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

Investigadores de la Universitat Politècnica de València llevan a cabo las primeras emisiones en DVB-T2 con el formato de Ultra-Alta Definición (UHD), que mejora notablemente la nitidez de la imagen al duplicar la resolución temporal de las actuales emisiones en 4K a 50 frames/s, pudiendo alcanzar los 120 frames/s.

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.

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.

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.

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.

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.