Digital Video Broadcasting

Document Sample
Digital Video Broadcasting Powered By Docstoc
					       D.V.B.

Casema in het digitale tijdperk
D.V.B.

   Digital
   Video
   Broadcast
D.V.B.

   Relevante standaarden:
   JPEG
   MPEG
   ITU 601
Waarom Digital Video Broadcast

    DVB:
   Meerdere televisie kanalen via 1
    trans- missiekanaal van 8 Mhz
   Maakt de flexibele keuze van beeld
    en geluidskwaliteit mogelijk
   Maakt op economisch verantwoorde
    manier HDTV mogelijk
Waarom Digital Video Broadcast

   Pay per view wordt mogelijk door de
    goede versleuteling
   Digitale transmissie via SDH is
    eenvoudig
   Integratie met PC (internet) wordt
    mogelijk
   Kan als basis dienen voor digitale
    radio
Digitalisering via PCM

   Bij Puls Code Modulatie herkennen
    we de volgende drie fasen:
   Bemonstering
   Kwantificering
   Codering
Digitale Transmissie

   Basis principes:
   Nyquist sampling stelling: het
    analoge signaal moet bemonsterd
    worden met twee keer de hoogste
    frequentie component
   Het aantal bits per sample bepaalt de
    kwantificering fout. (Kwantificering
    ruis)
Vraagje??????

   Wat is de bitsnelheid van een
    gedigitaliseerd TV kanaal met:
   Een bandbreedte van 6 Mhz
   Dat wordt gecodeerd met een 12 bits
    code
Antwoord

   Er zijn minimaal 12 miljoen samples
    per seconde nodig
   12.000.000 maal 12 bits geeft:
   144 Mbit/s
Kwantificering Ruis

    Voor video signalen geldt dat:
   Sv/nq = aantal bits (6 db) +10,8 db

    Hierbij geldt:
   Sv/nq = top-top signaal tov
    kwantificering ruis
   Aantal bits = aantal bits per monster
Kwantificering Ruis

    Voor audio signalen geldt dat
   Sa/nq=aantal bits (6db) + 1,8 db

    Hierbij geldt dat:
   Sa/nq= effectieve waarde van het
    signaal t.ov. de kwantficering ruis
   Aantal bits = aantal bits per monster
Vraagje??????

?   Bereken de signaal/ kwantificering
    ruis bij
?   een videosignaal dat met
?   8 bits wordt gecodeerd.
Antwoord

   Sv/Nq = 8 bit * 6 dB +10,8 dB =

   58,8 dB
ITU 601

   Standaard voor digitale video
   Geschikt voor NTSC, SECAM en
    PAL
   Toepassing: Studio’s
                 ITU 601


Soort Signaal   Bem onsterfreq   Aantal Bits   Bit/s per signaal   Bit/s totaal   Form at
R               13,5             8             108

G               13,5             8             108

B               13,5             8             108                 324            4:4:4

Y               13,5             8             108

Cb              6,75             8             54

Cr              6,75             8             54                  216            4:2:2
            Digitale transmissie van Audio


Standaard   Bemonstfreq   Ho Mono   Ho stereo   Toepassingen
DSR         32 kHz        512       1024        DigitalSatelliteRadio
CD          44,1 kHz      706       1412        Audio-CD
AES/EBU     48 kHz        768       1536        Studio techniek
        Internationale standaards
        Beeldcodering


Standaard   Toepassing                     Bitrate
JPEG        Fotografie                     Niet vastgelegd
H261        ISDN, Videoconferenctie        N*64k
MPEG-1      CD-ROM, multimedia             Tot 1,5 Mbit/s
MPEG-2      Televisie, studiotoepasingen   Tot 15 Mbit/s
JPEG

   Joint
   Photographic
   Expert
   Group
   Standaard voor digitale codering van
    foto’s
         Reductie bij JPEG

8 bij 8 beeldpunten

                  Discrete   Kwanti-    Reductie
                  Cosinus    ficering
                  Transfer
     Reductie bij JPEG

                                 8 bij 8 beeldpunten


           Inverse    Inverse
Inverse    Kwanti     Discrete
Reductie   -          Cosinus
           ficering   Transfor
                      m
        Discrete Cosinus Transformatie

   Is heel simpel:

   G(fx,fy) = 1/4
    C(fx)C(fy)SSg(x,y)((2x+1)fxp/16 maal
    cos((2y+1)fyp/16).

   Snap je wel.
Fourier transformatie

   Een niet sinus vormig signaal kan
    worden omgezet in :
   Een grondgolf met een bepaalde
    amplitude
   Hogere harmonischen met een
    bepaalde amplitude.
Discrete Cosinus Transformatie

   Plaatje van 8 x 8 beeldpunten wordt
    omgezet:
   64 coëfficiënten die de grote
    (amplitude) van het signaal bij een
    bepaalde frequentie voorstellen.
   deze coëfficiënten worden in een
    matrix van 8 bij 8 geplaatst.
Discrete Cosinus Transformatie

   Deze coëfficiënten worden omgezet
    in een digitale code.
van analoog naar digitaal

   bemonsteren
   kwantificeren
   coderen
Voordelen DCT

   Er zijn minder coëfficiënten dan
    beeldpunten.
   Elke coëfficiënt kan met minder bits
    gecodeerd worden dan een
    beeldpunt.
Minder kwantificering niveaus

   Met behulp van een testpanel zijn
    voor elke coëfficiënt de
    kwantificering niveaus vast gelegd
   Hierbij is gezocht naar de kleinst
    herken-bare afwijking
   Dit is de gebruikte
    kwantificeringsstap
Minder kwantificerings niveaus

   Hogere frequenties, grotere
    kwantificering niveaus.
   Het oog is ongevoelig voor snelle
    veranderingen met een fijne
    resolutie
   Het aantal kwantificering niveaus
    neemt af
   Er zijn minder bits voor de codering
    nodig
Kwantificering tabel

   Bepaalt voor elke freqenctie het
    aantal kwantiseringsstappen.
               kwantificering tabel


          Fx
Fy   16        11   10   16   24    40    51    61
     12        12   14   19   26    58    60    55
     14        13   16   24   40    57    69    56
     14        17   22   29   51    87    80    62
     18        22   37   56   68    109   103   77
     24        35   55   64   81    104   113   92
     49        64   78   87   103   121   120   101
     72        92   95   98   100   103   103   99
Voorbeeld

   Voor de grondfrequentie is het
    aantal stappen 2E11. (2048)
   in de tabel staat voor de
    grondfrequentie 16
   het aantal stappen vermindert dan
    met een factor 16
   dat worden er 128.
Vraagje

   Hoeveel kwantificering niveaus zijn
    er nodig voor de hoogste frequentie
    ????
Antwoord

   In de tabel staat 99
   Het aantal stappen neemt met een
    factor 99 af
   Dat worden van er 2048/99 = 21
Vraagje????

   Hoeveel bits zijn er nodig voor het
    coderen van 128 resp.. 21 niveaus
    ?????
Antwoord.

   2log 128 =7bits
   2log 21 = 5bits

   Voor “gewone kwantificering”
    zouden 8 bits per monster nodig zijn
Minder coëfficiënten.

   De meeste “ frequenties” hebben
    een coëfficiënt die gelijk is aan nul
   Die hoeven dus niet overgestuurd te
    worden
          Bemonsterings waarden


                 8 BEELDPUNTEN
8   139    144    149   153    155    155   155      155
    144    151    153   156    159    156   156      156
    150    155    160   163    158    156   156      156
    159    161    162   160    160    159   159      159
    159    160    161   162    162    155   155      155
    161    161    161   161    160    157   157      157
    162    162    161   163    162    157   157      157
    162    162    161   161    163    158   158      158


             Amplitude van het signaal op dit punt
        DCT coëfficiënten


235,6    -1,0 -12,1 -5,2      2,1   -1,7    -2,7   -1,3
-22,6   -17,5 -6,2 -3,2      -2,9   -0,1     0,4   -1,2
-10,9    -9,3 -1,6 1,5       -0,2   -0,9    -0,6   -0,1
 -7,1    -1,9   0,2 1,5       0,9   -0,1     0,0    0,3
 -0,6    -0,8   1,5 1,6      -0,1   -0,7     0,6    1,3
 -1,8    -0,2   1,6 -0,3     -0,8    1,5     1,0   -1,0
 -1,3    -0,4 -0,3 -1,5      -0,5    1,7     1,1   -0,8
 -2,6     1,6 -3,8 -1,8       1,9    1,2    -0,6   -0,4

   Het niveau bij een bepaalde frequentie

   Deze frequenties zijn relevant
               Kwantificering tabel


          Fx
Fy   16        11      10     16      24     40     51     61
     12        12      14     19      26     58     60     55
     14        13      16     24      40     57     69     56
     14        17      22     29      51     87     80     62
     18        22      37     56      68    109    103     77
     24        35      55     64      81    104    113     92
     49        64      78     87     103    121    120    101
     72        92      95     98     100    103    103     99


                    Reductiefactor voor het aantal kwantificering stappen
               Na kwantificering

15                -1
-2        -1
-1        -1




     De groene waarden zijn nul
     Kwantificering niveau
Het versturen van JPEG
         files
       Redunctie Reductie
         R edu d antiered u ctie

• Redudatie betekend “ w oordovertolligheid”
• Dat is overbodige of dubbele informatie.
• Deze informatie kan verwijderd w orden
  zonder dat de boodschap veranderd.
Redudantie Reductie


   Redudantie Reductie betekend
    “woordovertolligheid”
      Van tabel naar datastroom


    0 1   2   3   4   5   6   7
0
1
2
                                  Voor verzending worden de
3
                                  gekwantificerde beeldpunten
4
                                  kruiselings uitgelezen.
5
6
7
      Van tabel naar datastroom


    0 1   2   3   4   5   6   7
0
1
2
                                  DC   AC01 AC10 AC20 AC11 AC02 AC03
3
4
5
6
7
            Van tabel naar datastroom

DC component


DC      5   0   0   -2   0      -1         0   0   0   0   -1
vorig
blok
        +

    Huffman
                               Huffman Tabel
     Tabel

                             10110110111
Behandeling van de DC waarde

   De DC coëfficiënt heeft de grootste
    energie inhoud
   Is zelden nul
   De waarde van de DC coëfficiënt
    wordt vergeleken met die van het
    vorige blok.
   Het verschil wordt naar de Huffman
    coder gestuurd
Behandeling van de AC waarden

   De coefficenten worden zo verstuurd
    dat :
   De eerste coëfficiënt een bepaalde
    waarde heeft
   De volgende coëfficiënten een
    waarde gelijk nul hebben
Voorbeeld

   0,0,-2,0,-1,0,0,0,0,-1,0,-1
   Wordt 0,0,-2/0,-1/0,0,0,0,-1/0,-1
   0,0,2 wordt (2,-2)
   0,-1 wordt (1,-1)
   0,0,0,0,-1 wordt (4,-1)
   0,-1 wordt (1,-1)
Huffman Code

   Veel voorkomende bit combinaties
    zijn met weinig bits gecodeerd
   Weinig voorkomende bit combinaties
    zijn met veel bits gecodeerd
   Een voorbeeld is Morse Code
Het versturen van informatie

   Kenmerkend voor JPEG is dat de
    kwantificering tabel wordt
    meegestuurd
   De reductie bedraagt een factor 8
   Het ontvangen beeld is subjectief
    gelijk aan het origineel
   Bijzondere
toepassingen van
      JPEG
Verzendmogelijkheden

   Sequentiële Codering
   Progressieve Codering
   Successieve Codering
   Verliesvrije Codering
Sequentiële Codering
   Hierbij worden de bits een voor een
    overgestuurd.
   Nadeel: het beeld wordt bij de
    ontvanger van links boven naar
    rechts beneden opgebouwd.
   Bij een langzame
    “internet”verbinding ziet de
    ontvanger pas laat dat hij dit beeld
    niet wil hebben.
Progressieve Codering
   Hierbij worden het eerst de DC
    coëfficiënten verstuurd.
   De ontvanger heeft nu een “ruwe”
    indruk van het beeld. (helderheid en
    kleur)
   Vervolgens worden de verfijningen
    in de vorm van de AC coëfficiënten
    verstuurd.
Successieve Codering
   Hierbij worden ook eerst de DC
    coef-ficenten van de blokken
    overgestuurd.
   Vervolgens komen eerst de MSB’s
    van de AC coefficenten aan de beurt
    tot dat LSB zijn verstuurd.
   Ook hier wordt de belangrijkste
    infomatie het eerst verstuurd.
Successieve Codering
   De ontvanger kan dan voordat alle
    informatie is verstuurd, de ontvangst
    onderbreken.
Verliesvrije overdracht

   voor bepaalde toepassingen :
    rontgen foto’s etc is elke afronding
    een potentiele botbreuk.
   Daar wordt bij deze modus de DCT
    transformatie over geslagen.
   Wel wordt gebruik gemaakt van
    Prediktion.
Prediktion.

   het voorspellen van de waarde van
    een bepaald beeldpunt.




origineel     voorspelling   redudantie
                             reductie
Prediktion.




         C    B
         A    X
    Mogelijke voorspellingen


Keuze mogelijkheid   Voorspelling
0                    geen
1                    A
2                    B
3                    C
4                    A+B+C
5                    A+((B-C) /2)
6                    B+((A-C)/2)
7                    (A+B)/2
Nadelen JPEG

   Het gebruik van JPEG voor
    bewegende beelden “Motion JPEG”
    is niet gestandaardiseerd
   De beeld opbouw van JPEG is
    afgestemd op gebruik in de
    computerwereld
   De beeldopbouw van JPEG komt niet
    overeen met ITU 601
Nadelen JPEG

   “Motion JPEG” bestaat een reeks
    foto’s die worden verstuurd
   Redudantie in op volgende beelden
    wordt niet benut
       MPEG

Moving Pictures Experts Group
     MPEG


   Moving Pictures Experts Group
   Doelstelling: het ontwikkelen van een
    Algoritme voor de codering van
    bewegende beelden
   Diverse standaarden.
   MPEG 1, MPEG 2
Diverse standaarden.

   MPEG 1,
   Computer & Multi Media
   MPEG 2,
   Televisie techniek
   MPEG 3, is vervallen. (MPEG 2)
   MPEG 4, is in ontwikkeling
MPEG 2

   Digitaal transport van Televisie
    signalen
   Diverse kwaliteitsklassen
    Pal kwaliteit - 6 MHz.
    Visuele transparantie - 9 MHz
   Meerdere programma’s kunnen
    worden gemultiplexed tot 1
    Bitstroom
MPEG 2

   Regelt de Digitale Codering van TV
    beelden
   Maakt gebruik van de redundantie in
    op- eenvolgende beelden
   De foutcontrole/correctie en
    modulatie op het transport kanaal
    vallen buiten MPEG
DVB

   Maakt gebruik van MPEG 2
   Standaardiseert de modulatie en
    fout- correctie op het
    transportkanaal
    Blokschema MPEG coder



+                 Datastroom

                  Het uitgangssignaal wordt
              +   vertraagd en vergeleken
                  met het ingangssignaal
       t
Vraagje?????

   Op welke waarde moet t ingesteld
    worden?
Antwoord

   Het is mogelijk om een vertraging
    van een beeldpunt, een lijn of een
    beeld in te stellen.
   Bij MPEG wordt de redundantie
    binnen een beeld al verminderd door
    DCT
   Daarom wordt de vertraging
    ingesteld op een beeld
               Blokschema MPEG coder

               Coder                                     Sturing




Beeldgroepen       +                           Red
                       DCT         Q           reduckt             Mux       Buffer
Sortering

                                       INV Q

       Beweging
       schatting                       INV DCT

                                         +
                        beeld-                                           Decoder
                        geheugen
                                                                   Terugkoppeling
Blokschema MPEG coder

   De terugkoppeling bestaat uit een
    complete decoder
   Het coderproces werkt hierdoor
    compleet verliesvrij
   Het beeldgeheugen zorgt voor de tijd
    vertraging
   Het buffer aan de uitgang zorgt voor
    een constante bistroom op de
    verbinding
Blokschema MPEG coder

   De bewegingsvoorspelling zoekt naar
    zo groot mogelijke overeenkomst
    tussen op- eenvolgende beelden
   De berekende bewegingsfactoren
    worden overgestuurd.
         Blokschema MPEG decoder



                 Invers                             Beeldgroepen
Buffer   DEMUX   Red      INV Q   INV DCT           Sortering
                 Reduct

                                            Beweging
                                            schatting
Blokschema Encoder

   Het ingangsbuffer zet de constante
    bitstroom om in een variable bitrate
   DEMUX maakt een scheiding tussen
    nuttige informatie en aanvullende
    info
   Aanvullende info bevat de
    berekende bewegingsvectoren en
    gebruikte kwantiseringstappen
Prijzen.

   De encoder is zoals uit de
    blokschema’s blijkt veel complexer
    dan de decoder
   Dat geldt met name voor de
    bewegings-voorspelling.
   De encoder is ook veel duurder dan
    de decoder:fl 10.000,- om fl 500,-
De Bewegings
 voorspelling
Datareductie bij bewegende beelden
De bewegingsvoorspelling


Beeld 1             Beeld 2
        Macroblokken

           Macro blokken zijn blokken van 16
            bij 16 beeldpunten.
           Zij komen overeen met 2 bij 2 DCT
            blokken.

1             16 1
    1        2

    3        4
                 16
De Bewegingsvoorspelling

   Door beeld 2 te vergelijken met
    beeld 1 wordt duidelijk welke
    macroblokken zijn verschoven
   Door middel van een vector kan de
    aard en grootte van de verplaatsing
    worden weergegeven
   De vector is voor Luminantie als
    Chrominatie het zelfde
          Macroblok structuren

                         16 BP
                  8 BP
          1       2
 8 BP     3       4          5   6

16 BP         Y             Cb   Cr


        Macroblok 4:2:0
          Macroblok structuren

                         16 BP
                  8 BP
          1       2         5    6
 8 BP     3       4         7    8

16 BP         Y             Cb   Cr


        Macroblok 4:2:2
          Macroblok structuren

                         16 BP
                  8 BP
          1       2         5     9    6        10
 8 BP     3       4         7     11   8        12

16 BP         Y              Cb            Cr


        Macroblok 4:4:4
Vraag????

   Voor wat voor toepassing zou
    kunnen worden volstaan met een
    Macroblok 4.0.0?
Grapje.

   Zwart/Wit
Algoritmen

   Blockmatching
   Full Search Blockmatching
   Hierarische Algoritmen



   Doel : optimale prijs/kwaliteit
    verhouding
Kwaliteit

   Hardware moet betaalbaar blijven
   Kwaliteit : Snelle beeldwisselingen
    goed overbrengen
   Economische eisen: beperken van
    het zoekgebied
       Bidirectionele Voorspelling




  A
                                                   B

Beeld 1               Beeld 2                 Beeld 3


Voorspelling voor beeld 2 f(A,B) = 1/2 A + 1/2 B
Bidirectionele Voorspelling

   Voorspelling op basis van het vorig
    en het volgende beeld
   Efficiënte Coderings Methode
   Helft van de Datarate nodig t.o.v.
    Unidirectionele voorspelling
   Encoder wordt gecompliceerder
Keuze mogelijkheid

   Op eenvolgende beelden:
    Bidirektionele voorspelling
   Montage overgang: Unidirectionele
    voorspelling
   “Snelle Beeldwisselingen”: Geen
    voorspelling
Bitratebegrenzer

Aanpassen van de bitrate aan de transmissieweg
Bitratecontroller

   Zorgt voor een Constante Bitrate
   Transmissieweg wordt zo optimaal
    benut
   Regeling door de kwantificerings-
    schakeling
Snelle Beeldwisselingen

   Snelle beeldwisselingen
   Veel gedetailleerde informatie
   Prediction werkt niet goed
   Buffer loopt vol
Snelle Beeldwissellingen

   Om het Buffer te ontlasten:
   Kwantificeringsstappen groter
   Minder bits
   Slechtere beeldkwaliteit
Maximale kwantificering groote

    Maximale kwantificeringsinstelling
    Qf= 31
   Bij een verdere beperking van
    datastroom door:
   Versturen van macroblokken, die
    met nul worden gecodeerd
   Er wordt als het ware een blok
    over- sprongen
Eenvoudige beelden

   Qf wordt verlaagd tot Qf =1
   Daarna worden macroblokken gevuld
    met stuffingbits
Soorten beelden

    I, P en B beelden
Soorten beelden

   Intraframe beelden       I Frames
   Prediction beelden P Frames
   Bidirectionele beelden   B Frames
I Frames

   Volledige beelden zonder bewegings
    vectoren
   Om de ontvanger de kans te geven
    om te zappen dient regelmatig een
    volledig beeld verstuurd te worden
Vraagje????

   In een DVB gecodeerd Tv signaal is
    1 op de 12 beelden een volledig
    beeld (I frame)

   Hoe lang moet een ontvanger
    maximaal wachten voor met
    decoderen begonnen kan worden.
Antwoord

   Een Beeldbuis kan 25 beelden (50
    *1/2) per seconde weergeven
   Het duurt daarom maximaal 12/25 =
    1/2sec voor dat een decoder een I
    frame ontvangt
P beelden

   Unidirectioneel Prediction
   Deze beelden zijn gebaseerd op
    verander-ingen ten opzichte van
    voorafgaande I of P beelden
B beelden

   Bidirectionele Prediction
   Deze beelden zijn gebaseerd op
    verander-ingen t.o.v. voorafgaande
    en volgende I en P beelden
   B Beelden zijn het effectiefst
    gecodeerd
Volgorde van de beelden

   Bij het bekijken van het programma
    worden:
   In meerderheid B beelden
    overgestuurd
   Dat is het effectiefst
Vraagje?????

   Indien er alleen maar B beelden
    overge-stuurd worden wat zou dat
    betekenen voor de kwaliteit van de
    verbinding?
   de BER is bijvoorbeeld 1E-12
Antwoord

   De beeld informatie verslechterd
    alleen maar
   Wordt niet ververst door I en P
    beelden
   Uiteindelijk onherkenbare beelden
Gebruik van de verschillende
beelden
   I frames en P frames vormen de
    basis waarmee B beelden berekend
    kunnen worden
   Zij worden op regelmatige afstanden
    tussen de B beelden geplaatst
Frames in kijkvolgorde

                         I frame

                         B frame

                          P frame
      Beeldsortering

   Door de beeldsortering worden:
   I beelden eerst verstuurd.
   Daarna de vectoren waarmee de P
    beelden berekend kunnen worden (op
    basis van de I beelden)
   Daarna de vectoren waarmee de B
    beelden berekend kunnen worden (op
    basis van de I en P beelden
Volgorde van de beelden

   Bij Transmissie worden:
   I beelden het eerst verstuurd
   P beelden daarna
   Tenslotte de B beelden die op de I
    en P beelden gebaseerd zijn
Frames in transmissievolgorde


                        I frame

                        B frame

                         P frame
Volgorde van de beelden

   Deze zogenaamde “Group of
    Pictures” bepaalt:
   De kwaliteit van het beeld
   De complexiteit van de Encoder
Encoder

·   Heeft vier beeldgeheugen’s nodig
Encoder

   Voor het bewaren van het I beeld
   Voor het bewaren van het P beeld
   Voor bewaren van twee B beelden
Vraagje??????

   Waarom zijn er twee beeldgeheugens
    voor de B beelden nodig?
Antwoord

   De B beelden moeten bewaard
    worden tot dat het P beeld
    gedecodeerd is
   De B beelden zijn immers gebaseerd
    op het P en het I beeld
   Het P beeld moet bewaard worden
    om de B beelden te kunnen coderen
Vraagje????

   Hoeveel geheugens heeft de decoder
    nodig?
Antwoord

   Twee
   Een voor de I beelden en een voor
    de P beelden
   De B Beelden kunnen meteen na de
    decodering weergegeven worden
   Tijdens de decodering moet het B
         beeld opgeslagen worden
MPEG-1
      Bemonsteringsstructuur

                        Luinatiebemonsteringpunten

X X    X   X
X X    X   X                X          X

X X    X   X
               Chrominatie   X        X
X X    X   X   bemonsterings
               punten

ITU 601                    Source input format MPEG 1
          Blokschema MPEG codering



                                            SIF
              SIF            MPEG 1
  Voor              MPEG 1             MPEG 1     Voor
  bewerking         coder     kanaal   coder      bewerking


ITU 601
                                                  ITU 601
       Voorbewerking bij MPEG 1

      ITU BT 601
                                      Horizontale
                           720        reductie
576
                                       4        4
                           288


                                       352 bij 288
        720        Tweede deelbeeld
                   verwijderen
       Voorbewerking bij MPEG 1

      ITU BT 601                      Horizontale
                                      reductie ongdaan
                           720        maken
576
                                      4         4
                           288


                                      352 bij 288
        720        Tweede deelbeeld
                   toevoegen
    MPEG 2

Moving Pictures Experts Group
    MPEG 2 4:2:0


                            Volledig Beeld   1. Halve Beeld

  X X     X   X                      X       X

  X X     X   X                      X             X
  X X     X   X                      X       X

  X X     X   X                      X             X
Progressieve bemonstering                        2.Halve Beeld
    MPEG 2 4:2:2


                            Volledig beeld
X    X   X    X             X       X
X    X   X    X             X                X
X    X   X    X             X       X
X    X   X    X             X                 2
                                             X Halve beeld

Progressieve bemonstering         1 Halve beeld
    MPEG 2 4:4:4


                            Volledig beeld
X    X   X    X             X      X
X    X   X    X             X                X
X    X   X    X             X      X
X    X   X    X             X                X 2 Halve beeld

Progressieve bemonstering         1 Halve beeld
     Opdeling van een Macroblok

       16

                            8


16                                8
                  MPEG 2 Levels En Profiles


Levels/Profiles   Simple Profile   Main Profile    SNR Scalable   Spatial Scalable High Profile
High Level                         1920 x 1152 P                                   1920 x 1152 P
                                   80 Mbit/s
High1440Level                      1440 x 1152 P                  1440 x 1552 P    1440 x 1152 P
                                   60 Mbit/s                      60(40,15) Mbit/s 80(60,20)Mbit/s
Main Level        720 x 576 P       720 x 576 P    720 x 576 P                     720 x 576 P
                  15 Mbit/s        15 Mbit/s       4(3) Mbit/s                     20(15,4) Mbit/s
Low Level                           352 x 288 P    352 x 288 P
    MPEG 2 Levels en Profiles
   Simple profile - er zijn geen B
    beelden toegestaan
   Voordeel: decoder en encoder
    kunnen simpler uitgevoerd zijn
   Nadeel: beperkte reductie
MPEG 2 Levels En Profiles

   Main profiel
   B beelden zijn wel toegestaan
   Chrominatie verhouding 4:2:0
   Geen scalability
MPEG 2 SNR Scalabilitaty

   Zorgt voor een goed beeld bij (wat)
    grotere BER waarden
   Het beeld bevat dan wel ruis
MPEG 2 SNR Scalabilitaty

   Digitale signalen kunnen ontvangen
    worden of niet
   Kleine BER wel ontvangst
   Grote BER geen ontvangst
  MPEG 2 SNR Scalabilitaty

                        Base Layer
             MSB’s
                        Redunctie-
                        Reduction


DCT         Q            Enhancement
                         layer

                        Redunctie
                        Reduction
                LSB’s
MPEG 2 SNR Scalabilitaty

   De MS bits zijn voorzien van
    foutcorrectie
   De LS bits niet
   Bij bitfouten blijven de MS bits intact
   Onder de LS bit ontstaan fouten
   Dit uit zich als ruis
MPEG 2 Spatial Scalability

   Zorgt voor verminderde resolutie bij
    grote BER
   Maakt HDTV mogelijk bij beperkte
    Bitrate
Wat wordt bij DVB gebruikt?

   Main Level - 720x576 Pixels
   Main Profil - Geen Scalable Profile
   4:2:0
   Dit wordt Main Profile at Main Level
    genoemd (MP@ML)
                Digital Video
                Broadcasting

Casema Consulting               juni 1999
Agenda


   Wat is DVB
   Plannen van Casema
   Opbouw Centraal Ontvangstation
   Opbouw Lokaal Centra
   Transport
   Beheer
Wat is DVB
   Memorandum of Understanding
   Verzameling bestaande en nieuwe
    standaarden
       video compressie (MPEG-2)
       audio compressie (MPEG-2)
       transmissie over kabel, satelliet, aardse
        zenders etc.
       Service Informatie
   Grotere capaciteit netwerk
   Nieuwe mogelijkheden
       Electronische Programma Gids (EPG)
       Software (OpenTV)
             Service Informatie (SI)

   Verplichte tabellen
       Network Information Table (NIT)
            frequentie, symbolrate, modulatiesoort van de DVB
             kanalen
       Service Description Table (SDT)
            namen van de zenders (b.v. Nederland1, RTL4)
       Event Information Table, Present/Following (EIT)
            overzicht van huidige en eerstvolgende programma’s
   Optionele tabellen
       Bouquet Association Table (BAT)
            bundeling van kanalen per programmasoort of aanbieder
       Event Information Table, Schedule (EIT)
            overzicht van programma’s in verdere toekomst
OpenTV


   Besturingssysteem van decoder
   Doel vergelijkbaar met Windows’95 of Java
   Applicaties kunnen via de kabel worden
    gedownload in decoder
       in RAM: voor eenmalig gebruik (b.v.
        meedoen met quiz)
       in FLASH-EPROM: voor langdurig gebruik
        (b.v. EPG)
Electronische Programma Gids
   Vereenvoudigt keuze uit honderden
    programma’s
   Software in de decoder (evt. onder
    OpenTV), bepaalt
       presentatievorm
       keuzemogelijkheden
   Gebaseerd op Service Informatie,
    aangevuld met
       uitgebreide programma informatie
       plaatjes
   Belangrijk:
       verzamelen van alle gegevens
       bijhouden/wijzigen van EPG
Conditional Access

   Individueel regelen van toegang tot
    programma
       abonnement
       PayPerView
       Impulse PayPerView
   Scrambling: het onherkenbaar maken van
    informatie
       DVB Common Scrambling Algoritme
   Encryptie: het versleutelen van informatie
   Verschillende systemen: Viaccess,
    Mediaguard, Irdeto, ...
Verschillende Conditional Access
systemen?

   Transcontrol / Transscrambling: In
    ontvangstation alle programma’s voorzien
    van één CA systeem
   Common Interface: verschillende CA
    systemen in één decoder
   Simulcrypt: één programma kan met
    verschillende decoders worden
    gedecodeerd
Plannen van Casema


   Commerciële start met DVB 1 oktober 1999
   Omzet bestaande PayPerView naar DVB
   Uitbreiding aanbod
       NVOD
       IPPV(pre-booked)
       pluspakketten
   Gebruik van Eurobox
Eurobox


   Kabeldecoder gespecificeerd door Casema,
    Deutsche Telekom, Telia en Mediakabel
   Lagere decoderprijs door grotere markt
    door “standaard decoder”
   Viaccess
   OpenTV
DVB systeem
   Eén centraal ontvangstation voor DVB systee
   
       samenstellen  pakketten
       conditional access
       OpenTV flowcaster
       EPG/SI samenstelling
       Programma levering aan andere kabelnetten

   Negen   lokaal centra
       Omzetting  van SDH naar QAM
       Toevoegen lokale programmering
       Local ad insertion
       EPG/SI samenstelling/aanpassing
Systeem overzicht
    Mediakabel                  NMC
                                           EPG redaktie/
                                           OpenTV appl.
                 Playout

                      SDH netwerk

   CHE

                      Lokaal Centrum

         Netwerk 1                     Netwerk 2
Centraal ontvangstation
Video
            MPEG
Audio       encoder
            QPSK                  Scrambler/      DVB-
                      Multiplexer                             SDH
            -DVB                  transcontrol    G.703       (naar LC)


SDH         G.703
(van PlC)   -DVB

                                                              SDH
                                                              (naar NMC)



                SAS SI/EPG OpenTV                System
                                                 controller
Lokaal centrum fase 1


            G.703   64 QAM      Cable
SDH                 modulator
(van CHE)   -DVB                network



                                Cable
                    64 QAM
                    modulator   network
Transport


   Aanvoer playout naar centraal
    ontvangstation
   Distributie van centraal ontvangstation naar
    lokaal centra
   Distributie van centraal ontvangstation naar
    andere kabelexploitanten
   Via SDH netwerk
   G.703 155 Mbit/s
   Proprietary systeem!
Beheer


   Technische configuratie van encoders en
    multiplexers
   Bewaking van apparatuur
   Omschakelen van programma’s
   Scrambling besturen
   Invoeren en bijwerken van Service
    Informatie
   Invoeren en bijwerken van EPG gegevens

				
DOCUMENT INFO
Shared By:
Categories:
Tags:
Stats:
views:21
posted:9/23/2011
language:Dutch
pages:155