一等奖！

2020年度国家科学技术奖励大会日前召开
北京大学作为第一完成单位
六项成果荣获国家科学技术奖
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“超高清视频多态基元编解码关键技术”

斩获国家技术发明一等奖
这项由北大高文院士领衔团队研发的成果填补了我国数字编码标准的空白并被全球超高清联盟采纳在2021央视春晚首次8K直播中
我们对这项成果就已经先睹为快

今天，让我们走进高文院士团队
一起探索“超高清视频”背后的故事

点击视频，了解这项

国家技术发明一等奖的诞生 

01“从一开始就是要解决实际问题的。”

说起这项技术发明，团队里的黄铁军老师介绍：“从一开始就是要解决实际问题的。我们不仅技术上要做研究，还要做实现。电视台最后要用的，信号不能有一个比特的错误。”

那么，这项技术是要解决什么问题呢？

高文院士打了一个生动的比方来说明“编解码技术”的作用：

“就好比你在商场看到了一个漂亮的鱼缸，想把它带回家，一个办法是把鱼缸连同水和鱼都带走，但所需成本、风险较大。另一种办法，是留最少的水，把鱼缸运到家里后再灌上水。”

“超高清视频多态基元编解码关键技术”要解决的问题就是超高清的“传输问题”，让超高清视频信号走进千家万户。

高文院士接受媒体采访

你一定在家中的电视机、电脑屏幕前看到过它：

2019年，中华人民共和国成立70周年阅兵式进行了4K直播，身在祖国甚至全球各地的中华儿女通过高清影像“身临其境”地加入到祖国的这场庄严盛会中。

2021年，中央电视台春节联欢晚会通过8K超高清电视试验频道，遍播神州万里，为千家万户献上新春的第一声祝福。

↓点击图片，了解春晚首次8K直播↓

即将到来的2022年北京冬奥会，也将采用同样技术的8K超高清视频进行转播。冰雪竞技世界，赛道上的一颗雪粒也将飞扬在眼前。

足不出户，便能“身临其境”地加入到世界上的每一个“现在进行时”。而这一切，离不开“编解码技术”的关键性突破。   

如果把网络传输比作“抽水”的过程，终端显示就是“灌水”的过程。其中的技术挑战，就是要弄明白哪些是水、哪些是鱼，哪些有用哪些没用，这需要算法加持。这套编码系统，便是AVS(Audio Video coding Standard)标准。

如此关键的技术，二十年前的中国，却处于专利“空心”的状态。长期以来，技术标准的国际话语权缺失，导致我国数字电视与互联网等超高清视频产业大而不强。

从空白起步，2002年，高文接手了这项研究项目，他和他的团队经过无数次计算、优化、仿真、迭代，无数个夜以继日的研究，最终攻克了难关，先后推出了AVS系列标准，填补了中国数字编码标准领域的空白。更经过十几年的跨越式成长，成为世界领先，我国超高清视频编码标准GB/T33475.2-2016等AVS系列标准已经被全球超高清联盟采纳。

主导制定国际、国家和行业标准，形成了完全自主的编解码技术体系

“我们做的超高清视频多态基元编解码关键技术，是超高清视频产业链的基础核心，贯穿内容生产、网络传输和终端显示三大环节。”

该项目目前已经形成了“技术标准-芯片终端-系统应用”的完整产业链，成果应用到创维、海信、腾讯等公司研制的产品中，对相关的产业产生了近千亿的规模拉动效应，为国家视频产业跨越式发展提供了技术基础。

水涨则船高，一时间国内相关行业得到了浪潮式发展，不断刷新着人们透过屏幕看到的世界的清晰度，更拓宽着生活场景的无限可能。

2021年世界互联网大会上，入选领先科技成果

智慧医疗、智能交通、先进制造、文教娱乐为代表的产业变革也得以到来，虚拟现实也变得越来越“不虚拟”：类似“健身魔镜”的智能运动产品，通过相机采集进行呈现、识别、跟踪，依托8K前沿的压缩编码技术，给用户带来更逼真的交互体验。

“

未来，一方屏幕，也将打通现实与虚拟的接口，所见即所得。

”02从摆弄收音机到研究超高清视频

“我们那个年代没有什么太多好玩的东西，所以十二三岁开始，我就和周围几个朋友一起摆弄收音机。”

自那时起，高文就有着成为一名工程师的梦想。

高中毕业后，高文下乡插队，在农村度过的两年艰苦时光打磨出了他坚韧的性格。“执著”成了他性格中最大的特点，凡是认准要走的路就决不回头。

插队回城后，高文做过两年电工，为了圆自己儿时的梦想，他经历了几乎是“昏天黑地”地复习和高考。为了求学，高文放弃了当时令人羡慕的工作和城市户口，这在当时并不为人们所理解，而高文却用他的天赋和勤奋证明了他选择的正确。

1988年高文获哈尔滨工业大学计算机应用博士学位后，又于1991年获得东京大学电子学博士学位。之后，高文进入日本公司工作。刚进入公司时，别人都在使用C语言，而高文只会用汇编语言。

当时的公司主管给了他一个月的时间学习C语言，高文只用了三天就全搞懂了，一个星期后竟成了C语言编程的行家。再到后来，他学习一门新的程序设计语言一般只需要一天时间，然后就可以自如地编程了。

2002年，面对外国专利费坐地起价、国内DVD行业逐渐沦陷的冲击，国家相关部门决定，由时任MPEG中国代表团团长的高文来主持完成中国第一代视频编解码技术标准的制定和实现。

同年，6月21日，由当时在中科院计算所工作的高文牵头，联合浙江大学、清华大学、华为等院校、科研机构及知名企业的百人团队组成的AVS工作组正式成立。

2006年初，高文受邀来到北京大学工作，成立全新的数字媒体研究所，“北大这边（学术氛围）比较宽松，而且有学生，有好学生。”

在北大，高文继续带领组织团队攻关数字视频编解码技术。当时在视频编码这一领域，高文已经是国内最顶尖专家，却要带领一支在这个领域里刚刚起步的团队，来主导完成第一代视频编解码技术标准的制定。

“

从AVS1到AVS3，我们差不多经过二十年的打磨。

”

在制定视频编解码标准的初始阶段，这支年轻的团队一直在摸着石头过河，他们提出的技术方案总是被高文一遍遍地推翻。

在技术更新升级的路上，高文团队始终在高速前进。从2019年国庆阅兵式的4K高清直播到2021年春晚的8K超高清直播，4倍信息量的提升，只用了不到三年的时间。

凭借着视频编码等领域的杰出贡献，高文于2011年当选为中国工程院院士，此外，实验室还拥有一支包含了一位双聘院士、多位国家杰青获得者在内的雄厚科研教学团队。这支队伍孜孜不倦地培养着新生代的人才。

03突破极限的科研“狂人”

“有掌握先进技术的人，我们就有未来。”

高文的身后，是一整个科研团队。数字视频编解码技术国家工程实验室的科学家们密切配合、夜以继日地追求视频编解码技术的层层突破。

“越辩越明”是这个年轻团队的鲜明特色，团队常常为了一个方案在会议室里从早晨九点“吵”到后半夜，第二天早晨九点又继续，“吵”得不亦乐乎。路过的不明所以的服务员通常会认为这纯粹是一帮疯子。

正是在这群科研“疯子”的争吵中，许多技术问题的方向渐渐明晰。

一切都是为了把工作做得更好。科研上的争论，反而恰恰说明了这个团队的凝聚与活力。

“如果在一个单位，一个老师，一个领导能够把底下的人团结起来，这就已经是一个相当不错的领导了。如果你发觉这个领导二十年前的学生、十年前的同事都还愿意来一同做事，这其中一定有一些原因。”高文为人的大气，赢得了周围人的支持和信任，凝聚起了整个AVS团队。

对于年轻的学生们来说，高文是一个常和他们和善地“聊天式”谈科研进度的前辈，但到了“关键时刻，高老师总是能提出一些切实、建设性的建议，告诉我这个研究方向应该怎么去想、怎么去解决、怎么去做。”

高文自身的处世治学风格，也在一代又一代学生身上潜移默化地发生着影响。

只要在北京，高文每天都会在实验室。学生们也很少懒惰懈怠。提起自己的学生，高文很是放心。“做研究，毅力是最重要的。博士生不只是简单性地训练，更多是要做探索性的事情。”修身正己、严谨治学的科研态度，早已根植于这个团队心中。

“我把我的学生训练到家，在我这里过了关的学生，走到哪里都没有问题！我让他们知道，要强大自己，要靠自己的力量去面对人生。”

博士生阶段师从高文的田永鸿教授说：“高老师的确是一个踏踏实实、实实在在做事情的人，不喜欢噱头，喜欢埋头做事。”

“

要做就要做最好，争取做全世界最好。

”

一同传递的，还有这份做科研“刀锋”的信念。

2017年，“图灵班”在北大开设，高文担任图灵班指导委员会主任。这个地方集合了北大计算研究方向每届最优秀的30位学生，旨在为中国培养计算机学界下一代领军人物。

高文教授在图灵班开班仪式上

“训练学生以使他们毕业后得到一个好工作不是我们的任务，我们的目标是培养学生，以期他们在未来都能拥有一个美好的人生。”高文对这里潜藏的无限可能性充满期待，“其实，教育不只在课堂上，许多发生在课堂之外，如何与人相处，如何探索自己好奇的未知世界……这些都是教育的一部分，而且很重要。”

高文将带领着他们走入实验室，并走向计算科技的世界浪潮之巅。

挑战计算科学极限，推动人类生活向更美好前进，高文及其团队在北京大学这片土壤上探索未停。

来源：北京大学融媒体中心、北京大学科学研究部

视频：北京大学融媒体中心音视频部

图片：朱成轩、靳戈、受访者提供

制图：徐浩伦

编辑：丁洁心、王悦、卜天泓、王钰琳、富无名

排版：唐儒雅

责编：王嗖嗖、李霁

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