PROGRAMSKA ŠKA U TELEVIZIJI I OBRADI SLIKE...Set-top Box Optički / koaksijalni kabl Internet ADSL Set-top Box ADSL Računar Protokoli - http (progresivno, ili adaptivno –HLS, MPEG-DASH)

PROGRAMSKAPODRŠKA U TELEVIZIJI

I OBRADI SLIKE

Connected TV

IPTV

Programska podrška u televiziji i obradi slike (E1) – 2015/2016 2

Svet koji se menja


Uvod u Connected TV

Connected TV uređaji (često danas nazivani Smart

TV uređajima) predstavljaju DTV prijemnike i STB

koji imaju mogućnost pristupa internetu korišćenjem

WiFi ili Ethernet sprega.

Connected TV uređaji omogućavaju korišćenje OTT

(Over –the-Top) servisa poput:

TV-sadržaja koji se doprema posredstvom interneta

(stream ili download) - Internet TV

Socijalnih internet servisa

Web servisa opšte namene

IPTV (Internet Protocol Television)

Hibridna televizija


Konvergencija

Traditional TV

Internet TV

Display DisplaySTB (Tuner)

STB (Browser)

DisplaySTB (Tuner + Browser [+DVR])

STB (Tuner + DVR)STB (Tuner + DVR + VOD)

Display

• Jedan od poslednjih izazova Internet TV tehnologija je bežična veza (WiFi)

• Internet TV path takođe donosi web sajtove i socijalne medije na TV ekran

• Second Screen dodaje nove mogućnosti korisničke interakcije

• Nova paradigma je portabilnost sadržaja na više platformi

Second Screen


ConnectedTV servisi

Roku

Boxee

Apple TV

Android TV

WD TV Live

Platforme za igru

Većina novih prijemnika

PC, tableti, smartphone


Social TV i Second Screen

Facebook, Twitter kao aplikacije

Specijalizovani Social TV servisi

Tunerfish, Miso, SnappyTV, Clipsync, TvPlus,

Vualla, Nielsen Media-Sync, GetGlue, i drugi

Servisi za “sinhronizovani“ sadržaj

Audio Content Recognition (ACR)

Interaktivnost emitera i korisnika

Sinhronizovani sadržaj, prikazan mimo

glavnog ekrana (“živ” ili odložen - time-

shifted)

Koncept “Najboljeg dostupnog ekrana”

Redistribucija sadržaja unutar kuće

Gledanje na tabletu ili na TV-u

Upravljanje TV-om i izbori sadržaja sa

mobilnog uređaja


Hibridna televizija

Broadcast sadržaj + broadband proširenja

Danas postoji više predloženih formata

HbbTV (u Evropi)

Hybrid-Cast (NHK)

Media Fusion (Sony)

MPEG Media Transport (MMT)

Open Hybrid TV (OHTV, Koreja)

CableLabs Enhanced Television (EBIF)

Yahoo Connected TV


IPTV – Pojam i stanje

Tehnologija je još uvek u razvoju, međutim, standardizacija

počinje da daje vidljive rezultate

Digitalna TV se isporučuje korišćenjem mrežnih tehnologija

ranije korišćenim uglavnom za povezivanje računara.

Koriste se Internet Protocol stek (najvažniji su http, rtsp,

igmp), ali i nove tehnologije adaptivnog striminga (HLS,

MPEG-DASH)

Izuzetno važni QoS - ‘quality of service’ aspekti

(pouzdanost, trajnost rada)

Prikaz može biti “živ” ili unapred snimljen (na zahtev – on

demand)

Obično se doprema preko kontrolisane/zatvorene mreže

(managed/closed network, walled garden)

Broj provajdera se povećava munjevitom brzinom


IPTV je različita od Internet televizije

Za internet televiziju, TV sadržaj se takođe isporučuje korišćenjem tehnologija koje se koriste za računarske mreže, sa Internet Protocol stekom (http, rtsp, igmp, HLS, DASH)

Međutim, nema ‘quality of service’mehanizama. Robustnost i kvalitet nisu garantovani.

Obično se isporučuje posredstvom širokopojasnog interneta sa otvorenim pristupom (un-managed network)

Npr. YouTube, BBC iPlayer

© BBC 2008


Managed vs Unmanaged mreža

Kontrolisane (managed) mreže omogućavaju:

Zauzimanje propusnog opsega (bandwidth allocation)

Kontrolisanje zahtevanog protoka (Contention Ratio) –

odnos maksimalnog zahteva za propusnim opsegom

nasuprot dostupnog propusnog opsega

Kontrolisanje emitovanog sadržaja

QoS zahtevi

Otvorene (unmanaged) mreže se odlikuju:

Varijabilnim protokom podataka

Visokim odnosom zahtevanog i dostupnog protoka

(trenutno oko 20:1)

Manja kontrola nad isporučivanjem sadržaja

Slaba kontrola nad aspektima kvaliteta servisa (QoS)


IPTV – Pregled sprega za prenos

Mobilni

uređaj

Wifi / wimax

Set-top Box

Optički / koaksijalni kabl

Internet

ADSL

Set-top Box

RačunarADSL

Protokoli

- http (progresivno, ili adaptivno – HLS, MPEG-DASH)

- rtsp

- igmp


Prednost IPTV nad emitovanjem

Dvosmerna komunikacija je u suštini tehnologije

(jednostavna implementacija tehnologija VoD –

video na zahtev)

Mogućnost veće personalizacije servisa i targeted

marketinga

Dodatne mogućnosti:

Prenos glasa preko IP (Voice over IP)

Preporučivanje programa / slanje poruka

Chat u vezi sa TV programom

Konvergencija / Triple-play – internet, televizija i

telefon


Prednosti i mane IPTV

Efikasnost

• Visoka brzina

• Niska cena

• Brz odziv

Krhkost / nepouzdanost

• Često se isporučuje korišćenjem User Data Protocol (UDP)

• Zavisi od propusnog opsega IP mreže

• Zavisi od brojnih mrežnih komponenti

• Zavisi od konfiguracije na mreži


Zamerke IPTV korisnika

Zamerke na kvalitet slike:

Zamrzavanje slike

Bloking efekat

Često niži kvalitet od očekivanog

Distorzije / pikselizacije

Brz pokret rezultuje smanjenjem framerate

Zamerke na kvalitet zvuka

Gubitak zvuka

Sinhronizacija sa videom

Izražene razlike u jačini zvuka u zavisnosti od sadržaja koji

se emituje

U ranijim implementacijama predugo vreme izmene

programa (čak 3-4 sekunde), rešava se korišćenjem

Fast Channel Change (FCC) tehnologija


Ključni protokoli u IPTV

HTTP

Adaptivni HTTP striming: HLS, MPEG-DASH

RTSP

IGMP

Request

Response

play

pause

record

Firefox, Internet Explorer

Real Player, Windows Media Player

(streamed video)

(hyper-text-

transfer-protocol)

(real time streaming

protocol)

- Povezivanje na multicast stream (TV kanal)

- Izmena sa jednog na drugi kanal(internet group

management

protocol)© BBC 2008


Adaptivni striming preko HTTP (1/2)

Dynamic Adaptive Streaming over HTTP (DASH)

Jedini međunarodni standard ove vrste, razvijan od strane

MPEG grupe počev od 2010, objavljen 2012. kao ISO/IEC

23009-1 (2nd edition od 2013)

Kao protokol koristi HTTP, a opisuje tehniku striminga u kojoj se

delovi prenosnog toka (chunks) isporučuju u različitim bitskim

brzinama (bitrate) zavisno od dostupnog protoka ka klijentu

(bandwidth). Sadržaj je MPEG-4 ili spakovan u MPEG2-TS

Sadržaj se deli u sekvencu od više HTTP segmenata (svaki

dužine od nekoliko sekundi), i to tako da su obezbeđene

sekvence različitog kvaliteta / bitskih brzina

MPEG-DASH klijent odlučuje o sledećem segmentu zavisno od

uslova na mreži, tj. Opredeljuje se za segment najveće bitske

brzine koju može da reprodukuje bez zastoja u reprodukciji


Adaptivni striming preko HTTP (2/2)

Crveni blokovi su definisani u okviru MPEG-DASH-a


MPEG-DASH – MPD opis

<?xml version="1.0" encoding="utf-8"?>

<MPD

xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance"

xmlns="urn:mpeg:DASH:schema:MPD:2011"

xsi:schemaLocation="urn:mpeg:DASH:schema:MPD:2011"

type="static"

mediaPresentationDuration="PT12M34.041388S"

minBufferTime="PT10S"

profiles="urn:mpeg:dash:profile:isoff-live:2011">

<Period>

<AdaptationSet

mimeType="audio/mp4"

segmentAlignment="0"

lang="eng">

<SegmentTemplate

timescale="10000000"

media="audio_eng=$Bandwidth$-$Time$.dash"

initialisation=" audio_eng=$Bandwidth$.dash">

<SegmentTimeline>

<S t="667333" d="39473889" />

<S t="40141222" d="40170555" />

...

<S t="7527647777" d="12766111" />

</SegmentTimeline>

</SegmentTemplate>

<Representation id="audio_eng=96000" bandwidth="96000" codecs="mp4a.40.2"

audioSamplingRate="44100" />

</AdaptationSet>


HTTP Live Streaming - HLS

HTTP Live Streaming (HLS) je protokol za striming

razvijen od strane Apple-a

Radi po sličnom principu kao MPEG-DASH –

sadržaj se preuzima korišćenjem HTTP protokola,

sadržaj se deli u male datoteke prenosnog toka dok

klijent može da bira između različitih bitskih brzina

Koristi se standardni MPEG2-TS koji se razbija u

delove

Koristi M3U plejliste (m3u8) za opis sadržaja

(analogno MPD opisima kod MPEG-DASH)


HLS – M3U plejlista

#EXTM3U

#EXT-X-STREAM-INF:PROGRAM-ID=1,BANDWIDTH=150000,RESOLUTION=416x234, \

CODECS="avc1.42e00a,mp4a.40.2"

http://example.com/low/index.m3u8



http://example.com/lo_mid/index.m3u8



http://example.com/hi_mid/index.m3u8



http://example.com/high/index.m3u8

#EXT-X-STREAM-INF:PROGRAM-ID=1,BANDWIDTH=64000,CODECS="mp4a.40.5"

http://example.com/audio/index.m3u8

Plejliste se „ugnježđuju“, odnosno svaka bitska brzina ima dalju

plejlistu koja definiše tačan spisak segmenata.


Poređenje HLS i MPEG-DASH

Apple HLS MPEG DASH

Video format H.264 H.264 + drugi (agnostičan je)

Audio format AAC, MP3 AAC + drugi (agnostičan je)

Format kontejnera / segmenata MPEG-2 TS MP4 Fragmenti + MPEG-2 TS

Fajlovi na serveru Jedan fajl jedan segmentKontinualni fajl (višesegmentni) ili

svaki segment u jednom fajlu

Audio/Video/Text multipleksiranje Sve u istom segmentu

Sve u istom segmentu ili u različitim

segmentima / adaptacionim

skupovima

Segmentacija i isporuka na emisionoj

strani

Različiti proizvođači, mogu se koristiti

standardni HTTP serveri ili striming

server, npr. Helix

Različiti proizvođači, mogu se koristiti

standardni HTTP serveri ili striming

server, npr. Helix

Reprodukcija sadržajaApple iOS, Quick Time X i vlasničke

implementacije koje podržavaju HLSMPEG klijenti

Zaštita sadržaja AES-128 enkripcija

Fleksibilno (npr.. OpenMobileAlliance

or UltraViolet ili neki komercijalni

DRM: Verimatrix, Playready)

Tipično trajanje segmenta 10 sekundi Fleksibilno


Tehnologije brze izmene kanala (1/2)

Tehnologije brze izmene kanala (Fast Channel Change –

FCC), odnose se na mogućnost izuzetno brze zap

operacije zahvaljujući keširanju dela prenosnog toka

Rešenje se zasniva na postojanju posebnog poslužioca,

koji se naziva FCC Server, koji skladišti poslednjih 10-ak

sekundi svakog PES-a u emisionom paketu (za sve

servise) u kružnim baferima.

DTV uređaj se prijavljuje u multicast grupu na IPTV

mreži, dok istovremeno od FCC servera zahteva bafer

koji sadrži PES za naredni kanal, što se isporučuje

znatno brže

Kada pristigne PES od strane IPTV mreže, obavlja se

„zašivanje“ (stitching), i korisnik ne primećuje da je izvor

PES-a promenjen sa FCC na IPTV mrežu


Tehnologije brze izmene kanala (2/2)


Standardizacija IPTV tehnologija

Postoji više standardizacionih tela – IETF, IMS (ITU &

ETSI).

Postoji više foruma za razvoj tehnologija – Open IPTV

Forum, IMS Forum

Proces standardizacije je uglavnom vođen od strane

proizvođača uređaja, dok provajderi servisa veoma sporo

“hvataju priključak”.

Postoji više različitih pristupa koje se međusobno delimično

preklapaju. Nijedan pristup nije u stanju da samostalno

odgovori na IPTV zahteve, pristupi se prepliću i moraju se

kombinovati, dok su neki pristupi i dalje nepotpuni.

Postojeći servisi koriste proprietary tehnologije, gde biraju

od postojećih pristupa – veliki broblem za proizvođače STB


DVB-IPTV

DVB-IPTV predstavlja skup otvorenih tehničkih

specifikacija razvijenih od strane DVB projekta koji imaju

za cilj da olakšaju isporuku digitalnog TV sadržaja

korišćenjem Internet Protokola preko bi-direkcionih

širokopojasnih mreža.

DVB-IPTV uključen je u DVB specifikacije srednjeg sloja

(DVB-MHP i GEM)

DVB-IPTV pokriva tri oblasti:

STB/PVR na IP mrežama – definisanje standarda za automatsko

povezivanje i podešavanje STB koji je povezan na IP mrežu –

prenos MPEG prenosnog toka preko IP, otkrivanje i odabir

servisa, upravljanje na daljinu i ažuriranje softvera i sl.

Home Networking – definisanje podskupa postojećih standarda

za upotrebu u DVB IP kućnoj mreži (podskup DLNA/UpnP)

Proširenja DVB-MHP


DVB-IPTV na ISO OSI


DVB-IPTV protokol stek


DVB-IPTV servis za preuzimanje sadržaja

Content Download Service - CDS


Open IPTV forum – arhitektura mreže


Open IPTV forum - Scope


Open IPTV forum – DAE

Definiše Declarative Application Environment, kao

skup API-ja za omogućavanje IPTV od strane

srednjih slojeva i aplikacija.

Definiše i aspekte aplikacije, poput životnog ciklusa.

Usvojen, npr. od strane HbbTV (biće više reči u

okviru predavanja o HbbTV)


IPTV u arhitekturi STB – TS slučaj

Ethernet802.3WiFi

802.11

RTSP ili HTTP

IP to TSBlok za pristup

prenosnom toku(TS interface)

DVB

prenosni

tokDemultiplekserprenosnog toka

Filtrirani

prenosni

tok

Radna memorija

PES

PSI/SI

Private

DataCentralni procesor (CPU)

Video dekoder

Audio dekoder

PSI/SI

Private

Data

Video

PES

Audio

PES

U/I podaci

D/A konverzija slike

D/A konverzija zvuka

Digitalna slika

Digitalni zvuk

Analogna

slika

Analogni

zvuk

U/I

A/D

slika

A/D

zvuk

U/I podsistem

Documents

PROGRAMSKA ŠKA U TELEVIZIJI I OBRADI SLIKE...Set-top Box Optički / koaksijalni kabl Internet ADSL Set-top Box ADSL Računar Protokoli - http (progresivno, ili adaptivno –HLS, MPEG-DASH)