4 seminario SMPTE sulle tecnologie emergenti

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1 4 seminario SMPTE sulle tecnologie emergenti G. Alberico Centro Ricerche Rai

2 2020 Ultra HDTV 16 Maggio 2012: ITU WP6C formalmente definiti i parametri tecnici per le prossime due generazioni di formati televisivi UHDTV: UHDTV1 o 4K : 3840x2160 (8 Mpixel, 4 volte HDTV attuale) UHDTV2 o 8K : 7680x4320 (32 Mpixel, 16 volte HDTV) Tra le altre caratteristiche: fino a 120 frame/s audio 22.2 Utilizzo nel broadcasting SAT: banda 22 GHz DTT:??? Test (NHK & BBC): London Olympics

3 2020 UHDTV: UHDTV: perchè perchè Mantenendo fissa la distanza di visione schermi più grandi risoluzioni maggiori Oppure, a pari schermo, minore distanza di visione maggior angolo di visione 8K 4K HDTV Aumentano effetto presenza e immersione nella scena

4 2020 UHDTV: perchè? TV 3D senza occhiali Obiettivo finale: perfetta riproduzione della realtà non serve poter girare a 360 intorno alla scena o al set TV Il display definitivo dovrebbe essere come una finestra Dal punto di geometrico gli oggetti 3D dovrebbero stare nella piramide occhi-schermo Possibilità di movimento di fronte allo schermo, ma entro certi limiti

5 2020 Verso il 3D senza occhiali True 3D = ricostruzione del light field come si presenta quando si guarda alla finestra I raggi visibili si possono descrivere come intersezioni rispetto a una superficie di riferimento (display) in ciascun 3D pixel (X,Y), il display deve riprodurre (infiniti!) raggi con le caratteristiche percepite dall occhio: direz. verticale e orizzontale (2 angoli, and ), colore (RGB)

6 2020 3D (glasses-free) DISPLAY: emissione di luce selettiva a seconda della direzione Occorre una superficie in grado di emettere da ciascun punto raggi di luce diversi (colore, intensità) nelle diverse direzioni in maniera controllata Piano dello schermo Esplode la quantità di informazione che è necessario trasmettere e il numero di pixel

7 Oltre H.264: HEVC HEVC (High Efficiency Video Coding): nuovo standard di compressione video preparato dal gruppo congiunto ISO/ITU denominato JCT-VC (Joint Collaborative Team on Video Coding) Obiettivo iniziale: garantire la stessa qualità video fornita da H.264/AVC utilizzando metà del bit-rate Risultati preliminari dei test oggettivi (PSNR) indicano per ora guadagni in termini di bit-rate dal 20% al 35-40% a seconda dei profili (all-intra, low-delay e random-access) Attività in corso presso il Centro Ricerche: valutazione delle prestazioni di HEVC rispetto ad AVC sui contenuti video tipicamente utilizzati per la diffusione broadcast analizzare i tools inclusi per verificare l esistenza di eventuali margini di miglioramento e proporre ottimizzazioni SW a bassa complessità Tempistiche: Draft International standard (ISO): Gennaio 2013 Primi prodotti: 2014, Mass market: 2015

8 2013 T2-Lite L Italia ha indicato il DVB-T2 come standard per TV e decoder in vendita a partire dal 2015 La specifica italiana (HD-Book) aveva già indicato il DVB-T2 come tecnologia per i prodotti bollino Gold a partire dal 2013 Recentemente il DVB ha introdotto un nuovo profilo dello standard DVB-T2, denominato T2-Lite, per la ricezione con terminali mobili Si basa su un sottoinsieme limitato dei modi del T2: sono escluse le configurazioni FFT 1K e 32K, la costellazione 256 QAM ruotata, la codifica FEC su blocchi lunghi memoria interleaving ridotta a circa la metà due nuovi FEC: 1/3 e 2/5 (per migliorare la ricezione in mobilità) bit rate massimo per servizio: 4 Mbit/s L evoluzione del

9 2013 Vantaggi del T2-Lite Ricevitori (mobili) molto più semplici ed efficienti Tramite l utilizzo dei FEF (Future Extension Frames), è possibile inserire nella trama di uno stesso segnale T2 due sottotrame: una ottimizzata per ricezione fissa ed una per la TV mobile Minor impatto sui costi di rete: il T2-Lite potrà essere inserito sulle reti T2 esistenti Avvio graduale di servizi mobili, in base alla domanda di mercato Compatibilità con i ricevitori T2-legacy Esempio di configurazione mista T2/T2-Lite: FFT Interv. guardia Modulaz. Code rate Bit-rate T2-base 32 K 1/ QAM 2/ T2-Lite 8 K 1/32 QPSK 1/2 1.5

10 T2 + HEVC Per avviare servizi in DVB-T2 servono nuovi ricevitori (come detto dal 2015 obbligatori) Anche per introdurre codifiche HEVC occorrono ricevitori con nuovo HW (mass market dal 2015) Cosa si può fare combinando le 2 tecnologie? T2 puro (non mobile, no T2-Lite) nelle tipiche configurazioni per ricezione fissa Capacità: Mbit/s HEVC: 60% bit-rate dell attuale H.264 (8-10 Mb/s) 1 programma HDTV in 5-6 Mbit/s 6-8 canali HDTV in un mux DVB-T2!?!

11 DVB-S2: evoluzione DVB-S2 (nato nel 2003) sistema di 2 a generazione più utilizzato al livello mondiale increm. capacità 30% (con LDPC) rispetto a DVB-S (pari C/N) recentemente utilizzato x servizi Internet a larga banda su satelliti di nuova generazione (Ka-Sat) multi-spot sfruttando Adaptive Coding & Modulation In DVB si stanno analizzando diverse possibilità di evoluzione per applicazioni professionali (SNG) e interattive (Internet): profilo time-slice per operare su transponder a banda larghissima (es. 250 MHz) e ottenere bit-rate > 500Mbit/s su portante singola: in pratica si raddoppia lo sfruttamento della potenza del satellite Il time-slice è necessario per superare i limiti dei ricevitori (tipicamente decoder LDPC < 100 Mbit/s) ulteriore aumento dell efficienza di banda per applicazioni professionali (SNG): filtri più stretti (es. roll-off 5% anzichè attuale 20%) nuove costellazioni (64APSK) per l operatività in condizioni C/N estremamente favorevoli

12 2012 DVB-S2 e il sistema Ka-Sat Il satellite Eutelsat Ka-Sat (9 E) è operativo da maggio 11: Inizialmente concepito per fornire un servizio di banda larga satellitare agli utenti senza adeguata copertura ADSL si è poi rivelato adeguato anche a esigenze professionali che richiedono maggior larghezza di banda e qualità superiore Il satellite Ka-Sat (banda Ka da 26,5 a 40 GHz) è il primo di una nuova generazione di satelliti multi-spot beam 82 spotbeams ciascuno dedicato a un area specifica (250 km diam.) a ogni spotbeam è associato un transponder da 237MHz (475 Mb/s) riutilizzo delle frequenze fino a 20 volte Capacità totale oltre 70 Gbps Ridotto costo per bit

13 Collegamenti satellitari in banda Ka Utilizzando il satellite Eutelsat Ka-Sat (9 E) si possono realizzare interessanti applicazioni broadcast, ad esempio la contribuzione su IP con invio di video in modalità Live oppure Store&Forward (FTP) Rai segue con attenzione le opportunità di questo nuovo servizio (flessibilità e costi ridotti) Utilizzo collegamenti satellitari in banda Ka per realizzare un modello innovativo di contribuzione A/V di alta qualità Obiettivi tecnici: Sperimentare reti satellitari basate su protocolli IP a bit-rate elevato in Upload e Download (10 Mbps 20 Mbps) Validare un nuovo workflow di Produzione TV Nomadica

14 2012 Produzione Produzione TV TV nomadica nomadica Contribuzioni video di elevata qualità Esempio di parametri tecnologici Source: Mbps (HDTV) File delivery (2.5 volte Mbps (SDTV) Mezzo mobile: antenne cm RAI Centro Prod. TO TX DTT

15 2012 Connected TV

16 2012 Connected Connected TV: TV: ilil mercato mercato Ad oggi circa 60 milioni venduti a livello mondo, di cui circa 25 milioni in Europa In Italia circa 3 milioni di Connected-TV venduti quanti (10%??) connessi in rete

17 L offerta Broadband : WEB e oltre Portale istituzionale Rai.it: è la porta di accesso a circa 850 siti: News, Intrattenimento Guide Programmi TV e Radio offerta Junior (bambini e ragazzi) Community, portale video Rai.tv Portale Rai.tv: è il cuore dell offerta 16 canali TV live (tutto DTT + RaiMed e Euronews) 16 canali Web tematici 7 canali Radiofonici live, 3 Web radio VoD con oltre 1000 programmi offerti in modalità ondemand e oltre 150 in modalità podcast circa 450 ore mensili di prodotto pubblicate on-demand

18 Rai Rai Replay Replay Maggio 2010: parte la Catch-up TV

19 Mondo Mondo App: App: smartphone smartphone ee tablet tablet

20 Formati e tecnologie LIVE streaming (CBR) 16 canali Live TV Microsoft 800 kbps LIVE streaming (adattativo) 4 profili da 400 kbps Mbps Smooth Streaming, HLS (Apple) VoD http streaming Microsoft 800 kbps Replay TV 4 canali 6-7 profili da 300/400 kbps... a 1.6 Mbps

21 La piattaforma italiana DGTVi e HD-Forum Italia hanno definito una specifica di riferimento (HD-Book) che comprende il pieno supporto alle applicazioni broadband o connected i prodotti conformi sono contraddistinti dal bollino GOLD Reference specification L ultima versione (2.1, Gen. 12) prevede: supporto Broadband Application Security supporto a MPEG-CENC (Common ENCryption) supporto di Adaptive Streaming MPEG-DASH HD-Book 2.0 HD-Book 2.1

22 Adaptive streaming Lo streaming adattativo (HTTP Adaptive Streaming) prevede che il filmato originale, anziché essere trasmesso come download progressivo, venga tagliato in una sequenza di brevi segmenti, codificati a vari bit-rate e sincronizzati tra loro spetta al software a bordo del terminale d utente, in base alla velocità di connessione, scegliere e scaricare i segmenti associati al livello di qualità ottimale MPEG ha recentemente specificato (Nov. 2011) un protocollo di streaming adattativo, denominato DASH (Dynamic Adaptive Streaming over HTTP) MPEG-DASH prevede diversi profili, live e on-demand e compatibili con i segmenti video generati dalle soluzioni commerciali più diffuse

23 2012 Rai sulle Connected TV IERI Rai.tv su Sony BRAVIA OGGI Rai su decoder e TV bollino GOLD a breve...

24 Rai Replay su Bollino GOLD Maggio 2012

25 TGR-On-Demand Tutti i notiziari e le rubriche prodotte dalla testata giornalistica regionale

26 ?? Ma.. la Rete è pronta? L attuale infrastruttura Internet può supportare milioni di utenti on-demand simultanei? Con le CDN (Content Delivery Networks) si possono by-passare in parte i colli di bottiglia di Internet: utilizzabili nella prima fase della OTTV per milioni di utenti contemporanei, anche le attuali CDN dovranno evolvere (cache distribuite??) Internet e le CDN devono evolvere ma a costi ragionevoli. Serve la fibra a casa dell utente? Solo se si vogliono portare contenuti HDTV multipli ad ogni utente attraverso la rete Internet

27 OGGI 23 Maggio 2012 se volete saperne di più sulla TV del futuro è appena uscito

28 Grazie per l attenzione g.alberico@rai.it

29 Radio Ibrida La Radio Ibrida unisce la potenza del canale diffusivo alla flessibilità e interattività del broadband RadioDNS è attualmente lo standard più avanzato per la radio ibrida. RadioDNS permette di aggiungere un collegamento Internet ad un canale radiofonico diffuso attraverso qualsiasi tecnologia (FM, DAB+,...) 3 tipi di applicazioni: RadioVIS per aggiungere informazioni visive, quali testo e immagini RadioEPG: palinsesto e servizi RadioTAG per esprimere interesse oppure ottenere informazioni sul brano in onda (acquisto, voto)

30 Radio ibrida e APP Nel 2011 il Centro Ricerche in collaborazione con Radio Rai hanno dato il via alla sperimentazione di Radio Ibrida, diventando ufficialmente supporter del Progetto RadioDNS Sono stati attivati servizi sperimentali RadioVIS e RadioEPG sui canali radiofonici Radio1, Radio2, Radio3, Isoradio e Filodiffusione Auditorium trasmessi in FM