5G、AI、云计算…东京奥运会背后的“黑科技”大盘点
2021-08-15 09:58:39 作者：佚名
8月8日晚，第 32 届夏季奥林匹克运动会（以下简称东京奥运会）正式闭幕。和运动健儿的矫健身姿同样值得回味的，还有本届奥运会上出现的“黑科技”。云计算、AI、VR、3D、5G、4K/8K等技术在全球转播、安全检查、动作捕捉、辅助评分多个环节发挥了重要作用。
疫情下的“云上奥运”
由于疫情的影响，本届奥运会首次采用全球云转播，现场几乎没有观众，是一场真正意义上的“云上奥运”。由阿里云和奥林匹克广播服务公司（简称OBS）合作打造的OBS Cloud为全球奥运转播机构提供服务，这也是奥运会历史上首次采用云计算支撑全球转播。
以往，奥运会现场报道需要建设面积庞大的国际转播中心，并且需要部署临时性的转播基础设施。这一过程耗时长、花费高，并且奥运结束后还要进行拆除。今年应用OBS Cloud之后，东京奥运会的国际转播中心面积与往届奥运会相比缩小了25%，现场工作人员减少27%。
全球媒体则可以基于OBS Cloud在平台上建立自己的内容创作、管理和分发系统。这使得转播方工作人员不必亲赴东京奥运现场，可以远程完成转播和编辑工作。数据显示，在东京奥运会的17天赛期内，奥林匹克广播服务公司产出超过9500小时的体育赛事转播内容，比2016年里约奥运会增加约30%，总量为历届奥运之最。
同时，本次奥运也是从高清（HD）到超高清（UHD）完成过渡的一个里程碑。OBS将采用完整的原生UHD HDR制作，具有5.1.4沉浸式音频，能够提供比“标准高清格式”丰富四倍的细节。
云直播更低延迟上传、更快编辑和流式传输方面的效率背后，是阿里巴巴强大的云计算和数据处理能力。据了解，OBS Cloud明年将继续服务北京冬奥会。
3D运动员追踪技术
除了支持奥运转播工作之外，OBS Cloud还有其他黑科技。比如3D运动员追踪技术，基于人工智能和机器视觉，在田径短跑项目中可以将每个运动员的实时奔跑速度呈现到观众眼前。
“3D运动员跟踪技术”（简称3DAT）在本届奥运会的田径赛场上首次亮相，通过多个摄像头捕捉运动员训练或比赛时的身体数据，借助人工智能深度学习算法对运动员视频进行分析，创建出人体3D网格叠加动态图层，配合阿里云就能把运动员的生物力学数据实时呈现给屏幕前的观众。
早在2019年，英特尔就宣布与阿里合作开发这项基于AI和机器视觉的技术，目前在100米及其它短跑比赛项目的视频回放中接入使用。该技术不仅对运动员的科学训练提供了参考，还为奥运会观众带来了全新的体验——在即时回放中对比赛亮点进行分析、解读和复盘。
“AI裁判”：智能打分系统
竞技体育是计算机视觉的重要落地场景。
据日本NHK报道，国际体操联合会引进日本富士通公司开发的AI辅助打分系统。该系统通过向选手的身体及其周边200万处投射红外线，追踪选手的动作，并且实时转换成三维立体图像。根据图像，AI对于身体的旋转和扭动等动作作出分析，结合过去的比赛数据，遵照打分标准，判断技术的完成度。
体操竞技动作复杂多变，且技术难度不断提升，即使是经验丰富的裁判有时也难以做出完全公正的评分，AI辅助打分系统的应用在一定程度上避免了这种情况的发生。本届东京奥运会体操运动员的最终得分，就是结合AI和裁判的判断，再经过综合判断后最终打出的分数。
早在2017年，富士通便开始研发该系统，旨在协助体育赛事训练、评分。在2019年世界体操比赛的赛事评分上，首次投入使用。
首次应用人脸识别系统
在过去历届奥运会上，对每个身份证件进行人工检查耗费了大量的时间。如今，人脸识别的精确度已经高达99.5%以上。利用人脸识别技术，工作人员可以事先在系统里录入人员信息，安全检查时仅需3秒就可以完成比对。
本次奥运会的人脸识别系统由英特尔与日本电气株式会社（NEC）共同打造，在40余个比赛场馆都配备了检测装置，含有IC芯片的身份验证机器将会自动验证进入场馆的人员身份。据了解，人脸识别系统已识别超过30万参加奥运会的人员。
但是该人脸识别系统必须通过特制ID卡与人脸识别一起使用才能够进行精准识别，与国内一次录入、无限期核对的主流人脸识别技术相比略显不便。
多种AI机器人各司其职
东京政府以奥运会为契机，启动“为全市安装机器人”的大型项目，并将东京台场附近的奥运村建设成“机器人村”，配备了警卫、翻译、清扫、迎宾、配送等功能的机器人。
奥运村的大部分工作被机器人包揽，有巡逻检查、紧急支援等维安作业的警卫机器人；有承担扛行李、送快递、捡垃圾等粗重活的服务机器人；有在机场定点站岗的机场观光机器人；有结合手机、拍照、导览多功能的随身机器人。其中外骨骼设备，可以大大减轻体力工人的腰部负担，最多可减轻腰肌40%的负荷。
此外，东京奥运会的官方吉祥物本身就是机器人的形象，实际工作中被设计成了一款迎宾机器人，通过头部安装的摄像头识别路过的观众，变换眼神和手臂动作与人进行互动。
负责安保的“AI警察”也不容小觑。东京警方将此次奥运列为“高科技安全起始年”，与日本大型安保公司ALSOK联合推出了“情感可视化”人工智能警察巡逻系统，能够识别可疑包裹，检测队伍中情绪波动的人，以预防恐怖主义袭击。
此外，日本新冠肺炎患者定点收治医院采用了我国优必选科技设计的防疫紫外线消毒机器人ADIBOT净巡士。净巡士有8根强紫外线照射灯可高效灭活各类细菌病毒，并可被护士远程操控，替代工作人员对疑似和确诊患者的病房进行高达99.99%消杀率的灭菌消毒。
自动驾驶汽车服务奥运村
本届奥运会首次应用了自动驾驶技术。丰田原计划为奥运会提供3700辆车，后由于不再需要观众用车而减少至3340辆。其中，90%以上为电动化车型，氢燃料电池车和纯电动汽车约占1/3。较早亮相的是丰田LQ纯电动概念车，它是东京奥运会火炬接力的官方护卫车。
在奥运村附近，由丰田配备的17辆e-Palette自动驾驶小巴以每小时19公里的速度沿指定路线往来接送运动员和工作人员。这是丰田专门为东京奥运会和残奥会研发设计的车型，搭载了丰田最新版本的安全感知技术，可在摄像头和激光雷达、高精度地图的帮助下，实现L4级低速自动驾驶。
车内凡是手可触摸之处都覆盖了防病毒涂层和保护膜。最多可容纳20名站立乘客，或者是4名坐轮椅的乘客和7名站立乘客。考虑到上下车的便利性问题，该车不仅设有大开口的滑动式车门、低矮的底盘，同时也搭载了电动坡道、精准的停车控制等装置，即便是使用轮椅的乘客，可以轻松无障碍进出。
5G技术结合VR/4K/8K
上述的各种前沿科技基本都离不开延迟低、响应速度快的5G技术支持。
本届奥运会的三大场馆内全面部署5G技术，引入了包括增强现实（简称VR）在内的创新赛事观看形式。帆船比赛现场布设了一面50米宽的屏幕，以12K分辨率播放帆船赛事片段。游泳比赛现场，东京水上运动中心为特定席位的观众提供可穿戴AR设备，通过5G技术则将实时数据迅速传输至AR设备。高尔夫比赛场地，60-80台4K摄像机构建起多镜头重播功能，让观众可以可从多角度观看比赛。
而作为中央广播电视总台东京奥运会赛事转播合作伙伴的中国移动咪咕，通过 5G+4K/8K 超高清直播技术保证直播稳定。兼顾画面流畅的同时，咪咕视频直播借助 HDR Vivid 技术，将影像画面亮度提升了 40 倍，影像色彩提升 72%，为观众还原立体、真实的奥运赛场。
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疫情下的“云上奥运”
由于疫情的影响，本届奥运会首次采用全球云转播，现场几乎没有观众，是一场真正意义上的“云上奥运”。由阿里云和奥林匹克广播服务公司（简称OBS）合作打造的OBS Cloud为全球奥运转播机构提供服务，这也是奥运会历史上首次采用云计算支撑全球转播。
以往，奥运会现场报道需要建设面积庞大的国际转播中心，并且需要部署临时性的转播基础设施。这一过程耗时长、花费高，并且奥运结束后还要进行拆除。今年应用OBS Cloud之后，东京奥运会的国际转播中心面积与往届奥运会相比缩小了25%，现场工作人员减少27%。
全球媒体则可以基于OBS Cloud在平台上建立自己的内容创作、管理和分发系统。这使得转播方工作人员不必亲赴东京奥运现场，可以远程完成转播和编辑工作。数据显示，在东京奥运会的17天赛期内，奥林匹克广播服务公司产出超过9500小时的体育赛事转播内容，比2016年里约奥运会增加约30%，总量为历届奥运之最。
同时，本次奥运也是从高清（HD）到超高清（UHD）完成过渡的一个里程碑。OBS将采用完整的原生UHD HDR制作，具有5.1.4沉浸式音频，能够提供比“标准高清格式”丰富四倍的细节。
云直播更低延迟上传、更快编辑和流式传输方面的效率背后，是阿里巴巴强大的云计算和数据处理能力。据了解，OBS Cloud明年将继续服务北京冬奥会。
3D运动员追踪技术
除了支持奥运转播工作之外，OBS Cloud还有其他黑科技。比如3D运动员追踪技术，基于人工智能和机器视觉，在田径短跑项目中可以将每个运动员的实时奔跑速度呈现到观众眼前。
“3D运动员跟踪技术”（简称3DAT）在本届奥运会的田径赛场上首次亮相，通过多个摄像头捕捉运动员训练或比赛时的身体数据，借助人工智能深度学习算法对运动员视频进行分析，创建出人体3D网格叠加动态图层，配合阿里云就能把运动员的生物力学数据实时呈现给屏幕前的观众。
早在2019年，英特尔就宣布与阿里合作开发这项基于AI和机器视觉的技术，目前在100米及其它短跑比赛项目的视频回放中接入使用。该技术不仅对运动员的科学训练提供了参考，还为奥运会观众带来了全新的体验——在即时回放中对比赛亮点进行分析、解读和复盘。
“AI裁判”：智能打分系统
竞技体育是计算机视觉的重要落地场景。
据日本NHK报道，国际体操联合会引进日本富士通公司开发的AI辅助打分系统。该系统通过向选手的身体及其周边200万处投射红外线，追踪选手的动作，并且实时转换成三维立体图像。根据图像，AI对于身体的旋转和扭动等动作作出分析，结合过去的比赛数据，遵照打分标准，判断技术的完成度。
体操竞技动作复杂多变，且技术难度不断提升，即使是经验丰富的裁判有时也难以做出完全公正的评分，AI辅助打分系统的应用在一定程度上避免了这种情况的发生。本届东京奥运会体操运动员的最终得分，就是结合AI和裁判的判断，再经过综合判断后最终打出的分数。
早在2017年，富士通便开始研发该系统，旨在协助体育赛事训练、评分。在2019年世界体操比赛的赛事评分上，首次投入使用。
首次应用人脸识别系统
在过去历届奥运会上，对每个身份证件进行人工检查耗费了大量的时间。如今，人脸识别的精确度已经高达99.5%以上。利用人脸识别技术，工作人员可以事先在系统里录入人员信息，安全检查时仅需3秒就可以完成比对。
本次奥运会的人脸识别系统由英特尔与日本电气株式会社（NEC）共同打造，在40余个比赛场馆都配备了检测装置，含有IC芯片的身份验证机器将会自动验证进入场馆的人员身份。据了解，人脸识别系统已识别超过30万参加奥运会的人员。
但是该人脸识别系统必须通过特制ID卡与人脸识别一起使用才能够进行精准识别，与国内一次录入、无限期核对的主流人脸识别技术相比略显不便。
多种AI机器人各司其职
东京政府以奥运会为契机，启动“为全市安装机器人”的大型项目，并将东京台场附近的奥运村建设成“机器人村”，配备了警卫、翻译、清扫、迎宾、配送等功能的机器人。
奥运村的大部分工作被机器人包揽，有巡逻检查、紧急支援等维安作业的警卫机器人；有承担扛行李、送快递、捡垃圾等粗重活的服务机器人；有在机场定点站岗的机场观光机器人；有结合手机、拍照、导览多功能的随身机器人。其中外骨骼设备，可以大大减轻体力工人的腰部负担，最多可减轻腰肌40%的负荷。
此外，东京奥运会的官方吉祥物本身就是机器人的形象，实际工作中被设计成了一款迎宾机器人，通过头部安装的摄像头识别路过的观众，变换眼神和手臂动作与人进行互动。
负责安保的“AI警察”也不容小觑。东京警方将此次奥运列为“高科技安全起始年”，与日本大型安保公司ALSOK联合推出了“情感可视化”人工智能警察巡逻系统，能够识别可疑包裹，检测队伍中情绪波动的人，以预防恐怖主义袭击。
此外，日本新冠肺炎患者定点收治医院采用了我国优必选科技设计的防疫紫外线消毒机器人ADIBOT净巡士。净巡士有8根强紫外线照射灯可高效灭活各类细菌病毒，并可被护士远程操控，替代工作人员对疑似和确诊患者的病房进行高达99.99%消杀率的灭菌消毒。
自动驾驶汽车服务奥运村
本届奥运会首次应用了自动驾驶技术。丰田原计划为奥运会提供3700辆车，后由于不再需要观众用车而减少至3340辆。其中，90%以上为电动化车型，氢燃料电池车和纯电动汽车约占1/3。较早亮相的是丰田LQ纯电动概念车，它是东京奥运会火炬接力的官方护卫车。
在奥运村附近，由丰田配备的17辆e-Palette自动驾驶小巴以每小时19公里的速度沿指定路线往来接送运动员和工作人员。这是丰田专门为东京奥运会和残奥会研发设计的车型，搭载了丰田最新版本的安全感知技术，可在摄像头和激光雷达、高精度地图的帮助下，实现L4级低速自动驾驶。
车内凡是手可触摸之处都覆盖了防病毒涂层和保护膜。最多可容纳20名站立乘客，或者是4名坐轮椅的乘客和7名站立乘客。考虑到上下车的便利性问题，该车不仅设有大开口的滑动式车门、低矮的底盘，同时也搭载了电动坡道、精准的停车控制等装置，即便是使用轮椅的乘客，可以轻松无障碍进出。
5G技术结合VR/4K/8K
上述的各种前沿科技基本都离不开延迟低、响应速度快的5G技术支持。
本届奥运会的三大场馆内全面部署5G技术，引入了包括增强现实（简称VR）在内的创新赛事观看形式。帆船比赛现场布设了一面50米宽的屏幕，以12K分辨率播放帆船赛事片段。游泳比赛现场，东京水上运动中心为特定席位的观众提供可穿戴AR设备，通过5G技术则将实时数据迅速传输至AR设备。高尔夫比赛场地，60-80台4K摄像机构建起多镜头重播功能，让观众可以可从多角度观看比赛。
而作为中央广播电视总台东京奥运会赛事转播合作伙伴的中国移动咪咕，通过 5G+4K/8K 超高清直播技术保证直播稳定。兼顾画面流畅的同时，咪咕视频直播借助 HDR Vivid 技术，将影像画面亮度提升了 40 倍，影像色彩提升 72%，为观众还原立体、真实的奥运赛场。
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