Formati video su eMBMS: DASH e HEVC

Per l’offerta efficiente di servizi video diffusivi su eMBMS si fa riferimento a due standard di ultima generazione: DASH ed HEVC.
DASH (Dynamic Adaptive Streaming over HTTP) è lo standard definito nel 2011 da ISO/IEC MPEG (Moving Pictures Experts Group) per lo streaming adattativo su reti IP, una tecnica di distribuzione di contenuti che in un ambito unicast best effort come Internet consente al singolo client di richiedere al server la versione di uno stesso contenuto codificata al bitrate compatibile con la banda disponibile in quell’istante, evitando così fastidiosi blocchi durante la riproduzione e/o eccessivi ritardi per bufferizzazioni compensative delle variazioni del throughput di rete. DASH si propone di superare una serie di soluzioni più o meno proprietarie (Microsoft Smooth Streaming, Apple HTTP Live Streaming, 3GPP HTTP Adaptive Streaming, …), accomunate dallo stesso principio di suddividere il contenuto audio e video in segmenti di durata ridotta (1-10s) codificati  a diversi bitrate, lasciando al client la possibilità di scaricare i segmenti più adatti alle condizioni istantanee di rete, “ricucendoli” opportunamente in fase di riproduzione, in modo trasparente all’utente. La suddivisione di un contenuto codificato in segmenti ben si presta anche alla trasmissione di canali lineari su IP, sia in modalità “pull” (i.e. unicast) che “push” (i.e. multicast). E’ proprio in quest’ultima accezione, ovviamente non adattativa in quanto il bitrate del contenuto trasmesso è imposto dal server, che DASH ha trovato applicazione all’interno del contesto eMBMS.
HEVC (High Efficiency Video Coding) è il nuovo standard di codifica video definito da ISO/IEC MPEG e ITU-T, gli stessi organismi di standardizzazione che hanno definito in passato tecnologie di codifica video di grande successo e largamente utilizzate oggi come MPEG-2 ed MPEG-4 (AVC/H.264). Pubblicato come International Standard nel 2013, HEVC permette di risparmiare circa il 50% di banda rispetto al suo predecessore AVC/H.264 a parità di qualità percepita ed è stato progettato per ottimizzare il processo di codifica di contenuti a risoluzione HD ed oltre (Ultra HD).
La figura seguente rappresenta la banda (in Mbit/s) richiesta per codificare, a parità di qualità percepita, un contenuto Full HD (1920x1080 pixel) con i diversi standard che si sono succeduti negli ultimi 20 anni.
Oltre ad un’evoluzione “interna” a ciascuno standard, dovuta a progressive ottimizzazioni ed alla disponibilità col passare del tempo di sempre maggiore potenza di calcolo lato codifica, si evidenzia come MPEG sia riuscito sinora ad assicurare un incremento di efficienza del 50% ogni 10 anni. 

 

Figura C - Evoluzione codifiche Video (Source: Ken McCan)

L’uso di HEVC permette di ampliare l’offerta di servizi media su reti mobili, broadband e broadcast, aumentando la qualità dei contenuti distribuiti (per esempio con un passaggio da risoluzione SD ad HD) o aumentando il numero di canali disponibili, mantenendo in ambo i casi invariata la capacità del canale di distribuzione. Una delle prospettive più interessanti per il nuovo codec è però legata alla sua adozione sui terminali mobili ed al suo uso in servizi in grado di sfruttare la rete mobile LTE e le sue innovative caratteristiche in termini di banda disponibile, latenza e supporto di meccanismi di distribuzione di tipo broadcast (eMBMS) per contenuti lineari.

 

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