Madrid, Mexico City, Copenhague, 1 de marzo de 2021
Sapec: Técnicas de compresión de contenido UHD 8K
Diferentes técnicas de compresión de contenido en Ultra Alta Definición se han puesto a prueba en los laboratorios SAPEC para la codificación de contenido con resolución 8K con estándares de codificación HEVC y hardware existente en el mercado.
El nuevo formato de video 8K tiene una resolución de 7680 píxeles x 4320 líneas. Se trata por tanto de un formato que cuadriplica el número total de píxeles respecto al 4K. Al aumentar la densidad de píxeles de la pantalla se produce una mejora de la experiencia de visionado, que se percibe como bordes más definidos, colores más brillantes y un aumento de contraste y profundidad.
Illustration 1 HD vs 4K vs 8K Source: https://www.resolucion8k.com/
En el mercado ya existen televisores que soportan resolución UHD 8K. Sin embargo, el poder llegar a cubrir la cadena entera de transmisión sigue presentando importantes retos. En SAPEC, como desarrollador de productos para la transmisión de señales de vídeo, nos ocupa especialmente estudiar y encontrar solución al transporte del contenido 8K.
Compresión HEVC
Actualmente la mejor opción de la que disponemos para comprimir vídeo 8K, y que ofrece la mejor compatibilidad entre los distintos fabricantes, es el estándar HEVC (High Efficiency Video Coding) también conocido como ITU H.265. Como ya hemos mencionado, el formato 8K cuadriplica el número de píxeles respecto a 4K, lo que implica un aumento en el requerimiento del ancho de banda necesario para transmitir la señal.
Según las primeras pruebas, usando HEVC, el bit-rate necesario para la transmisión de vídeo 8K a una calidad óptima sería de algo más del doble que para 4K. Así pues, los valores de bit-rate requeridos son tan elevados que podrían superar las condiciones máximas de algunos medios de difusión en directo. Estos valores de bit-rate requerido se pueden reducir si trabajamos off-line (sin requerimientos de tiempo de real) con diferentes técnicas de compresión.
Además de los requerimientos de ancho de banda, también debemos atender a los requerimientos de tiempo, siendo el caso más estricto la compresión en vivo o tiempo real, en la cual la velocidad de compresión debe ser igual o superior a la tasa de imágenes por segundo.
Para hacer frente a este reto, los ingenieros de SAPEC han puesto en práctica técnicas de paralelización temporal y espacial que ofrece el estándar HEVC:
- Con paralelización espacial nos referimos a dividir la imagen en fragmentos más pequeños para que se procesen en paralelo, para posteriormente recibir el resultado de cada uno de los fragmentos y conformar un único stream de salida.
- Con paralelización temporal entendemos ejecutar el trabajo de compresión de imágenes o grupos de imágenes a la vez que no tengan dependencias entre sí. También es posible, especialmente si trabajamos con archivos y el bajo retardo no es un requerimiento, dividir la secuencia en fragmentos correspondientes a uno o varios GOP (Group Of Pictures).
Los problemas que se presentan para la compresión hoy en día en términos de ancho de banda y mayor requerimiento de capacidad de procesado, aunque pudieran ser solventados con las herramientas actuales, es de esperar que, con la aparición de nuevos estándares de compresión como H.266/VVC (Versatile Video Coding) junto con la mejora del hardware, se puedan ofrecer soluciones más eficientes en ancho de banda y coste del hardware requerido.
Transmisión de vídeo 8K
En cuanto a definición y estandarización por las organizaciones pertinentes relativa a UHD, es de esperar que en los próximos años se continúe el trabajo para definir los casos de uso para el 8K.
SAPEC participó recientemente en la demostración que llevó a cabo la Cátedra de Radiotelevisión Española en la Universidad Politécnica de Madrid, donde se presentó la primera emisión piloto, a nivel mundial, de señal UHD 8K en DVB-T2. SAPEC realizó la codificación en HEVC del contenido 8K que se emitió durante dichas pruebas para poder crear un TS que pudiera se modulado en DVB-T2. Esta transmisión se realizó simultáneamente en los canales UHD en pruebas que mantiene Cellnex en diferentes ubicaciones de toda España.
Ilustración 2 Imagen de la presentación de la prueba piloto UHD 8K en DVB-T2. En la foto, Miguel Cristobal, CEO de SAPEC
Links relacionados:
- Νota de prensa sobre el evento: https://sapec.es/sapec-colabora-con-la-catedra-upm-rtve-8k/
- Video (<3min) sobre el papel de SAPEC en la compresión de video 8K (en ES con Subtítulos en GB): https://www.youtube.com/watch?v=ksF6RaTBqM0
Articulo técnico
SAPEC ha plasmado sus experiencias y técnicas utilizadas sobre estas pruebas en un documento que entra en detalle técnico a lo comentado en este artículo. Se elabora un poco más sobre las técnicas de paralelización y se detallan las referencias bibliográficas utilizadas en este estudio.
Acceso al Artículo técnico: https://sapec.es/articulos-tecnicos/
Sobre SAPEC
SAPEC S.A. es una empresa con sede en España y oficinas comerciales en Dinamarca y México, que diseña, desarrolla y fabrica soluciones fiables de contribución y distribución de video para entornos de Broadcast & Telecom altamente exigentes. www.sapec.es / sales@sapec.es
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