杭州國科微：創新驅動4K超高清智能終端普及應用

杭州國科微憑借其在超高清領域的技術積累和創新精神，成功研發出超高清視頻關鍵芯片及整體方案，并在全國范圍內實現了廣泛應用

隨著科技的飛速發展，超高清視頻技術已成為信息時代的重要組成部分，對于提升人民群眾的生活品質和文化體驗具有重要意義。近年來，工信部等國家相關部門多次發布文件，大力推進超高清視頻產業發展和相關領域的應用。在此背景下，杭州國科微電子有限公司（下稱“杭州國科微”）憑借其在超高清領域的技術積累和創新精神，成功研發出超高清視頻關鍵芯片及整體方案，并在全國范圍內實現了廣泛應用，為超高清視頻產業的普及和發展做出了重要貢獻。

政策引領，產業蓬勃發展

2019年，工信部、國家廣電總局、中央電視總臺聯合下發了《超高清視頻產業發展行動計劃（2019—2022年）》，明確提出要加快發展超高清等新技術，實施4K/8K超高清入戶行動。2023年，工信部等七部門又聯合印發了《關于加快推進視聽電子產業高質量發展的指導意見》，進一步強調加快推進4K/8K超高清技術成熟落地。這些政策的出臺，為超高清視頻產業的發展提供了有力的政策支持和市場導向。

然而，在超高清視頻產業快速發展的同時，也暴露出了一些問題，如自主4K超高清核心芯片與智能整體解決方案缺乏、規格不夠、性能不足、智能化程度低等。這些問題嚴重制約了超高清視頻技術的普及和應用，無法滿足廣大人民群眾對高質量視聽的需求。

針對上述問題，杭州國科微通過艱難的技術攻關，不斷創新視頻處理芯片中的視頻增強和語音增強技術、超高清泛智能終端芯片技術、超高清智能控制中樞技術、超高清視頻實驗平臺及場景技術等多項行業核心技術，成功研發了超高清泛智能終端芯片和超高清泛智能終端。

技術創新，突破行業瓶頸

杭州國科微超高清泛智能終端通過4K超高清視頻智能關鍵芯片的研發，創新開發了多項行業關鍵技術，形成了一套穩定有效的國產自主4K超高清解決方案。

視頻處理芯片中的視頻增強和語音增強技術

在視頻增強方面，杭州國科微采用了基于神經網絡的增強訓練算法。在傳統的語音增強算法中，殘留的音樂噪聲難以去除，嚴重影響信號質量。杭州國科微使用深度神經網絡模擬人腦結構機制，使模型可以自學習相關特征，從而獲得更加高效的算法效率，在用帶噪信號對模型進行訓練后，模型具有了抗噪能力，進而能去除噪聲，增強有用信號。同時，杭州國科微還將神經網絡和傳統算法跨學科結合，以較低的硬件資源代價實現較好的性能。在用神經網絡進行訓練時，先用傳統算法對原信號進行預處理，提高信號質量；然后將此預處理信號對神經網絡進行訓練，同時用干凈無噪的信號來進行擬合。經過二次增強，視頻和語音信號的質量得到了顯著提升。

超高清泛智能終端芯片開發技術

隨著芯片功能與應用的復雜度提升，芯片規模不斷擴大，其復雜程度也不斷提高。當芯片規模超過1億等效門時，需解決功耗與散熱等問題。為此，杭州國科微通過自主開發的PMU（Power Manage Unit，電源管理單元），實現先進的PMU電源管理，有效降低待機及特殊應用場景下的功耗。同時，在系統數據總線設計上創新性地采用時鐘門控技術，大大降低系統數據傳輸過程中的功耗。此外，針對傳統視頻版權保護技術很難做到直播視頻的版權保護難題，杭州國科微在芯片中采用了硬核數字水印技術，通過算法優化與實現，做到對每幀視頻插入數字水印，能在5分鐘時間內提取到有效用戶信息，識別盜版源，有效防止對水印破壞，實現對直播視頻的版權保護。

超高清泛智能終端關鍵技術

在超高清泛智能終端方面，杭州國科微也取得了重要突破。其中，智能語音控制技術通過終端語音控制軟件，采用云端語音識別，通過語音轉換、語義理解，實現系統映射、直達操作等功能。當用戶語音表述想看某視頻時，通過統一的語音SDK接口，系統可智能語音分析并打開推薦視頻資源供用戶語音選擇，然后識別并自動打開相應的視頻進行播放。同時，杭州國科微在智能機頂盒中添加了高清攝像頭外設，結合本地存儲和云存儲技術，實現智能動態視頻識別。在用戶實施布放后，機頂盒利用芯片的AI性能實時分析識別，通過智能動態物體追蹤、聲音智能檢測警報將實時消息通知到用戶手機端，為用戶提供更加安全、便捷的智能家居體驗。

應用廣泛，推動行業進步

杭州國科微的超高清泛智能終端搭載自研的超高清智能終端芯片，匯聚了AI＋UI、多維標簽、互動定制、臉部識別、AI語音等優秀技術，具有智慧直播、人群精準定位、內容推薦、互動游戲等功能，可實現更多元的場景、更先進的技術、更人性化的體驗。目前，超高清泛智能終端芯片及解決方案已經被全國28個省區市以及超19個省網絡運營商導入，在全國范圍內實現了廣泛應用。

這一成果在滿足廣大人民群眾對高質量視聽需求的同時，還起到了引進集成電路人才，鍛煉一線研發人員研究開發能力的作用。特別是在解決國產真4K超高清視頻智能關鍵芯片和解決方案的不足方面，為國內超高清產業各環節充分發揮各自優勢、實現產業聯動，共同達成應用目標提供了有力借鑒。

據統計，國科微4K超高清視頻智能終端芯片帶來了較高的直接和間接經濟效益。這些經濟效益的取得，不僅為杭州國科微的持續發展提供了有力支撐，還為8K超高清解碼芯片研發和產業化的發展奠定了堅實基礎。

未來，隨著5G、人工智能等技術的不斷發展和融合，超高清視頻產業將迎來更加廣闊的發展前景。杭州國科微將繼續秉承創新精神，不斷研發出更多、更好的超高清視頻技術和產品，為推動超高清視頻產業的普及和發展做出更大的貢獻。

（本文由杭州國科微電子有限公司供稿）