Super Hi-Vision a IBC 2008 Riceve lo Special Award

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1 Super Hi-Vision a IBC 2008 Riceve lo Special Award 1. Oltre l Alta Definizione La Rai ha seguito sempre con particolare attenzione l evoluzione tecnologica al fine di garantire la migliore qualità dell immagine ed ha svolto un ruolo pioneristico nel campo dell evoluzione dell Alta Definizione (HDTV), collaborando strettamente con la NHK, la televisione pubblica giapponese e con i membri dell EBU, l organizzazione degli enti pubblici di radiodiffusione in Europa. Oggi, uno dei progetti di collaborazione nell ambito del Gruppo BFT vede l impegno di NHK, BBC e Rai nello sviluppo della Super Hi-Vision (SHV). La SHV è stata sviluppata dal Laboratorio di Ricerca della NHK, il broadcaster pubblico giapponese, per portare all utente una TV di qualità così elevate da dare la percezione di immersione nella realtà. Il Gruppo BTF costituito in ambito EBU nel febbraio 2007 dai centri di ricerca NHK, Rai, BBC e IRT ha incluso la SHV fra le tecnologie del futuro per la radiodiffusione. Sommario Rai, NHK e BBC, nell ambito del Gruppo BTF (Broadcast Technology Futures) dell EBU, stanno collaborando allo studio dell SHV (Super High Vision), la televisione del futuro con una definizione 16 volte superiore dell HDTV. Il contributo Rai al progetto è focalizzato sullo sviluppo delle tecnologie di diffusione della SHV: il segnale SHV, compresso mediante lo standard MPEG-4/H.264, occupa una banda di circa 140 Mbit/s, e grazie al DVB-S2 può essere trasmesso via satellite; detto standard di seconda generazione per la diffusione satellitare, è stato sviluppato dal DVB nel 2003, sotto la guida del Centro Ricerche Rai. Alla prima diffusione satellitate avvenuta a settembre in occasione dell IBC 2008 ad Amsterdam è stato assegnato lo IBC Special Award. In ottebre dimostrazioni del progetto sono state tenute a Roma, presso il Circolo Sportivo Rai di Tor di Quinto. Elettronica e Telecomunicazioni N 3 Dicembre

2 2. Breve descrizione della sperimentazione La risoluzione dell immagine SHV è 16 volte superiore a quello della HDTV (figura 1). Per aumentare l effetto di coinvolgimento scenico, l audio della SHV viene diffuso con 24 canali (22.2) posizionati su tre piani sonori (mentre gli attuali sistemi home theatre, con il sistema 5.1, hanno sei canali in tutto). Il bit rate associato al segnale SHV è pari a 16 volte quello prodotto da una telecamera HDTV, cioè 24 Gbit/s; per poterlo trasportare attraverso la rete di contribuzione o diffondere all utente finale è quindi necessario adottare le tecniche di codifica molto efficienti. Utilizzando lo standard di compressione MPEG-4 AVC è possibile ridurlo a soli 140 Mbit/s. AVC BBC BTF DVB EBU IRT MPEG NHK SHV STRL Acronimi e sigle Advanced Video Coding British Broadcasting Corporation Broadcast Technology Futures Digital Video Broadcasting European Broadcast Union Institut für Rundfunktechnik Motion Picture Expert Group Nippon Hoso Kyokai Super Hi-Vision Science & Technical Research Laboratories Il contributo Rai al progetto è focalizzato sullo sviluppo delle tecnologie di diffusione della SHV. Questa prima fase del progetto è stata finalizzata alla diffusione del segnale SHV mediante satellite, nelle bande Ku e Ka, sfruttando le caratteristiche del DVB-S2. Lo standard di trasmissione satellitare mondiale di seconda generazione DVB-S2, è stato definito nel 2003 da un gruppo presieduto da Alberto Morello, Direttore del Centro Ricerche Rai, con la partecipazione attiva dei suoi ricercatori. Tale standard offre efficienze di trasmissione tali da poter soddisfare i requisiti di capacità e robustezza richiesti per la SHV, mediante l utilizzo di trasponder satellitari da MHz e modulazioni ad alta efficienza spettrale, quali l 8PSK, il 16APSK o il 32APSK. 2. Prima mondiale a IBC 2008 La prima diffusione satellitare SHV è avvenuta durante la conferenza internazionale IBC 2008 (Amsterdam, settembre), la più importante esposizione europea dedicata agli sviluppi tecnologici per la TV digitale. L evento è stato reso possibile dalla collaborazione di NHK, BBC, Rai e Eutelsat e ha dimostrato la fattibilità tecnologica della SHV via satellite con ricezione con impianti domestici, e il trasporto dei segnali in fibra ottica da Londra (figura 2). A Londra, nei pressi del Tamigi, una telecamera SHV consentiva agli operatori BBC di riprendere dal vivo immagini e audio e trasmetterle, codificate utilizzando MPEG-2 a 600 Mbit/s, via fibra ottica ad Amsterdam. Analogamente, dal Centro Ricerche Rai di Torino, venivano trasmesse sequenze, memorizzate su un server, codificate a 140 Mbit/s utilizzando 16 codificatori MPEG-4 AVC in parallelo. Il flusso era trasmesso via satellite utilizzando lo standard DVB-S2 grazie a due transponder messi a disposizione da Eutelsat. Alla Prima trasmissione internazionale di contenuti Super Hi-Vision è stato assegnato il premio IBC Special Award (figura 3). 6 Elettronica e Telecomunicazioni N 3 Dicembre 2008

3 Fig. 1 - La visualizzazione dell SHV. Ogni immagine è costituita da 7680 pixel per riga e 4320 linee per quadro (comunemente indicata come 8K x 4K) mentre il formato HDTV è costituito da 1920x1080 pixel (2K x 1K). Gli studi hanno permesso di valutare, mediante prove soggettive e sulla base delle conoscenze della fisiologia della visione, la relazione fra l angolo di visione e la senzazione di presenza: essa tende a raggiungere il massimo con un angolo di visione compreso fra 80 e 100. Tali risultati, insieme agli esperimenti di valutazione della risoluzione angolare, sono alla base della scelta del numero di pixel costituenti l immagine SHV. Ad una distanza dallo schermo pari a ¾ dell altezza dello schermo stesso e un angolo di visione orizzontale pari a 100 lo spettatore ha la percezione di trovarsi al centro della scena. Super Hi-Vision 7680 pixel 4096 pixel 2160 pixel 4320 pixel 100 0,75 x Altezza Schermo 1,5 x Altezza Schermo pixel 1920 pixel HDTV 30 3 x Altezza Schermo Cinema Digitale Elettronica e Telecomunicazioni N 3 Dicembre

4 Fig. 2 - SHV all IBC Fig. 3 - IBC Special Award. Il premio è consegnato al Dr. Keiichi Kubota, direttore generale del STRL della NHK, in rappresentanza dei colleghi del gruppo BTF. 8 Elettronica e Telecomunicazioni N 3 Dicembre 2008

5 3. Roma, ottobre 2008 La Direzione Strategie Tecnologiche e il Centro Ricerche Rai hanno organizzato un a Roma un convegno per presentare la SHV ( Circolo Sportivo Rai di Tor di Quinto a Roma, 23 e 24 ottobre ). Per l occasione, è stato allestito uno studio televisivo specificamente progettato per esaltare le capacità di ripresa della SHV, una regia e una sala tecnica per gli apparati di ricezione e decodifica. E stato così possibile apprezzare sia la qualità delle immagini riprese da una telecamera locale (fig. 4) che quelle riprodotte localmente da un video server o ricevute via satellite (fig. 5). Durante le due giornate della manifestazione si sono avute varie esperienze di shooting-set con telecamera e playout dal videoserver locale alla massima qualità della SHV. Le immagini SHV sono state visualizzate su uno schermo da 100 pollici 8Kx4K, realizzato mediante 4 schermi da 50 pollici (figura 5). 4. Il Futuro Si prevede che la Super Hi-Vision diventerà una tecnologia matura per il mercato (ad esempio con posti di visione pubblici con schermi con dimensioni maggiori di 100 pollici) nell arco di una decina di anni. E previsto che la BBC utilizzerà tale sistema in occasione delle Olimpiadi di Londra del Fig. 4 - Telecamera e display. Le immagini riprese localmente con la telecamera SHV, riprodotte da video server o ricevute via satellite sono state visualizzate su 4 schermi da 50 pollici per consentire la loro riproduzione a piena risoluzione. Elettronica e Telecomunicazioni N 3 Dicembre

6 La tecnologia SHV può consentire oggi applicazioni professionali: post-produzione televisiva, osservazioni spaziali, telemedicina e microbiologia. In tempi più brevi potrà avere sviluppi per il mercato consumer televisivo il formato con definizione quattro volte superiore a quella HDTV (3840 pixel per riga e 2160 linee per quadro. Tale formato, che ha la stessa qualità della ripresa cinematografica a 35 mm, ha già oggi ha un utilizzo professionale per applicazioni di Cinema Digitale. E ipotizzabile che le prime applicazioni di ripresa e diffusione televisiva con tale qualità possano già essere realizzate nel corso del 2010 (es. Mondiali di calcio di Sudafrica). Sulla base delle linee guida definite daila Direzione Strategie Tecnologiche, il Centro Ricerche continuerà la sperimentazione della SHV estendendone, in un prossimo futuro, la diffusione su canali terrestri. In tale ambito si ipotizza infatti che l utilizzo del nuovo standard di trasmissione DVB-T2. Tale standard, appena normalizzato dal DVB, offre capacità trasmissive dell ordine di Mbit/s e sarà quindi in grado di alloggiare un segnale televisivo con un numero di pixel pari a quattro volte quello che caratterizza la HDTV. Fig. 5 - Ricezione via satellite. Immagini trasmesse dal Centro Ricerche di Torino via satellite, codificate utilizzando lo standard di compressione MPEG-4 AVC a 140 Mbit/s. Tale bit-rate è stato multiplato su due transponder utilizzando lo standard DVB-S2. 10 Elettronica e Telecomunicazioni N 3 Dicembre 2008

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