姑苏论道|中国科学院霍庆哲:超高清音视频算力网络与应用实践

| 流媒体网| 2026-05-28

【流媒体网】摘要：超高清视频是继视频数字化、高清化之后的新一轮重大技术革新，将带动视频采集、制作、传输、呈现、应用等产业发生深刻变革。

　　2026年5月28日-29日，流媒体网主办的「姑苏论道暨第31届智能视听与科技创新产业论坛」在苏州隆重举行。

　　本届论道以“势聚AI 屏见未来”为主题，围绕产业升级展开积极探讨。5月28日下午的“进化·新物种”技术产品论坛上，中科院计算机网络信息中心算力网络项目主管霍庆哲发表了题为《超高清音视频算力网络与应用实践》的主题演讲。

　　尊敬的各位领导、各位专家，大家下午好！我是来自中科院网络信息中心的霍庆哲。我分享的主题是《超高清音视频算力网络与应用实践》，介绍我们团队在该领域的最新研究成果。

　　政策与技术双驱动，产业迎来新机遇

　　超高清音视频是继视频数字化、高清化之后，新一轮重大技术革新，将推动视频采集、制作、传输、呈现、全应用链路产生深刻变革。目前，超高清音视频产业已成为我国数字文化产业的重要组成部分，市场规模庞大，同时持续带动各类新兴技术迭代升级。

　　该领域也是文化与科技深度融合的重要方向，对塑造国家文化形象意义深远。国家及地方相继出台多项扶持政策，为超高清音视频产业发展，以及我们所深耕的算力网络建设，开辟了广阔空间。

　　当下，AI与超高清音视频加速融合，催生出全新的发展需求。文化领域已是人工智能落地应用最广泛、创新最活跃的场景，广播电视与视听行业更是前沿主战场。

　　从顶层设计来看，国家“十五五”规划明确提出培育新质生产力，要求打通超高清产业全链条、整合分散资源、深化AI融合应用，破解算力碎片化难题，搭建全国一体化广电视听技术体系。我们本次项目，正是响应国家战略的重要实践。

　　从技术演进来看，视频生成模型快速迭代，AIGC彻底重构了超高清音视频内容生产模式。传统创作高度依赖人工团队，如今AI成为重要辅助，生产效率与创意空间得到极大释放。

　　从产业趋势来看，AI工具全面渗透至拍摄、剪辑、渲染、传输、播出等各个环节。以AIGC为核心的智能化转型，不再是行业可选项，而是未来发展的必然方向。

　　基于以上背景，我们提出搭建超高清音视频一体化算力网络系统，依托算网协同技术，助力AI+超高清产业实现跨越式发展。

　　现存痛点：算力、网络、模型多重瓶颈凸显

　　随着产业升级，超高清音视频对算力、网络的需求达到历史新高，传统运行模式已难以支撑业务发展。

　　在算力需求方面：高质量视频生成、大模型训练对算力要求极高。主流视频生成模型训练，需要上万张H100显卡，耗时45至70天；单张显卡生成一段视频，推理时长约1小时。处理8K超高清视频，单卡需要近4000个核心资源，算力门槛极高。

　　在网络传输方面：单路4K视频传输带宽需50-60Mbps，一档节目通常配备100至200个机位，总传输带宽可达50Gbps，且传输时延必须控制在40-80毫秒以内，否则会严重影响制播协同效率。

　　国家广电总局曹局长也明确要求，加快网络升级、完善广电算力基础设施、推进算网协同与算力共享。我们的项目正是紧扣这一要求，打造算-网-模一体化业务支撑体系，实现数据传输、算力调度、模型服务的统一管控与智能协同，全面融入全国一体化算力网络。

　　传统视频生产模式串行化、封闭化，各环节排队等待，依赖专用硬件与集中式平台，整体效率偏低。结合实际落地场景，当前产业链主要存在五大堵点：

　　1. 算力孤岛问题：超高清内容生产算力需求巨大，万卡级算力成为常态。单一算力中心扩容速度，始终跟不上业务增长，孤岛式算力架构难以为继。

　　2. 素材管理难题：以合作方芒果TV为例，湖南广电媒资库存量达6PB，其中大量标清内容亟需升级为超高清。受本地算力限制，仅能优先保障热门节目制作，其余内容无力处理；同时传统标签检索方式落后，语义检索能力不足，且单算力中心可部署的模型数量有限，无法匹配多元化业务需求。

　　3. 内容生成复杂：AIGC长视频创作需要联动多款模型、多种工具，模型调用与组合日趋复杂。

　　4. 数据传输低效：超高清视频文件体量巨大，跨节点“入算、出算”传输缓慢，目前行业仍普遍采用邮寄硬盘的方式搬运数据，灵活性差、效率低下。

　　5. 协同编辑受限：以《披荆斩棘的哥哥》等节目为例，拍摄机位遍布全国，但素材必须统一传回总部处理，分布式就近算力、异地协同剪辑的需求无法满足。

　　行业核心痛点三点：一是算力孤岛，无法按需灵活调度；二是网络传输存在瓶颈，传统传输协议制约制播全流程效率；三是模型部署成本高、品类多，难以实现按需调用。

　　五层架构+五大模块，构建算网模一体化体系

　　针对行业痛点，我们明确了系统定位：以广覆盖、高安全网络为底座，统筹调度全域智能算力、边缘算力，为超高清音视频产业提供低成本、广覆盖、高效安全的一体化算网服务。

　　（一）五大建设模块

　　我们规划五大模块，形成“资源互联—编排—调度—应用—运维”完整业务闭环：

　　1. 资源互联：解决算力与网络的连接问题。依托异构算网互联、SRV6智能编程、安全传输技术，实现跨地域、跨机构算力组网与安全传输。

　　2. 资源编排：解决任务拆分与资源匹配问题。将业务拆解为计算任务、传输任务，通过算网编排，为任务匹配最优资源，实现算网深度协同。

　　3. 资源调度：解决算力与数据的最优流转问题。基于数模算联合调度、智能路由规划，实现算力、数据分布式调度，做到资源随任务流动、任务随需求匹配，最大化运行效率。

　　4. 资源应用：解决传输提速与稳定性问题。依托自研高速传输协议、动态带宽分配与速率调节技术，保障广域网络下超高清内容稳定传输，打通“入算慢、连通难”堵点。

　　5. 系统运维：解决平台搭建与综合管理问题。搭建一体化算力网络平台，实现资源纳管、组网传输、算力编排调度、网络安全、可视化运维五大功能。

　　（二）五层技术架构

　　系统自下而上分为五层，并配套超高清音视频专用组件，打造算网模一体化支撑体系：

　　1. 资源接入层：整合通用算力、智能算力、超级算力等异构资源，对接骨干网络，打破算力孤岛，实现统一纳管。

　　2. 算力组网与传输层：依托超高清音视频骨干网，覆盖全国终端与边缘节点，实时感知网络、算力状态，为上层调度提供数据支撑，解决大文件传输低效问题。

　　3. 算力编排调度层：为整套系统的“大脑”，具备异构资源融合、算力编排、数算联合调度三大核心能力，通过智能路由，让数据、算力跟随任务流转，实现算力按需调度。

　　4. 算力服务层+Web系统：对外提供视频采集、编辑、制播等全流程服务，通过管理大屏、标准API接口，简化用户操作，屏蔽底层技术细节。

　　5. 算法组件层：统一收纳、管理各类AI模型与算法，支持标准化调度部署，降低多模型部署与使用成本，实现灵活调用。

　　整套架构具备三大核心能力：一是全域算力调度，打破孤岛、弹性供给；二是高效数据传输，大带宽、低时延，支撑TB级素材高速流转与异地协同；三是统一模型服务，AI模型集中封装、轻量化跨域调用，降本增效。

　　核心技术与模式革新：重构生产流程，三大技术赋能落地

　　依托上述架构，我们落地三项核心技术，同时完成传统生产模式的全面升级。

　　（一）生产模式革新

　　传统生产流程以串行作业为主，环节之间依次等待，依赖本地专用硬件与集中平台，效率低、周期长，无法承载8K、AI等高负载业务。

　　我们联合芒果TV、芒果云平台完成架构升级后，实现并行协同+分布式算力新模式：素材上云后，修复、编目、渲染等环节可并行推进；本地算力、模型可优先调用，能力不足时自动跨域调度全网算力与外部模型。

　　整体实现三大转变：串行排队变为并行协同、本地硬件依赖变为算力随任务流动、集中平台变为分布式算力支撑，生产效率与业务灵活性大幅提升。

　　（二）三大核心技术

　　1. 算网协同调度技术

　　彻底打破算力孤岛，支持超高清全业务跨云拆分、全局最优匹配。系统将完整生产流程拆解为不同子任务，结合任务对吞吐、时延的差异化要求，统一接入全域算力资源池。支持就近调度、成本优选、分布式调度等多种策略，并采用强化学习编排算法，实时感知节点状态，动态生成最优方案。该技术使整体服务时延降低50%，实现全流程分布式、网络化、智能化生产。

　　2. 自适应高速传输技术

　　针对性解决超高清素材“入算、出算”传输难题，打造需求驱动的自适应传输与流量控制体系。融合分段传输、多路径传输、拥塞控制等技术，配套流控算法，可快速响应网络波动，保障传输稳定。相比FTP等传统协议，传输效率提升2-20倍，彻底告别硬盘邮寄的原始数据搬运方式，保障异地协同生产。

　　3. 一体化模型服务工具集

　　工具集分为两大板块：面向业务人员的内容创作工具集，将复杂AI能力封装为可视化界面，提供素材成片、语音转译、AI配音、视频超分等功能，易用性强；面向开发者的通用算法服务，通过标准API对外输出视频拆条、语音识别、声音克隆等十余项能力，支持自由组合调用，免去自主部署、运维模型的高昂成本。

　　落地实践与合作展望

　　目前我们的技术与平台已落地多个项目，取得阶段性成果：

　　第一，芒果TV联合项目：建成全国首个超高清音视频算力网络，与芒果云制作平台全面打通。平台可将高算力任务调度至第三方算力中心执行；本地算力不足时，把标清转超高清等任务调度至西部绿色算力节点；自有模型缺失时，可灵活调用北京、四川等地的外部模型能力。该项目荣获第29届全国发明展览会银奖。

　　第二，全国算力网络布局：现已建成覆盖全国的高速算力网络，覆盖全国23个省（直辖市）、122个城市，主干链路以100G、200G为主，对接国内外主流云厂商，搭建跨数据中心、算力中心的可灵活调度网络，兼顾通信与计算需求。