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對話變革視訊壓縮技術的高通發明家 Marta Karczewicz:相信自己,發明會隨之而來

Marta 在波蘭出生,2006 年加入高通公司,並開始變革視訊壓縮技術。她發明的突破性技術支撐了現代視訊體驗,包括視訊線上播放、即時分享以及多使用者視訊會議。她的發明實現了對視訊資料的壓縮,甚至可以高達千分之一,可在終端使用者毫不察覺影象質量變化的情況下,快速且準確地傳輸視訊。

她表示,"視訊資料如果沒有這些視訊編解碼器進行處理,可能根本無法傳送。但現在,你看視訊幾乎無處不在。"

對於如今我們所知和所愛的視訊體驗,Marta 的貢獻並不僅僅是單一的技術突破,更是一整套發明。確切地說,她參與了幾乎所有視訊編解碼器的模組構建工作,擁有超過 500 項美國專利。她的工作成果倍受關注:2012 年 Marta 成為 "高通 IP 卓越獎"(Qualcomm IP excellence Award)三位獲獎者之一,在 2019 年歐洲發明家大獎評選中,她也是 "終身成就獎"("Lifetime Achievement)三位最終入圍者之一。

在高通公司,Marta 領導著一個由 30 人組成的團隊,致力於推動多媒體研發,並隨著視訊進入到比以往更多的領域,取得了諸多突破性進展,這就包括遠端教育和遠端醫療以及擴充套件現實(XR)和機器與機器通訊。為了更好地瞭解她的發明歷程及其工作帶來的影響,我們與 Marta 進行了深入交流。

你一直知道自己想要成為一名發明家嗎?早期是什麼啟發了你,你又是如何不斷尋找靈感的?

這是機緣巧合。從前我在學校裡喜歡的學科幾乎只有數學和物理,因為它們更多的是關於瞭解物質和解決問題,而非記憶資訊。我喜歡抽象數學,它通常並不是只有一種正確的證明或答案。這真的非常吸引我,事實也證明我在這方面很有天賦。在高中的時候,我是波蘭數學奧林匹克競賽的獲獎者之一。我很喜歡解決問題,發明是我工作的成果。目前,我的動力仍然來源於質疑一切並挑戰自己,我總是問自己,"我能比迄今為止業界達到的水平做得更好嗎?"

你從事視訊編解碼器研究工作的動力是什麼?你想要解決什麼問題?

我正在嘗試變革視訊壓縮的設計。我記得當我開始這項工作時,有一次我看到一本教科書,書中基於研究人員對資料的假設,建議了一種最佳方法。我當時心想:"真的是這樣嗎?讓我看看。這些假設真的正確嗎?" 然後我確定我可以做得更好。

每一代新的視訊編解碼器基本上都需要將視訊再壓縮 40% 以達到相同的視覺質量。但這絕不是通過修改編解碼器的一個模組就能實現的,通常我們需要修改數十個甚至數百個模組。總體來講,這是不斷積累各種小的改變並通過各種單獨的工具實現的。

你的發明之路上可曾有過任何令你“恍然大悟”的時刻?

沒有。並沒有這樣一個 "恍然大悟" 的時刻,但期間卻曾有過許多小的 "頓悟"。通常,我的工作方式是首先分析問題,然後收集大量統計資料。之後,我會不斷思考這些內容,甚至是在非工作時段。大多數發明的過程主要依賴於極其有條理地蒐集資料、尋找趨勢並對資料進行統計分析。然後,當我發現其中一些有趣的東西並思考如何使用它們時,可能會產生小的 "頓悟"。我是一個做事情很系統的人,而且從不認為會有無法解決或者無法改善的問題。

總的來看,你的發明對整個行業和社會產生了怎樣的影響?

得益於我們在視訊壓縮方面所做的改進,視訊已成為人們日常生活中的一部分。當我在上世紀九十年代中期剛開始研究這個領域時,人們還只能通過電視看視訊。那時,網際網路線上播放也才剛剛興起,移動終端上的視訊更是還沒有出現。

但是今天,視訊已無處不在,並遠超出娛樂範圍。我們利用視訊進行工作、遠端教育和遠端醫療,而這些在幾年前都還不可能,因為那時視訊質量太低,不能夠滿足這些應用。現在,視訊還應用於 XR 和雲遊戲,將來可能還有很多我們目前尚未意識到的應用。

例如,視訊頻寬中增長最快的細分領域是機器與機器通訊,終端使用者不是人,而是機器。想想我們經常聽說的那些應用 —— 例如智慧城市、智慧家居、網聯汽車和需要監控的其他行業與應用,比如對鐵路、管道和電線的監控 —— 目前的情況是,這些領域都需要用機器來進行視訊拍攝。這些視訊將被髮送到另一臺機器上,然後利用計算機視覺程式或神經網路對其進行分析、識別物體,並確認和預測事件。

總體而言,你看到的任何視訊通常都會被壓縮到數百分之一甚至數千分之一。沒有其他人和我所做的工作,大家只能觀看僅僅幾個畫素乘以幾個畫素的微小視訊,幀率低至每秒只有幾幀。

創新文化有多重要?

我認為尤其重要的是,高通公司理解研究需要時間。由於研究存在不確定性,你沒辦法總是為它設定好時間表。例如,每一代新的編解碼器與上一代的時間差在五年以上。公司知道團隊和我從事的工作有風險;換言之,半年後我們可能沒有結果或者任何可展示的東西;或者我們可能嘗試了多種事物,卻沒能取得任何有趣的成果。但高通公司願意投資。公司願意給我們時間來完成自己的工作,也能夠容忍失敗。我認為這一點很可貴,我不確定每家公司都願意承擔這樣的風險。

你對其他發明者有何建議?

要有耐心。如果你像我一樣喜歡解決問題,那就找到自己對什麼領域或課題最感興趣。當我最初決定自己專注於哪個領域時,有各種不同的可能性來運用我的技能組合。但我始終對視訊感興趣,即使在當時我也認為這就是未來的方向。人們都在談論我提到的應用,但每個人都說它不可能實現。

所以,要去發現讓自己有強烈感觸的、自己篤信的問題,因為當你開始研究時,人們可能對它不感興趣。你需要相信自己,相信自己正在做的事情,希望你是對的。去思考這個問題,然後發明會隨之而來。