フランス・テレヴィジオン: Harmonic VOS が 8K Over 5G を実現
Harmonic とインテルは、フランス・テレヴィジオンに選ばれ、全仏オープン・テニスの放送で 100 時間のストリーミングを行いました。
概要
- フランス・テレヴィジオンは、フランスの公共国立テレビ放送局です。
- フランス・テレヴィジオンは、5G ワイヤレス・ネットワークを経由して 8K で 100 時間の全仏オープンテニスの放送をストリーミングするために Harmonic とインテルを選択しました。Harmonic VOS クラウドネイティブ・ソフトウェアは、インテル® Xeon® スケーラブル・プロセッサーを搭載したサーバーを使用してクラウドベースのメディア処理を提供します。
課題
8K テレビと 5G ワイヤレス・ネットワークは、テレビの未来に大きな影響を与えるテクノロジーです。 8K テレビは、そのあまりのリアルさから「究極のテレビ技術」1 と呼ばれています。 5G ワイヤレスは、スポーツイベントのような遠隔地からの 8K テレビ信号のトランスポート・ネットワークとなるための帯域を備えていますが、同時に 8K を伝送できる唯一のワイヤレス・テクノロジーでもあります。 フランス・テレヴィジオンは、ワイヤレス 5G サービスを利用して、実用的な 8K テレビサービスを構築できるという概念実証としてこのデモを設計しました。
結果
インテルとフランス・テレヴィジオンがネットワークを構築し、2 台の 8K Sharp 65 インチテレビに 100 時間のテニスライブをストリーミング配信しました。 このプロジェクトによって、将来的にどのようにこの技術を展開するかについての理解が深まりました。
8K テレビを実現するために
テレビの次の進化は 8K テレビです。これは、7,680ピクセル × 4,320ピクセル × 60フレーム/秒の解像度で映像を伝送する技術で、4K テレビの 4 倍、1080p HDTV の 16 倍の解像度を実現します。8K テレビは、ピクセルが非常に小さくて密度が高く、4K TV テクノロジーでも見えるスキャンラインを視聴者が視覚化できないため、リアルなテレビを実現する究極のテクノロジー1 を提供します。また、レガシーデバイスでの VR やパーソナライズされたストリーミングなどの高品質な没入体験を可能にします。このテクノロジーは、すでに日本では NHK が商業的に導入しています。2
ライブスポーツが 8K テクノロジー導入の重要な推進要因になると予想されています。しかし、メディアの処理性能、トランスポート・ネットワーク、エンドユーザー・テクノロジーであるテレビやモバイルデバイスなど、解決すべき課題が多くあります。全仏オープンのテニス大会のデモンストレーションは、そのような課題に対する答えの一部を提供するために行われました。
8K テレビでの 2019年全仏オープンのストリーミング
フランス・テレヴィジオンは、ビデオ・ストリームが 5G ネットワークを介してどれほどうまく伝送できるかをテストするために、8K テレビのストリーミング・システムのデモを開始しました。その目的は、この新しい 5G ワイヤレス・テクノロジーを使ってビデオ・ストリーミング・ネットワークを実証することと、モバイルでのスポーツ観戦の増加を見越してコンテンツを配信することでした。ビデオ・エンコーディングは、8K を 5G でテレビと 5G 携帯電話の両方に配信するものでした。
このシステムは、フランス・テレヴィジオンが主催するプロ向けテニスセンター内のショールームに設置された 8K テレビに、100 時間分のテニス中継をストリーミングするために設計されました。生成された信号は、消費者向けの Orange ブースにも配信されました。
アクションをキャプチャーするため、2 台の 8K TV カメラがフィリップ・シャトリエ・コートに設置されました。 ビデオ・フィードは、4 x 12 Gbps SDI リンクを介して本番エリア内の光学コンバーターに転送されます。そして、48 Gbps 光リンクに変換され、フランス・テレヴィジオンの構内に転送された後、SDI に変換され、デモで使用されている 3 つのエンコーダーを提供するビデオ・スイッチャーに送信されます。
トライアルのサポート、ベンチマーキング、冗長性の確保を目的として、このシステムにはいくつかのライブ・エンコーダーが使用されました。そのベンチマーク・エンコーダーの 1 つが、この 8K テレビ・プロジェクト向けに設計された HEVC エンコーダー (SVT-HEVC エンコーダー) プロトタイプのスケーラブル・ビデオ・テクノロジーでした。このエンコーダーは、インテル® Xeon® D プロセッサーに最適化された High Efficiency Video Coding (HEVC) 準拠のエンコーダー・ライブラリー・コアです。エンコーダーは、IP 入力を採用し、HTTP Live Streaming (HLS) 形式でライブ・アダプティブストリーミング出力を生成します。エンコーダーに使用されるサーバーは、デュアルインテル® Xeon® Platinum 8180 プロセッサーをベースとしていました。
2 つ目のライブ・エンコーダーは、Advantech 製の ハードウェアのエンコーダーで、HLS にパッケージ化されたライブ HEVC Main 10 を直接出力していました。3 つ目のライブ・エンコーダーは、TS を Harmonic VOS クラウドネイティブ・ソフトウェアに出力していた NEC Live 8K エンコーダーでした。
Harmonic VOS クラウドネイティブ・ソフトウェア
Harmonic の VOS クラウドネイティブ・ソフトウェアは、メディア処理チェーンを統合します。この場合、NEC エンコーダーによって外部で完了したライブ・エンコーディングの後です。 VOS クラウドネイティブ・ソフトウェアは、インジェスト、プレイアウト、グラフィック、トランスコーディング、暗号化、配信など、必要不可欠なメディア処理機能をすべて提供します。 VOS クラウドネイティブ・ソフトウェアを使用することで、放送局は、ソースを定義して、アセットをアップロードし、地域またはグローバルの配信ポリシーを設定するだけで、視聴者にコンテンツを提供できます。 5G ワイヤレス・ネットワークを介した 8K のフレンチ・オープン・テニス放送に使用されたソリューションは、Harmonic VOS 製品の未来のプロトタイプです。
クラウドでのメディア処理
デモ・プロジェクトでは、VOS クラウドネイティブ・ソフトウェアは、デュアル・インテル® Xeon® Gold 6152 CPU を搭載したハードウェア上で実行され、8K ライブ・フィードのライブ・パッケージングを提供して、Dynamic Adaptive Streaming over HTTP (DASH) フォーマットをサポートし、8K テレビへのストリーミング、ライブからのビデオ・オン・デマンド (VOD) 抽出 (キャッチアップ)、及び事後制作 8K コンテンツからの純粋な VOD 抽出を行いました。 DASH フィードはテレビ消費用にネットワークに直接送信されますが、デモの目標の 1 つは、まだ HDR や 8K 解像度をサポートしていない携帯機器にアダプティブ・ストリーミングを使用してコンテンツを提供することでした。キャッチアップ・コンテンツは、さらなるエンコーディングを行って、デモで携帯機器に最適なビデオ・ストリームを提供する VOD 資産となります。 VOS ソリューションは、このフィードを、8K ハイブリッド・ガンマ・ログ (HLG) シングル・ビットレート (SBR) から、テレビのハイダイナミックレンジ・バージョン 10 (HDR10) または携帯機器の標準ダイナミックレンジ (SDR) をサポートするアダプティブ・ビットレート (ABR) に変換します。 同じワークフローは、VOD 事後制作アセットにも適用されました。
ビデオ・ストリームは、ネットワークに到達した後、最終的に Orange が提供する 2 つの専用ベース・ステーションを通り、250Mbps 5G ワイヤレス・リンクを介して伝送されます。
通常、5G 信号は IP 接続のテレビでは終端しますが、デモでは、IP 接続のテレビは利用できませんでした。 次善策として、5G 接続されたインテル® Core™ i7 および Core™ i9 プロセッサーを基礎とした PC 2台を用いて、毎秒 60 フレームでのビデオ・ストリームを、VLC (DASH) および Spin Digital (HLS) プレーヤーを使用して、リアルタイムでデコードしました。 これらの PC は、4 本の HDMI 2.0 ケーブルで複数の 8K テレビに接続されていました。
動画アセット・ストレージの NVMe* 向けインテル® SSD データ・センター・ファミリー
このセットアップは、メザニン、キャッチアップ TV、VOD、その他のビデオ資産を管理するために、クラウド送出元サーバーに接続された、高性能・高容量のネットワーク・ストレージを必要としました。 インテルは、デュアル・インテル® Xeon® Gold 6152 サーバー・プロセッサーを搭載した 2 台のサーバー上に 96TB の Network Attached Storage (NAS) システムを作成しました。 このサーバーは、不揮発性メモリー・エクスプレス (NVMe) 向けインテル® SSD を特徴としていました。 NVMe 向けインテル® SSD は、秒あたりの入力 / 出力操作 (IOPS) 性能が非常に高速な、データ負荷の高いワークロードに合わせて設計されています。
ビット予算
デモ中、ライブのエンコードされたビットレートはビデオの場合は 85M/s であり、アダプティブ・ストリーミング用の VOS クラウドネイティブ・ソフトウェア使用のオフライン・エンコーディングは下表のように行われました。
まず、ABR 技術が、固定ビットレート (CBR) エンコーディング用の 65/3 M/s のネットワークの変化に適応できることを確認します。 Harmonic VOS クラウドネイティブ・ソフトウェアには、EyeQ* コンテンツ対応のエンコーディングが含まれています。 EyeQ は、エンコーディング・ビットレートをコンテンツの複雑性に適応させます。 これにより、CBR と比較して 50% の伝送帯域の削減が可能になります。これらの結果は、HEVC が 8K over 5G ストリーミングに有効な技術であることを示しています。