Att införa ny teknik HDTV på TV4 E M I L Y N G

Transkript

1 Att införa ny teknik HDTV på TV4 E M I L Y N G Examensarbete Stockholm, Sverige 2006

2 Att införa ny teknik HDTV på TV4 E M I L Y N G Examensarbete i medieteknik om 20 poäng vid Programmet för medieteknik Kungliga Tekniska Högskolan år 2006 Handledare på CSC var Mårten Björkman Examinator var Nils Enlund TRITA-CSC-E 2006:136 ISRN-KTH/CSC/E--06/136--SE ISSN Kungliga tekniska högskolan Skolan för datavetenskap och kommunikation KTH CSC Stockholm URL:

3 Att införa ny teknik HDTV på TV4 Sammanfattning HDTV är ett hett ämne på TV-marknaden i Sverige och övriga Europa idag, inte minst för att det kommer introduceras i stor skala i och med fotbolls-vm i Tyskland i sommar, men som teknik är HDTV ingen nyhet och sändningar har förekommit i sin nuvarande form i till exempel USA och Japan sedan slutet av 1990-talet. Denna rapport har gjorts på uppdrag av TV4 för att kartlägga vilka tekniska anpassningar som krävs för att kunna starta upp HDTV-sändningar från TV4. I arbetet med rapporten har gjorts en omvärldsanalys, en genomgång av hur digital TV och HDTV fungerar på ett tekniskt plan samt ett praktiskt exempel i form av en studie av en fiktiv HDTV-kanal på TV4. Då den Svenska TV-marknaden har inväntat implementerandet av MPEG-4 som standardformat för HDTV har den stora begränsningen för TV4:s distributörer varit digitalboxar som hanterar detta format. Idag är det mest lämpat att sända HDTV via satellit eller kabel. Med grunden i den utredning jag har gjort finner jag det inte lämpligt för TV4 att idag 1 starta upp en tjänst som TV4 Film HD, detta baserat på att: det kostar närmare 10 miljoner kronor att tekniskt anpassa TV4 för en sådan tjänst efter fotbolls-vm kommer det att finnas runt HDTV boxar ute i samhället, det vill säga ett ganska tunt kundunderlag TV4 idag inte har något HDTV material eller rättigheterna att sända material i HD vilket också tar tid att förhandla fram Min rekommendation till TV4 är därför att starta upp en separat HDTV testverksamhet utanför det interna TV-systemet där man sänder enstaka serier, filmer eller sport vid ett par tillfällen i veckan alternativt ett par timmar per dag. Kort sagt kommer marknaden vara mer mogen för HDTV i alla aspekter om ett par år. 1 Datum för rapportens framläggande är den 19/ ii

4 To implement new techniques HDTV on TV4 Abstract Today HDTV is a hot topic on the TV-market in Sweden as well as in the rest of Europe, mainly because of its supposed grand scale introduction in conjunction with the 2006 World Cup in football in Germany this summer. As a technique HDTV is no novelty and has already been broadcasted since the late 1990:s in for example the US and Japan. This report has been executed by request of TV4 and the specific aim was to examine the technical adjustments needed to fulfil a HDTV service from TV4. The work done in this report has included an analysis on the world surrounding TV4 on the topic HDTV, a theoretical background to digital television and HDTV as well as a study on a fictional HDTV channel on TV4. Though the Swedish TV-market has long awaited the implementation of MPEG-4 as a standard for HDTV, the greatest limitation for the distributors of TV4 has been the lack of settop-boxes supporting MPEG-4. The best suited way to broadcast HDTV in Sweden today is by satellite or cable. Based on this report, I don t find it suitable for TV4 to implement a service like TV4 Film HD today 2 due to the fact that: it would cost TV4 approximately 10 million SEK just for the technical adjustments for such a service after the World Cup in football there will be about HDTV boxes in service, though probably fast accelerating, it is still quite a small amount of customers finally TV4 don t have any HD-material or rights to broadcast such material today, these material rights need to be negotiated which may take a while. Therefore my recommendation for TV4 would be to start up a separate HDTV test-service outside the internal TV-system, beginning with broadcast of chosen series, films or sport and other suitable events a couple of times a week or maybe a couple of hours a day. In other words, the market will be more HD-ready in all aspects in a couple of years. 2 This report was presented on the 19th of june 2006 iv

5 Förord Detta examensarbete markerar slutet för mina högskolestudier. Det har tagit mig drygt sju år att komma hit från starten på komvux, via ett år på Stockholms Universitet och studier i filmvetenskap tills jag började Civilingenjörsutbildningen i Medieteknik på KTH. I retrospektiv så har tiden rusat iväg. Jag vill tacka alla som har stöttat mig på olika sätt under den här tiden, min familj, mina vänner och framförallt Patrik och Lotta för deras generositet. Jag vill även tacka mina studiekamrater och alla nya vänner jag träffat under de här åren som har gjort studietiden till en mycket trivsam period. Givetvis vill jag rikta ett stort tack till min handledare på KTH, Mårten Björkman som har tagit sig tid för att handleda mig och framförallt till min handledare på TV4, David Österlund som har möjliggjort detta examensarbete, samt alla övriga anställda på TV4 som har ställt upp på mina otaliga intervjuer. Denna långa studietid går mot sitt slut men framtiden i High Definition är bara i sin linda... vi

6 vii

7 Innehållsförteckning 1 Inledning Bakgrund Uppdragsgivare Problemformulering Interna faktorer Externa faktorer Målgrupp Avgränsningar Metod Förundersökning Intervjuer Enkät Litteraturstudie Studie av en fiktiv HDTV-kanal Metodkritik Reliabilitet och validitet Digital-TV teknik... 9 Inledning Vad är TV? Digital färgkodning Digital Färgsampling Olika TV-format för SDTV och HDTV Bilduppritning Progressiv och Interlace För och nackdelar med Interlace respektive Progressiv uppritning TV-bildens upplösning Video komprimering enligt MPEG Varför komprimera? Komprimeringsförfaranden Spatial och temporal redundans hos MPEG GOP - Group Of Pictures Skalbarhet hos MPEG Olika Digitala videoformat samt dess användningsområden MPEG MPEG MPEG H.264 AVC Advanced Video Codec Windows Media Video 9 (WMV) Ljudkomprimering Olika ljudkomprimeringsformat och användningsområden inom MPEG Ljudkodning enligt Dolby Digital Komprimering i Stereo och Surroundljud Ljud för SDTV och HDTV Digital TV-sändning DVB MPEG transportströmmar MPEG paket och tidstämplar Program Clock Reference - PCR Program Specifik Information (PSI) eller metadata Multiplexering av transportströmmen Remultiplexering viii

8 3.5.7 Gränssnitt för överföring av digital video Olika videoformat och dess bandbredd vid TV-produktion Olika distributionsformer och dess begränsningar Vad innebär HDTV Krav för HDTV Skillnader mellan SDTV och HDTV sammanfattning Introduktion av ny teknik och omvärldsanalys Introduktion av nya tekniska innovationer i samhället Bakgrund till HDTV HDTV i Sverige idag HDTV i Sverige Imorgon HD-Ready skärmar samt HDTV boxar Införandet av konkurrerande tekniker sammanfattning TV4 Film HD Inledning TV4 Film Antagande för TV4 Film HD Interna faktorer Aktuellt medieflöde Kvalitetskontrollen (QC Quality Control) Sändningskedjan och programkontrollen Serverutrymme Kablage Avlämning till distributörer Referensinspelning Externa faktorer HD Ready TV:s Trender för utvecklingen av Set-Top-Boxar Produktion och teknik Medieinköp Distributörer sammanfattning Diskussion Sammanfattning Litteraturlista Ordlista ix

9 1 Inledning 1.1 Bakgrund Förkortningen HDTV står för High Definition Television och innebär TV med en högre upplösning och därav bättre kvalitet än den television som vi har idag - SDTV (Standard Definition Television). HDTV är framtidens TV-format och de stora TV-bolagen både i Sverige (SVT) och utomlands, framförallt i USA, siar om att all TV i framtiden kommer distribueras i HD. Troligtvis handlar det om samsändningar i både SDTV och HDTV till en början för att kunna garantera TV även till de som inte anammat den nya tekniken. Den dagen då alla TV-sändningar sker i HD kommer TV-signalen att kunna presenteras på en äldre TV med hjälp av digitalboxens analoga utgångar. HDTV har inte haft något direkt genomslag i Europa ännu men har funnits i USA och Japan sedan mitten av 90-talet. Här i Europa försökte man ta fram ett eget system vilket man dock misslyckades med och därför lades HDTV-utvecklingen på is en tid framåt. Nu har utvecklingen tagit fart igen och ett par kanaler har startats upp i Europa och fler väntas. Det största evenemanget som väntar framöver är Fotbolls-VM som produceras och distribueras i HD för de som är redo att sända. Idag sänder Canal+ som enda kanal HDTV i Sverige i form av kanalen CmoreHD, men man väntas starta upp flera kanaler. SVT och TV4 kommer som sagt att sända Fotbolls-VM i Tyskland i HDTV i en specialkanal i samarbete med Canal Digital. Sommarens Fotbolls-VM kommer alltså bli det första stora HDTV-evenemanget som kommer sändas i Sverige. Ytterst förenklat kan man säga att HDTV innebär två saker: en TV-bild med högre upplösning än SDTV som levereras med 5.1 ljud (flerkanalsljud) istället för stereo (två ljudkanaler). 3 Detta medför en TV-signal som kräver högre bandbredd gentemot traditionell SDTV. Vidare innebär detta att man för att kunna se på HDTV måste ha en platt-tv 4 med högre upplösning än vad de äldre tjock-tv modellerna har, samt en digitalbox som kan hantera den ökade bandbredden som HDTV kräver. Idag så ökar försäljningen av platta HD-ready TV-apparater kraftigt. Man räknar med en successiv ökning fram till 2008 då ett nytt svenskt försäljningsrekord i antalet sålda TVapparater spås med enheter, där i stort sett alla kommer vara platta, HD-ready apparater med inbyggda digitala tuners. 5 På marknaden för digitalboxar står man dock inför ett teknikskifte. I dagens digitalboxar finns det teknik för att ta emot en digital videoström i formatet MPEG-2 6, men i de boxar som väntas komma under våren-2006 kommer man kunna ta emot digital-tv i de mer kompakta formaten MPEG-4 eller WMV9 7. Dessa har en effektivare komprimeringsalgoritm vilket leder till att HDTV kan sändas med lägre bithastigheter, vilket medför ett mer ekonomiskt utnyttjande av bandbredd för TV sänd i marknätet eller via satellit såväl som i kabelnäten eller surround är ett ljudformat anpassat för hemmabio och består av 6 högtalare: vänster, höger, center, vänster bak, höger bak samt en lågfrekvenshögtalare (bas) 4 Med platt-tv avses LCD eller plasma-tv 5 Intervju med Bengt Ernstsson, Marknadsinformatör, HDTV-forum, Branschkansliet den 27/ Moving Pictures Exeperts Group ett organ som har tagit fram digitala videostandarder. 7 Windows Media Video version 9 1

10 1.2 Uppdragsgivare Detta examensarbete görs på uppdrag av och i samarbete med TV4. På TV4:s hemsida beskriver man kanalen som en kommersiell kvalitetskanal vars affärsidé bygger på att man ska vara den ledande och mest dynamiska utgivaren i Sverige av underhållning, nyheter, sport och samhällsjournalistik inom tv och andra medier. TV4 sänder till hela svenska folket via satellit och kabel sedan 1990 och via marknätet sedan Sedan 1999 sänder man digitalt och idag kan man även titta på TV4:s kanaler via bredband. I TV4:s organisation ingår TV4, TV4+, TV400, TV4 Film och TV4 Fakta samt 16 lokal-tv-stationer. Dessa kanaler kan tas emot antingen gratis eller som tillval i något av de paket som TV-distributörerna erbjuder. TV4:s flerkanalsstrategi har fallit väl ut och det dynamiska företaget satsar på att expandera ytterligare, bland annat genom ytterligare kanaler, Video-on-Demand (VoD) tjänster och Mobil-TV. TV4 har på 15 år gått från att vara en uppstickare till att på allvar utmana de stora kanalerna i Sverige, framförallt Sveriges Television. TV4 är Sveriges största kommersiella kanal. 8 TV4 har cirka 900 anställda och omsatte 2004 ungefär miljoner kronor. Under 2005 tvingades man till stora besparingar vilket bland annat innebar en stor minskning av antalet anställda. I resultaträkningen för 2005 uppgick omsättningen till cirka miljoner kronor och de sammanlagda besparingarna medförde att resultatet ökade från 30 till 190 miljoner kronor jämfört med året innan Problemformulering Syftet med denna uppsats är i stort att undersöka vad som krävs för att man ska kunna realisera HDTV-sändningar från TV4. Detta är en ganska bred problemformulering som blir mer överskådlig om man delar upp den i interna och externa faktorer som var för sig påverkar möjligheterna för HDTV Interna faktorer Detta innefattar framförallt det interna TV-systemet. Vilka tekniska anpassningar eller uppdateringar av utrustning krävs för att kunna sända HDTV i det befintliga systemet? Vilka olika alternativ, såväl kanalalternativ som sändningsalternativ, finns det att sända HDTV på för TV4? För att förstå vilka tekniska anpassningar som HDTV kräver är det viktigt att man först förstår hur SDTV fungerar. Sekundära frågeställningar blir således: hur fungerar SDTV och vad är skillnaderna mellan SDTV och HDTV? Årsredovisning TV4-Koncernen

11 1.3.2 Externa faktorer De externa faktorerna omfattar fyra områden som är direkt knutna till möjligheten för TV4 att starta sändningar i HD, dessa är framförallt belägna utanför eller i anslutning till TV4 och innefattar: - medieleverantörer, hur ser medieutbudet ut beträffande material i HD? - distributörer, hur redo är TV4:s distributörer att sända HDTV? - TV-marknaden, hur ser försäljningsprognosen ut för HD-ready TV:s de närmsta åren? - digitalboxar, hur ser utvecklingen ut på marknaden för digitalboxar och när kommer det finnas lämpliga boxar för HDTV tillgängliga? Rapporten ska kunna användas som ett bedömningsunderlag om/när man väljer att satsa på HDTV från TV4:s sida. Examensarbetet syftar även till att skapa förståelse för vart TV-marknaden befinner sig just nu och vart utvecklingen är på väg, samt att skapa förståelse för hur ett TV-system likt det på TV4 är uppbyggt och fungerar. 1.4 Målgrupp Målgruppen för detta examensarbete är framförallt dess uppdragsgivare TV4, men även andra intressenter inom TV-branschen. Rapporten kan givetvis även vara nyttig läsning för studerande på högskola eller universitet med inriktning på TV-teknik 1.5 Avgränsningar Denna uppsats kommer ej att avhandla den analoga televisionen då HDTV idag endast sänds digitalt. Det viktigaste är att man förstår de fundamentala grunderna för hur digital television fungerar och därav kan förstå de tekniska anpassningarna som HDTV kräver. Ljud- och bildkomprimering kommer inte förklaras rent tekniskt och matematiskt utan på ett mer förståelsemässigt sätt. Ytterligare avgränsning är att fokus har lagts på ett specifikt kanalförslag, nämligen en filmkanal i HD. 3

12 4

13 2 Metod De metoder som använts för att genomföra denna undersökning kan delas in som följer: förundersökning intervjuer enkätundersökning litteraturstudie studie av en fiktiv HDTV-kanal 2.1 Förundersökning Denna metod syftar dels till att skapa en övergripande bild av TV4:s organisation och interna TV-system och dels som en omvärldsanalys på det medielandskap som TV4 verkar i idag. Förundersökningen är framförallt baserad på intervjuer men innefattar även en enkät som gått ut till TV4:s distributörer Intervjuer Intervjuerna har använts för att undersöka både interna och externa faktorer som berör ämnet HDTV. På TV4 har intervjuer gjorts med ansvariga för inköp, distribution och systemtekniker/systemarkitekter. Utanför TV4 har intervjuer gjorts med personer med kännedom om utveckling och trender på TV- och digitalboxmarknaderna men även de olika medieleverantörerna har intervjuats om deras utbud och prissättning för material i HD. Intervjuerna har varit av kvalitativ karaktär med ett mindre antal öppna frågor individuellt anpassade till respektive intervjuperson och tillfälle och har många gånger tagit formen av en diskussion. Intervjumetoden som använts skulle kunna liknas med den fokuserade intervjun. Denna innehåller inget frågeformulär men har en ändå en viss struktur då den innehåller ett antal olika teman som ska täckas vid intervjutillfället. (Bell 2000) Det finns alltid en risk för skevhet i intervjusituationen i form av att intervjuaren kan påverka respondenten. Det är därför viktigt att man som intervjuare förhåller sig neutral till ämnet och respondentens svar och att man är medveten om att ens egen inställning till ämnet påverkar tolkningen av intervjusvaren. (Bell 2000) I den här rapporten har många av intervjuerna behandlat ämnen som inte är speciellt öppna för tolkning utan snarare är av en mer teknisk karaktär. En annan typ av skevhet som kan uppträda är då respondenten inte har full kunskap om intervjuområdet, denna skevhet kan aldrig helt uteslutas men har försökt minimerats genom att följa upp svaren med teoristudier Enkät Till TV4:s distributörer har det sänts ut en enkät med ett antal frågor om vilka tekniska möjligheter/begränsningar som respektive distributör har för att kunna distribuera HDTV. Enkäten utfördes via e-post vilket var ett val som gjordes för att det skulle bli för tidskrävande att intervjua alla distributörer personligen. Alla distributörer har fått samma frågor och detta för att kartlägga när de kommer att vara redo att distribuera HDTV hem till sina kunder. Enkäten består både av öppna frågor och alternativfrågor. 5

14 Vissa av TV4:s distributörer valde att ej medverka till enkäten då de ansåg uppgifterna som konkurrenskänsliga. Detta medförde ett bortfall på fyra enkäter av elva. En fördel med enkäten var att enkätsvar inkom från distributörer som distribuerar TV4:s kanaler med samma teknik som de distributörer som fanns med i bortfallet. Därav kunde vissa generaliseringar göras, dock ej hela enkäten. Enkätsvaren kommer inte att redovisas i sin helhet med hänvisning till distributörernas integritet och det faktum att uppgifterna är konkurrenskänsliga. De kommer däremot att fungera som ett generellt underlag beträffande frågan när distributörerna kommer att vara redo att distribuera HDTV och vad det i dagsläget är som förhindrar HDTV i deras respektive distributionsform. 2.2 Litteraturstudie Till den teoretiska delen av denna uppsats finns det ganska mycket litteratur att tillgå. HDTV bygger på samma teknik som SDTV och för att förstå vilka tekniska anpassningar som HDTV kräver är det viktigt att förstå hur SDTV fungerar i sin helhet och sedan kunna se var de stora skillnaderna ligger. Om digital-tv finns det ganska mycket litteratur, bland annat av digitalvideogurun John Watkinson. Vidare kommer skillnaderna mellan MPEG-2 och MPEG-4 undersökas samt hur ett digitalt TV-system fungerar från utsändning till mottagaren i hemmet. För att ytterligare förstå de tekniska anpassningarna som krävs är det viktigt att förstå skillnaderna mellan HDTV och SDTV. Om HDTV finns det en hel del artiklar skrivna, framförallt på EBU:s hemsida (European Broadcasting Union) 10. Viss forskning har även genomförts i samarbete mellan EBU och Sveriges Television genom Lars Haglund och även denna kommer att undersökas närmre. Tryckt litteratur om HDTV finns inte i lika stort omfång som litteratur om digital video, det finns dock en bok som kombinerar digital video med HDTV skriven av Charles Poynton med titeln Digital Video and HDTV, som troligtvis kommer att komma till nytta. Dessutom så finns det ett par rapporter om HDTV-teknik som har getts ut av teknikföretag inom TV-branschen. 2.3 Studie av en fiktiv HDTV-kanal Enligt överenskommelse med David Österlund på TV4 har bestämts att undersökningen ska innehålla en studie i form av ett kanalspecifikt exempel. I denna studie kommer det att undersökas vilka tekniska anpassningar som krävs för att starta upp en HDTV filmkanal i TV4:s befintliga system. Undersökningen kommer att omfatta vilka faktiska tekniska anpassningar (HD-apparatur, lagringsutrymme mm) som införandet av HDTV kräver samt ett ungefärligt kostnadsförslag utifrån studiens förutsättningar. Fördelen med att titta på en specifik kanal är att det underlättar arbetet med att ta fram ett förslag till lösning när man utgår från väl avgränsade villkor. Denna studie kommer sedan att kunna användas som underlag då man tittar på olika HDTV kanalalternativ genom att lägga till eller dra ifrån villkor, teknisk utrustning och sist men inte minst ekonomiska aspekter (13/6-2006) 6

15 2.4 Metodkritik Här avhandlas kritik av de metoder som valts för undersökningen samt även hur man har förhållit sig till begreppen reliabilitet och validitet i studien Reliabilitet och validitet Reliabilitet är synonymt med tillförlitlighet och är ett mått på i vilken utsträckning ett instrument eller tillvägagångssätt ger samma resultat vid olika tillfällen men under i övrigt lika omständigheter. Teknisk utrustning som varierar i sin funktionalitet och prestanda och på så vis påverkar resultatet är således inte tillförlitlig, inte heller en konkret fråga som ger upphov till olika svar vid olika intervjutillfällen är tillförlitlig (Bell 2000). Validitet eller giltighet i sin tur är ett mått på att de frågor som ställs verkligen mäter det som de är avsedda att mäta. När det handlar om en utredning eller projekt som inte syftar till att testa eller mäta något på ett strikt sätt så behöver man oftast inte fördjupa sig i validiteten. Det är dock viktigt att man kritiskt granskar de frågor man ställer och diskuterar dessa med någon utomstående eller kollega och låter dem granska frågorna (Bell 2000). Då de intervjuer som genomfört är av ganska teknisk karaktär varierar svaren på dessa givetvis beroende på vilken tidpunkt frågan är ställd. Skulle samma frågor ställas om ett halvår så skulle svaren skilja sig på grund av utvecklingen på den dynamiska TV-marknaden. På så vis skulle man kunna tolka reliabiliteten hos frågorna som låg, å andra sidan så är inte avsikten med intervjuerna att bekräfta att en specifik metod ger konstant tillförlitlighet vid tester utan avsikten har varit att undersöka var den tekniska utvecklingen på TV-marknaden befinner sig i ett visst läge. Denna marknad är dynamisk och således blir reliabiliteten låg hos intervjuresultat vid intervjuer som görs vid skilda tidpunkter. Intervjuerna har dock spelats in och transkriberats för att minska risken för feltolkningar av vad som diskuterats. För att säkra validiteten i undersökningen har två åtgärder tagits, dels har frågorna utformats för respektive intervju specifikt för den person som intervjuats och dennes arbetsuppgifter eller yrkesroll, dels har en person ansvarig för kontakter med TV4:s distributörer granskat distributörsenkäten samt kommit med synpunkter och förslag till förbättringar på densamma. I de fall som någon distributör inte helt och fullt kunnat tillgodogöra sig någon frågeformulering har denna fråga följts upp med en ny förtydligande följdfråga via e-post. En stor del av validiteten i denna rapport bygger på kontakter med relevanta personer med kunskap om HDTV i någon av de många aspekterna som berörs i undersökningen. Dessa kontakter har tillhandahållits av David Österlund på TV4 och har i vissa fall resulterat i vidare referenser till personer inom företaget med kunskap och information som har vart relevant för undersökningen. På detta sätt kan man säga att validiteten hos intervjupersonerna som rekommenderats har säkerställts då de resulterat i kontakter med personer med relevanta kunskaper för denna undersökning. Subjektiv kunskap kan dock aldrig anses som helt säkerställd varför teoretisk uppföljning av intervjuerna genomförts. HDTV är ett väldigt brett ämne i sig och innebär som kommer att visas att det finns åtskilliga alternativ att implementera det på, beroende på vad som ska sändas (sport, film, naturprogram), hur det ska sändas (kabel, marksänt, satellit eller IPTV 11 ) och vilket format 11 IPTV = Internet Protocol Television, det vill saga TV över bredbandet. 7

16 som väljs (upplösning och typ av bilduppritning). För att snäva av arbetet är det då bra att genomföra en väl avgränsad studie på ett kanalexempel som kommer visa på vilka förändringar som krävs utifrån vissa begränsande faktorer. Undersökningen kan senare användas för att dra vissa paralleller med liknande situationer. HDTV är en utveckling på TV-marknaden som är ytterst styrd av faktorerna teknik och ekonomi. Dessa faktorer är i sig väldigt föränderliga med tiden vilket medför att ett underlag, ekonomisk summering eller teknisk lösning som tas fram kanske inte är aktuell efter en viss tidsperiod. När det gäller just HDTV så är det framförallt den ekonomiska aspekten som är den mest dynamiska. Ny teknik innebär ofta en merkostnad vid introduktionen för att senare sjunka en aning. Detta innebär att det ekonomiska underlag som kommer tas fram i denna studie inte kommer att vara aktuellt om ett par år, även om den tekniska lösningen i sin helhet är det. 8

17 3 Digital-TV teknik Inledning I detta kapitel kommer det att redogöras för nödvändig teori för att kunna förstå grunderna för hur digital video, kompression och digitala TV-system fungerar. HDTV teknik bygger på SDTV både vad gäller format, färgkodning, komprimering och transport. Det är därför viktigt med förståelse om hur dagens TV-system fungerar. Vidare kommer det att redogöra för olika TV-format och upplösningar både för SDTV och HDTV för att sedan kunna beskriva de grundläggande skillnaderna mellan dem Vad är TV? TV består av en video- och en audiosignal där videosignalen består av en serie bilder, vanligtvis 25 bilder/s, som sänds från TV-distributör till hemmet via kabel, satellit, marknätet eller IP. Bilderna som presenteras successivt uppfattar vi som en kontinuerlig videoström. Varje bild i sig består av en matris av bildpunkter där varje bildpunkt har ett separat värde för de tre komponentfärgerna i synligt ljus RGB (Rött Grönt Blått) som representeras av ett spänningsvärde. På den analoga tiden sändes TV-signalen i etern som just analoga spänningsförändringar medan idag sänds TV-signalen som en digital bitström där varje spänningsvärde för respektive grundfärg representeras av ett antal bitar. Ju fler bitar man arbetar med, desto noggrannare kan färger presenteras på TV:n. Digital TV har således medfört möjligheten till ytterligare komprimering av TV-signalen i och med MPEG-kodning som förklaras i nästa kapitel Digital färgkodning Det som i dagligt tal kallas för vitt ljus eller synligt ljus är egentligen elektromagnetisk strålning inom det för ögat känsliga våglängdsintervallet nm. Det synliga spektrumet är ett kontinuerligt spektrum där alla färger presenteras från blått till rött (Johansson, Lundberg, Ryberg, 1998). När färg ska presenteras på en bildskärm eller TV presenteras den ofta som en sammansättning av rött, grönt och blått ljus eller RGB med ett visst antal bitar per färg. Detta innebär att varje pixel innehåller ett värde för respektive R, G och B med exempelvis 8 eller 10 bitar. Den färgrymd som kan återges på en bildskärm eller TV brukar presenteras i form av ett CIE diagram. Det är ett diagram som innehåller en tre-dimensionell RGB färgrymd projicerad på ett två dimensionellt X,Y diagram. Varje hörn i färgrymden representeras av antingen rött, grönt eller blått och i mitten vitt ljus. De färger som en TV kan visa brukar representeras av ett värde för grönt, rött och blått i kulörrymden vilka tillsammans bildar en triangel. Alla de färger som ryms i triangeln kan sedan presenteras på TV:n. I triangelns mitt får man ett värde för vitt ljus eller luminansen, Y, vilken består av en linjär sammansättning av RGB. (Watkinson 2001) 9

18 Figur 1: CIE färgrymd Inom digital-tv kan färg representeras i komponentform 12 som RGB, men då detta genererar en alltför stor mängd data presenteras det vanligtvis i form av en lumasignal och två färgdifferenssignaler, kroma, Y C b C r. Lumasignalen Y är densamma som en gammakorrigerad luminanssignal Y. Gammakorrektion innebär att man anpassar den av RGB linjärt sammansatta signalen så den bättre liknar ljuskänsligheten hos den mänskliga synen. (Poynton 2003) Lumasignalen Y bestämmer TV-bildens ljushet och beräknas genom en ickelinjär sammansättning av de gammakorrigerade färgkomponenterna R G B. Färg representeras av kroma signalerna C b C r som bildas genom att Y subtraheras från B respektive R. C b C r kallas därför färgdifferenssignaler. Ur den hopsatta luma och kroma signalen, Y C b C r kan sedan en RGB signal återskapas genom en matrismultiplikation i TV-mottagaren. (Poynton 2003) Luminanssignalens sammansättning skiljer sig dock mellan SDTV och HDTV, detta gör att värdena för Y C b C r för SDTV och HDTV skiljer sig åt och därför inte kan övervakas med samma utrustning. Skillnaden i luma och kroma ger en större CIE färgrrymd för HDTV, även om ökningen är marginell. 13 SDTV HDTV Y = 0,587G + 0,114B + 0,299R Y = 0,715G + 0,072B + 0,213R Cb = -0,587G + 0,886B - 0,299R Cb = -0,715G + 0,928B - 0,213R Cr = -0,587G - 0,114B + 0,701R Cr = - 0,715G -0,072B + 0,787R Tabell 1: Y C b C r sammansättning för SDTV och HDTV (Poynton 2003) 12 Komponent innebär att RGB eller Y C b C r sänds som separata signaler istället för komposit då färgsignalerna kombineras i samma signal. 13 Mailkorrespondens med Göran Mannerberg, fysikprofessor KTH, den 12/

19 3.1.3 Digital Färgsampling För att minska datamängden i TV-systemet vid produktion samt vid transmission så undersamplar man krominansen. Detta innebär att varje pixel innehåller ett värde för luminans medan kanske varannan pixel innehåller värden för krominans. Krominanssignalerna smetas vanligtvis ut över närliggande pixlar i TV-bilden vilket leder till att åskådaren mestadels uppfattar den som en jämn färgbild. (Poynton 2003) Notationen 4:4:4 innebär att Y C b C r representeras med lika många bitar/pixel, exempelvis 8 bitar/komponent/pixel i en 2x2 pixelmatris, vilket innebär 12 bytes. 4:4:4 genererar dock en alldeles för hög datamängd och används därför ej vid produktion eller transmission. (Poynton 2003) 4.2:2 betyder att varje pixel har full luminans men bara varannan har full krominans. Det innebär med andra ord att färgen har undersamplats med en faktor 2 horisontellt, det vill säga varje pixel innehåller en byte luminansinformation och en byte färginformation. Detta innebär en sammanlagd datamängd på 8 bytes för en 2x2 pixelmatris. 4.2:2 används vanligtvis vid studioproduktion och i TV-sändningskedjan. (Poynton 2003) Den digital-tv som tas emot i hemmen sänds i 4:2:0 vilket innebär full luminans i alla pixlar men att krominansen har undersamplats med en faktor två både horisontellt och vertikalt. Nu förekommer krominans med andra ord bara i varannan pixel på varannan rad. Detta generar en datamängd på 6 bytes per 2x2 pixelmatris och innebär alltså en komprimering till hälften från 4:4:4. (Poynton 2003) Vanligtvis så är förfarandet så att både HDTV och SDTV hanteras färgsamplat i 4:2:2 vid produktion och i sändningskedjan och 4:2:0 vid distribution till tittaren i hemmet Olika TV-format för SDTV och HDTV Vanligtvis brukar ett TV-format beskrivas utifrån antalet linjer TV-bilden består av, följt av det sätt på vilket bilden ritas upp på samt slutligen det antal helbilder/s videosignalen består av. Till exempel så innebär 576i25 en tv bild som består av 576 linjer och 25 bilder/s som presenteras som 50 delbilder genom Interlace uppritning. (Poynton 2003) Denna notation används även fortsättningsvis i denna rapport. 576i25 576i25 innebär att TV-bilden som levereras hem till tittaren har en upplösning i vertikal led på 576 linjer med 720 bildpunkter på varje linje. Det vill säga bilden har en upplösning på 720 x 576 (basen x höjden) om man använder sig av samma terminologi som inom datavärlden. Noteringen i beskriver det sätt på vilket bilden är uppritad och står för Interlace som på engelska betyder hopflätad. Detta innebär att varje bild är uppdelad i två delbilder där den första bilden innehåller alla linjer med ojämna nummer och den andra bilden innehåller alla linjer med jämna nummer.(poynton 2003) Varje helbild sänds således som två delbilder och till följd av att TV:n uppdateras i en takt som är snabbare än vad ögat kan varsebli så uppfattar vi bilden som enhetlig. 25i innebär att TV-signalen består av 25 bilder per sekund som sänds som 50 delbilder för att vara kompatibel med det svenska växelströmsfrekvensen på 50 Hz. Motsatsen till Interlace är progressiv uppritning som noteras p och innebär att varje bild ritas upp på vald display, linje för linje, uppifrån och ner.(poynton 2003) Ett utförligare kapitel om Interlace och progressiv uppritning följer längre fram i rapporten. 11

20 Andra format för SDTV är exempelvis 480i30, det vill säga 640 x 480 bildpunkter som presenteras som 60 delbilder, vilket används i USA och är anpassat till den Amerikanska växelströmsfrekvensen 60 Hz. SDTV kan antingen produceras i bildformaten 4:3 eller 16:9. HDTV existerar idag i de två formaten 1080i eller 720p. Båda formaten levererar en bild med bildförhållandet 16:9. Dessa bildformat är standard över hela världen och varierar endast i antalet bilder/s beroende på om det är Interlace eller progressiv eller på grund av variationer i växelströmmen världen över. I Sverige och Europa är följande format aktuella och standard: 1080i25 Detta formatet har en upplösning på 1920x1080 eller drygt 2 Megapixel, och visas med Interlace uppritning 50 delbilder/s, det vill säga sammanlagt 25 helbilder. 1080i som det kallas är ett format som tagits fram av Sony och är det vanligast förekommande formatet idag och används nästan uteslutande i USA och Japan. 1080i är ett bra format för till exempel biofilmer då det ger en bättre upplösning och bättre skärpa än 720p. Så fort det dock börjar röra på sig för mycket i bild så uppträder Interlaceartefakter. Objekt som rör sig i vertikal led i bilden smetas ut, detta blir tydligare vid HDTV på grund av ökad synvinkel och det faktum att ögat måste panorera med en högre hastighet för att ta in all bildinfo. (Poynton 2003) 720p50 Detta format används i mindre skala av vissa TV-bolag i USA, framförallt för sport och nyhetssändningar. 14 Det har en upplösning på 1280x720 eller 0,9 Megapixel och använder progressiv uppritning, alltså 50 successiva bilder. 720p är ett format som håller på att vinna stor mark i Europa där HDTV ännu inte riktigt slagit igenom.(poynton 2003) I Sverige är till exempel SVT stora förespråkare för 720p framförallt för att man slipper alla artefakter som Interlace medför. Fotbolls-VM kommer att sändas i detta format i Sverige. HDTV genererar i allmänhet en högre datamängd än SDTV till följd av den högre upplösningen. Det är dock ingen direkt skillnad på datamängden mellan 720p och 1080i formaten då 720p består av 50 bilder som är ungefär av samma storlek som 1080i:s 50 halvbilder. Men oavsett formatet så kräver större datormängder mer serverutrymme, mer processorkraft och medför även att HDTV data inte kan transporteras okomprimerat lika långa sträckor som SDTV Bilduppritning Progressiv och Interlace Det finns olika sätt att rita upp en TV-bild på, progressivt eller med radsprång, så kallad Interlace. Progressiv uppritning innebär att bilden ritas upp på skärmen från vänster till höger och uppifrån och ner, linje för linje. Denna typ av uppritning används framförallt hos dataskärmar och nyare TV-apparater. (Poynton 2003) Interlace innebär ursprungligen en slags analog komprimeringsteknik där TV-bilden presenteras i delbilder. I Sverige har vi en växelström på 50 Hz, det vill säga 50 cykler per sekund och därför arbetar TV:n ursprungligen också med en 50 Hz bildfrekvens för att undvika interferens från växlingarna i strömkällan. Men videosignalen innehåller endast 25 st helbilder och istället för att rita upp varje bild 2 gånger har man valt att dela upp bilderna i två

21 delbilder som består av jämna och ojämna linjer. Det vill säga första delbilden består av linje 1, 3, 5 osv. och nästa delbild av linje 2, 4, 6 osv. På så vis får man en analog komprimering med hälften.(watkinson 2001) I och med TV:ns efterlysning och det sätt på vilket vår perception fungerar så lägger vi ihop dessa halvbilder till en kontinuerlig serie rörliga bilder. Interlace används framförallt för traditionella SDTV sändningar men även i HDTV-formatet 1080i. Dagens nya platta TV-skärmar bygger inte på den gamla bildrörstekniken och därför är inte bildfrekvensen på 50 Hz lika viktig idag. (Poynton 2003) För och nackdelar med Interlace respektive Progressiv uppritning Progressiv uppritning har till fördel att den ger en jämnare kvalitetsupplevelse och innehåller inte de artefakter som en bild uppritad med Interlace medför. En progressivt uppritad videosignal är inte heller lika känslig för mycket rörelse i bilden som Interlace är. Dessutom är progressiv uppritning kvalitetseffektivt för att nå lägre bildhastigheter. Progressiv bilduppritning är att föredra vid programmaterial med mycket rörelse som till exempel fotboll och andra sportevenemang. 16 Då bilden ritas upp med Interlace kan ett fenomen som på engelska kallas för twitter uppstå. Detta märks som ett glimrande och gnistrande i fina detaljer och uppkommer på grund av att den vertikala detaljen är av samma storlek som uppritningslinjen. Twitter motverkas med hjälp av ett lågpass filtrerande anti-twitter filter.(poynton 2003) Interlace kan också generera vertikala rörelseartefakter och flimmer då någonting på bilden rör sig i vertikal led, till exempel bollen i en fotbollsmatch. Detta beror på att delbilderna inte är i fas. Två delbilder som ritas upp efter varandra kan ju komma från två olika bilder och om då objekten i bild har rört på sig en aning så hamnar delbilderna i otakt och flimmer uppstår. I de fall då objekt rör sig i samma hastighet som bilduppdateringen kan mycket information gå förlorad. (Poynton 2003) MPEG hanterar både progressiva och Interlace-bilder även om den sistnämnda inte är att rekommendera då den i sig är en kompressionsteknik. Kodningen i tidsled, det vill säga mellan bilderna, blir mer komplex eftersom en pixel i ett fält befinner sig i en annan position jämfört med samma pixel i nästa fält. Rörelsekompensation minskar men eliminerar inte skillnaderna mellan bilderna. 17 Interlace uppritning har dock till fördel att den genererar nästan dubbelt så stor spatial upplösning som progressiv uppritning vid samma datamängd. Det som drar ner upplösningen en aning är att bilden måste filtreras för att motverka twitter. Om man jämför en progressivt uppritad bild med en Interlace uppritad av samma storlek med samma åskådningsavstånd och vinkel så är uppritningslinjerna mindre synliga för den senare. Detta beror på att det går att använda en något bredare uppritningslinje vid Interlace då man ritar upp varannan linje i taget och risken för utsmetning mellan linjerna är mindre än vid progressiv uppritning. (Poynton 2003) Interlace ger en skarpare bild och är att rekommendera om man till exempel ska visa film med mycket statiskt innehåll. 16 Lars Haglund, SVT, föreläsningsanteckningar HDTV, KTH mars A Guide to MPEG, s. 5. Tektronix, 13

22 3.1.7 TV-bildens upplösning TV-bildens upplösning är det antal bildpunkter eller pixlar som ryms inom en TV-bild, det vill säga antalet pixlar/linje x antal linjer. SDTV brukar ibland definieras som ett system som omfattar mindre än ¾ Megapixlar. HDTV definieras på samma sätt som ett system som rymmer mer än ¾ Megapixlar. (Poynton 2003) Format Upplösning Megapixlar SDTV 576i 720 x HDTV 720p 1280 x i 1920 x ,07 Tabell 2: olika format samt deras upplösning För att få en bättre förståelse av storleksförhållandet mellan de olika TV-formaten kan de presenteras som i följande figur, inritade i samma bild. Figur 2: Förhållande i upplösning mellan SDTV och HDTV Det bör tilläggas att upplösning inte är samma sak som bildkvalitet. Bildkvaliteten beror på grundmaterialets kvalitet, videosignalens kvalitet, signalens upplösning och bithastighet, om det är progressiv/interlace uppritning samt kvaliteten på TV-displayen. Upplösning kan mätas som inom datorvärlden i antalet pixlar ett system kan visa, men tar inte hänsyn till vilka faktiska pixlar som går att särskilja på TV:n eller datorskärmen. Inom video är man intresserad av den upplösning som levereras till tittaren men även begränsningar i bandbredd vid upptagning, inspelning, processning och presentation. I video innebär upplösning max antal linjepar som kan visas på en TV-skärm. Detta är ett subjektivt kriterium som är relaterat till upplevd skärpa. (Poynton 2003) 14

23 3.2 Video komprimering enligt MPEG MPEG är en förkortning för Moving Pictures Experts Group, en organisation som skapades vid ISO (International Standards Organisation) för att fastställa standarder för komprimering och transmission av digitalt ljud och video. MPEG är ett asymmetriskt kodningssystem, detta innebär att kodningsförfarandet är mer komplext än avkodningsförfarandet. Kodningsapparaturen är anpassningsbar och följer olika algoritmer medan dekodern, digitalboxen i hemmet, är dum och utför endast bestämda operationer. Med andra ord så kan kodningsförfarandet vara unikt eller variera, så länge som dekodern klarar av att läsa dataströmmen. MPEG standarden säger med andra ord väldigt lite om kodarapparaturens funktioner och strukturer, så länge den producerar en dataström som känns igen av dekodern. (Watkinson 2004) Förutom ett komprimeringssystem så är MPEG en standardisering för protokoll och syntaxer som beskriver hur ljud- och videodata kan kombineras för att skapa en digital motsvarighet av ett TV-program. MPEG beskriver även hur flera TV-program kan transporteras simultant genom multiplexering, något som kommer att beskrivas utförligare längre fram.(watkinson 2004) Komprimering är inget nytt fenomen inom televisionen, redan den analoga TV-tekniken utnyttjade flera tekniker för komprimering så som radsprång (Interlace), färgdifferenskodning och komposit videosignal. Om man kombinerar dessa tekniker får man en komprimeringsfaktor på 6:1 jämfört med progressiv, komponent, RGB video. (Watkinson 2001) Varför komprimera? Komprimering innebär att man minskar datamängden för ett bestämt media och medför i idealfallet att man sänder samma information fast med en mindre datamängd. Det finns flera fördelar med komprimering, bland annat: komprimering förlänger speltiden för ett givet lagringsmedium komprimering tillåter miniatyrisering som medför samma speltid fast med mindre datamängd och därmed mindre datorkraft då mindre datorkapacitet krävs kan man skapa smidigare och mer flexibel utrustning att komprimering reducerar nödvändig bandbredd i transmissionssystem som exempelvis TV, vilket oftast leder till reducerad kostnad en komprimerad signal tillåter snabbare överföring än realtid för en bandbredd avsedd för en okomprimerad signal om det finns en given bandbredd så tillåter komprimering en bättre kvalitet i samma bandbredd (Watkinson 2004) 15

24 3.2.2 Komprimeringsförfaranden Två viktiga begrepp när man diskuterar komprimering är entropi och redundans. Om man till exempelvis tittar på en dataström innehållande en videosignal så består den av en serie successiva bilder med bildhastigheten 25 bilder/s. Entropin för denna ström motsvarar det faktiska innehållet som behövs för att återskapa videosignalen på ett korrekt sätt. All övrig data är redundant, det vill säga information som upprepas och inte är nödvändig för att exakt återskapa signalen. Nu införs ett tredje nyckelbegrepp signalens förutsägbarhet. Vanligtvis så finns det ett upprepningsmönster hos signalen som går att utnyttja vid komprimering. Om vi tar vår videosignal som exempel så vet man att en stor mängd information kommer vara densamma mellan successiva bilder. Alltså kan man utnyttja denna förutsägbarhet och endast skicka den successiva förändringen mellan bilderna istället för att sända varje bild i sin helhet. (Watkinson 2004) En ideell kodare separerar signalens entropi från dess redundanta data och sänder endast den förra till en lika ideell avkodare som återskapar signalen igen. Komprimering som bygger på denna princip är ickeförstörande, det går alltså att exakt återskapa signalen igen. Graden av komprimering då man utnyttjar entropi är 2:1.(Watkinson 2004) Verkligheten ser dock ut på ett annat sätt. En signal som endast innehåller entropi är extra känslig för störningar i transmissionskanalen, därför är det brukligt att man behåller en viss redundans i signalen. Dessutom kan transmissionskanalen i sig vara begränsad i bandbredd vilket leder till högre kompressionsgrad som då blir förstörande, det vill säga det går inte att exakt återskapa signalen igen.(watkinson 2004) 16

25 3.2.3 Spatial och temporal redundans hos MPEG I en videoström går det att hitta redundans inom en enstaka bild, vilket kallas spatial redundans, då flera pixlar i bilden har samma värde till exempel i ett stort område av en blå himmel. Temporal redundans existerar mellan successiva bilder, då samma pixel i olika bilder innehåller samma information.(watkinson 2004) Intra-kodning kallas kodning av rörliga bilder då man inte tar hänsyn till temporal redundans utan komprimerar en bild oberoende av övriga. Denna algoritm utnyttjar redundansen inom bilden för att minska datamängden. För att komprimera bilden ytterligare kan man inom MPEG använda sig av den så kallade Diskreta Cosinus Transformen, DCT, som uttryckt ytterst förenklat, delar upp bilden i block bestående av diskreta frekvensrepresentationer. De lägre frekvenserna placeras närmast det övre vänstra hörnet och de högre frekvenserna placeras i det lägre högra hörnet. Eftersom ögats känslighet är större för lågfrekventa skillnader än högfrekventa kan man filtrera bort de högre frekvenserna och på så sätt uppnå ytterligare komprimeringsgrad. Intra-kodade bilder benämns som I-bilder och är bilder som är kodade i sin helhet.(watkinson 2004) För temporal komprimering används inter-kodning vilket innebär en differenskodning mellan successiva bilder. Vid en bildhastighet på 25 bilder per sekund kommer ju oftast en stor del av informationen på de successiva bilderna vara densamma. Detta är ett effektivt sätt att öka kompressionsgraden ytterligare men det är heller inte helt problemfritt. (Watkinson 2004) Intrakodad bild Interkodning mellan bilder Figur 3: Intra- och interkodade bilder För att kunna hantera bilder med objekt som rör sig så utnyttjas rörelsekompensation (motion compensation). Rörelsekompensation innebär att kodaren innehåller en rörelseuppskattare som mäter rörelsens riktning och avstånd mellan successiva bilder och lagrar denna information i en rörelsevektor som sänds till dekodern. Dekodern tar emot vektorn och använder denna för att kunna flytta om data i en föregående bild så den mer liknar den nuvarande bilden. Även kodaren innehåller en dekoder som också använder rörelsevektorn lokalt för att skapa den förutspådda bilden. Denna bild subtraheras sen från den aktuella bilden för att på så sätt skapa en felkorrigeringsbild som sänds tillsammans med rörelsevektorn till dekodern. Bilddata som sänds som en rörelsevektor samt data för felkorrigering kallas för P-bilder (Predicted). P-bilder kan bara skapas utifrån data från föregående I-bilder och sänds som skillnaden mellan I-bild och aktuell bild (P). (Watkinson 2004) 17

26 Förutom I och P bilder finns det B-bilder (Bidirectional). B-bilder skapas genom data från både föregående och efterkommande bilder. (Watkinson 2004) I-bilder är som sagt intra-kodade och dekodern behöver ingen rörelseinformation för att kunna läsa dessa. De innehåller därför en relativt stor datamängd jämfört med övriga bildtyper. P-bilder innehåller ungefär halva datamängden och B-bilder en fjärdedels datamängd jämfört med I-bilder GOP - Group Of Pictures En I-bild tillsammans med alla mellanbilder som levereras fram till nästa I-bild kallas för en GOP (Group Of Pictures). En GOP har ingen speciell storlek utan kan variera efter ändamålet med videoströmmen. I en MPEG-2-ström som används för DVB (Digital Video Broadcast) börjar en GOP med en I-bild som följs av två B-bilder som i sin tur följs av en P-bild. B- och P-bilderna upprepas på liknande sätt tills nästa I-bild kommer vilket innebär att nästa GOP startar. Vid sändning överför vanligtvis I- och P-bilder först eftersom P-bilderna baseras på I- bilden och B-bilderna på både I- och P-bilder.(Watkinson 2004) Längden på en GOP brukar vanligtvis variera mellan 12 och 15 bilder för DVB. 19 I B B P B B I Figur 4: Bildstrukturen hos en GOP i MPEG Problemet med en lång GOP (Long GOP) är att en sådan videoström inte går att redigera utan att man tappar information. Gör man ett klipp mitt i en GOP så går det inte att skapa de fram eller bakåtpredikerade bilderna förran man kommer till nästa I-bild. Ett annat problem som kan uppstå är att då en Long GOP överlappar ett scenbyte sker det en sammansmältning mellan bilderna i de olika scenerna, just för att de inte börjar eller slutar med en I-bild. Media som levereras till en TV-kanal levereras därför ofta på band i formaten Digital Betacam eller Betacam SP som endast innehåller bilder som är spatialt kodade, det vill säga endast innehåller I-bilder och därför tillåter redigering utan bildbortfall. (Watkinson 2004) Graden av komprimering för dessa är som nämnts innan 2:1. När tittaren i hemmet byter kanal på sin STB (set top box, digitalbox) får han oftast vänta en halv sekund innan kanalen presenteras på TV:n. Detta beror på att STB:n först måste leta rätt på den valda kanalen, sen börja avkodningen från den första I-bilden som levereras. 20 Således är korta GOP att föredra före långa. En fördel med de senare är dock en förbättrad komprimeringsgrad eftersom P- och B-bilder typiskt tar mindre plats än I-bilder. 18 A Guide to MPEG, s. 14. Tektronix, 19 A Guide to MPEG, s. 15. Tektronix, 20 A Guide to MPEG, s. 14. Tektronix, 18