Sapec et l'UPV démontrent à la conférence annuelle SMPTE l'efficacité du HEVC pour la compression UHD en HFR

Sapec, en collaboration avec l'iTEAM de l'Université Polytechnique de Valence, a participé au Congrès technique annuel SMPTE à Hollywood (Californie) en présentant les résultats d'une recherche qui démontre que doubler la fréquence d'images de 50/60 ips à 100/120 ips ne nécessite qu'une augmentation de 20 % de la fréquence binaire codée en HEVC.

L'UHD s'est imposée dans le monde entier comme le nouveau format de production et de consommation, qui quadruple le nombre de pixels et améliore l'expérience immersive du spectateur, avec plus de 15 millions d'écrans vendus dans le monde. D'autre part, la nouvelle norme de codage vidéo, ITU H.265 (HEVC), s'est avérée être la solution la plus efficace pour la distribution de contenu UHD.

Pour la troisième année consécutive, Sapec en collaboration avec l'Institut de Télécommunications et Applications Multimédia de l'Université Polytechnique de Valence (iTEAM-UPV), a participé en tant qu'acteur majeur de la technologie audiovisuelle espagnole, en présentant une solution technologique pour l'utilisation efficace de la norme HEVC pour la future distribution de contenus UHD avec HFR.

UHD nouvelle génération

Los distintos organismos de estandarización internacionales como el DVB y el ATSC, están inmersos en la definición de una nueva generación de UHD denominada UHD-1 Phase 2. Entre las novedades que introducirá este nuevo formato está el aumento de la resolución temporal hasta los 100/120 fps, con el objetivo incrementar la nitidez de los secuencias de alta complejidad, como son los contenidos deportivos y de acción, mejorando la experiencia del espectador. Esta característica es conocida como HFR (High Frame Rate).

El HFR implica duplicar el número de cuadros de 50 a 100 por segundo en la captación, lo que implica duplicar la tasa binaria del video de 12Gbps a 24Gbps en banda base. Con este estudio, Sapec ha demostrado que la utilización eficiente de HEVC tan solo requiere incrementar en un 20% la tasa binaria de la señal comprimida. Por ejemplo, si tenemos un servicio de UHD a 50 fps codificados con HEVC a 20Mbps, poner ese mismo servicio a 100fps supondría codificarlo a 24Mbps para obtener la misma calidad de imagen.

Retro-compatibilidad del HFR

La introducción de nuevos formatos audiovisuales, siempre debe tener presente el elevado número de usuarios que pueden no haber renovado sus dispositivos y obliga a los radiodifusores a mantener dos servicios: uno en el antiguo formato y otro en el nuevo, lo que se denomina Simulcast.

El simulcast es totalmente ineficiente desde la perspectiva del ancho de banda, incurriendo en elevados gastos para la distribución y difusión de los contenidos. Ante este reto, Sapec y el iTEAM han investigado soluciones tecnológicas alternativas al simulcast que permitan mediante un solo servicio suministrar contenidos de UHD@HFR a todos los usuarios.

La solución propuesta está basada en la utilización de las capacidades de escalabilidad temporal que ofrece ITU-H.265, la cual permite que la codificación del video a 100fps se puedan separar en dos capas. Una capa base compatible con los actuales receptores UHD@50fps y una capa “complementaria” que permita visualizar el contenido HFR en un receptor UHD@100fps.

Ante un numeroso grupo de expertos del sector, Sapec y el iTEAM-UPV demostraron que esta solución permite reducir un 40% la tasa binaria, frente a la alternativa del Simulcast.

Como conclusión final, Sapec y el iTEAM-UPV remarcaron que duplicar el frame rate tan solo supone un incremento del 20% del bit rate al mismo tiempo que las capacidades de escalabilidad de HEVC permiten tener un servicio HFR que pueda ser visualizado en dispositivos no-HFR, reduciendo un 40% el ancho de banda frente al simulcast.

Además se optimizan los costes de distribución del contenido, permitiendo a los radiodifusores el crear servicios HFR retro-compatibles.

Por último, recordar que Sapec es actualmente uno de las primeras empresas a nivel mundial en disponer de codificadores profesionales HEVC en tiempo real.