TELEINFORMATIKA 2006 Kongresové centrum Praha 29. 11. 2006
MOBILITA A HDTV V DIGITÁLNÍ TELEVIZI Ing. Dušan Líška, CSc.
[email protected] mob.: 604 247 931
PŘEHLED DIGITÁLNÍCH SYSTÉMŮ z
Satelitní a kabelové
z
Terestriální
z
DVB-T (MPEG 2, OFDM, 2k/8k, ochranný interval GI) ATSC (MPEG 2, 8-VSB, 19,3 Mbit/s, HDTV) ISDN-T (MPEG 2, OFDM, 13 kmitočtových segmentů)
Rozhlasové
z
DVB-S (MPEG 2, QPSK) DVB-S2 (MPEG 2/4, QPSK, 8PSK, 16-, 32-APSK) DVB-C (MPEG 2, 64QAM, 256QAM)
T-DAB (MPEG 2, OFDM) DRM (MPEG 4 HE AAC, OFDM)
Pro mobily
DVB-H, T-DMB, S-DMB, MediaFLO, ISDB-T, DAB-IP …
TELEINFORMATIKA 2006
2
29. 11. 2006
D. Líška
ZDROJOVÉ KÓDOVÁNÍ OBRAZU z
MPEG 2
z
MPEG 4 AVC
z
Umožňuje algoritmizovaný popis audiovizuálního obsahu
MPEG 21
z
O něco jednodušší než MPEG 4 AVC, využití hlavně v USA
MPEG 7
z
Účinnější ale neslučitelný, vhodný pro nové systémy
VC 1
z
Je zaveden celosvětově
Pro multimédia, metadata, ochrana autorských práv
DIRAC
Vyvíjí BBC s důrazem na jednoduchost, snadnou implementaci a otevřenost (bez licencí)
TELEINFORMATIKA 2006
3
29. 11. 2006
D. Líška
ROZVOJ KOMPRESNÍ TECHNIKY z
McCannův zákon (DVB World 2002)
z
Bitový tok potřebný k dosažení určité kvality obrazu nebo zvuku se zmenší v průběhu každých pěti let na polovinu
Situace v oblasti zdrojového kódování
Proklamovanou dvojnásobnou účinnost oproti MPEG 2 dosáhne MPEG 4 AVC až v průběhu roku 2007
Dvojnásobná účinnost pouze v 60 % testovaných případů
V budoucnu bude vynikající kvalita HDTV při 8 až 10 Mbit/s
Využití MPEG 4 AVC bez problémů v nových systémech
• DVB-H, DMB, MediaFLO, DVB-S2, HDTV v Evropě atd.
Pro DVB-T má MPEG 2 řadu výhod
• Stabilita, konkurence, záznam na pevné disky, levné STB TELEINFORMATIKA 2006
4
29. 11. 2006
D. Líška
STAV VYSÍLÁNÍ DVB-T V EVROPĚ z
Pravidelné vysílání
Od roku 1998 Velká Británie, 1999 Švédsko, 2000 Španělsko, 2001 Finsko a Švýcarsko, 2002 Německo, 2003 Holandsko a Belgie, 2003 Itálie, 2005 Malta, Francie a Česká republika (21.10.), 2006 Dánsko, Lucembursko, Litva, Řecko a Rakousko (26.10.) Do konce roku 2006 plánuje zahájení ještě Estonsko (prosinec) V roce 2007 plánují zahájení pravidelného vysílání Ukrajina, Slovensko a další země
TELEINFORMATIKA 2006
5
29. 11. 2006
D. Líška
SITUACE DVB-T V EVROPĚ (2006)
Zdroj: DigiTag
TELEINFORMATIKA 2006
6
29. 11. 2006
D. Líška
UKONČENÍ ANALOGOVÉHO VYSÍLÁNÍ ASO (Analogue Switch-off) z
V zemích Evropské unie bude digitalizace tv vysílání dokončena v letech 2008-2012
z
Všechny země využívají nadále MPEG 2, ve Francii se placené programy vysílají v MPEG 4 AVC, v MPEG 4 AVC plánuje zahájení Estonsko a Norsko
z
ASO bude v různých zemích probíhat různě: V roce 2006 Lucembursko a 11.12. Holandsko, termín 2006 se posune v Itálii, 2007 Finsko, 2008 Norsko, Švédsko a Švýcarsko, 2009 Dánsko, 2010 Španělsko, Rakousko, Německo, Malta a Česká republika (10.10.), 2011 Francie, 2012 VB a Řecko
z
V USA se má analog vypnout 17.2.2009, velké vysílače ale již v prosinci 2008
TELEINFORMATIKA 2006
7
29. 11. 2006
D. Líška
TISKOVÁ KONFERENCE DVB (IBC 2006) z
DVB-T Konsorcium DVB zahájilo práce na systému DVB-T2 (určitá obdoba DVB-S2) Studuje se možnost zahájit práce na systému DVB-H2
z
DVB-H
Systém DVB-H bude úspěšný, protože 50 % uživatelů mobilů je ochotno za něj platit 10 EUR měsíčně Nová éra pro obsah – krátké příspěvky (pop video) Zaměření na ESG (Electronic Service Guide), CDP (Content Delivery Protocol) a mobilitu Šíření ESG přes obousměrné mobilní spojení z DVB-SSP Satellite Services to Portable devices, satelitní vysílání pro mobily s podporou terestriálních opakovačů
TELEINFORMATIKA 2006
8
29. 11. 2006
D. Líška
VÝVOJ V BRAZÍLII A V ČÍNĚ z
Brazílie Brazílie dlouhodobě váhá mezi systémy DVB-T a ISDB-T V červnu 2006 byl přijata modifikace SBTD-T (Sistema Brasiliero de Televisao Digital Terrestre) s kódováním MPEG 4 AVC Přechod má trvat 10 let a má ho financovat Japonsko Rozhodnutí bylo napadeno u soudu se žádostí o zrušení
z
Čína V srpnu 2006 oznámila Čína že bude vysílat ve vlastním standardu Standard má umožnit mobilní příjem Státní norma vejde v platnost 1.8.2006
TELEINFORMATIKA 2006
9
29. 11. 2006
D. Líška
TELEVIZE PRO MOBILY (MTV) z
Perspektivy Televize pro mobily se již dostává do realizační fáze a nikdo nepochybuje o jejím brzkém zavedení Vyskytují se již i názory, že mobil budoucnosti zcela nahradí PC
z
Podmínky úspěchu Kromě TV příjmu musí mobil mít připojení k Internetu a dostatečnou paměť – předpokládá se nahrávání přes den v práci a přehrávání doma, příp. s připojením na TV přijímač Provozovatelé a výrobci se musí sjednotit na systému, nebo dodávat vícesystémové čipy Ovládání musí být jednoduché a umožňovat příjem navolené stanice např. po celý den
TELEINFORMATIKA 2006
10
29. 11. 2006
D. Líška
SYSTÉMY TELEVIZE PRO MOBILY z
Provozuschopné systémy Jejich počet se neustále rozšiřuje DVB-H, T-DMB, S-DMB, MediaFlo, ISDB-T BT Movio (založen na přenosu dat IP přes DAB)
z
Připravované systémy Telekomunikační systém UMTS bude nabízet MBMS (Multimedia Broadcast/Multicast Service) Systém DVB-SSP (Satellite Services to Portable devices) DXB (systém DAB se statistickým multiplexem a časovým segmentováním)
z
Vítězný systém
Kdo zvítězí není zdaleka rozhodnuto, řada expertů typuje na vítěze systém DVB-H
TELEINFORMATIKA 2006
11
29. 11. 2006
D. Líška
CHARAKTERISTIKA T-DMB z
Vysílací systém: T-DAB
z
Přídavné protichybové zabezpečení FEC z DVB-T
Reed-Solomon (204,188)
Konvoluční prokládání
z
Transportní vrstva: MPEG 2 TS
z
Adaptační vrstva: Encapsulation MPEG 4 SL (Synchronization Layer)
z
Kódování Obraz: MPEG 4 AVC (Part 10) Zvuk: MPEG 4 BSAC (Bit-Sliced Arithmetic Coding, Part 3) Datové služby: MPEG 4 BIFS (Binary Format for Scenes)
TELEINFORMATIKA 2006
12
29. 11. 2006
D. Líška
PRINCIP VYSÍLÁNÍ T-DMB
Zdroj: WorldDAB Forum TELEINFORMATIKA 2006
13
29. 11. 2006
D. Líška
SYSTÉM MediaFLO z
Media FLO (Forward Link Only) Vyvinut americkou telekomunikační společností Qualcomm Systém převzal většinu principů z DVB-T a DVB-H
z
Programy Celostátní a regionální v reálném čase, 240x 320 pixelů, 15 nebo 30 snímků/s Další programy mimo reálný čas, každý až 20 min denně (hudebníklipy, počasí, zpravodajství, webové stránky) Interaktivní služby včetně VoD Časové multiplexivání TDM (obdoba časového segmentování v DVB-H) Modulace OFDM, 4k, QPSK nebo 16QAM, hierarchická modulace, turbo kódování, RS, CRC
TELEINFORMATIKA 2006
14
29. 11. 2006
D. Líška
KONFERENCE DVB WORLD 2006 z
M. Schüppert, Modeo USA, k DVB-H
DVB-H bude nejakceptovanější, úspěšný bude i MediaFLO
Pro DVB-H se bude využívat i pásmo L
Kódování AV - MPEG 4, ale i VM 1 (Windows Media)
Prosadí se pouze ESG (Electronic Service Guide)
Integrální částí televize pro mobily MTV bude podcasting
Mobilní telefony obsadí 50 % trhu, zbytek laptopy apod.
Na trhu budou dominantní mladší ročníky (18 - 35 let)
TV stanice zavedou do r. 2009 speciální verze pro MTV
Proběhne souboj o kontrolu nad MTV mezi vlastníky a dopravci multimediálního obsahu
TELEINFORMATIKA 2006
15
29. 11. 2006
D. Líška
PŘIJÍMAČE DVB-H
TELEINFORMATIKA 2006
16
29. 11. 2006
D. Líška
MULTIMEDIÁLNÍ POČÍTAČ NOKIA
TELEINFORMATIKA 2006
17
29. 11. 2006
D. Líška
PŘEDPOVĚĎ ROZVOJE STANDADŮ MTV
TELEINFORMATIKA 2006
18
29. 11. 2006
D. Líška
HISTORIE HDTV z
„Vysoká“ rozlišovací schopnost Poprvé byl název „High Definition“ použit v roce 1935 u systému se 405 televizními řádky společnosti EMI ve Velké Británii a později u francouzského (445 řádků) a německého systému (441 řádků) z roku 1937 Japonský analogový systém MUSE byl zaveden v Japonsku v roce 1990 se 1035 řádky a prokládaným řádkováním
z
Další vývoj
Formát CIF (Common Image Format) zdvojnásobil počet aktivních vzorků oproti SDTV a zavedl poměr 16:9, má tedy 2x720x4/3 = 1920 vzorků, 1920x9/16 = 1080 aktivních řádků s prokládaným „i“ (interlaced) nebo neprokládaným řádkováním „p“ (progressive scanning)
TELEINFORMATIKA 2006
19
29. 11. 2006
D. Líška
SDTV A HDTV 16/9 H
4/3(H/2)
H
H/2
SDTV
1080 aktivních řádků
4:3
HDTV 16:9 1920 pixelů
TELEINFORMATIKA 2006
20
29. 11. 2006
D. Líška
HDTV V EVROPĚ z
Situace Systém HD-MAC připravený k vysílání z družic kolem roku 1992 byl drahý a neúspěšný, na družice se tehdy rozšířil systém PAL Na rozdíl od USA se v Evropě zavádění digitální televize zaměřilo na více programů SDTV v multiplexech, nyní se přístup začíná měnit a s vysíláním HDTV se již počítá v nepříliš vzdálené budoucnosti První pravidelné vysílání bylo zahájeno v lednu 2004 z družice Astra pod názvem EURO1080, později HD1 Hlavní důvody pro zavádění jsou: k dispozici jsou velké ploché displeje LCD v již přijatelných cenách, do dvou let budou k dispozici záznamová zařízení HD DVD, diváci si postupně zvykají na počítačové displeje s kvalitou HD
TELEINFORMATIKA 2006
21
29. 11. 2006
D. Líška
PERSPEKTIVY HDTV z
Otázka dnes nezní zda HDTV, ale kdy
z
Vzhledem k současným displejům, které jsou vesměs neprokládané, bude se přecházet na neprokládané řádkování postupně i v domácnostech
Na IBC 2006 předvádělo EBU srovnání tří formátů HDTV 1080i/25, 720p/50 a 1080p/50 na plazmových displejích 1920x1080 bez komprese a s kompresí MPEG 4 AVC na 20 až 6 Mbit/s 720p/50 je v současnosti nejlepší vysílací formát HDTV 1080p/50 je vhodný a žádoucí produkční formát a je to potenciální vysílací formát příští generace HDTV
TELEINFORMATIKA 2006
22
29. 11. 2006
D. Líška
SYSTÉM ULTRA HDTV z
Základní parametry systému 7680x4320p/60, tj. 32M (pixelů) někdy označován také 8K podle počtu bodů na aktivním řádků – pro srovnání systém 1920x1080p je 2M nebo 2K Pozorovací vzdálenost 0,75 H, horizontální pozorovací úhel 100 stupňů, pro srovnání 30 stupňů u HDTV Snímací a reprodukční zařízení 32M se realizuje rozdělením na 4 panely po 8M pro signály G1, G2, R a B Reprodukční systém je složen ze dvou projektorů – jeden pro signály G1/G2, druhý pro signály R/B Celkový nekomprimovaný bitový tok 24 Gbit/s lze přenést optickým kabelem rozdělením na 16x HD SDI (po 1,485 Gbit/s) Originální prostorový multikanálový zvuk 22.2, bitový tok 28 Mbit/s
TELEINFORMATIKA 2006
23
29. 11. 2006
D. Líška
HISTORIE A PERSPEKTIVY UHDTV z
Historie a perspektivy systému
Japonská společnost NHK zahájila vývoj v roce 1995, demonstrace na EXPO 2005 v Japonsku, na NAB 2006 a IBC 2006 Dokončení vysílacího formátu se předpokládá v roce 2008, experimentální vysílání v roce 2015, použití zařízení v domácnosti v roce 2020 a pravidelné vysílání v roce 2025 z Předvádění systému na IBC 2006 Systém byl předváděn na projekčním plátně cca 12x7 m Promítaly se efektní záběry v celkové délce 14 minut, např. záběry z družice na zem, fotbal a zápas sumo, záběry z New Yorku, basketbal, rozkvetlý strom s ptáky, včely a motýli na květech, slunečnice ve větru, padající listy, záběry na měsíc, zimní krajina, vypouštění vody z přehrady, start rakety v noci, živý obrázek z kamery na IBC
TELEINFORMATIKA 2006
24
29. 11. 2006
D. Líška