AI畫質(zhì)增強(qiáng)技術(shù)逐漸成為提升觀眾視覺體驗的重要驅(qū)動力[1]。“Z視介”App作為精心打造的文化創(chuàng)新視聽平臺，在跨年晚會直播中積極探索應(yīng)用新技術(shù)，為觀眾帶來精彩絕倫的節(jié)目內(nèi)容。

一、AI畫質(zhì)增強(qiáng)技術(shù)的原理

AI畫質(zhì)增強(qiáng)技術(shù)基于深度學(xué)習(xí)的卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)（CNN），通過多層卷積與池化操作提取圖像特征。CNN模型在浙江衛(wèi)視跨年晚會網(wǎng)絡(luò)直播中，精準(zhǔn)捕捉歌手妝造服裝、舞美燈光等細(xì)節(jié)，為畫質(zhì)優(yōu)化提供數(shù)據(jù)支撐。AI畫質(zhì)增強(qiáng)技術(shù)致力于通過視頻超分辨率破解細(xì)節(jié)丟失難題，通過深度學(xué)習(xí)從低清畫面重建缺失像素信息[2]。例如，基于亞像素卷積的智能架構(gòu)捕捉像素非線性關(guān)聯(lián)，應(yīng)對舞臺煙霧與面光疊加導(dǎo)致的藝人五官模糊問題。在降噪與色彩優(yōu)化方面，采用生成對抗網(wǎng)絡(luò)（GAN）架構(gòu)，生成器生成增強(qiáng)圖像，判別器判斷真實性，二者在對抗博弈中提升畫面質(zhì)量與還原度[3]。例如，針對晚會現(xiàn)場復(fù)雜燈光環(huán)境下的噪點和色彩偏差，該算法精準(zhǔn)識別去除噪點，還原真實鮮艷色彩，使藝人面部特征清晰，畫面細(xì)節(jié)得到有效呈現(xiàn)。

二、AI畫質(zhì)增強(qiáng)技術(shù)的實踐應(yīng)用

（一）前期素材預(yù)處理流程

在直播籌備階段，我們重點收集了前4年浙江衛(wèi)視跨年晚會歷史素材，運用AI模型對原始視頻進(jìn)行深入分析，并開展模擬直播增強(qiáng)測試。測試過程中，我們針對畫質(zhì)增強(qiáng)和降噪模塊不斷進(jìn)行優(yōu)化升級，以應(yīng)對直播畫面中高頻出現(xiàn)的舞臺燈光變化、場景切換以及鏡頭移動等。這一過程充分利用了卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)深度學(xué)習(xí)的特性，讓模型充分識別和熟悉類似場景、燈光、膚色、運鏡的直播畫面。在實時信號彩排階段，經(jīng)過深度學(xué)習(xí)過后的畫質(zhì)增強(qiáng)效果明顯提升，有效避免了AI處理過程中可能出現(xiàn)的畫面瑕疵。

（二）直播流實時增強(qiáng)處理

本次跨年晚會的網(wǎng)絡(luò)直播中，浙江衛(wèi)視技術(shù)中心總控接收到播出中心傳輸過來的1080P基帶信號，通過運用AI畫質(zhì)增強(qiáng)算法，對高清信號同步進(jìn)行降噪與色彩增強(qiáng)，增強(qiáng)了視頻流的整體畫質(zhì)和流暢性，通過FFMetrics畫質(zhì)專業(yè)對比工具進(jìn)行對比，結(jié)果顯示經(jīng)過AI畫質(zhì)增強(qiáng)處理過的視頻質(zhì)量明顯提升，在網(wǎng)絡(luò)帶寬有限的前提下，有效優(yōu)化了直播的畫面質(zhì)量。

針對市面上主流品牌手機(jī)技術(shù)不斷升級的現(xiàn)狀，我們開設(shè)了跨年晚會4K直播會場，在AI超分辨率技術(shù)和智能插幀技術(shù)的加持下，該通道信號由1080P提升到了4K，視頻幀率從25fps提升到了50fps。更高的分辨率和高幀率，使得直播內(nèi)容能夠以更加細(xì)膩逼真的方式展現(xiàn)，確保了整個直播過程中的流暢感。最終，在“Z視介”客戶端，我們成功實現(xiàn)了超高清級別的在線網(wǎng)絡(luò)直播。無論是增強(qiáng)后的高清線路還是4K超高清線路，均達(dá)到了前所未有的畫質(zhì)水平。

（三）終端適配與優(yōu)化策略

此前，在信號畫質(zhì)增強(qiáng)測試階段，技術(shù)團(tuán)隊發(fā)現(xiàn)隨著畫質(zhì)增強(qiáng)后直播信號制式標(biāo)準(zhǔn)提升，本地播放流暢的測試畫面在安卓與iOS設(shè)備上呈現(xiàn)截然不同的狀態(tài)，前者出現(xiàn)黑屏、卡頓、聲畫不同步等問題，后者則有規(guī)律的觸發(fā)播放器重置。日志分析顯示，不同系統(tǒng)、品牌的設(shè)備對直播信號的兼容性差異較大。因此，技術(shù)團(tuán)隊在前期開展了大量的終端兼容性測試調(diào)試工作，并根據(jù)各終端的特性進(jìn)行了針對性地兼容適配和策略調(diào)整。通過用戶的設(shè)備型號和網(wǎng)絡(luò)狀況，完成策略判斷，動態(tài)地為用戶提供最佳的畫質(zhì)版本。

對支持硬件加速解碼的設(shè)備，開放“4K至臻”直播會場，而對依賴軟件解碼的機(jī)型，則采用原畫色彩增強(qiáng)的1080P直播信號。網(wǎng)絡(luò)環(huán)境同樣被納入評估體系，當(dāng)帶寬波動超過閾值時，系統(tǒng)會優(yōu)先保障直播流的穩(wěn)定，降低碼率標(biāo)準(zhǔn)，確保視頻播放的流暢性，避免出現(xiàn)卡頓或緩沖現(xiàn)象。

三、在小屏直播中的應(yīng)用成效

（一）畫質(zhì)提升的主觀評價

在以往跨年晚會直播中，大屏播出的清晰度及現(xiàn)場觀眾的觀看體驗都不錯，但受限于網(wǎng)絡(luò)帶寬及編碼壓縮效率和畫面處理水平，在網(wǎng)絡(luò)直播環(huán)節(jié)一直有清晰度不理想的反饋。本次跨年晚會播出后，AI畫質(zhì)增強(qiáng)技術(shù)獲得了廣泛好評。例如，在未應(yīng)用AI畫質(zhì)增強(qiáng)技術(shù)之前，直播圖像中的人臉邊緣模糊，面部陰影部分有明顯的噪點。而經(jīng)過處理后，人物的五官和皮膚清晰度得到了提升，質(zhì)感細(xì)膩。同時，色調(diào)的優(yōu)化也讓舞臺效果變得更加華麗，給“Z視介”終端用戶帶來了沉浸式的視聽體驗。

（二）平臺數(shù)據(jù)表現(xiàn)

在跨年晚會直播期間，“Z視介”App迎來數(shù)據(jù)洪峰。直播當(dāng)晚“Z視介”的日活量、啟動量、下載量均再創(chuàng)新高，注冊新用戶數(shù)量為去年同期的三倍。其中，在25歲以下年輕觀眾群體增長尤為顯著。這表明高質(zhì)量內(nèi)容傳播在吸引觀眾關(guān)注的同時，也有助于增強(qiáng)用戶黏性。

四、技術(shù)應(yīng)用的挑戰(zhàn)及應(yīng)對建議

（一）硬件計算資源需求與優(yōu)化

AI畫質(zhì)增強(qiáng)的實時處理對GPU、CPU等硬件資源來說是嚴(yán)峻的考驗。特別是在跨年晚會直播這類高負(fù)載的場景中，硬件超負(fù)荷運轉(zhuǎn)可能引發(fā)畫面延遲或系統(tǒng)異常。例如，本次跨年晚會彩排階段，顯卡頻繁觸發(fā)性能報警，表現(xiàn)為直播測試畫面偶現(xiàn)卡頓，倒逼技術(shù)團(tuán)隊優(yōu)化底層算法，精簡計算冗余，同時硬件層面部署了雙GPU集群架構(gòu)，其并行處理能力達(dá)到原來的2.3倍。足量的運行空間可保證直播活動多任務(wù)實時處理下的性能效率，將4K畫質(zhì)增強(qiáng)的響應(yīng)時延控制在16ms以內(nèi)，確保直播場景畫面流暢度和實時性。

（二）復(fù)雜直播場景下AI算法的適應(yīng)性改進(jìn)

在本次跨年晚會直播中，強(qiáng)光照射、鏡頭移動、數(shù)字大屏等對AI算法的穩(wěn)定性構(gòu)成了挑戰(zhàn)，這些因素在網(wǎng)絡(luò)直播中往往容易引起畫面元素丟失及拖影現(xiàn)象。而在體育、文旅、電競等類型直播中，畫面提升過程面臨的復(fù)雜場景各有不同。

針對這些問題，我們收集了許多類似的復(fù)雜場景樣本，不斷訓(xùn)練和進(jìn)行參數(shù)調(diào)整，經(jīng)過持續(xù)的優(yōu)化和歷史數(shù)據(jù)測試，我們的AI畫質(zhì)增強(qiáng)能力已經(jīng)能夠根據(jù)畫面的復(fù)雜程度自適應(yīng)對算法進(jìn)行優(yōu)化調(diào)整，保證在面對復(fù)雜場景時，穩(wěn)定輸出高質(zhì)量的直播畫面。

（三）終端持久性適配與兼容

終端設(shè)備兼容性適配始終是視頻平臺運營中的持久性課題。針對終端適配的技術(shù)復(fù)雜性和更迭特性，“Z視介”平臺技術(shù)團(tuán)隊構(gòu)建了多維度測試機(jī)制。技術(shù)團(tuán)隊對市場主流終端設(shè)備實施全覆蓋測試方案，涵蓋國內(nèi)外主流品牌、不同硬件配置以及多樣化的操作系統(tǒng)迭代版本。在測試過程中構(gòu)建了設(shè)備性能數(shù)據(jù)庫，系統(tǒng)采集屏幕顯示參數(shù)（分辨率/刷新率/色域覆蓋）硬件解碼效能等指標(biāo)，并針對多種視頻規(guī)格（編碼格式／碼率／分辨率）進(jìn)行播放穩(wěn)定性評估，重點監(jiān)測畫面流暢度、色彩還原度以及特殊格式的解析能力?；谠攲嵉臏y試數(shù)據(jù)，平臺建立了終端特征圖譜，精準(zhǔn)定位不同設(shè)備的適配難點，最終形成差異化適配方案，有效解決了跨平臺內(nèi)容呈現(xiàn)的技術(shù)障礙。

針對部分解碼性能受限的終端設(shè)備，平臺采取動態(tài)編碼優(yōu)化方案，在壓縮視頻碼率并簡化編碼結(jié)構(gòu)的同時，運用智能圖像處理算法對畫面細(xì)節(jié)進(jìn)行重構(gòu)增強(qiáng)。通過這種雙重技術(shù)調(diào)節(jié)機(jī)制，既有效控制數(shù)據(jù)流量占用，又同步提升畫面清晰度。技術(shù)團(tuán)隊運用技術(shù)手段的適配兼容，把更好看、更好聽的現(xiàn)場帶給用戶，打通了廣電新媒體網(wǎng)絡(luò)傳播鏈路上的“最后一公里”。

五、結(jié)語

展望未來，隨著AI技術(shù)的更新迭代，通過將智能算法與新興技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)深度融合，將有力推動新媒體領(lǐng)域的創(chuàng)新實踐。隨著用戶使用習(xí)慣不斷向小屏端靠攏，如何在小屏端打造更具沉浸感的視聽效果，是接下來新媒體視音頻技術(shù)發(fā)展繞不開的課題。

參考文獻(xiàn)：

[1」孫萌，李錚，孫博宇，等．淺析AI視頻畫面增強(qiáng)系統(tǒng)的測試與研究[J].現(xiàn)代電視技術(shù)，2023（10）：142-144.

[2]寧欣，丁友東．基于視頻插幀技術(shù)和視頻超分辨率技術(shù)的數(shù)字電影畫質(zhì)增強(qiáng)研究[J].現(xiàn)代電影技術(shù)，2022（6）：10-15.

[3]陳萱華，張靜，陶建平，等．圖像超分辨率技術(shù)研究[J]．電腦知識與技術(shù)，2023，19（18）：15-17.

（作者王胤翔系浙江衛(wèi)視“中國藍(lán)新平臺”助理工程師）

責(zé)任編輯：王艷