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5G驱动下的视频技术在体育行业的应用研究_通信世界网

归档日期:07-12       文本归类:多分辨率分析      文章编辑:爱尚语录

  高清视频、VR等大视频业务是5G发展初期的主要应用场景,同时在当前5G推广阶段,体育场景下的5G业务受到运营商的重视,将5G及大视频技术应用在奥运会等体育赛事也是2022年北京冬奥组委会明确提出的重点科研方向。全球移动通信正在经历4G向5G的迭代,5G技术将为视频产业带来更大的发展机遇。5G网络的发展将会在AR/VR的普及应用上发挥重要作用,运营商的关键营销期将于2019年底开始,并在2022年达到顶峰。体育比赛是一个让全球观众参与其中的世界舞台,因此在比赛中推广的任何产品都变得具有革命性。在5G建网初期,体育比赛直播是运营商测试5G网络的重要场景。

  在距北京2022年冬奥会还有3年之际,针对5G技术发展情况及网络部署现状,高清视频、VR等5G基本业务能力在体育行业的应用值得深入研究。

  随着观众对观赛体验的要求越来越高,个性化、定制化的观赛体验更加符合观众的需求,例如对特定运动员的追踪、运动员个性化信息的获取等。结合5G超大带宽可支持现场多路信号超高清视频点播服务,呈现出多机位、多视角、超高清、低时延的回看效果。

  5G三大业务场景中的eMBB场景技术可推动超高清及VR等视频的发展,利用8K超高清、4K/8K VR直播体育比赛不仅可以保证最佳的直播效果,还具有更大的便利性和时效性。安装和使用具备5G模组的无线摄像设备不再局限于传统方式的机位限制,可极大满足网络自媒体直播的需求,更加灵活和多样。以VR技术进行体育比赛的直播,通过VR摄像机可捕捉360度高清画质,让观众以沉浸式或第一视角观看比赛,拥有直观清晰的观赛效果。

  大型赛事场馆人流量大,常选择部署多个安防摄像头进行监控安保,然而此方式成本高且受限于有线连接无法移动、监控范围易存在死角等问题。5G技术与云计算、边缘计算、人工智能和设施联网等技术有效结合,可以满足多种场景下的安全服务质量要求。利用5G大带宽可支持多路视频流的能力,可在除固定场所外的无人机、巡警头盔等上面绑定摄像头,通过无线回传至监控平台,极大扩展了安防范围。传统1080P的摄像头识别距离不能超过5米,而在5G大带宽支持下,可采用4K以上的摄像头,识别距离大幅提升至20米。

  运动教学与其他学科相比,由于其指导性、互动性较强的特点,给远程教学的方式带来一定的挑战。运动教学视频短片缺乏互动性,无法提供沉浸式的教学体验。

  利用VR摄像机进行运动教学的演示随之出现,让学员佩戴VR眼镜可沉浸式体验动作细节和要领。VR运动教学这种虚拟化训练教学技术,结合物联网化的运动器械,可实现全虚拟的训练甚至比赛。

  电竞专业场馆的意义在于它不仅能作为电竞选手的比赛场地,也是电竞产业发展的象征,目前电竞场馆仍以有线G网络相对于网络游戏需求会产生较大延迟,影响游戏体验及电子竞技的公平性。5G的大带宽高速率在电竞场馆应用中可以让画面更加细腻、清晰、流畅,低延迟的网络让玩家间的配合更默契,对抗更线G关键技术在体育及视频上的应用

  网络切片对端到端的网络资源进行逻辑划分和封装,以满足不同业务对网络带宽、时延、可靠性等网络性能的QoS需求。针对体育比赛直播中的大流量视频应用,5G网络切片技术可满足体育比赛超高清和VR直播对网络高带宽和低时延的要求。通过自动化端到端的资源配置和业务功能部署,实时的动态扩缩容能力,满足动态变化的业务需求。

  5G通信的基本架构将采用中低频段和毫米波频段相结合的方式。毫米波的优势在于频谱资源丰富,载波带宽可达400MHz-800MHz,无线Gbit/s以上,毫米波同时具有波束窄、方向性好、有极高的空间分辨率的特点。毫米波适用于5G热点区域覆盖,用在体育场馆可对体育比赛直播视频回传提供大流量能力。同时设备更容易小型化,便于在体育场馆内悬挂。

  体育运动项目由于其动作速率或者角度问题,无法及时分辨和判定动作的有效性和准确性,需借助视频技术进行动作的捕捉与分析。而普通的视频动作捕捉和识别系统受制于场地、网络等因素,无法对动作进行捕捉与分析。在5G网络中的MEC边缘平台部署AI算法可实时将捕获的视频进行特征提取,结合动作识别库对运动状态进行分析,并可及时反馈至运动现场。基于MEC的动作捕捉与分析系统流程如图1所示。

  在上述方案中,运动现场使用多台摄像机来监测运动员的运动情况,在应用过程中不会对运动员产生任何干扰,运动员的生物力学数据通过5G网络实时传递到边缘平台中,通过部署在边缘平台的人工智能算法,给每名运动员建立独特的三维模型,利用高级建模技术和其他AI算法对运动员在运动过程中的生物力学数据展开分析。

  过高的速率将会带来网络负载的增加并在相同资源情况下降低并发人数,如何利用有限的带宽资源提供8K VR直播并能给观众呈现出好的效果,这将成为提升观赛转播画质迫切需要解决的问题。

  5G将加速包括移动媒体、移动广告、家庭宽带和电视在内的多项视频内容消费,并通过各种全新沉浸式和交互式新技术提升体验,充分释放AR、VR和新媒体的潜力。VR直播的出现很明显有助于打破地域的限制,为用户带来身临其境的直播体验。这项技术还可以大范围地应用于体育赛事、电子竞技等方面,将改变传统的内容观看方式,进一步增加体育直播的娱乐互动性。

  越来越多的国内外体育管理机构和赛事组织在重视电视媒体的特殊价值之外,开始重视互联网的独特作用并向新媒体转型,致力于打造数字平台和大媒体立体化发展的体坛传媒。而其依附的超高速移动互联网和移动通信网络,毫无疑问也会受益于5G时代的来临。5G将推动运营商的电视产品规模发展,与有线电视和卫星电视形成强烈的竞争关系。同时,5G将通过OTT视频服务,帮助运营商实现移动媒体增长。

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