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Primeras emisiones de TDT utilizando el futuro formato de Ultra Alta Definición con High Frame Rate con HEVC escalable sobre redes DVB-T2

Investigadores del Grupo de Comunicaciones
Móviles (MCG) del instituto iTEAM de la Universitat Politècnica de València,
han llevado a cabo las primeras emisiones sobre el estándar europeo de TDT de
segunda generación DVB-T2, utilizando el formato avanzado de Ultra-Alta
Definición, denominado “UHD-1 Phase 2”, que el DVB pretende se implante a nivel
comercial a partir del 2017. La demostración presenta una doble novedad
tecnológica, por un lado la mejora sustancial de la nitidez de la imagen con
respecto al actual formato “UHD-1 Phase 1”, conocido como 4K, al utilizar una
tasa temporal de hasta 100 frames/s (fps) que duplica los 50 fps de las actuales
emisiones en 4K en Europa.

La segunda novedad presentada por el iTEAM es
la utilización de una codificación escalable a través del estándar de codificación
de vídeo de nueva generación HEVC. Como se pudo comprobar en la demostración esto
permite que un único servicio de 4K a 100 fps sea retrocompatible con las
actuales pantallas de 4K a 50fps, o incluso con dispositivos móviles con
capacidades computacionales inferiores, como son las tabletas o los smartphones.

Esta tecnología se erige como una solución óptima
para los nuevos modelos denominados “Multi-screen”, al evitar 
tener que duplicar un mismo servicio para ser
transmitido en cada uno de los formatos (simulcast), como ocurre en la
actualidad con las emisiones de definición estándar y Alta Definición, lo que
permite una reducción sustancial de los anchos de banda utilizados por los
servicios de TV así como un uso más eficiente del espectro.

El estándar DVB-T2 está siendo adoptado por
un importante número de países con el fin de aumentar la capacidad de sus redes
de TDT para hacer frente a la escasez de espectro tras el llamado Dividendo
Digital. DVB-T2 es actualmente el estándar de TDT más avanzado a nivel mundial,
ofreciendo una mayor robustez, flexibilidad y eficiencia hasta un 50% superior
al estándar DVB-T, desplegado actualmente en España. Estas características
posibilitan un aumento de la oferta de servicios ofrecidos por los operadores
así como una mayor calidad de los mismos. Además el perfil T2-Lite incluido en
el estándar, permite la transmisión de contenidos a dispositivos móviles y
portables utilizando las redes de TDT existentes. Combinado con HEVC, DVB-T2 posibilita
un aumento sustancial de la capacidad de las redes para ofrecer servicios de
alta calidad como la UHD.

La
tecnología de UHD ofrece unas incuestionables mejoras con respecto al actual
sistema de HD, que se sustentan en cinco pilares básicos, el aumento de la
resolución, duplicando el número de líneas que ofrece el HD, el incremento de
los bits/pixel, pasando de 8 bits a 10 bits, la mejora de la colorimetría de
las imágenes utilizando el nuevo estándar BT.2020, el incremento del rango
dinámico de la luminosidad de las pantallas denominado High Dynamic Rate (HDR),
y el incremento en la resolución temporal de la imagen denominado High Frame
Rate (HFR), que ofrece una imagen cristalina al ser capturadas con una
velocidad 4 veces superior a la utilizada en HD, evitando los efectos de
borrosidad en la imagen en escenas con elevado movimiento, como ocurre en los
contenidos deportivos y de acción.

Desafortunadamente,
los actuales servicios comerciales de 4K utilizan la tecnología aprobada por el
DVB en 2014 denominada “UHD-1 Phase 1”, la cual tan solo aprovecha el
incremento de resolución espacial con respecto a los formatos de HD. Este hecho
ha motivado un cierto desencanto en los consumidores, y el temor en la
industria de que la tecnología de 4K fracase a medio plazo como ocurriera
recientemente con la tecnología de 3D, y se convierta en un simple reclamo de
los fabricantes de pantallas.

El
pasado mes de Mayo, las primeras emisiones de TV en UHD y HDR llevadas a cabo
por la BBC se han convertido en un hito a nivel mundial, a las que las se suman
las realizadas recientemente por la UPV con la emisión de contenidos de UHD en
HFR escalable a través de redes DVB-T2, que han demostrado como éstos pueden
ser recibidos simultáneamente por dispositivos de TV de 4K así como por
dispositivos móviles, con un ancho de banda reducido y sin necesidad de llevar
a cabo un simulcast de ambos formatos.
Conscientes
de ello, la industria audiovisual encabezada por el DVB, está acelerando el
proceso de implantación de una nueva generación de UHD, que incluya de modo
normativo el resto de factores que diferencien de modo incuestionable la
tecnología de UHD con respecto a la HD. Corroborando estos temores, la Blu-ray Disc
Association anunció recientemente la modificación de su formato de Ultra HD
Blu-ray, de modo que sus contenidos de UHD serán producidos con HFR y HDR con
el objetivo de mejorar la experiencia de los usuarios.
 Estudios
científicos presentados por el ITU demuestran que para poder apreciar la mejora
de calidad debida al incremento de resolución del 4K, las dimensiones de
pantallas deben ser incrementadas notablemente, con un tamaño próximo a las
85”. De igual modo, estudios científicos llevados a cabo por la BBC, han
concluido que en pantallas de grandes dimensiones, la resolución temporal debe
ser superior a los 60fps para evitar efectos de parpadeo que degrada la
percepción visual de los contenidos.

La solución escalable propuesta por el equipo de la UPV evita la ruptura
entre tecnologías al hacerla retrocompatible con los dispositivos de UHD de primera
generación con capacidad de reproducción limitada a 50fps, y
 posibilita la difusión de contenidos de UHD
que ofrecen una experiencia de usuario realmente diferenciada con respecto a la
actual HD.

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