基于智能算法的视频修复及超高清重制技术应用研究.pdf
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1、广播与电视技术 2023年 第50卷 第6期28内容制播 Content Production&Broadcasting基于智能算法的视频修复及超高清 重制技术应用研究【摘 要】人工智能技术生成内容(AIGC)成为时下媒体技术的发展焦点和应用热点。本文结合行业历史资料开发利用和超高清内容生产需要,分析提出了一种基于智能算法的视频修复及超高清视频重制技术方法,重点介绍了AI去噪点、去划痕、上色、分辨率提升算法技术原理与应用实效,并对相关自主可控技术系统集成实践探索进行了阐述。【关键词】视频修复,智能算法,超高清,自主可控【中图分类号】TN941.2/TP18 【文献标识码】B 【DOI编码】10
2、.16171/ki.rtbe.20230006005【本文献信息】潘永杰.基于智能算法的视频修复及超高清重制技术应用研究J.广播与电视技术,2023,Vol.50(6).Research on Application of Video Repair and UHD Reproduction Technology Based on Intelligent AlgorithmPan Yongjie(Zhejiang Media Group,Zhejiang 310005,China)Abstract AIGC(artificial intelligence technology generated
3、 content)has become the development focus and application hotspot of current media technology.Combined with the development and utilization of historical data in the industry and the production needs of ultra-high definition content,this paper analyzes and proposes a video repair and ultra-high defi
4、nition video reproduction technology based on intelligent algorithms,introduces algorithm technology principles and application effects of AI denoising,scratch removal,intelligent coloring,and resolution,and expounds the practical exploration of the integration of relevant autonomous and controllabl
5、e technology system.Keywords Video repair,Intelligent algorithm,UHD,Autonomous and controllable潘永杰(浙江广播电视集团,浙江 310005)0 引言党的二十大报告指出,要实施国家文化数字化战略,健全现代公共文化服务体系。中办国办印发关于推进实施国家文化数字化战略的意见要求,深化供给侧结构性改革,推动文化存量资源转化为生产要素,促进文化和科技深度融合。广电总局 广播电视和网络视听“十四五”科技发展规划提出,到 2025 年,广播电视和网络视听节目需基本实现高清化,开通 20 个 4K 超高清频道。国家
6、战略、文化服务、行业发展对高质量视听内容供给提出新任务、新要求。近年来,高新视频技术和新一代信息技术加速融合,AIGC 成为新兴内容生产趋势。浙江广播电视集团聚焦发展所需,联合开展基于智能算法、自主可控的视频修复及超高清重制技术应用研究,通过人工智能神经网络,对视频帧空间及时间维度内容相关性进行建模,结合注意力机制、全局与局部信号建模技术,构建划痕噪斑分割、区域填补、自适应去噪、基于参考帧上色及多维度分辨率提升等 AI 算法模型,创建修复参数用户可配置调节的“AI+人工”视频增强修复模式,更好地满足了文化数字化、全媒体传播环境下海量媒资的开发利用需求。1 需求分析浙江广播电视集团已建媒资系统依
7、托“中国蓝云”AI-PaaS服务框架1,提供媒资智能化管理、编目、检索、存储、修复、广播与电视技术 2023年 第50卷 第6期29Content Production&Broadcasting 内容制播开发利用等服务。其中,历史媒资修复及增强在短视频生产、影视剧制作、历史影像再现、传播平台建设等方面应用日益广泛,而当前视频修复工作大多需要经验丰富的技术人员逐帧、逐区域进行,技术门槛高,机械重复,耗时耗力。主要存在以下状况:1.1 修复效率不高标清视频每秒 25 帧,10 分钟视频共计 15000 帧,人均每小时约能修复 300 到 600 帧画面,且需要多人协同,时间成本和人力成本较大。1.
8、2 修复难度较大划痕、脏斑、噪波等问题是视频资料普遍存在的问题,较为影响观看体验;又因其在视频中持续时间长、单帧修复时问题不容易辨认等特征,成为人工修复的痛点和难点。1.3 修复效果欠佳视频资料出品年代早,受当时拍摄、保存等技术限制,存在大量的黑白视频,加之存储条件差异,通常会出现图像清晰度低、模糊不清、视觉效果差等现象,只能通过超分或者图像增强等手段来提升画面质量。1.4 修复工作量大随着网络视听业的飞速发展,历史媒资中的电视剧、重要新闻、资料影像等成为重要内容来源,历史资料修复业务要求高,需求递增。受不断增长的文化数字化发展和媒体行业内容供给需求驱动,人工智能技术在广播电视和网络视听领域,
9、正加快从智能分析、智能识别等轻量化应用向智能生成、生产内容阶段演进。2 技术架构在前期媒体资源管理实现数字化、文件化、智能化的基础上,浙江广播电视集团综合运用云计算、大数据、人工智能等信息技术,创新视频修复及超高清重制技术,以算力换人力,以智能增效能,加快推进媒体数据资源向数字资产转化。2.1 技术框架基于智能算法的视频修复及超高清重制技术功能架构参照智能视频处理系统通用技术规范要求,如 图 1 所示,通过在传统视频处理基础上集成的智能视频处理算法,赋能视频修复和内容再生产场景,实现划痕去除、噪点去除、智能上色等综合修复功能,以及智能超分、智能增强、智能插帧、智能 HDR 转换等画质提升作用2
10、。2.2 技术理念基于智能算法的视频修复及超高清重制技术依托广电行业积累沉淀的专业数据,驱动可控可调节的人工智能修复算法,并通过引入人工干预增加外部知识指导模型进行修复,以不断提升视频修复质效,如图 2(a)所示。2.3 策略流程“AI+人工”视频修复策略流程如图 2(b)所示。整体算法流程利用人工智能技术训练得到的视频划痕噪斑检测区域填补算法、可配置的自适应去噪算法、基于参考帧上色算法及视频多维度超分辨率算法等 AI 技术,结合局部人工调节或人工干预,完成多维度视频质量修复。对完成修复后的视频再进行超高清重制,产出符合广色域标准的 HDR vivid 视频。整个流程中涉及的关键技术已实现自主
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