Ajout de la compression à SMPTE 2110

30.01.18 15:31 Par Nils Finger

SMPTE 2110 Professional Media over IP Infrastructure avec
ajout de -22 pour l'essence vidéo compressée

Les standards SMPTE ST 2110 relatifs aux médias professionnels sur les infrastructures IP sont un élément majeur de l'évolution du secteur vers des infrastructures basées sur l'IP. Cette série de normes spécifie le transport, la synchronisation et la description de flux de données vidéo, audio et auxiliaires séparés sur IP pour la production live , la diffusion et d'autres applications de médias professionnels. En ajoutant des timestamps, tous les éléments peuvent être acheminés séparément et rassemblés à n'importe quel point d'extrémité. Cette séparation synchronisée des flux, par opposition à SMPTE ST 2022, simplifie le processus d'ajout de métadonnées telles que les sous-titres, le télétexte, les codes temporels et le montage vidéo simplifié, ainsi que des tâches telles que le traitement de plusieurs langues et types d'audio. En ajoutant des timestamps, tous les éléments peuvent être acheminés séparément et rassemblés à n'importe quel point d'extrémité. 

Aujourd'hui, la suite standard est adoptée par l'industrie et nombreux sont ceux qui proposent des équipements et des solutions basés sur la norme SMPTE ST 2110. Pour connaître les fournisseurs qui proposent des produits ST2110, consultez par exemple les membres de l'Alliance AIMS.


Afin d'éclairer toutes les parties de la suite, nous les avons fait figurer et expliquées dans ce qui suit :

Partie 10 - Calendrier et définitions du système

Le ST 2059 (PTP) est utilisé pour distribuer l'heure et la base de temps à chaque appareil du système en donnant des horodatages aux différents flux. Il spécifie les différentes horloges du système et la manière dont les horodatages RTP sont calculés pour les signaux vidéo, audio et ANC. Cela permet à chaque flux de composants - audio, vidéo, métadonnées - d'être synchronisés entre eux, tout en restant des flux indépendants.


Partie 20 - Vidéo active non compressée

Cette norme spécifie le transport en temps réel, basé sur le RTP, d'une essence vidéo active non compressée sur les IP réseaux. Une méthode de signalisation basée sur le SDP est définie pour les métadonnées techniques d'image nécessaires à la réception et à l'interprétation du flux.

Il supporte des résolutions allant jusqu'à 32k x 32k, couvrant ainsi bien les formats UHD actuellement en vogue, les espaces colorimétriques Y'Cb'Cr', RGB, XYZ et I'Ct'Cp', le contenu HDR et HFR, 4:2:2/10, 4:2:2/12, 4:4:4/16, et plus encore.


Partie 21 - Modélisation du trafic et calendrier de diffusion de la vidéo

La partie 21 définit un modèle de synchronisation pour les flux RTP vidéo SMPTE 2110-10 tels que mesurés à la sortie de l'émetteur RTP, et définit les paramètres SDP de l'émetteur utilisés pour signaler les propriétés de synchronisation de ces flux.


Partie 22 - Vidéo compressée

Avec la partie 22, le SMPTE 2110 définit spécifiquement et officiellement un moyen normalisé de transporter de la vidéo compressée sur IP des workflows utilisant, dans la plupart des cas, la compression légère à faible latence JPEG XS (voir TicoXS). La payload RTP IETF de JPEG XS est entièrement définie et le Video Services Forum (VSF) a mis à disposition une recommandation technique pour SMPTE 2110-22 (plus d'informations ici)


workflows L'utilisation de la vidéo compressée dans le ST 2110 renforce les avantages existants du passage à IP - flexibilité, évolutivité, accessibilité illimitée - en permettant aux utilisateurs de transporter des vidéos à large bande passante comme la HD, la 4K et la 8K sur des réseaux COTS économiques 1GbE/10GbE. 


L'utilisation du codec innovant intoPIX TicoXS à très faible latence et qualité sans perte fait de la compression une solution solide et durable pour créer une production rentable, efficace en termes de bande passante et de haute qualité live workflows sur le réseau local, sur le réseau étendu ou sur le réseau cloud avec les capacités de JPEG XS. Elle n'est en aucun cas inférieure à la vidéo non compressée, que ce soit en termes de qualité ou de latence. Elle est simplement meilleure en termes de bande passante car elle permet de (ré)utiliser des équipements COTS, des câbles et des réseaux existants tels que 1GbE, 10GbE pour gérer des flux multiples en HD, 4K et 8K avec une bande passante plus abordable.


Notez qued'autres compressions à débit constant et faible latence telles que TICO (SMPTE RDD35 ) ou TicoXS FIP (Flawless Imaging) peuvent également être utilisées .


Partie 30 - Audio numérique MIC

La norme ST 2110-30 ne traite que du transport en temps réel, basé sur le protocole RTP, de flux audio numériques MIC sur les IP réseaux. Une méthode de signalisation basée sur la MDP est définie pour les métadonnées nécessaires à la réception et à l'interprétation du flux. Les signaux audio numériques non MIC, qui comprennent l'audio compressé, ne sont pas couverts par cette norme.

Partie 31 - AES3 transport transparent

La partie 31 peut traiter les données audio non MIC. Dans cette partie, le transport en temps réel, basé sur le RTP, des signaux AES3 sur les IP réseaux, référencés à une horloge de référence du réseau, est spécifié. Comme pour l'AES3, le signal audio est toujours stéréo.

Partie 40 - SMPTE ST 291-1 données auxiliaires

2110-40 explique comment utiliser la RFC 8331 de l'IETF avec la 2110, pour envelopper génériquement des éléments de données auxiliaires dans IPdes paquets de données auxiliaires (ANC) SMPTE ST 291-1 liés à des flux vidéo numériques sur les IP réseaux. Il permet ainsi le routage de l'audio et du VANC. 


À propos SMPTEde :

Depuis plus d'un siècle, les membres de la Society of Motion Picture and Television Engineers® (SMPTE®, prononcer "simp-tee") ont mis au point les détails de nombreuses avancées significatives dans le domaine des médias et des technologies de divertissement, de l'introduction des "talkies" et de la télévision couleur à la télévision HD et UHD (4K, 8K). Depuis sa fondation en 1916, la société a reçu un Oscar® et plusieurs Emmy® Awards pour son travail de promotion de l'ingénierie de l'image animée dans l'industrie. SMPTE a élaboré des milliers de normes, de pratiques recommandées et de directives d'ingénierie, dont plus de 800 sont en vigueur aujourd'hui.


Pour plus d'informations, consultez le site https://www.smpte.org.

Ajout de la compression mezzanine JPEG-XS sur la ST 2110-22

intoPIX a publié un codeur et un décodeur IP-cores pour FPGA et des solutions logicielles accélérées fonctionnant sur des GPU Nvidia et des CPU x86-64 Intel ou AMD :

  1. TicoXS IP-cores - avec une gamme complète offrant une capacité de 8, 10, 12 bits, un échantillonnage de couleur 4:2:2 et 4:4:4, HD, 4K, 8K jusqu'à 60fps ou 120fps. Grâce à leur très faible encombrement, les processeurs d'encodage et de décodage TicoXS IP s'adaptent aux plus petits FPGA Intel, Xilinx ou Lattice, ne nécessitant aucune mémoire supplémentaire et permettant une mise à niveau du firmware des systèmes existants basés sur FPGA. Voir également nos modulescomplémentaires IPX-RTP-XS IP-cores pour 2110-22.
  1. Fast TicoXS SDKs - qui codent et décodent HD, 4K ou 8K sur Intel et AMD x86-64 ou ARM 64 CPU processeurs et sur Nvidia GPU.

MISE À JOUR: intoPIX a également publié un dissecteur WiresharkSMPTE 2110-22 disponible ici pour analyser et vérifier vos flux SMPTE 2110-22.

 Contenus associés

intoPIX propose une gamme complète d'encodeurs et de décodeurs JPEG XS comme FPGA IP -cores prenant en charge les formats HD, 4K et même 8K, 422, 444 et HDR. 

FastTICOXS CPU & GPU SDKs sont parfaits pour tous les professionnels qui cherchent à déployer le nouvel encodage sans perte et à très faible latence JPEG XS sur l'ensemble de leur infrastructure et workflows.


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