0。

        使用這個編碼器,同樣質(zhì)量的視頻內(nèi)容,可以節(jié)約 8%-15% 的帶寬和存儲成本。

        這意味著,同樣網(wǎng)速和帶寬的條件下,在手機上能用更少的流量享受更清晰的視頻。未來的云游戲、VR 應用如果想成為現(xiàn)實,也需要依靠新編碼技術

        4K 修復經(jīng)典動畫,火山引擎的「醉翁之意」在哪?

        自研 H.266 的歷史

        除了參與標準制定、開發(fā)編碼器,火山引擎還站在全鏈路傳播的角度來思考技術。

        比如,在抖音 App 上,生產(chǎn)端和播放端可以按照不同的需求處理。

        為了照顧投稿率,生產(chǎn)端需要降低碼率;為了照顧觀看體驗,播放端需要提升碼率。為了實現(xiàn)全局的最優(yōu)解,各個環(huán)節(jié)的不同策略配合,需要更豐富的方案。

        應用場景是視頻技術的催化劑。MR、VR 已經(jīng)想象了豐富的場景,但這尚是遠景。

        從眼下直播、連線、點播的不同需求開始,技術也會在實戰(zhàn)中反復被打磨,走到創(chuàng)新的場景中去。(來源于:極客公園

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