Ultra HDTV v sítích DVB-T2 Ivo Ferkl Strana 1 1
Cíl prezentace Jaké budou v příštích letech nároky na technickou kvalitu TV signálu v DTT sítích? Co je UHD? Co označujeme jako 4K? Co přinese UHD? Za jakou cenu? Chceme UHD? Chceme terestrické vysílání? Strana 2 2
Začíná nová éra 4K Ultra High Definition Rok 2014 = první rok televize v 4K Nástup nových technologií uvedení na trh HEVC (H.265) kompresní kódování Upscaling (z 1080p HD) Cenově dostupné 4K zobrazovače (pod 1.000 USD) 4K spotřební elektronika a software kamery (GoPro), počítačové monitory, editační sftw. K dispozici omezeně již i 4K obsah Řešena distribuce obsahu 4K Služby OTT: Netflix, Amazon, YouTube, Služby pay TV: DirecTV, Comcast (OH Sochi v 4K) Strana 3 3
Začíná nová éra 4K Ultra High Definition Rok 2014 = první rok televize v 4K Experti se shodují: Ultra HD standard bude zaváděn během následujících 5-ti let a bude hlavním trendem po dalších 15 let!! Strana 4 4
4K formát 16:9 pro TV zachován Strana 5 5
4K formát 16:9 pro TV zachován Strana 6 6
4K náhrada filmu 35mm 8,847.360 pixels Strana 7 7
2K - 4K - 8K Strana 8 8
Počty obrazových bodů SD HD - UHD Strana 9 9
Rozdíly v počtu obrazových bodů UHD (4Kx2K): 3840 x 2160 pixels (415 Mpixels/s) SHV (8Kx4K): 7680 x 4320 pixels (1659 Mpixels/s) DCI (Digital Cinema Initiative): 4K for Cinemascope 4Kx2K (pixels/lines): též 4096/2048, 4096/2304, 4112/2168 Kamery pro filmovou i TV výrobu: ARRI - Alexa : Super 35 CMOS senzor 2880 x 2160 resolution SONY - PMW F55 Cine Alta : Super 35 CMOS senzor 4K resolution RED Digital Cinema - RED One : CMOS senzor (filtr Bayer) 4096 x 2304 resolution Strana 10 10
Klasifikace 4K obsahu True 4K natočeno a zpracováno ve 4K rozlišení Upscaled 1080p content up-konvertován na near-4k Většina materiálů 4K bude v nejbližších letech ve formě near-4k 2013 4Q : v ČR 45% domácností SDTV, 55% HDTV (vč. HD ready) Kvalita 4K zobrazovačů dána kvalitou přepočtu 1080p na 4K (dle výrobců) - low-end produkty: Seiki, Hisense, TCL - top end: Sony, Samsung, Sharp Hnacím motorem cenové dostupnosti 4K zobrazovačů: čínští výrobci Strana 11 11
4K nejen počet pixelů je měřítkem kvality 4K mantra: seeing is believing věř tomu, co vidíš Strana 12 12
4K nejen počet pixelů je měřítkem kvality UHD zobrazovače (stejné označení i pro 8K) Vyšší dynamický rozsah (HDR) Rozšířený color gamut Vyšší snímková frekvence (HFR) Vyšší subjektivní obrazová kvalita Lepší kontrast Vyšší hloubka ostrosti 3D-like look Strana 13 13
4K nejen počet pixelů je měřítkem kvality Přechod z HD (1080p) na UHD-1: Vyšší počet pixelů (spatial resolution) = 4x vyšší bitrate Vyšší dynamický rozsah (HDR) = 1,25x 2x vyšší bitrate Vyšší snímková frekvence (HFR) = 2x 4x vyšší bitrate Celkem: 10x 32x vyšší bitrate (Koax interface: 3G 6G) (Přechod HD 1080i na 1080p: 2x vyšší bitrate) Strana 14 14
Zavádění UHD ve dvou (třech) fázích 2014 2016 UHDTV phase 1 2017 2019 UHDTV phase 2 (UHD-1) (UHD-2) Compression: HEVC HEVC Frame rate: 50/60 Hz 100/120 Hz Resolution: 2160p/3840 2160p/3840 Quantisation: 10 bits 10/12 bits Audio: stejně jako v HDTV (5.1) Advanced Sound Systém ASS (3D 10.2) Colour space, chroma subsampling Specifikace: 2014 Q1 (EBU) ITU-R Recommendation BT.2020 (pro UHD) (Pro HDTV: od r.1990 BT.709) Požadavek: kompatibilita UHD-1/UHD-2 Zabezpečení proti pirátství (!) 2020/22: UHD-3 4320p/7280 HEVC-2 (?) Strana 15 15
Color gamut UHD HD Strana 16 16
Proč vyšší snímková frekvence? HFR (High Frame Rate) Požadavek: ostrý obraz při pohybu Nežádoucí efekty: Motion blur Strobe effect Varianta: MCFI (Motion Compensated Frame Interpolation) Součást vybavení zobrazovače neřeší všechny nežádoucí artefakty Strana 17 17
Proč vyšší snímková frekvence? Nežádoucí efekty: Motion blur Strobe effect Shutter degree 45 shutter (Zachraňte vojína Rayena) Strana 18 18
Vyšší dynamický rozsah Strana 19 19
Pozorovací vzdálenost H = výška TV obrazu na zobrazovači Pozorovací vzdálenosti: SDTV 6H HDTV 3H UHDTV1 (4K) 1,5H UHDTV2 (8K) 0,75H Optimální velikost obrazovky pro určitou pozorovací vzdálenost: Vzdálenost 3m: HDTV 80 (203cm) UHD1 (4K) 160 (406 cm) UHD2 (8K) 320 (812 cm) Vzdálenost 2m: HDTV 53,5 (136 cm) UHD1 (4K) 107 (272 cm) UHD2 (8K) 214 (544 cm) Strana 20 20
Vývoj technologií pro 4K HEVC (H.265) Main 10 profile HDMI 1.4b - HDMI 2.0 High Definition Multimedia Interface New HDCP 2.2 High-bandwidth Digital Content Protection (HDCP) 1.4 HDCP 2.2 Strana 21 21
Vývoj kompresních systémů Zdroj: Zetacast Strana 22 22
HEVC (H.265) HEVC a VP9 (Google alternativa k HEVC) již připraveno: chip-sets již k dispozici (Entropic, Broadcom a Qualcomm) ViXS (Xcode 6400) Set-top boxy budou standardně na trhu na konci letošního roku, zobrazovače již v prodeji H.265 bylo zavedeno rychleji, než tomu bylo u H.264 H.265 potřebuje 10x vyšší procesingový výkon pro kódování, než tomu bylo u H.264 (daň za úsporu šířky pásma) Entropic : EN7300 (MoCA 2.0) SoC STB pro satelitní platformu Startuje satelitní platforma (2016) : DirecTV (20 mil. předplatitelů) Sky Germany (3,5 mil. předplatitelů) OTT: požadavek kvalitní broadband připojení (rychlé, neomezené) Požadavek 15,6 Mbps (90 min. film = 8 GB dat) Netflix ohlásil zavádění 4K připojení (prozatím 3,69 Mbps) Strana 23 23
H.264 AVC vs. H.265 Strana 24 24
Makrobloky H.264 H.265 Strana 25 25
Super Hi-Vision (SHV) NHK Japan 8K x 4K Video - 33 Megapixels 22.2 Multichannel 3D Sound Satelit od r.2020 (LOH Tokyo) experimentální vysílání (testy r.2016) Strana 26 26
22.2 Surround sound Strana 27 27
Itálie jde cestou DVB-T2 + HEVC 4.7.2012 = ASO 15.10.2012 - Asociace DGTVi (pro propagaci DTT v Itálii) doporučení zahájit vysílání v r. 2015 s kompresí HEVC (H265) - Důvod: Vyhnout se dvojímu přechodu (H.264AVC) - Od r. 2015 HEVC/DVB-T2 povinná výbava TV přijímačů na trhu - Přijímače (DVB-T2 compatible + HEVC) od r. 2014 značení: - Gold T2 (Top-up) - Silver T2 (Connected) Strana 28 28
4K trial French open Paris Roland Garros Tennis Tournament od 4.6.2013 (Philippe Chartier court) Výroba a vysílání ve 4K (3840 x 2160) Technické zajištění: AMPVISUAL TV 2x Canon EOS C500 (4K camera) RAW format 2x FOR-A FT-One (umí až 900 fps) Mezi stadionem a studiem 3G-SDI optické propojení Grafika v HD (France Télévision) konverze do 4K 2x EVS XT-3 server (jeden pro slo-mo, druhý Rec + PB) Kahuna 360 Switcher Ateme komprese přes Eutelsat odbavení Strana 29 29
Testy Ultra HD ve Švédsku V rámci semináře TV Puls - 24. ledna 2014 DVB-T2 / HEVC Teracom (DTT síť Boxer) vysílač ve Stockholmu Ve spolupráci s Broadcom Corporation + Samsung Electronics BCM3461 (Broadcom) DVB-T/T2 front-end receiver Přijímače Samsung 65UF900 a 55UH900 Strana 30 30
Testy UHDTV ve Španělsku 24. 27. února 2014 (Mobile World Congress Barcelona) Telekomunikační operátor Abertis TVE: La Pasión del Prado (Ultra HD, 50 Fps) 52min. Terre de Collserola (ERP 5 kw) 4 mil. obyv. HEVC/H.265 DVB-T2 Zobrazovač Sony Strana 31 31
Fórum Ultra HDTV 3.9.2013 - vznik odborné platformy, která se zabývá rozvojem vysílání v ultra HD rozlišení na území České republiky a Slovenska. Česká televize Slovenská veřejnoprávní televize RTVS Fakulta elektrotechnická ČVUT České radiokomunikace Sony Europe Cisco Cesnet T-Systems ČR Rozsnyo Strana 32 32
Fórum Ultra HDTV Cílem : Testovací a experimentální vysílání v terestrických sítích Optimalizace úplného procesu Ultra HDTV včetně výroby obsahu, distribuce signálu do domácností a jeho příjem a zobrazení Náplň fóra upřesňují ustavující zúčastněné strany memorandem: I když horizont plného kvalitativního přechodu lze časově zařadit do období někdy kolem roku 2020, jsou zúčastněné strany přesvědčeny, že již nyní je třeba stanovit strategii rozvoje distribučních sítí tak, aby nebyly učiněny nevratné kroky, které by ohrozily budoucí vývoj TV vysílání s ohledem na budoucí nároky na jeho kvalitu. Platforma Forum Ultra HDTV vzniká v návaznosti na obdobné zahraniční aktivity, například ve Velké Británii a mezinárodní pracovní skupiny u významných mezinárodních institucí (EBU, ITU, SMPTE atd.) a je otevřená pro další subjekty z České republiky i Slovenska, které budou mít zájem se k této aktivitě připojit. Strana 33 33
Testy v DVB-T2 Spolupráce : České radiokomunikace Česká televize RTVS Slovensko (Towercom - Javorina) ČVUT FEL Sony Europe EBU Etapy : A. Testy DVB-T2: probíhají B. Testy UHDTV 1 Quad HD (komprese HEVC ): podzim 2014 C. UHDTV 2 (navíc: dynamic range HDR, frame rate HFR) Strana 34 34
World Cup 2014 Brasil: v 4K (?) World Cup 2006 : prvně v HD World Cup 2010 : prvně v 3D (přebíralo 9 TV společností) Spolupráce na přípravě : Sony Telegenic (4K přenosový vůz Sony) - technické zajištění HBS (producent, zajištění výroby) FIFA TV Testy : FIFA Confederations Cup (15. 30.6. 2013) Brazilie Mineriao Stadium (Belo Horizonte) - 3 zápasy (zároveň testy NHK pokrytí 8k zájem nabídnout FIFA) Květen 2014: další testy v UK následně rozhodnutí o realizaci Strana 35 35
World Cup 2014 Brasil: v 4K (?) Testy na FIFA Confederations Cup (15. 30.6. 2013) Brazilie Přenosový vůz Telegenic 4K (konstrukce Sony) Kamery: 4x Sony PMW-F55 Cine Alta 4K 2x HD kamera upconverted Objektivy Fujinon (Digital Cinema) Sony MPU8000 processor RAW signal processing unit 4x 3Gbits signal 576x1152 Miranda router 2x EVS XT-3 server (four in/four-out) 4x Sony SR1000 decks (1x pro slow-mo) 4K monitory výstup 65 4K Strana 36 36
UHD a terestrická platforma Jeden UHD programový kanál v DVB-T2 síti (s kompresí HEVC) zabere přibližně stejnou datovou kapacitu jako doposud HD kanál v DVB-T síti s kompresí MPEG-2 Strana 37 37
Přechod na vyšší rozlišení i na satelitech Diskutovaná strategie České televize : Leden 2015: DVB-S2 (MPEG-4): ČT 1 HD + ČT sport HD + ČT 2 HD DVB-S (MPEG-2): ČT 1, ČT 2, ČT sport, ČT :D, ČT art Červen 2016: DVB-S2 (MPEG-4): ČT 1 HD, ČT sport HD, ČT 2 HD, ČT 24 HD, ČT :D, ČT art DVB-S (MPEG-2): ukončení služby v SD rozlišení Česká televize předpokládá, že v r.2016 přejde na satelitní platformě výhradně na HD distribuci (DVB-S2) Strana 38 38
Lineární TV ještě dlouho bude dominantní 93% obsahu sledují diváci formou živého TV vysílání 5% obsahu ze záznamových médií 2% VoD Prognóza EBU: v roce 2020 budou sledovat diváci stále ještě 82% obsahu formou lineárního TV vysílání Z výroční zprávy BBC : V distribuci iplayer je dodáváno o něco více, jak 2% obsahu v rámci sledování programů BBC náklady na distribuci tohoto VoD obsahu jsou téměř 12% celkových nákladů BBC na distribuci programů Strana 39 39
Děkuji za pozornost Ivo Ferkl Česká televize Kavčí hory, 140 70 Praha4 Strana 40 40