Project No. : Version : 0.99

Transcriptie

1 Prject Prject Owner : De Digitale Vrziening : Publieke Omrep Prject N. : Dcument N. : High Res videfrmaat keuze Date : 10 maart 2004 Versin : 0.99 Status : fr cmments

2 Inhud Inhud...2 Samenvatting Inleiding Waarm één standaard frmaat kiezen? Opbuw van het dcument Leeswijzer...4 Deel 1: De keuze van een High Res Frmaat Afwegingen Beschikbare frmaten DV gebaseerde frmaten MPEG-2 gebaseerde frmaten Vergelijking van de frmaten Discussie & Frmaatkeuze Discussie Extra afwegingen Frmaatkeuze Extra vrdelen De verhuding 30 en 50 Mbps Kpiëren van bestanden Praktijktest...14 Deel 2: De High Res Frmatentest Paneltest Opzet van de test Uitvering van de test Resultaten Berdeling van de verschillende frmaten Berdeling van de verschillende fragmenten Berdeling van de verschillende kijkers Cnclusie Referenties...19 High Res videfrmaat keuze Rev van 19

3 Samenvatting Op dit mment is Digibeta in Hilversum dé standaard drager vr het aanleveren, uitzenden, archiveren en pvragen van AV-materiaal. Een dergelijke standaard heeft veel vrdelen. Het vrkmt mzetten van materiaal van de ene drager naar de andere drager. Hierdr wrdt geen kwaliteitsverlies geleden en wrden ksten en tijd bespaard. Daarnaast dient de diverse apparatuur slechts deze ene drager te kunnen ndersteunen, wat uiteraard k kstenefficiënter is dan dat diverse dragers meten wrden ndersteund. In de tekmst vervalt in de DDV de behefte aan een fysieke drager en zal het AV-materiaal in file frmaat wrden aangeleverd, uitgeznden en gearchiveerd en kunnen wrden pgevraagd. Echter m dezelfde redenen als zjuist genemd bij de Digibeta is het wenselijk m een standaard frmaat af te spreken. Het hanteren van meerdere frmaten leidt tt nndige handelingen (mzettingen) en daaraan gerelateerd kwaliteitsverlies, ksten en drlptijd. Bij de keuze vr een (High Res) videfrmaat dient het gebruik ervan binnen de diverse stappen f prcessen van het mrep prductie prces te wrden bekeken. Immers elk prces stelt zijn eigen specifieke eisen aan een videfrmaat. Het gaat hierbij binnen plateau 1 van de DDV m de vlgende te nderscheiden prcessen: Aanleveren Uitzenden Archiveren Hergebruiken Transcderen Per stap is gekeken welke aspecten van een High Res frmaat hierbij een rl spelen. Verschillende frmaten uit de DV en MPEG2 familie zijn bekeken. De eerder genemde aspecten in genschuw nemend is de cnclusie dat vr het High Res frmaat vr de DDV gekzen dient te wrden: MPEG2 D10 frmaat in 30 Mbps en 50 Mbps Dit zijn twee varianten van dezelfde familie waarbij de verhuding waarin de 30 en 50 Mbps variant zal wrden gebruikt binnen de DDV in een verhuding van 70:30 ligt. De keuze is vervlgens met behulp van een praktijkpaneltest geverifieerd. Deze test is pgezet vlgens een aanbeveling van de ITU [2]. Er zijn verschillende srten fragmenten vrgelegd aan een panel mensen afkmstig uit diverse rganisaties binnen de Nederlandse publieke mrep (Beeld en Geluid, NOS, EO, AKN en NOB). De testresultaten wijzen uit dat er geen verschil wrdt waargenmen tussen de verschillende frmaten die getnd zijn. Deze frmaten waren: digibeta (brnmateriaal), D10-50 Mbps en D10-30 Mbps. Als er al bij de individuele fragmenten een verschil kan wrden waargenmen (vr zver dit swies niet als statische ruis met wrden gekenmerkt), kan wrden gecncludeerd dat deze verschillen zeer klein en acceptabel zijn. De eerdere cnclusie dat D10-30 als hfd High Res videfrmaat en het D10-50 frmaat als variant vr hgwaardig materiaal binnen de DDV kan wrden gebruikt, wrdt met deze testresultaten dus ndersteund. High Res videfrmaat keuze Rev van 19

4 1 Inleiding Deze ntitie gaat in p de afwegingen vr het kiezen van een standaard videfrmaat binnen De Digitale Vrziening (DDV). Het gaat hier m een keuze vr het High Res (Hge Reslutie) videfrmaat. Het High Res is de hgste kwaliteit waarin het beeldmateriaal binnen de DDV beschikbaar is en dat dus gebruikt wrdt vr nder meer aanleveren, uitzenden en archivering. 1.1 Waarm één standaard frmaat kiezen? Op dit mment is Digibeta in Hilversum dé standaard drager vr het aanleveren, uitzenden, archiveren en pvragen van AV-materiaal. Een dergelijke standaard heeft veel vrdelen. Het vrkmt mzetten van materiaal van de ene drager naar de andere drager. Hierdr wrdt geen kwaliteitsverlies geleden en wrden ksten en tijd bespaard. Daarnaast dient de diverse apparatuur slechts deze ene drager te kunnen ndersteunen, wat uiteraard k kstenefficiënter is dan dat diverse dragers meten wrden ndersteund. In de tekmst vervalt in de DDV de behefte aan een fysieke drager en zal het AV-materiaal in file frmaat wrden aangeleverd, uitgeznden en gearchiveerd en kunnen wrden pgevraagd. Echter m dezelfde redenen als zjuist genemd bij de Digibeta is het wenselijk m een standaard frmaat af te spreken. Het hanteren van meerdere frmaten leidt tt nndige handelingen (mzettingen) en daaraan gerelateerd kwaliteitsverlies, ksten en drlptijd. 1.2 Opbuw van het dcument Het streven is dus m te kmen tt de keuze van één High Res videfrmaat vr de DDV. Deze ntitie gaat hier verder p in. Het dcument is in twee delen pgedeeld. In het eerste deel wrdt p basis van verschillende aspecten en afwegingen een keuze gemaakt vr een High Res frmaat. In het tweede deel wrdt vervlgens deze keuze getetst met behulp van een praktijk paneltest. Dit dcument is een samenveging van drie eerder pgestelde BIT (Bradcast en Infrmatin Technlgy) ntes van de DDV. 1.3 Leeswijzer Smmige nderdelen van het dcument zijn vrij technisch. Daarm wrdt hier krt een leeswijzer gegeven vr wie niet te veel in deze details wil duiken maar wel de essentie van het verhaal wil ppakken. Degene die meer wil weten ver de afwegingen die gemaakt zijn m te kmen tt de uiteindelijke keuze wrdt geadviseerd hfdstuk 2 en 4 dr te lezen. Hfdstuk 3 is vr persnen die meer ver de bekeken videfrmaten wil weten. De nderbuwing van de keuze wrdt gegeven in hfdstuk 5. De pzet van de paneltest wrdt besprken in hfdstuk 6. Degene die zich alleen wil beperken tt de resultaten kan vlstaan met hfdstuk 7. High Res videfrmaat keuze Rev van 19

5 Deel 1: De keuze van een High Res Frmaat 2 Afwegingen Bij de keuze vr een (High Res) videfrmaat dient het gebruik ervan binnen de diverse stappen f prcessen van het mrep prductie prces te wrden bekeken. Immers elk prces stelt zijn eigen specifieke eisen aan een videfrmaat. Het gaat hierbij binnen plateau 1 van de DDV m de vlgende te nderscheiden prcessen: Aanleveren Uitzenden Archiveren Hergebruiken Transcderen Hiernder vlgt een verzicht waarmee binnen deze verschillende prcessen rekening gehuden met wrden bij de keuze vr een High Res frmaat. 1. Aanleveren a) Het High Res frmaat is in gebruik/zal wrden gebruikt dr mrepen. b) Het aanleverprces dient efficiënt te verlpen. 2. Uitzenden a) De kwaliteit van het High Res frmaat dient hg geneg te zijn. b) Het materiaal met efficiënt p de uitzendserver pgeslagen kunnen wrden. 3. Archiveren a) Het High Res frmaat dient kwaliteit hg geneg te zijn vr archivering, met name vr tekmstig hergebruik. (De vrm waarin dit hergebruik gaat plaatsvinden is ng niet bekend). b) Het videfrmaat dient efficiënt (en ksteneffectief) pgeslagen te kunnen wrden. c) De pbuw van het frmaat met bekend zijn, zdat het archief k in de tekmst ntslten kan wrden (pen standaard). 4. Hergebruiken Het frmaat dient geschikt te zijn vr hergebruik. Dat wil zeggen dat het materiaal dat na uitzending in de DDV en bij Beeld en Geluid pgeslagen is, eenvudig dr de mrepen kan wrden pgevraagd (gedwnlad) en binnen nieuwe prgramma s kan wrden hergebruikt. Hierbij is het vlgende van belang: a) Het High Res frmaat is in gebruik/zal wrden gebruikt dr mrepen. b) Het frmaat met als basis vr mntage kunnen wrden gebruikt. c) Het frmaat dient p efficiënte wijze te kunnen wrden pgehaald d) Hergebruik van delen met mgelijk zijn ( partial file retrieval ). 5. Transcderen a) Het frmaat met als input kunnen dienen vr transcding pakketten en efficiënt (ksten en drlptijd) kunnen wrden mgezet naar andere gewenste frmaten. 6. Ondersteuning frmaat a) Ondersteuning in de markt bij diverse partijen, liefst vlgens een pen standaard, zdat vendr lck-in vermeden wrdt. b) Het frmaat dient dr MXF ndersteund te wrden 1. 1 Uitgangspunt in DDV is het gebruik van MXF. MXF is geen AV-frmaat, maar een standaard die het bundelen van AVmateriaal en metadata in cntainers beschrijft. Binnen MXF kunnen diverse AV-frmaten wrden gebruikt. Over (het gebruik van) MXF binnen DDV bestaat een aparte ntitie. High Res videfrmaat keuze Rev van 19

6 3 Beschikbare frmaten Er zijn diverse frmaten ptentieel geschikt als High Res videfrmaat binnen de DDV. Vr alle frmaten geldt dat we primair geïnteresseerd zijn in het data-frmaat en niet in het eventueel bijbehrende tapefrmaat 2. Uitgangspunt is immers dat het AV-materiaal uiteindelijk p harddisks/datatapes wrdt pgeslagen en niet p videtape. Frmaat Ppulaire (merk)namen Details DV25 4:2:0 Cnsumenten DV (PAL) 25 Mb/s, 4:2:0 intraframe encding en DVCAM DV25 4:1:1 Cnsumenten DV 25 Mb/s, 4:1:1 intraframe encding (NTSC) en DVCPRO25 DV50 4:2:2 DVCPRO50 50 Mb/s, 4:2:2 Intraframe encding D10-30Mb/s IMX Mb/s, 4:2:2, I-frame nly D10-40Mb/s IMX Mb/s, 4:2:2, I-frame nly D10-50Mb/s IMX Mb/s, 4:2:2, I-frame nly MPEG-2 4:2:2P@ ML, lng Lng GOP MPEG-2 Tt 50 Mb/s, 4:2:2 GOP MPEG-2 ML, lng GOP Lng GOP MPEG-2 <= 15 Mb/s, 4:2:0 Tabel 3.1: Kandidaat High Res frmaten vr de DDV In figuur 3.1 zijn al deze frmaten en hun tepassingsgebieden geschetst. Vr de leesbaarheid zijn de lng GOP frmaten beperkt in hun afmetingen en is DV50 iets nder D10-50 getekend. Beeldkwaliteit ARCHIVERING HIGH END POST PRODUCTION D DV 50 MPEG-2 ML lng GOP MID-RANGE POST PRODUCTION D NIEUWS / SPORT PRODUCTIE D UITZENDING DV 25 MPEG-2 ML@ MP lng GOP Figuur 3.1: Schets van de frmaten en hun tepassingsgebieden Bitrate 2 Denk hierbij bijvrbeeld aan de DV, DVCAM, DVCPRO en IMX cassettes. High Res videfrmaat keuze Rev van 19

7 De figuur tnt de plaats van de videfrmaten als functie van de relatieve beeldkwaliteit en de bendigde bitrate. Er is een duidelijk verband tussen beeldkwaliteit en bitrate te zien. De frmaten zijn grfweg te nderscheiden in 2 families: DV-gebaseerde frmaten MPEG-2 gebaseerde frmaten Deze families verschillen in de wijze waarp de data reductie (cmpressie) gerealiseerd wrdt. Merk p dat een Digibeta en een Betacam SX k data reductie tepassen. Het hanteren van het uncmpressed frmaat waarbij geen datareductie plaatsvindt is praktisch niet mgelijk dr de enrme grtte van de bestanden en de hge (pslag en transprt) ksten die daardr hiermee gemeid zijn. 3.1 DV gebaseerde frmaten De drie genemde DV-frmaten zijn bijna identiek. Ze verschillen vrnamelijk van elkaar in kleur sampling methde en bitrate. De 25 Mbits DV-versies ndersteunen in principe 2 16-bits (48 KHz) f 4 12 bits (32 khz) audi-kanalen. DV50 ndersteunt 4 audikanalen. Een verschil tussen Cnsumenten DV en de prfessinelere (DVCAM en DVCPRO) frmaten is dat het audi niet gelcked is aan het vide. MXF kan verigens verweg met alledrie de DV-versies. DV25 4:2:0 Met dit frmaat wrdt de standaard (PAL) DV nrm bedeld (IEC ). Dit frmaat is het frmaat dat gebruikt wrdt in cnsumenten DV-camera s. Sny heeft een eigen industriële variant ntwikkeld: DVCAM. Aangezien DVCAM eigenlijk alleen in tape-frmaat afwijkt van het DV-frmaat wrden beiden hier verder gelijkgesteld. De Intraframe encding staat gemakkelijk mntage te. Belangrijk nderscheid met de andere DV-frmaten is de afwijkende kleur sampling methde (4:2:0 i.p.v. 4:1:1 f 4:2:2). DV25 4:1:1 Met dit frmaat wrden DV-frmaten die gebruik maken van 4:1:1 sampling bedeld. Denk hierbij aan DVCPRO25. De NTSC versie van cnsumenten DV maakt verigens k gebruik van 4:1:1 sampling. DV50 4:2:2 Dit is de 50 Mb/s versie van DV25. Het is alleen bedeld als prfessineel frmaat. Verschillen met de DV25 frmaten zijn de hgere kleurreslutie (4:2:2 sampling) en de beschikbaarheid van 4 16-bits/48 khz audikanalen. 3.2 MPEG-2 gebaseerde frmaten De 5 genemde MPEG frmaten zijn lid van de MPEG-2 familie (ISO-13818). De MPEG-2 familie is erg grt, dus met altijd duidelijk wrden gedefinieerd welk type MPEG-2 wrdt bedeld. In de tabel staan eigenlijk 2 verschillende types: De D10 varianten, alledrie versies van I-frame nly MPEG-2 4:2:2P@ML, pklimmend in bitrates. De 2 lng-gop varianten, vrnamelijk verschillend in kleurreslutie en bitrate. High Res videfrmaat keuze Rev van 19

8 D10-30 Mb/s D10 is een SMPTE standaard die een afbakening van MPEG-2 inhudt. Eigenlijk zijn er 3 perating pints 3 gedefinieerd, namelijk in 30, 40 en 50 Mb/s. Sny brengt D10 in tape-frmaat p de markt als IMX. D10 en IMX wrden in de praktijk dr elkaar gebruikt, maar IMX is eigenlijk gewn een merknaam. Het frmaat kenmerkt zich dr gede mntage mgelijkheden (want het is I-frame nly). De cmpressie is natuurlijk minder ged dan bij de Lng GOP MPEG-varianten, mdat alleen lsse beelden wrden gecmprimeerd. Er wrdt geen rekening gehuden met redundantie tussen verschillende beelden. D10 ndersteunt tt 8 24-bits audikanalen. De kleurreslutie is ged (4:2:2). IMX-30 is pas recent p de markt verschenen, praktijkervaring ntbreekt ng. D10-40 Mb/s Als D10-30 Mb/s, maar dan met hgere bitrate. IMX-40 is pas recent p de markt verschenen, praktijkervaring ntbreekt ng. D10-50 Mb/s Als D10-40 Mb/s, maar dan met hgere bitrate. Dit is de maximaal tegestane bitrate in D10. MPEG-2 4:2:2P@ML, lng GOP Deze MPEG-2 variant is eigenlijk srtgelijk aan D10. Het grte (en belangrijke!) verschil is dat nu k de afhankelijkheden tussen frames wrden gebruikt m het vide te cmprimeren. Lng GOP (Grup f Pictures) wil zeggen dat de file bestaat uit een serie van I-B-P frames. De B en P frames staan niet p zichzelf maar verwijzen naar de I frames. Hierdr is het frame nauwkeurig mnteren met dit srt files lastig, maar wrdt wel een hge cmpressie-rati gehaald. Het aantal audi-kanalen is afhankelijk van de implementatie. MPEG-2 MP@ML, lng GOP Deze MPEG-2 variant wrdt k wel uitzend MPEG-2 genemd. Grf gezegd lijkt dit frmaat p MPEG-2 4:2:2P@ML, lng GOP, alleen is nu k de kleurreslutie teruggebracht. Het frmaat is daarmee zeer efficiënt in cmpressie-termen, maar de kwaliteit is niet bedeld vr mntage. Dit frmaat wrdt gebruikt vr de encders van Digitale Televisie, m met lage bitrates (bijvrbeeld 4 Mbit/s) uit te kunnen zenden. Het aantal audi-kanalen is afhankelijk van de implementatie. 3 Zgenaamde aanbevlen perating pints, strikt genmen laat D10 k andere bitrates te. High Res videfrmaat keuze Rev van 19

9 4 Vergelijking van de frmaten De diverse aandachtspunten bij de afwegingen uit hfdstuk 2 zijn hiernder in tabelvrm vermeld. Per frmaat is bekeken he dat frmaat hierp scrt. Dit is aangegeven dr de rangschikking (-- / - / / + / ++) lpend van erg slecht tt erg ged. Alle plussen en minnen zijn bij elkaar pgeteld resulterend in de scre nderin de scretabel. Nr. Criterium DV25 DV25 DV50 D10- D10- D10- MPEG-2 MPEG-2 4:2:0 4:1:1 4:2: :2:0 4:2:2 lng GOP 4 lng GOP 5 Aanleveren 1a Verwachting gebruik b Efficiënt aan te leveren aan DDV Uitzenden 2a Uitzendkwaliteit b Opslag efficiëntie uitzendserver Archiveren 3a Kwaliteit vr archivering b Bendigde pslagcapaciteit c Bekende structuur (tekmstvastheid) Hergebruiken 4a Verwachting gebruik b Basis vr mntage c Efficiënt p te halen vanuit DDV 4d Partial File Retrieval Transcderen 5a Als basis vr transcding Ondersteuning 6a Ondersteuning in de markt b MXF ndersteuning Ttaal Tabel 4.1: Scretabel vide frmaten DDV Telichting bij de gegeven scres 1a Dit argument gaat met name ver de vraag f mrepen p de gegeven frmaten zullen prduceren. Vr zwel DV25 (4:2:0) en IMX wrdt dit verwacht. DV25 vanwege de gedkpe prductie middelen (zeer gede prijs/kwaliteit verhuding) en van IMX vanwege de lgische uitbreiding van de huidige Betacam-lijn, de beschikbaarheid van interessante tape->mxf bruggen (e-vtr) en de hge kwaliteit van IMX-50. Vrbeelden zijn DV-gebruik bij EO en VPRO en het vrnemen van NOS-RTV m vr de Jurnaal, Sprt en Actueel faciliteiten te kiezen vr IMX (30 & 50). Vr IMX 40 zijn de verwachtingen iets minder uitbundig, met als mtivatie dat men eerder zal kiezen vr uitersten i.p.v. vr een tussenfrmaat 6. 4, 5 Van deze twee lng GOP frmaten is de bitrate niet gespecificeerd. Vr de vergelijking in deze tabel is uitgegaan van 4 Mbit/s vr MPEG-2 4:2:0 lng GOP en van bijvrbeeld 24 Mbit/s MPEG-2 4:2:2 lng GOP. Dit zijn realistische getallen 6 Dit is een vereenvudigde weergave van de werkelijkheid, maar vldende vr deze discussie. High Res videfrmaat keuze Rev van 19

10 DVCPRO is in Nederland p landelijk niveau vrijwel niet drgedrngen, maar is wel enigszins in gebruik p reginaal niveaus (vandaar slechts één min, i.v.m. mgelijke uitbreiding DDV in tekmst). De lng GOP MPEG-frmaten zijn niet bedeld vr mntage en scren hier dus zeer slecht. 1b 2a 2b 3a 3b 3c 4a 4b 4c 4d 5a 6a 6b De efficiëntie hangt vrnamelijk af van de bitrate. He lager, des te sneller is het materiaal aan te leveren. Hierbij kijken we hier niet naar de mnteerbaarheid van het materiaal. Hgwaardiger brnmateriaal levert betere uitzendkwaliteit p. Bij de gegeven frmaten is de uitzendkwaliteit echter min f meer nafhankelijk van de frmaatkeuze, vandaar het milde cntrast tussen de berdelingen. De reden is dat bij uitzenden het frmaat namelijk tch weer teruggebracht naar een lage bitrate en kleurreslutie (in het geval van digitaal uitzenden, DVB) f direct vanaf de server in native DDV-frmaat kan wrden uitgespeeld (waarbij het resulterende cmpsiet-signaal p zijn minst een redelijke kwaliteit heeft). Overigens is de cmbinatie van een 4:1:1 prductie en 4:2:0 uitzendfrmaat, kwalitatief een slechte, mdat dit een extra slechte kleurreslutie plevert (ng minder dan 4:1:0). Vr het MPEG-2 4:2:0 frmaat geldt dat dit al een uitzendklaar frmaat is 7. Een lagere bitrate is efficiënter in termen van gebruikte pslagcapaciteit. De kwaliteit van archiveren is lastig te scren, mdat hier verschillende zaken dr elkaar lpen. In het algemeen is een hge bitrate en 4:2:2 te preferen. MAAR wanneer materiaal aan de brn al als bijvrbeeld DV25 wrdt aangeleverd, is archiveren in 50 Mbit/s niet ndig, d.w.z. het materiaal zal er tch niet beter p wrden. Dit verklaart het matige cntrast in de berdelingen van de frmaten p dit criterium. Een lagere bitrate is efficiënter in termen van gebruikte pslagcapaciteit.. Eigenlijk zijn alle frmaten ged geneg beschreven m te kunnen ntsluiten. Bij deze berdeling telt f de verwachting is dat mrepen dit frmaat (veel) zullen gaan gebruiken. Zie 1a. Basis vr mntage betekent eigenlijk dat je het liefst een intraframe geencdeerd frmaat wilt hebben en (afhankelijk van het type mntage) k een gede kleurreslutie. De scre is cnfrm deze twee wensen. Efficiënt transprt vereist is gebaat bij lage bandbreedtes en geen transcdering. De scre is cnfrm deze twee wensen. Partial File Retrieval is gebaat bij I-frame nly encding. Anders is transcdering ndzakelijk. Eigenlijk zijn alle frmaten wel m te zetten naar andere frmaten. Wel zijn smmige frmaten efficiënter m te zetten. Lagere bitrates en intraframecdering zijn gemakkelijkere uitgangsfrmaten. De ndersteuning vr DV is zeer ged. Ok vr D10 is al veel ndersteuning in de markt gesignaleerd. De lng GOP frmaten wrden vral p uitzendservers ged ndersteund, maar dr de grte keuzevrijheid in bitrates en GOP-structuur is ndersteuning hier wel het minst ged. Alle frmaten wrden ndersteund dr MXF. 7 Dit is een vereenvudigde weergave van de werkelijkheid, maar vldende vr deze discussie. High Res videfrmaat keuze Rev van 19

11 Opmerkingen bij de methde Del van de bvengeverde methde is m een glbale afweging te krijgen van de diverse frmaten. Opmerkingen p de methde zijn: Er is geen weging van de diverse criteria meegenmen. Criteria kunnen meerdere malen vrkmen, dit kan gezien wrden als een impliciete weging. Het is lastig plussen en minnen te te kennen, met name bij gebruik van een deel van de schaal. High Res videfrmaat keuze Rev van 19

12 5 Discussie & Frmaatkeuze 5.1 Discussie De resultaten uit de vrige paragraaf zijn ng eens verzameld in de tabel hiernder. Rang Frmaat Scre 1 DV 25 4:2: D D D DV 25 4:1:1 6 6 DV 50 4:2:2 0 7 MPEG-2 lng GOP -4 4:2:0 8 MPEG-2 lng GOP 4:2:2-5 Tabel 5.1: De Vide frmaten en hun ttaalscre De winnende frmaten 8 zijn duidelijk DV 25 4:2:0 en D10-30, met p enige afstand D10-40 en D Extra afwegingen In deze paragraaf bespreken we een aantal additinele afwegingen die helpen te kmen tt de keuze van het DDV High Res videfrmaat. Hge nrm faciliteren Het materiaal, dat via de DDV wrdt gearchiveerd en kan wrden pgevraagd, kan wrden verdeeld in technisch kwalitatief hgwaardig materiaal (zals dramaprducties) en minder hgwaardig materiaal (bijvrbeeld nieuws). Beide typen materiaal zullen aan de DDV wrden aangeleverd en bij Beeld en Geluid wrden gearchiveerd. Om het hgwaardige materiaal in srtgelijke kwaliteit te kunnen hergebruiken zal dus k een hgwaardige nrm meten wrden gefaciliteerd. Vrbeeld: materiaal gedraaid p DV50 zu je liefst k in 50 Mbit/s willen archiveren en niet in bijvrbeeld DV25. Aanlevernrm leidend Veel materiaal in de DDV zal p minder hgwaardige nrm wrden geprduceerd, vr dit materiaal is het verdreven m vr een zwaarder Videfrmaat te kiezen, aangezien de kwaliteit van het materiaal er niet beter p wrdt, terwijl de bendigde pslagcapaciteit wel teneemt. Er is dus iets vr te zeggen m de aanlevernrm leidend te maken ( niet hger pslaan dan wat is aangeleverd ). Vrbeeld: materiaal aangeleverd p IMX-30 archiveren p IMX-50 is niet nuttig. 8 Beide frmaten zijn gebaseerd p DCT transfrmatie, maar D10-30 gebruikt extra bits vr een hgere kleurreslutie (4:2:2 i.p.v. DV25 s 4:2:0). Dit betekent dat het signaal technisch een hgere reslutie aankan, de vraag is nu f de menselijke perceptie van de verall kwaliteit inderdaad gelijk f beter is. High Res videfrmaat keuze Rev van 19

13 Familie kiezen Vrgaande 2 argumenten kunnen wrden gefaciliteerd dr niet te kiezen vr 1 videfrmaat, maar vr 2, namelijk een hge variant en een lage variant. De hge nrm kan dan wrden gebruikt m hgwaardig materiaal te faciliteren, terwijl de lage nrm ervr zrgt dat zuiniger wrdt mgegaan m.b.t. de bendigde pslagcapaciteit. Nadeel van meerdere frmaten kiezen is in het algemeen een tename van ksten, mdat multifrmat apparatuur met wrden aangeschaft. Dat is ngewenst. De plssing hiervr is te kiezen vr 2 frmaten uit dezelfde familie. Hierdr kan apparatuur wrden gekzen die gemakkelijk en met zeer weinig extra ksten beide frmaten aankan. 5.2 Frmaatkeuze N.a.v. bvenstaande redenering stelt het BIT-team vr als de standaard DDV frmaten vr te stellen: MPEG2 D10 frmaat in 30 Mbps en 50 Mbps Beide frmaten (ppulair vaak IMX-30 en IMX-50 genemd) lijken zeer sterk p elkaar en verschillen eigenlijk alleen in bitrate 9 (30 Mbit/s versus 50 Mbit/s). Apparatuur die D10-50 aankan, zal hgstwaarschijnlijk k D10-30 aankunnen. Met de keuze vr D10-30 als standaard frmaat en de D10-50 variant als uitzndering naar bven in het geval van hgwaardig materiaal wrdt een gede basis gelegd vr efficiënte aanlevering, uitzending., archivering en pvraag van materiaal binnen de DDV Extra vrdelen Naast bvengenemde afwegingen hebben ng een aantal andere vrdelen meegewgen, namelijk: Audi kanalen Omdat D10 tt 8 audi-kanalen faciliteert, is het een zeer geschikt frmaat vr het faciliteren en archiveren van prgramma s die gebruik (zullen) maken van surrund sund. Cmpatibiliteit met udere nrmen De nieuwe IMX-machines van Sny zijn in staat m niet alleen IMX-30, 40 en 50, maar k alle vrgaande Beta-frmaten te gebruiken. Dit betekent dat gemakkelijk cmpatibiliteit met de nu standaard Digibeta kan wrden behuden. M.b.v. de e-vtr is het zelfs mgelijk in één slag materiaal p Digibeta m te zetten in een MXF-file. Aansluiting bij keuze NOS RTV Een van de DDV-gebruikers zal NOS RTV zijn. Nu al wrdt van deze mrep veel materiaal gearchiveerd. NOS RTV is mmenteel bezig met de herinrichting van het Videcentrum en zal daarbij k verstappen p een nieuwe nrm. NOS RTV heeft uitgesprken het vrnemen te hebben te kiezen vr D10-30 en 50, wat dus perfect aansluit p deze aanbeveling vr de DDV. Overigens wg k bij NOS RTV het argument van de keuze van kwaliteit (en bitrate) binnen 1 familie zwaar mee bij deze keuze. Z kan Jurnaal bijv. p D10-30 prduceren, terwijl NOS Actueel het hgwaardigere D10-50 zal gebruiken. 9 Merk p dat dit niet geldt vr bijvrbeeld de DV-familie, waar DV50 en DV25 k in kleurreslutie verschillen. High Res videfrmaat keuze Rev van 19

14 5.2.2 De verhuding 30 en 50 Mbps Bij de keuze vr D10-30 als hfdfrmaat en D10-50 als variant daarnaast is verndersteld dat 70% van het materiaal in het eerste frmaat en 30% in het tweede frmaat zal wrden aangeleverd en pgeslagen. Deze vernderstelling is p het vlgende gebaseerd. Het pslaan van materiaal in 50 Mbps dat in 30 Mbps is geregistreerd heeft geen zin. Immers de kwaliteit wrdt nit beter dan het rigineel. Zals al vermeld heeft NOS RTV bijvrbeeld gemeld dat sprt en nieuws prgramma s naar alle waarschijnlijkheid in D10-30 zullen wrden geprduceerd. Ok ander materiaal (dat bijvrbeeld nu p DV25 wrdt geregistreerd) zal in de tekmst p D10-30 wrden geregistreerd. Vruitlpend p de testresultaten blijkt dat er geen verschil wrdt waargenmen tussen de beide frmaten. Dat betekent dat vr materiaal dat alleen maar uitgeznden wrdt D10-30 een geschikt frmaat is. Te denken valt hierbij aan materiaal waarbij de rechten niet bij de publieke mrepen liggen zals bijvrbeeld buitenlandse series en films. Hergebruik van materiaal waarbij alleen fragmenten wrden gebruikt znder deze uitgebreid te bewerken kan vr het grtste deel prima p basis van D Te denken valt hierbij aan infrmatieve, spel en kinderprgramma s Dcumentaires die bijvrbeeld p film geschten zijn dienen hgstwaarschijnlijk p D10-50 pgeslagen te wrden Deze punten in genschuw nemend is naar een willekeurige dag in het prgramma schema gekeken en gecncludeerd dat dit vr de drie netten een verhuding van 70:30 plevert vr het D10-30 en D10-50 frmaat. Een vaak gestelde vraag is waarm niet vr al het materiaal vr D10-50 gekzen wrdt. De punten bven geven aan dat dit vr smmige prgramma s nuttels en vr andere niet ndig is maar k zelfs nwenselijk is. Cnsequentie van het namelijk hanteren van het D10-50 frmaat vr al het materiaal is het drastisch plpen van de pslagksten (niet alleen binnen de DDV maar k binnen het Beeld en Geluid archief) en het navenant plpen van de up en dwnlad tijden van bestanden. Ze wrden immers grter Kpiëren van bestanden Een van de grte vrdelen van digitale vide bestanden is dat ze als nrmale digitale bestanden kunnen wrden gekpieerd. Dat betekent znder kwaliteitsverlies. Vrdeel van een I-frame nly frmaat zals de gekzen D10 frmaten is dat k delen van vide bestanden framenauwkeurig p dezelfde wijze kunnen wrden gekpieerd en hergebruikt Praktijktest Hewel D10-50 aan de verwachtingen vldet, is het verse D10-30 in praktijk ng niet uitgebreid gtest. NOB heeft vr de definitieve keuze ng een praktijktest uitgeverd die de in deel getrkken cnclusies nderbuwd. De resultaten wrden in deel II van dit dcument behandeld. High Res videfrmaat keuze Rev van 19

15 Deel 2: De High Res Frmatentest 6 Paneltest In de vrige hfdstukken is gecncludeerd dat het hanteren van één High Res frmaat verreweg te prefereren valt bven het hanteren van meerdere High Res frmaten. Met name mdat dit nndige cmplexiteit van systemen (het kunnen ndersteunen van al deze frmaten en het mzetten tussen de verschillende frmaten) en dus kstenverhging vrkmt. Omzetting tussen verschillende frmaten is daarnaast niet wenselijk mdat dit leidt tt tijd- en kwaliteitsverlies. De keuze is gevallen p de varianten: MPEG2 D10 frmaat in 30 Mbps en 50 Mbps Een praktijkpaneltest met eindgebruikers uit de delgrep met uitwijzen f het D10-30 inderdaad vldende geschikt is vr de meeste cntent en de eerdere cnclusie uit deel I van dit dcument ndersteunt. Dit hfdstuk beschrijft de wijze waarp de paneltest is uitgeverd. 6.1 Opzet van de test De test is gebaseerd p de recmmendatin ITU Methdlgy fr the subjective assessment f the quality f televisin pictures en is als vlgt pgezet. Een kijker berdeeld verschillende srten videfragmenten p kwaliteit. Hetzelfde fragment wrdt twee keer achter elkaar getnd. Enige verschil is het frmaat van het fragment. Dit kan zijn: Digibeta (rigineel), D10-50 f D10-30 frmaat. De frmaten wrden randm afgewisseld en de kijker weet niet welk frmaat getnd wrdt. Z al een kwaliteitsverschil waargenmen kan wrden, geldt dat Digibeta de hgste kwaliteit heeft en D10-30 de laagste kwaliteit. Dr de kijker een waarderdeel te laten geven ver de kwaliteit van de verschillende frmaten van de fragmenten, kan wrden bepaald f een duidelijk bjectief verschil wrdt waargenmen tussen de verschillende frmaten en speelt de subjectieve berdeling, die bijvrbeeld afhangt van de inhud van de cntent, geen rl. Vrbeeld: Stel er zijn verschillende videfragmenten A, B, C, D enz. Deze zijn in drie frmaten beschikbaar: A1, B1, C1, D1, enz zijn Digibeta (riginelen), A2, B2, C2, D2, enz zijn in D10-50 Mbps frmaat en A3, B3, C3, D3, enz zijn in D10-30 Mbps frmaat. De kijker krijgt dan bijvrbeeld de vlgende serie fragmenten achter elkaar te zien: A1 A2 - C3 C2 - D1 D3 - A2 A3 - B2 B3, enz Iedere keer dus twee keer hetzelfde fragment in ander frmaat. Het zelfde fragment kan meerdere keren terugkmen (zals het A fragment in het vrbeeld) maar dan in andere frmaat cmbinaties. De kijker wrdt gevraagd het waarderdeel aan te geven dr vr de identieke fragmenten p een cntinue schaal als hiernder de kwaliteit aan te geven. In het vrbeeld is met rd aangegeven wat het waarderdeel van de twee fragmenten is. High Res videfrmaat keuze Rev van 19

16 1 2 Excellent Gd Fair Pr Bad Figuur 6.1: Vrbeeld van invulmethde paneltest Deze resultaten zijn vervlgens nagemeten en statistisch verwerkt. 6.2 Uitvering van de test De test is uitgeverd in december 2003 en januari 2004 bij het NOB AV Expertisecentrum. Hiervr zijn mensen van verschillende rganisaties uitgendigd (nder andere, Beeld en Geluid, EO, NOS RTV, NOB). In ttaal hebben 29 mensen de test gedaan. Vr de test zijn verschillende videfragmenten gebruikt. Deze fragmenten zijn deels afkmstig van NOS RTV (tennis, tafeltennis, vetbal, hckey, mtrsprt), EO (dcumentaire DV materiaal), de STER (twee cmmercials) en Beeld en Geluid (Diverse materiaal waarnder zwart wit, pink pp leader) en is deels EBU/SMPTE testmateriaal. Al het materiaal m.u.v. het EO materiaal is aangeleverd p Digibeta. In ttaal heeft de test per persn ca. 30 minuten in beslag genmen en zijn 36 paren van fragmenten getnd. High Res videfrmaat keuze Rev van 19

17 7 Resultaten De waarderdelen die gegeven zijn, zijn teruggerekend naar een getal tussen 0 en 100, waarbij 0 het slechtst is en 100 de beste berdeling. 7.1 Berdeling van de verschillende frmaten Ongeacht het srt fragment is de gemiddelde berdeling van de verschillende frmaten als vlgt: Frmaat Gemiddeld Waarderdeel Digibeta (Origineel) 62.7 D10-50 Mbps 63.8 D10-30 Mbps 62.1 Tabel 7.1: Waarderdeel per frmaat Wat direct pvalt is dat het D10-50 frmaat een hgere waardering lijkt te krijgen dan het rigineel van de fragmenten p Digibeta. Dit is p zich vreemd maar de waarden liggen dan k zeer dicht bij elkaar. Hierdr is het aannemelijk dat er gemiddeld feitelijk geen verschil gecnstateerd wrdt tussen de verschillende frmaten. 7.2 Berdeling van de verschillende fragmenten Het algemene beeld dat vr de frmaten geldt, geldt k vr de individuele fragmenten. De waarderdelen vr de verschillende frmaten die hieraan gegeven wrden liggen drgaans zeer dicht bij elkaar. Omdat het echter verschillende srten fragmenten zijn, is het zinvl m te kijken f bij bepaald materiaal er wel pvallende resultaten zijn. Vr de 36 paren fragmenten is gekeken waar binnen de getnde paren de gemiddelde scre meer dan 10% verschilt. Het gaat hier m zeven van de 36 paren. Er is nader gekeken f er een duidelijke reden is waarm het verschil bij deze fragmenten grter is. Met andere wrden: is bij dit srt materiaal het verschil duidelijk te zien tussen de verschillende frmaten f kan dit gezien wrden als statistische ruis. Drie van deze zeven wijzen abusievelijk het verkeerde frmaat aan als die met de beste kwaliteit. Bij drie andere van de zeven fragmenten wrdt een verschil waargenmen tussen twee frmaten; echter deze resultaten zijn tegenstrijdig met, f wrden niet bevestigd dr, de resultaten p een andere plek in de test waar hetzelfde fragment f srtgelijke fragmenten in een andere frmaten cmbinatie wrdt getnd. Rest één fragment waar in meer detail naar gekeken zal wrden. Meisje met Tl Dit fragment is afkmstig van de EO en is aangeleverd p DV 25. Het fragment kmt maar één keer vr in de test. Het is dus lastig vr dit fragment m hier harde cnclusies uit te trekken mdat de resultaten nch bevestigd ng tegengesprken wrden dr andere resultaten uit de test. Frmaat Gemiddeld Waarderdeel D10-50 Mbps 70.7 D10-30 Mbps 64.2 Tabel 7.2: Waarderdeel vr Meisje met Tl fragment In tabel 2 is te zien dat het D10-50 een hgere scre krijgt dan de D10-30 variant. High Res videfrmaat keuze Rev van 19

18 Een cnclusie kan zijn dat het mzetten van DV25 materiaal naar D10-30 iets ten kste gaat van de kwaliteit, echter als er al waarde gehecht mag wrden aan de abslute getallen dan geldt dat het waarderdeel ver de D10-30 van dit fragment bven het gemiddelde ligt van alle D10-30 fragmenten en dus znder meer acceptabel is. 7.3 Berdeling van de verschillende kijkers Er zijn 36 paren fragmenten getnd. Statistisch gezien zu indien men zu gkken zu er 50% van 36 = 18 fragmenten ged berdeeld meten wrden. (Met ged wrdt hier bedeld dat het beste frmaat aangewezen wrdt). Uit de resultaten blijkt dat de gemiddelde scre vr de gede antwrden 17.9 is. In nderstaand histgram is te zien wat de verdeling van de scres van de verschillende kijkers is. Zwel het gemiddelde als de verdeling in het histgram geven aan dat de kijkers geen significant nderscheid kunnen maken tussen de verschillende frmaten Figuur 7.1: Verdeling aantal gede antwrden High Res videfrmaat keuze Rev van 19

19 8 Cnclusie De berdeling van de verschillende videfrmaten en het zrgvuldig afwegen van verschillende aspecten binnen de diverse stappen van het mrep aanlever, uitzend en archiveringsprces, leiden tt de keuze van MPEG2 D10-30 en D10-50 als hét High Res vide frmaat vr de DDV. Deze frmaten zullen wrden tegepast in een verhuding van ca. 70% - 30%. Uit de paneltest is gebleken dat geen significante verschillen wrden gecnstateerd tussen de kwaliteit van de verschillende frmaten. Ok bij de individuele fragmenten is geen duidelijk verschil gecnstateerd. De verschillen zijn dusdanig dat deze k binnen de statistische ruis kunnen vallen. Vr zver, bijvrbeeld in het geval van het DV25 materiaal, een verschil kan wrden gecnstateerd is het eindresultaat in ieder geval acceptabel. De resultaten van de verschillende kijkers wijzen k niet uit dat er een verschil is tussen de frmaten. Eindcnclusie is dan k dat de reeds eerder gedane keuze vr D10-30 als hfd High Res videfrmaat en D10-50 als variant vr De Digitale Vrziening dr de paneltest wrden ndersteund. 9 Referenties [1] Data Structure fr DV-Based Audi, Data and Cmpressed Vide 25 and 50 Mb/s, SMPTE 314M-1999, SMPTE, White Plains (USA). [2] Type D10 Stream Specificatins MPEG-2 ML fr 525/60 and 625/50, SMPTE 356M-2001, SMPTE, White Plains (USA). [3] De Digitale Vrziening: inhudelijk dcument, versie 1.0, [4] Final Reprt: Analyses and Results, EBU/SMPTE Task Frce fr Harmnized Standards fr the Exchange f Prgramme Material as Bitstreams, August 1998, Geneva (Switzerland). [5] Rec. ITU-R BT Methdlgy fr the subjective assessment f the quality f televisin pictures High Res videfrmaat keuze Rev van 19