Parabola.cz

Prechod na digitálne vysielanie sa mal stať obrovským kvalitatívnym skokom, ktorý možno prirovnať k prechodu z čiernobieleho na farebné TV vysielanie. Ľudia od tohto prechodu očakávali vyššiu kvalitu obrazu ako aj rozšírenie doplnkových služieb. Keď však sledujete kvalitu obrazového vysielania ponúkaného rôznymi prevádzkovateľmi platenej satelitnej TV a máte možnosť porovnania nimi šírenej obrazovej kvality, predovšetkých na nových LCD a plazmových TVP väčších priemerov, zistíte, že u niektorých operátorov s kvalitou obrazu niečo v poriadku nie je.

K napísaniu uvedeného článku ma inšpirovala moja vlastná skúsenosť, keď som programy nemenovaného satelitného prevádzkovateľa (ktorý za svoju službu poberá mesačné platby) dokázal na TVP s priemermi 50 a 55“ sledovať asi 0,5 hodiny. Po tomto "zážitku" som signál odpojil a nikdy viac ho už nesledoval.

V nasledujúcom článku som sa zameral na kvalitu programov (výlučne obrazovej kvality) troch, čo do počtu užívateľov, najväčších prevádzkovateľov platenej satelitnej televízie a to: Skylink, Digi TV a UPC a to SD programov vysielaných vo formáte MPEG 2. Následné riadky riešia kvalitu šírených programov výlučne z hľadiska množstva prenesených dát SD rozlíšenia. Kvalita výsledného obrazu môže byť ovplyvnená aj zariadeniami štúdií a prenosovými zariadeniami. Tieto vplyvy v článku hodnotené nie sú.

Pre pochopenie problematiky tohto článku je potrebné trošku teórie.

Pri šírení digitálnych programov je najdôležitejším faktorom ovplyvňujúcim kvalitu obrazu výsledného signálu tzv. bitrate. Bitrate definuje aké množstvo dát je použitých pre šírenie danej obrazovej informácie programu. V podstate platí, čím je bitrate vyšší, tým je vyššie množstvo prenesených dát a tým je aj vyššia výsledná kvalita obrazu. Pre prenos týchto informácíí sa v praxi používajú 2 spôsoby šírenia a to tzv. konštantný bitrate CBR a variabilný bitrate VBR. Pri širení signálu formou CBR je na šírenie informácie použité časovo nemenné množstvo dát, bez ohľadu na to, čo prenášaný obraz obsahuje. Pri VBR je táto informácia premenná, závislá od charakteru prenášaného obrazu (pohyb, statický obrázok)

VBR:




CBR:





Najrozšírenejším médiom, s digitálnym záznamom obrazu a zvuku v SD kvalite, ktoré je medzi ľuďmi najviac rozšírené, je DVD. Pokiaľ sa jedná o kvalitnú nahrávku, nemožno voči kvalite záznamu na tomto médiu, nič namietať. Od digitálnej TV väčšinou očakávame kvalitu obrazu porovnteľnú s kvalitou obrazu zaznamenanou na tomto médiu. V praxi tomu nič nebráni. DVD používa rovnaký kompresný formát ako hodnotené satelitné vysielanie – MPEG2. Ako základný štandart pre hodnotenie kvality prenášanej obrazovej informácie satelitnou digitálnou TV, by mala byť kvalita aspoň porovnateľná so štandart om 2 hodinového DVD, t.j. priemerný bitrate 4,7 Mbit/s, a maximálny 9,8 Mbit/s.

V praxi, ako aj z vykonaných meraní s potrebnou hodnotou bitrate videosignálu sme zistili, že digitálne artefakty (štvorčekovanie obrazu) miznú približne pri maximálnej hodnote bitrate 4,5 Mbit/s. Pri tejto hodnote a vyššej neboli pozorovateľné digitálne artefakty ani na TVP s priemerom obrazovky 50 a 55“ (plazma a LCD), pričom ako najkritickejšie boli sledované – vodná hladina a jej zmeny, veľké zelené trávneté plochy a ich zmeny (futbalové ihrisko), rýchly prechod kamery popred blikajúce reflektory. Pri ďalšom zvyšovaní hodnoty bitrate, boli zmeny už len nepatrné a bežný užívateľ by nemal registrovať zmeny kvality výsledného obrazu ani pri priamom porovnaní bitrate s vyššou hodnotou.

Pri priamom porovnávaní potrebných priemerných hodnôt bitrate pre prenos CBR a VBR je podľa štúdií rôznych autorov pre prenos VBR postačujúca asi 60% kapacita priemernej potrebnej hodnoty bitrate CBR, pričom je veľmi dôležité, aká je hodnota maximálneho bitrate programu (špičky), šíreného formou VBR, ako aj priemerná (typická) hodnota bitrate. To znamená, ak je signál šírený formou CBR s priemerným bitrate 5,0 Mbit/s, môže byť táto hodnota pri šírení formou VBR znížená na priemernú hodnotu cca 3,0 Mbit/s. Pre kvalitný signál je všeobecne doporučovaný priemerný (typický ) bitrate VBR= 3,5 Mbit/s, pričom však hodnota maximálneho bitrate by nikdy nemala byť nižšia ako 4,5 Mbit/s. Je potrebné si uvedomiť, že sa jedná naozaj o najnižšie použiteľné hodnoty, pričom ich každá redukcia vedie k rapídnemu zníženiu kvality výsledného obrazu.

Pri hodnotách bitrate nižších ako sú uvedené, je výsledný obraz neostrý, matný, menej kontrastný, zobrazenie farieb je ploché (menší farebný rozsah, menej farebných odtieňov) a pri rýchlych pohyboch a kritických zobrazeniach (napr. vodná hladina, rýchle zmeny záberov) môže časť obrazu obsahovať miniatúrne štvorcové (obdĺžnikové) štruktúry. Čím nižší je bitrate oproti doporučovanej hodnote, tým je prejav uvedených nedostatkov markantnejší.

Pre hodnotenie kvality výsledného obrazu a bitrate formou VBR, možno použiť nasledovnú tabuľku:

Hodnota bitrate	Výsledná kvalita
1,5 Mbit/s max	kvalita VCD (kompresia MPEG1)
2,0 Mbit/s typ	kvalita záznamu VHS
3,5 Mbit/s typ	štandardný televízny signál MPEG2,SD
4,7 Mbit/s typ	DVD ( MPEG2 kompresia,dĺžka 120 minút)
9,8 Mbit/s max	DVD ( MPEG2 kompresia,vrátane doplnkových informácií – zvukový doprovod,menu,titulky

Najväčším problémom šírenia satelitných programov je tá skutočnosť, že programy sú šírené v tzv. streamoch (súbor programov). Každý satelitný stream (kanál) má obmedzenú prenosovú kapacitu dát, podľa parametrov zvolených prevádzkovateľom vysielania. Táto kapacita sa rozdeľuje medzi všetky šírené programy, doplnkové služby a servisné dáta v streame. Každý prevádzkovateľ sat. vysielania, platí prenájom za každý satelitný kanál (trasportstream) a preto sa pochopiteľne snaží minimalizovať náklady na 1 šírený program v transportstreame tým, že sa do každého trasportstreamu snaží umiestniť čo najväčší počet programov. Vzhľadom k tomu, že dátová kapacita streamu je obmedzená, vedie takáto snaha často k extrémnym obmedzeniam bitrate jednotlivých programov a tým ich výslednej kvality.

Jedným z riešení, ktoré sa v praxi používa najčastejšie, je tzv. štatistický multiplex. Štatistický multiplex rozdeľuje celkovú dátovú kapacitu transportstreamu medzi jednotlivé programy, podľa ich momentálnej potreby. To znamená, ak 1 program vysiela napr. statický obrázok, potrebuje na tento prenos minimálne množstvo dát a,, ušetrené dáta“ sú rozdelené medzi programy, ktoré vysielajú pohyblivé scény a potrebujú pre tento prenos výrazne väčšie množstvo dát. Takéto vysvetlenie znie veľmi povzbudivo, avšak množstvo prevádzkovateľov považuje štatistický multiplex za nástroj, ktorý im umožní do jedného streamu zaradiť veľké množstvo programov, čo je minimálne nepochopením alebo zámerným ignorovaním princípu takéhoto spracovania dát a skutočnosti, že celková kapacita dát v transportstreame je obmedzená.

Typický príklad: Satelitné platformy Digi TV a UPC bežne šíria v jednom transportstreame aj 14 programov.

Kapacita transponderu (SR=28000,FEC=5/6)	43 ,0 Mbit/s
Rezerva a servisné dáta transportstreamu	3,0 Mbit/s
Prenos audio : 14 x 2 zvukové doprovody x 0,128 Mbit/s	3,6 Mbit/s
Ostávajúca kapacita na 14 programov	36,4 Mbit/s
Maximálna hodnota bitrate pripadajúca na 1 kanál	2,6 Mbit/s

(nie sú kalkulované dáta pre teletext)

Ako je zrejmé z uvedenej kalkulácie, pri počte 14 programov je priemerná maximálna hodnota bitrate, pripadajúca na 1 program 2,6 Mbit/s (namiesto doporučovanej hodnoty 4,5 Mbit/s), čo je žalostne málo a pohybujeme sa na úrovni kvality videonahrávky VHS. Navyše štatistický multiplex jednotlivým programom uberá alebo pridáva dáta. Ak sa v určitom časovom okamžiku vyskytne viac programov (čo je pri 14 programoch pomerne časté) s požiadavkou na vyšší objem dát, tieto jednoducho k dispozícii nie sú a skončí to tak, že programy tieto dáta nedostanú, alebo dostanú v obmedzenej miere na úkor iných programov, ktorých bitrate je tým obmedzený aj na hodnoty okolo 0,5-1 Mbit/s bez ohľadu na to, aké dôsledky to bude mať na nimi prenášané obrazové informácie.

Prevádzkovatelia sa tento problém pokúšajú riešiť rôznymi, často až absurdnými postupmi:

a) zníženie rozlíšenia prenášaného obrazu (najčastejšie zo 720x576 na 504x576, 640x576)
b) vyradenie doplnkových služieb – teletext, EPG dáta
c) redukciou maximálneho bitrate niektorých programov v štatistickom multiplexe

Všetky tieto riešenia sú opatreniami, ktoré rapídne znižujú technickú kvalitu šírených programov, prípadne komfort digitálneho vysielania.

Z priloženej tabuľky a nameraných časových priehov bitrate je zrejmé, že kvalita šírených tých istých programov u rôznych prevádzkovateľov je veľmi rozdielna. Ako prevádzkovateľ s najvyššou kvalitou prenášaných základných programov (SK a CZ) je Skylink. Technickú kvalitu ostatných dvoch prevádzkovateľov môže zhodnotiť každý čitateľ sám. Z nameraných hodnôt je evidentné, že kvalita prenášaných programov u týchto prevádzkovateľov u väčšiny programov dosahuje maximálne kvalitu nahrávky videokazety VHS, prípadne nedosahuje ani túto kvalitu.

Namerané hodnoty priemerného a maximálneho bitrate niektorých programov
u prevádzkovateľov

.	SKYLINK	UPC	DIGI TV
.	Bitrate TYP/MAX	Bitrate TYP/MAX	Bitrate TYP/MAX
Program	Mbit/s	Mbit/s	Mbit/s
STV 1	6 / 7,2	3 / 4,1	1,8 / 3,2
STV 2	4,2 / 6,5	3 / 3,7	1,8 / 2,4
Markíza	4,2 / 4,3	3,5 / 4,4	1,5 / 2,4
Doma	3,1 / 3,6	2 / 3	2,3 / 2,55
Joj	5 / 5,8	2,5 / 3,1	1,7 / 2,5
Joj plus	2,5 / 3,7		2,5 / 3,05
ČT 1	6 / 7,4	3,7 / 4,5	2,3 /3,05
ČT 2	5,7 / 7,2	2 / 2,75	1,3 / 2,5
CT sport	6 / 8		2,5 / 3,1
Prima	4,5 / 5,6	2,2 / 3,1	1,6 / 2,4
Nova	4,1 / 8	3 / 3,7	2,3 / 3,55
Film +	2 / 2,6	2,2 / 2,8	1,7/2,6
Viasat explorer	2,5 / 4,4	2,2 / 3,1	2,4/3,6

Avšak ani u platformy SKYLINK nie je stav ideálny. Po zmene majiteľa došlo k zníženiu bitrate programov v rámci tzv. citujem "optimalizácie technických parametrov streamov", čoho dôsledkom je znížená prenosová kvalita programov Doma, Joj plus a iných.











Najhorším zistením vyplývajúcim z nameraných hodnôt bitrate je však tá skutočnosť, že je veľmi málo (je to skôr výnimka) platených dokumentárnych a filmových kanálov, ktoré naplňujú požiadavky na kvalitný digitálny prenos SD rozlíšenia. Jedná sa o platené programy rôznych spoločností, ktorých kvalita (bitrate) je veľmi nízka. Tieto nedostatky boli zistené u všetkých operátorov. Aby sme operátorom nekrivdili, v niektorých prípadoch kvalitu nedokáže žiadny operátor ovplyvniť aj keby veľmi chcel. Za kvalitu takto šírených programov zodpovedá prevádzkovateľ (majiteľ) programu. Na šírenie svojich programov prevádzkovatelia využívajú rôzne satelitné pozície a služby rôznych zmluvných operátorov ( napr. Skylink, UPC...), ktorí šíria programy v technickej kvalite dodávanej majiteľmi programov. Iný zdroj tohto signálu žiadny operátor káblovej siete alebo satelitného vysielania k dispozícii nemá. Na ukážku prikladám niekoľko hodnôt bitrate týchto programov spolu s umiestnením u prevádzkovateľa, zabezpečujúceho jeho distribúciu. Je veľmi smutné, že spoločnosti, ktoré tieto programy vlastnia, nedbajú na ich technickú kvalitu. Aj keď sa jedná o pomerne drahé programy, ich majiteľom znížená technická kvalita nebráni v tom, aby za tieto programy inkasovali značné finančné čiastky. To, že je kvalita niekedy doslova "mizerná" im vôbec neprekáža.

Program	Operátor	Satelitná pozícia	Bitrate TYP/MAX (Mbit/s)
MGM	Skylink	Astra 23,5 E	1,7 / 2,5
Hustler	Arqiva	Astra 4A,4,8 E	2 / 2,3
Travel	Arqiva	Astra 4A,4,8 E	3,2 CBR
Universal	UPC	Thor 0,8 W	3,0 / 3,2
TV Paprika	UPC	Thor 0,8 W	2,5 / 4
Spektrum home	UPC	Thor 0,8 W	2,3 / 3,05
AXN	Sony pictures TV inter.	Eutelsat 16E	3,2 / 3,6
Viasat history	Skylink	Astra 23,5 E	2,85 CBR

Záverečné hodnotenie nechám na každého z Vás.

Niekedy doslova mizerná technická kvalita programov šírených v SD rozlíšení je dôvodom, prečo sa nám programy šírené v HD rozlíšení zdajú tak výrazne obrazovo lepšie. Žial aj situácia pri šírení HD programov je veľmi podobná problémom zisteným pri SD programoch. Aj niektoré HD programy majú od využitia technických možností HD rozlíšenia veľmi ďaleko. Ak to zjednoduším, ak je nám väčšina dokumentárnych a filmových SD programov ponúkaná v kvalite nahrávky VHS (aj keď digitálny signál vďaka šumovým pomerom výsledného obrazu pôsobí napriek nízkemu rozlíšeniu, lepšie ako nahrávka VHS), možno očakávať, že HD programy nám budú ponúkané v kvalite SD rozlíšenia. To už je však námet na iný článok.

Ing. Miroslav Paulínyi
MIPAS s. r. o, Liptovský Mikuláš
26.6.2013