Устинов В.А.
Новый стандарт компрессии
видеоданных Windows Media 9 Series
(сокращенный
вариант)
В последнее время на многих направлениях деятельности вещательной и мультимедийной отраслей наблюдается постепенный переход с широко распространенного стандарта компрессии MPEG-2 на стандарты «суперкомпрессии» — MPEG-4 Part 10 и Windows Media 9 Series. Надо отметить, что большую активность проявляет компания Microsoft, продвигая свой стандарт Windows Media 9 Series практически во все сферы деятельности вещательных компаний, кино- и видеостудий, в постпроизводство и сетевые технологии передачи данных. Тенденция перехода на новый стандарт сжатия данных хорошо прослеживается на международных специализированных выставках, начиная с 2002 г. Например, на выставке IBC2002 Microsoft впервые продемонстрировала новый алгоритм для ТВЧ, обеспечивающий уплотнение цифрового потока ТВЧ до 5 Мбит/с.
Введение
Известно, что алгоритмы сжатия
Windows Media компании Microsoft обеспечивают
передачу потокового видео по сети
Интернет. Являясь передовой
платформой для передачи цифрового
мультимедийного содержимого, Windows
Media в последние годы стала
интенсивно использоваться как
потребителями, так и провайдерами
контента, провайдерами
вещательного оборудования,
разработчиками программного
обеспечения и различными
вещательными организациями. Самая
«свежая» технология в данной
группе разработок компании Microsoft —
Windows Media 9 Series — поднимает процесс
сжатия видеосигнала на новый
уровень, так как обладает
способностью значительно улучшать
качество наземной передачи
сигналов цифрового ТВ обычной и
высокой четкости.
Платформа Windows Media 9 Series включает
следующие продукты: инструмент
воспроизведения Windows Media Player 9 Series;
Windows Media Services 9 Series — мощный алгоритм
сервера Windows Server 2003 для потоковой
доставки контента; Windows Media Encoder 9 Series
— кодер для постпроизводства
контента; алгоритмы сжатия Windows Media
Audio 9 Series и Windows Media Video 9 Series — для
получения высококачественного
изображения и звука; Windows Media Digital
Rights Management — для защиты контента;
Windows Media Software Development Kit — для
разработки ПО по созданию цифровой
мультимедийной продукции и услуг.
Программный инструмент Windows Media Player,
предназначенный для
воспроизведения мультимедийных
данных, выпущен на 26 языках мира и в
настоящее время лидирует по
распространенности в
профессиональной и бытовой
аппаратуре.
Основные
характеристики платформы Windows Media 9
Series
Прекрасное качество звука и
изображения при любой скорости
данных. По сравнению с
предыдущими версиями Windows Media,
алгоритмы Windows Media Audio и Video 9 Series дает
повышение степени сжатия на 20% —
для звука и на 15–50% — для видео. Это
означает, что файл Windows Media Video 9
занимает лишь половину объема
файла сравнимого качества при
MPEG-4-сжатии и треть объема файла MPEG-2.
HD видео, круговой звук. Windows Media
Video 9 Pro обеспечивает хранение и
распределение полнометражного
художественного фильма
разрешением 720р или 1080р с круговым
звуком 5.1 на одном стандартном
диске DVD. Такое разрешение может
поддерживаться компьютером с ПО
декодирования при разрешении до
1080р, что примерно в 6 раз выше
разрешения существующих DVD.
Профессиональное производство контента. «Живое» содержимое, например контент, поступающий с сайта с прямой трансляции концерта, обычно можно получить при использовании традиционных вещательных инструментов. Однако вместо выхода на ТВ-антенну контент сжимается на ПК в кодере Windows Media Encoder 9 Series. Несколькими компаниями, в том числе TANDBERG Television, разработаны приложения, не предназначенные для ПК, а являющиеся вещательными приложениями. Можно создавать контент по требованию и компоновать видеосодержимое перед воспроизведением, используя профессиональные видеомонтажные инструменты. Отсюда программа или фильм кодируются с использованием кодера Windows Media Encoder 9 Series и хранятся на диске до тех пор, пока не поступит запрос от телезрителя.
Динамическая программа контента и поддержка рекламы. Windows Media Services 9 Series динамически поддерживает стриминговую передачу рекламы, обеспечивая вставку или добавление объявлений в любое место вещательного материала во время передачи, не прерывая ее. Кроме того, рекламу можно подготовить на основе цифрового видео и аудио, HTML, а также Мacromedia Flash. ПО обеспечивает прогрессивную доставку пользователю, необходимую для получения вещателем возможности аккуратно и эффективно следить и выдавать сообщение о доставке рекламного материала. Выданные из сервера плейлисты позволяют директору теле- или радиопрограммы динамически изменять контент в пределах плейлиста, изменять порядок клипов, включать новый клип, вводить дополнительное объявление или прерывать новости, вставлять рекламу и другие материалы в процессе вещания без перерывов для зрителя.
Digital Rights Management (DRM) для обеспечения безопасности контента. Windows Media предлагает новые усовершенствования защиты содержимого от несанкционированного использования. С помощью Windows Media Encoder 9 Series возможно безопасное распределение контента при потоковой передаче готового видеоматериала по требованию или прямой трансляции. При прямой трансляции (живой передаче) захваченный из присоединенного устройства видеоматериал защищается при передаче в эфир. Если файл передается в эфир в реальном времени, кодер может применять ПО DRM в процессе вещания. В другом случае контент поступает целенаправленно для аудитории, которой он предназначен. Windows Media Encoder 9 Series включает полностью интегрированную поддержку для других лицензированных серверных провайдеров, позволяя владельцам контента легко разграничить права и осуществлять доступ к контенту. Windows Media можно рассматривать как универсальный формат для цифровых мультимедийных данных.
Потребительский инструмент Windows Media Player 9 Series. Окно «текущего воспроизведения» ПО Windows Media Player 9 Series является мощным порталом для получения контекстной информации о контенте, которая будет просматриваться зрителем. Этот портал очень хорошо приспособлен к потребителю, и нетрудно выстроить свою собственную линию с получением материала, рекламы, или потребительских звеньев для приобретения права пользования полным комплектом мультимедийных данных.
Windows Media Encoder 9 Series для лучшего управления. В настоящее время разрабатываются эффективные кодеры для алгоритма Windows Media 9 Series. Так, кодер Microsoft Windows Media Encoder 9 Series является мощным инструментом для продюсеров контента, ориентированных на преимущества от новшеств, присущих стандарту Windows Media 9 Series: высококачественный многоканальный звук, видеоизображение высокой четкости, новая платформа поддержки для смешанного режима передачи голоса и музыки и т.д. При преобразовании живой передачи и предварительно записанных данных кодер демонстрирует высокую степень управления и гибкости, превосходное качество звука и видеоизображения при любой скорости потока данных, более мощный уровень наращивания возможностей и автоматизации.
Области применения
Windows Media 9 Series
Наиболее разносторонняя
платформа цифрового
медиасодержимого Windows Media 9 Series уже
используется во многих
приложениях. Вещательные службы
Франции (TF1) и Испании (ZTV) используют
высокое качество изображения и
эффективное применение полосы
частот с помощью Windows Media 9 Series для
создания новейших систем
распределения и доставки новостей.
Вещательные компании Sky One и ITV Network в
Великобритании используют
преимущества службы распределения
программ SmartJog, демонстрируя
способность предварительного
просмотра контента в стандарте Windows
Media 9 Series. Радиовещательные службы
(например, GIE) также получают
выигрыш от более широких
аудиовозможностей платформы.
Ведущие вещательные
компании и компании
постпроизводства видеосодержимого
объявили о начале выпуска
оборудования и услуг на основе Windows
Media 9 Series
На выставке IBC2003 было объявлено, что
несколько лидирующих в Европе
компаний в своих новых разработках
начали использовать преимущества
стандарта Windows Media 9 Series для передачи
компрессированного контента по
своим сетям. Чтобы повысить степень
доступа фирм, занимающихся
промышленным оборудованием, к
новой высококачественной
технологии сжатия, Microsoft решила
описать спецификации кодека Windows
Media Video 9. Этот кодек обеспечивает
повышение эффективности сжатия в 3
раза по сравнению со стандартом
MPEG-2. Объявлено, что этот кодек
передан в SMPTE для рассмотрения в
качестве открытого международного
стандарта. Специалисты SMPTE
заявляют, что кодек должен быть
принят в качестве эталона, так как
он отвечает всем требованиям
международного стандарта и
значительно повышает
эффективность работы с контентом
на всех этапах его производства и
обработки.
Компания ARKMEDIA объявила об
использовании Windows Media 9 Series в самых
последних проектах Granada Visual и British
Film Institute по управлению массивами
данных — при приеме, каталогизации
и распределении информации внутри
единой системы.
ВВС Technology представила
производственный инструмент Colledia и
прототип сменной платы (plug-in)
формата Advanced Authoring Format (AAF) для
алгоритма Windows Media Player 9 Series.
Компания Shift Rapids объявила о
поддержке Windows Media 9 Series в новой
платформе CarbonHD Тechnology Platform для
захвата и воспроизведения SD- и
HD-сигналов ТВЧ, благодаря чему
открываются новые рынки для ТВЧ,
уменьшая объемы накопителей и
сокращая полосу используемых
частот, позволяя работать с ТВЧ по
обычным сетям.
OmniBus Systems сообщила о том, что
монтажная программа HeadLine Media Editor
теперь включает полную поддержку
Windows Media 9 Series. Масштабируемые
возможности HeadLine позволяют теперь
распределять высокоскоростной
смешанный формат (SD и HD) для вещания.
TWI Interactive объявила о выпуске Interactive
Content Factory (ICF) Workgroup Edition. Система
создана для потоковой передачи
данных при производстве контента с
использованием алгоритмов сжатия
Windows Media 9 Series. Результат —
высококачественная запись
смонтированного видеоматериала
для доставки к телевизорам, ПК и
мобильным устройствам.
Файлы, импортируемые в стандарте
Windows Media 9 Series, постоянно доступны на
монтажной временной линии для
просмотра и редактирования в своем
первоначальном формате. Это стало
возможным благодаря созданию
специалистами компании Quantel
оригинальной технологии Resolution
Co-existence, предназначенной для
использования на оборудовании
generationQ. Данная технология
обеспечивает возможность приема
данных, непрерывной работы с ними и
подготовки к распределению
нескольких клипов любого
разрешения в любом формате, при
различных цветовых пространствах и
различной глубине квантования.
Технология Quantel и ПО Windows Media 9 Series,
инсталлированное в системы
постпроизводства, дает
потребителям целый ряд
преимуществ. В частности,
пользователь часто не может
проследить за всем процессом
постпроизводства, но при
компрессии Windows Media 9 Series он может на
расстоянии (даже если находится в
другой части света) участвовать в
просмотре материала на любой
стадии его подготовки.
Системы Quantel’s generationQ составляют
важный элемент набора инструментов
для творчества на стадии
постпроизводства видеопродукции,
кинофильмов, графики, цифровых
мастер-копий и вещательной
продукции. Windows Media 9 Series с системами
generationQ предлагает самое высокое
возможное качество звука и
видеоизображения при любой
скорости потока данных, облегчая
процессы производства с потоковой
технологией и доставку материала
на ПК и другие устройства. Кроме
того, появляется возможность
получения распределенного
рабочего потока, с удаленным
доступом от нескольких
пользователей к различным частям
контента. Таким образом, заметно
повышается эффективность
использования ресурсов, экономится
время и сокращаются финансовые
затраты.
Практическая
реализация стандарта Windows Media 9 Series
DVD-RОM с использованием
нового стандарта компрессии.
Летом 2003 г. в продажу поступили 2
диска DVD с записью фильма
«Терминатор-2: Судный день». Фильм
записан с цифровой обработкой,
выполненной компанией Artisan Home
Entertainment Inc. с высоким разрешением
видеоизображения и круговым
звуком, с использованием стандарта
сжатия Windows Media 9 Series.
В набор входит стандартный DVD и
DVD-RОM, где для обеспечения
безопасности онлайнового
распределения материала
использован стандарт Windows Media Digital
Rights Management. DVD-RОM обеспечивает
круговой звук 5.1 с изображением, в 3,5
раза лучше, чем на обычном DVD. Windows
Media Digital Rights Management разработана
компаниями SyncCast и Digital Envoy.
В прошлом несанкционированное
тиражирование цифрового
содержимого препятствовало
выпуску мультимедийными
компаниями высококачественных
цифровых материалов,
предназначенных для пользователей
Интернета. Однако содержимое
кинофильма «Терминатор-2» получило
лицензию только для
распространения в Северной
Америке. На дисках DVD (стандартные DVD
или DVD-RОM высокого разрешения) с
фильмом записана разнообразная
дополнительная информация. Чтобы
получить очень высокое качество,
каждый кадр фильма подвергался
оцифровке. Дополнительный
материал, включающий необычные
видеоэффекты, занимает 16 мин.
Программа упаковки контента SyncCast’s
DRM, включающая инструмент Microsoft’s.NET,
обеспечивает надежное шифрование
содержимого и предохраняет его от
несанкционированного
использования. Решение, созданное
специалистами компаний SyncCast и Digital
Envoy, предлагают мультимедийным и
развлекательным компаниям
уникальный способ защиты авторских
прав на использование цифрового
видеоматериала, включая
территориальные права на
лицензированный выпуск и контроль
за продажей фильма в данном районе.
Windows Media Rights Manager позволяет защитить
материал, записанный на DVD-RОM и СD-RОM,
от несанкционированной перезаписи.
Этот инструмент сообщает в
реальном времени о лицензировании
материала и расходовании лимита,
включая время и дату
лицензирования контента, страну,
штат и город, в котором было
проведено лицензирование, название
файла, размер байта, или соглашение
с пользователем.
Спутниковое ТВЧ-вещание
с помощью WM9. Самый большой
европейский оператор спутникового
вещания — компания SES ASTRA
продемонстрировала на выставке
IBC2003 технологию спутниковой
ТВЧ-передачи через систему ASTRA Satellite
System. В одной передаче использовали
HD-материал, переданный в стандарте
MPEG-2 МР@HL, во второй — был
использован стандарт Windows Media 9 Series
HD. Передача в стандарте Windows Media 9 Series
позволила использовать полосу
частот от 5 до 8 Мбит/с, что
продемонстрировало значительные
экономические преимущества. Так
как спутники идеально подходят для
удовлетворения более высоких
требований, предъявляемых к полосе
частот для ТВЧ-сигналов, компания SES
ASTRA пытается начать распределение
ТВЧ-видеоматериалов в Европе. Ранее
компания в содружестве с
бельгийской компанией Alfacam
организовала прямую демонстрацию
отборочного футбольного матча Euro2004
Дания-Норвегия в нескольких
кинотеатрах Европы.
Как на NAB2003, демонстрация на IBC2003
показала большой успех пересылки
видеоданных по стандарту Windows Media 9
Series по сетям DAB. Было показано, что
можно распределять
высококачественное видео в
реальном времени при небольших
скоростях потока, а также
видеофайлы (например, кинофильмы и
ТВ-программы) ТВЧ-качества,
направляя видео- и аудиоданные к ПК
Windows ХР и карманным ПК в стандартах
DAB и DVB. Эта демонстрация также
показала, что можно использовать
другие способы распределения
контента на ПК, мобильные телефоны
и переносные приемники в любой
стране.
Передача новостей в
стандарте WM9 во Франции. На
основе стандарта Windows Media 9 Series
французская государственная
вещательная служба TF1 использует
систему передачи новостей с места
событий в студию через спутник.
Система для передачи новостей
службой TF1 и новостным каналом LCI
создана вещателями в тесном
сотрудничестве с французским
офисом компании Microsoft. Для передачи
военных новостей из Ирака нужно
было применять очень легкое
оборудование. Журналисты не могли
использовать тарелки для
спутниковой передачи. Поэтому
платформа Windows Media 9 Series была
признана успешной, и с ее помощью
было передано более 50 сюжетов.
Руководители канала сообщили, что
выбор в качестве стандарта Windows Media 9
Series был обусловлен следующими
причинами. Во-первых, при
использовании стандарта WM9
скорость передачи данных снижаетcя,
а продолжительность — сокращается.
Журналисты снимают видеокамерой на
магнитную ленту, монтируют их, и для
вещания новостей, выходящих в эфир
в 1 час дня, остается мало времени.
Поэтому очень важно ускорить
пересылку видеосюжетов. Однако при
пересылке нельзя прерывать поток
данных.
Вторая причина — из-за легкости
лицензирования использование
видеоматериалов отличается
высокой рентабельностью и
экономически выгодно. В-третьих,
благодаря резкому сокращению
времени на подготовку и обработку
видеоматериалов появилась
возможность пересылать несколько
сюжетов за день (съемку вели 10
операторов). В-четвертых, была
создана базовая система на основе
Inmarsat, способная транспортировать
данные со скоростью 128 кбит/с.
Компания T-Online начала
ТВ-вещание по Интернету. В
Германии компания T-Online
организовала новую службу — T-Online
Vision, позволяющую владельцам
телевизоров получать постоянный
доступ в Интернет, что до
настоящего времени было возможно
только через ПК или мобильные
терминальные службы. Благодаря
применению стандарта сжатия Windows
Media 9 Series пользователи T-Online теперь
получили возможность
просматривать фильмы и без
задержки получать новости;
появилась возможность
подключаться к прямым трансляциям
концертов. Кроме того, телезрители
одновременно могут получать
электронные письма и онлайновую
информацию. Благодаря ПО Windows Media
Digital Rights Management гарантируется полная
безопасность содержимого, включая
кинофильмы и отрывки из них,
ТВ-программы и интерактивные игры.
Сейчас насчитывается 3,2 млн
абонентов этой службы,
пользующиеся сетями T-DSL. Новой
услугой на территории Германии
могут воспользоваться до 10 млн
абонентов.
Руководители компании заявляют,
что программы цифрового ТВ
по-прежнему можно распределять по
любым сетям, но с помощью
инструмента T-Online Vision предлагается
содержимое, приспособленное для
приема обычными телевизорами.
Например, можно получать программы
«видео-по-требованию» в сочетании с
обычными продуктами
Интернет-службы, типа е-mail и
оптимизированного ТВ-портала. Эти
продукты тесно увязаны с
терминалом, предлагаемым
партнерами компании по выпуску
оборудования, в частности
компанией Fujitsu Siemens Computers. Был выбран
удовлетворяющий всем требованиям
мультимедийный центр ACTIVY Media Center,
обслуживающий пользователей
цифрового ТВ и мультимедийных
данных. ACTIVY Media Center представляет
собой гибридную ТАП, созданную для
приема обычных ТВ-передач или
данных Интернета по телевизору.
Поддерживается вход цифрового ТВ
(DVB) и интерфейс DSL Ethernet.
Заключение
Из приведенного материала, других
публикаций и демонстраций на
выставках можно сделать
определенные выводы относительно
перспектив использования новых
алгоритмов (стандарта) сжатия
цифровых медиаданных Windows Media 9 Series
(WM9), разработанных специалистами
компании Microsoft.
Во-первых, стандарт WM9 обеспечивает
более высокую степень сжатия, чем
MPEG-2 и MPEG-4. Во-вторых, используя WM9,
можно получать значительно лучшее
качество изображения и звука,
передаваемых в эфир, например по
стандартам DAB и DVB. В-третьих,
существует большая уверенность в
том, что благодаря явному
преимуществу WM9 перед другими
алгоритмами сжатия данный новый
стандарт в скором времени получит
самое широкое распространение. Это
объясняется тем, что для просмотра
и записи ТВ-программ все большее
количество зрителей будет
использовать цифровую аппаратуру,
в которой предусматриваются такие
функции, как дистанционное
программирование работы,
возможность просмотра ТВ-программ
со сдвигом во времени, применение VOD
(«видео-по-требованию»),
интерактивный обмен информацией по
ТВ-сетям.
Полный текст - в № 2 журнала "ТКТ" за 2004 г.
