無論是當(dāng)年的3G，還是現(xiàn)在的5G，它們都是信息基礎(chǔ)設(shè)施，就像“高速公路”。如果這條“高速路”上沒有與之匹配的“車”，即沒有合適的媒介內(nèi)容，就成了大材小用。而我和團(tuán)隊所做的基于感知的視頻編碼研究，就是為“高速路”制造出規(guī)格合適的“車”。

　　2006年，在英國帝國理工學(xué)院攻讀博士學(xué)位的徐邁買到了自己的第一部3G手機(jī)。那時，中國還沒有3G網(wǎng)絡(luò)，徐邁想搶先在異國體驗一下，卻發(fā)現(xiàn)常用的多媒體業(yè)務(wù)無法在3G網(wǎng)運行，導(dǎo)致使用體驗和2G基本無異，于是他果斷選擇了退貨。

　　前不久，以北京航空航天大學(xué)教授身份獲得第二十四屆中國科協(xié)求是杰出青年成果轉(zhuǎn)化獎的徐邁，在談起這段往事時說：“無論是當(dāng)年的3G，還是現(xiàn)在的5G，它們都是信息基礎(chǔ)設(shè)施，就像‘高速公路’。如果這條‘高速路’上沒有與之匹配的‘車’，即沒有合適的媒介內(nèi)容，就成了大材小用。而我和團(tuán)隊所做的基于感知的視頻編碼研究，就是為‘高速路’制造出規(guī)格合適的‘車’。”

　　經(jīng)過二十余年的深耕，這位在5G多媒體領(lǐng)域取得了諸多研究成果的“造車匠”，近日向科技日報記者介紹了自己的學(xué)術(shù)經(jīng)歷和研究成果。

　　喜歡科研探索帶來的興奮感

　　1999年，徐邁考入北京航空航天大學(xué)，選擇了通信工程專業(yè)。“選擇這個專業(yè)的理由很簡單，就是因為它非常火。加上我本來就喜歡工科，這個選擇就是順理成章。”他回憶道。

　　完成本科學(xué)業(yè)后，徐邁又在清華大學(xué)攻讀了碩士學(xué)位。碩士畢業(yè)時，徐邁面臨人生中一個重要選擇：是去公司工作、還是做科研繼續(xù)讀博？和許多畢業(yè)生一樣，徐邁無法立刻做出決定，為此他還咨詢了清華大學(xué)教授張林。

　　張林從自身經(jīng)驗出發(fā)告訴徐邁：如果他想從事創(chuàng)造性的工作，繼續(xù)讀博就是合適的選擇。

　　徐邁喜歡科研探索帶來的興奮感，最終決定前往帝國理工學(xué)院攻讀博士學(xué)位。在倫敦讀博期間，他得到了人工智能和機(jī)器視覺領(lǐng)域?qū)＜椰旣悂啞け说敏數(shù)闹笇?dǎo)。畢業(yè)之后，徐邁回到清華大學(xué)從事博士后科研工作，開始在基于感知的視頻編碼技術(shù)領(lǐng)域深耕。

　　選擇這一方向，源于徐邁一直秉持的原則：搞科研要面向國家重大需求。“解決國家、社會急需解決的問題，自然更容易取得成果，以及更大的社會效益。”他說。

　　回顧自己的科研生涯，徐邁最想感謝的人，就是給予他學(xué)術(shù)方向指導(dǎo)的導(dǎo)師們。此外，徐邁還特別感激時代和社會給他的機(jī)遇。

　　讓算法模擬人眼處理信息的方式

　　時間回到2G時代——2003年。那時，曾有位技術(shù)專家大膽預(yù)言，未來某一天人們可以用手機(jī)觀看網(wǎng)絡(luò)視頻。當(dāng)時，許多人都將其視為異想天開。然而，在近二十年后的今天，觀看短視頻、網(wǎng)上直播已經(jīng)成為人們?nèi)粘Ｉ畹囊徊糠帧?/p>

　　“這就是從2G時代到5G時代最直觀的變化。”徐邁解釋道，“‘道路’拓寬了，路上跑的‘車’也就不一樣了。最初是文字，后來有了可以下載的視頻，然后是流媒體，如今是短視頻和直播……基礎(chǔ)設(shè)施的升級為媒介形態(tài)的翻新提供了可能性，‘路’和‘車’齊頭并進(jìn)，這就是通信技術(shù)發(fā)展的基本脈絡(luò)。”

　　信息通信技術(shù)的進(jìn)步，帶來了更快的網(wǎng)速和更大的帶寬容量，但人們的需求也在與日俱增。在5G時代，人們不僅希望收看超高清視頻，還開始暢想多視角乃至全景式沉浸體驗。此外，隨著社會經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，接入網(wǎng)絡(luò)的用戶也越來越多。在這些需求面前，如果不能控制好“車”的大小、數(shù)量，即使是5G這樣寬闊的“路”也會不夠用。

　　徐邁及其團(tuán)隊成員的主要工作，就是通過節(jié)省碼率、降低復(fù)雜度，用智能計算方法控制視頻的大小。讓同等清晰度的視頻“體積”更小，或讓同等“體積”的視頻更清晰。

　　在過去十年的技術(shù)攻關(guān)中，徐邁帶領(lǐng)團(tuán)隊成員建立起視頻計算與通信融合新架構(gòu)，節(jié)省碼率超60%、降低復(fù)雜度超50%。他結(jié)合案例向記者介紹，一家中等規(guī)模的網(wǎng)絡(luò)視頻公司，只要節(jié)省10%的碼率，就可以節(jié)約上千萬元的帶寬租用成本，此外更加流暢、清晰的視頻體驗也會為該公司贏得更多用戶。

　　此外，基于感官的視頻編碼，即通過算法模仿人類感知系統(tǒng)節(jié)約視頻碼率，也是徐邁團(tuán)

　　隊的研究方向之一。“目前研究思路有兩個，一是讓算法模擬人類的視覺處理系統(tǒng)，通過預(yù)測人的關(guān)注點，模糊關(guān)注點以外的信息，從而減少視頻信息負(fù)載；二是讓算法模擬人類的先驗知識，即通過結(jié)構(gòu)信息構(gòu)建完整圖像的能力。”徐邁介紹道。

　　“有研究表明，人類視網(wǎng)膜上神經(jīng)節(jié)細(xì)胞的視覺傳輸帶寬約為8兆。人眼用這么少的帶寬，就可以傳輸如此豐富的信息，這和人類視覺處理系統(tǒng)的機(jī)理是分不開的。我們的目標(biāo)就是讓算法向人類學(xué)習(xí)，模擬人眼的信息處理方式，從而大大降低視頻的信息負(fù)載。”徐邁總結(jié)道。

　　重視對學(xué)生的培養(yǎng)和幫助

　　作為一名大學(xué)老師，徐邁不僅要搞科研還要帶學(xué)生。徐邁在學(xué)生時代曾得到過眾多老師的幫助，而今自己成為一名教師，他十分重視對學(xué)生的培養(yǎng)和幫助。

　　“學(xué)生申請到了好學(xué)校，比我當(dāng)初自己申請成功還開心。”徐邁感慨道。

　　回憶起自己曾指導(dǎo)過的多位碩士研究生，徐邁說，他們都具有很強(qiáng)的科研能力，其中有人前往牛津大學(xué)、帝國理工學(xué)院、蘇黎世聯(lián)邦理工學(xué)院等國際名校繼續(xù)深造，也有人在中國科學(xué)院等國內(nèi)科研機(jī)構(gòu)或頭部互聯(lián)網(wǎng)公司工作，而且已有多位學(xué)生成為科研院所或商業(yè)公司的骨干人才。

　　徐邁回憶道，自己曾推薦一位學(xué)生出國讀博，后來他收到了來自這位學(xué)生的博士生導(dǎo)師的感謝信，信中肯定了該學(xué)生的科研和學(xué)習(xí)能力，這件事讓徐邁充滿了成就感。

　　“我一個人的力量有限，只能帶領(lǐng)一支團(tuán)隊做事。但如果我能培養(yǎng)出一批人，讓他們都帶領(lǐng)自己的團(tuán)隊去服務(wù)國家戰(zhàn)略需求、社會經(jīng)濟(jì)建設(shè)，就等于把我工作的意義擴(kuò)大了十倍、百倍。”徐邁說。

　　目前，在多媒體領(lǐng)域，我國的技術(shù)開發(fā)、標(biāo)準(zhǔn)制定處于世界領(lǐng)先水平，但是在基礎(chǔ)理論方面和發(fā)達(dá)國家還有一定差距。徐邁認(rèn)為，這一短板可能會造成我國在技術(shù)迭代中處于被動位置。“在將來的科研工作中，人才培養(yǎng)、基礎(chǔ)研究都是重中之重。要想讓‘信息高速公路’保持暢通、先進(jìn)，需要一代代科研人員的薪火相承與不斷奮斗。”他說。

　　孫明源