Úvod > Články > Streaming media (2): kouzlo komprese

Streaming media (2): kouzlo komprese

Šířka pásma i širokopásmových přípojek k Internetu dnes většinou nestačí novým službám jako video na vyžádání, proto je velice užitečná (spíše nutná) komprese přenášeného obsahu. MPEG-2 dělá dobrou službu, nové formáty však slibují více.

Komprese je důležitá zejména v případě DSL, kde sice existují nové varianty technologie jako ADSL2 nebo VDSL vhodnější pro přenosy náročné na šířku pásma, ale jejich nasazení je pro mnohé provozovatele příliš drahé. Nicméně pod stálým tlakem konkurence v oblasti video služeb ze strany satelitních a kabelových provozovatelů musí i poskytovatelé xDSL činit rychle patřičné technické kroky, aby umožnili přenosy více toků, případně televizního signálu s vysokým rozlišením (HDTV) ke svým - především domácím - zákazníkům.

V minulé části našeho seriálu o streaming mediajsme si představili základní kompresní formáty. Nejvíce se pro video osvědčil MPEG-2, ale již existují dva nové formáty, které mají přinést ještě lepší možnosti: otevřený MPEG-4.10 a firemní Windows Media 9.

MPEG-4.10 versus Windows Media 9

Základní specifikace MPEG-4 byla schválena jako mezinárodní norma ISO/IEC 14496 v roce 1998 (ISO = International Organization for Standardization). Část 10 specifikace, Advanced Video Coding, byla vyvinuta ve spolupráci s ITU-T (Joint Video Team, JVT) a specifikuje nový video kodek. Norma MPEG-4.10 je totožná s doporučením ITU-T H.264. Advanced v názvu se vztahuje nejen na kvalitu kodeku, ale spíše na srovnání se základním video kodekem, který specifikuje MPEG-4.2.

MPEG-4.10 nabízí mnohem více prostředků a má potenciál dosáhnout lepších výsledků než firemní Windows Media 9, ale implementace se liší mezi různými výrobci. Proto vznikl program vzájemné spolupráce v MPEG Industry Forum (MIF), průmyslovém sdružení více jak 100 členů.

Výhodou Windows Media je zase možnost pro poskytovatele služeb poslat stejný video obsah jak na TV přijímač, tak na jiné zařízení (např. PC). Toto řešení ale asi nebude v krátkodobém výhledu tak významné.

Microsoft učinil jakýsi ústupek z čisté firemnosti řešení, protože nový profil video kodeku Windows Media 9/VC-9 předložil pro ratifikaci společnosti SMPTE (Society of Motion Picture and Television Engineers) jako kvazi-normu.

Ale norma ani v jednom případě neznamená použití řešení zdarma; v obou případech se před nedávnem zveřejnily licenční podmínky: Via Licensing pro Windows Media 9 a MPEG LA (Licensing Authority) pro MPEG-4.10. Právě licenční podmínky ale zatím brání rozšíření moderních kompresních mechanizmů.

Licenční džungle

Úřad MPEG LAod loňského roku rozšířil licenční podmínky i na kabelové a satelitní vysílání, tedy veškeré volné TV vysílání. V případech obou kodeků se realizuje licenční politika prostřednictvím jednotlivých sub-licencí výrobců a účastnických poplatků. A právě druhá část je velice problematická, protože tyto poplatky mají platit jednotliví poskytovatelé obsahu.

Via Licensingchce po každém poskytovateli obsahu poplatek za obsah prodávaný způsobem PPV (Pay Per View) nebo od titulu. Maximální poplatek má činit dva a půl centu za titul pro tituly delší než 90 minut. To se týká trvale prodávaných titulů; u občasně prodávaných titulů nebo replikovaných titulů je poplatek desetkrát nižší. To však není vše: ještě je potřeba uhradit počáteční poplatek ve výši 15 tisíc dolarů.

MPEG LAchce v případě PPV za titul delší než 12 minut 2% prodejní ceny videa nebo 2 centy za titul, cokoli je nižší. V případě předplatného poskytovatel obsahu neplatí nic, pokud má v daném roce pod 100 tisíc předplatitelů, pokud má více, pohybují se poplatky od 25 tisíc do 100 tisíc dolarů.

V obou případech tedy nejde o nic jiného, než získat od poskytovatelů obsahu určitý podíl na jejich ziscích, které se pak dostanou do rukou dodavatelům technologie. Mnoha pozorovatelům se to nezdá fér už s toho prostého důvodu, že technologické společnosti chtějí mít podíl na zisku, aniž by podstupovali jakoukoli část rizika. Jinými slovy: podíl na ziscích ano, ale podíl na riziku nikoli, protože to celé nese poskytovatel obsahu.

Pro malé poskytovatele je nová licenční politika velice obtížně plnitelná. Nejenže je přijde na pěkné peníze, protože pro plné pokrytí budou muset platit licence rovnou oběma licenčním společnostem, ale budou muset vynaložit další prostředky pro sledování správného zpoplatnění, což může být i značně technicky náročné. Proto v tomto případě hrozí, že místo uplatnění moderních kompresních mechanizmů raději poskytovatelé zůstanou u osvědčeného MPEG-2.

Podmínky Microsoftupro základní profil video kodeku Windows Media řady 9 jsou celkem konkurenční, ale předložení vylepšeného profilu VC-9 SMPTE by mohlo vyvolat požadavky dalších držitelů patentů. Pokud ve výsledku podmínky pro používání VC-9 zůstanou zajímavé, pak to možná přiměje držitelé patentu pro MPEG 4.10 změnit jejich podmínky.

Platformy pro více kodeků

Navíc poskytovatelé služeb si mohou vybírat mezi různými technickými řešeními pouze v případě, že STB podporují více řešení, a to sice snižuje riziko na straně poskytovatel (může snadno přepnout z jednoho na druhý kodek), ale v důsledku to zvyšuje cenu přídavného zařízení. Je potřeba implementovat programovatelné zařízení (DSP, Digital Signal Processor). Výrobci kodérů proto často podporují platformy, které umožňují přepnout z jednoho kodeku na druhý prostřednictvím softwaru. A nejde jen o nové kodeky, protože je potřeba nadále podporovat MPEG-2, vyzkoušené a spolehlivé řešení.

„Multiservisní“ platforma u zakončovacího zařízení umožňuje poskytovatelům začít pracovat s MPEG-2 a teprve následně podle potřeb a na základě vyjasněných licenčních podmínek přejít k modernější kompresi. Provozovatelé, kteří chtějí vybrat pouze jedno z řešení, a nepodporovat obě, většinou sázejí na MPEG-4.10, protože doporučení H.264 je otevřená mezinárodní specifikace.

Na druhou stranu existuje možnost vybrat si dnes nejvýhodnější kodek pro MPEG-2 a teprve v okamžiku přechodu na vyšší úroveň vybrat opět nejvýhodnější řešení na trhu. Dnešní kodéry H.264 nebo VC-9 nemusejí být tak kvalitní a výhodné jako kodéry, které se dostanou na trh třeba za rok. Výrobci jako Thomson předpokládají, že MPEG-4 přinese 50% zlepšení oproti MPEG-2, ale ne hned v první fázi výroby. Zatím se výkonnost pohybuje na úrovni 20-25% zlepšení, ale s novými čipovými sadami, které se mají na trh dostat během 12-18 měsíců, se má docílit skutečně 50% úspora šířky pásma.

STB s podporou pro vyspělé kodeky jsou zatím nedostatkovým zbožím na trhu, zatímco STB s MPEG-2 se dostaly na velice zajímavou cenovou úroveň. Pro moderní kodeky chybí čipy a navíc se výrobci poněkud brání neekonomičnosti podporovat více řešení místo jednoho univerzálního. Ani pro koncové zákazníky to není ideální, protože STB s podporou více kodeků bude podstatně dražší (náklady na DSP zvyšují cenu STB o 25-40 dolarů).

Video přes DSL

Pro provozovatele DSL představuje vysoké rozlišení stále jen vzdálený sen, protože většina z nich prostě nemá dostatek pásma pro víc než jeden kanál o běžném rozlišení do domácnosti. Ale tlak ze strany satelitních a kabelových provozovatelů, kteří postupují plynule směrem k vysokému rozlišení, učiní i na straně DSL své.

HDTV (High Definition TeleVision) se úspěšně nasazuje zejména v USA a Asii, a to zejména kvůli horší kvalitě obrazu podle americké specifikace NTSC. Evropský PAL (Phase-Alternation Line) má kvalitu mnohem vyšší. Přesto s novými TV plazma a LCD obrazovkami rostou nároky diváků na kvalitu TV vysílání i v Evropě.

Poskytovatelé video služby po DSL (Video over DSL), např. britský průkopník technologie VNL (Video Networks Limited), se chystají uplatnit MPEG-4 nejprve na TV kanály, teprve potom na knihovnu titulů pro VoD. Přestože je kódování a komprese vysílání technicky náročnější, protože je třeba ji provádět v reálném čase a prokládat, výhody na straně úspory pásma a většího dosahu postupně přijdou (ve střednědobém plánu lze očekávat 30% úsporu bitové rychlosti). Předkódování celé knihovny VoD bude dlouhodobější a nákladnější záležitost.