ディジタルシネマ劇場へのライブ配信 ODS 技術 ODS Live Streaming Technology to Digital Cinema Theaters 藤井竜也 Tatsuya FUJII 小野定康 Sadayasu ONO 白井大介 Daisuke SHIRAI 藤井哲郎 Tetsur

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1 ディジタルシネマ劇場へのライブ配信 ODS 技術 ODS Live Streaming Technology to Digital Cinema Theaters 藤井竜也 Tatsuya FUJII 小野定康 Sadayasu ONO 白井大介 Daisuke SHIRAI 藤井哲郎 Tetsuro FUJII 白川千洋 Kazuhiro SHIRAKAWA アブストラクト 筆者らは 高品質な画質を要求される分野での映像コンテンツの流通を目的として超高精細画像システムの研 究開発と その動画像アプリケーションとして 4K ディジタルシネマの開発を進めてきた 本稿では, その 4K ディジタル シネマのれい明期から検討を行ってきた劇場向けライブストリーミングの実現技術と, そのディジタルシネマ用プロジェク タとシネマ配信用の高速光ファイバネットワークによってコスト的にもそのビジネス性可能性を高めた新たな映像配信アプ リケーションである劇場向けライブ配信 ODS サービス について説明する キーワード ディジタルシネマ, ODS, 超高精細映像通信, 4 K 映像, LDGM が必要であるか否かという論点が焦点になっていた それを実際 1. は じ め に に検証する手段として筆者らがかねてから開発してきた超高精細 映像通信システム 3 5 によって ETC(Entertainment Tech- 筆者らは 水平走査線数 2,000 本以上の極めて高解像で大容 nology Center)/USC(University of Southern California) で 量である超高精細映像の超高速符号化処理システムと 1Gbit/s の比較上映実験が行われた この実験システムは圧縮符号化し 超級のネットワークを用いた映像通信システムの研究を進めてき た超高精細動画像データをビデオサーバから IP 伝送して こ 2 た 1 これは超高品質のディジタル映像メディアによって従来 れを受信したデコーダで JPEG 符号化によるリアルタ のフィルムをベースとしたアプリケーションを完全ディジタル化 イム伸張処理を行い 水平走査線数 2,160 本のディジタルプロ することで コンテンツ流通と利活用をネットワーク上で進展さ ジェクタで表示する この際 ビデオインタフェースで画質の せるのが目的であった 静止画像アプリケーションについては医 劣化を生じさせないように デコーダとプロジェクタ間もフル 療 博物美術アーカイブについてその有効性を示してきたが 動 ディジタル RGB4:4:4 のビデオ IF を設計して接続した 超高 画像についてはその代表的なアプリケーションとしてディジタル 精細映像の長時間再生を可能にすることで フィルムに対する シネマへの適用を進めた NTT 研究所が横 3,840 画素 水平走 ディジタルの優位性を可視化した最初のシステムである その 査線数 2,160 本の動画像配信システムを試作開発した 2001 年当 実験の結果 走査線数 2,000 本クラスの超高精細映像がフィル 時 シネマ業界では映画制作のディジタル化は既に進行しており ムの置換えを可能にすることが広く認知され 配給上映のディ 配給上映のフィルムからディジタルへの移行をいかに進めるかが ジタル化の機運が高まる結果となり ハリウッドを中心とした 課題となっていた つまり映画フィルムで得られてきた映像品質 ディジタルシネマを推進する NPO 団体 DCI(Digital Cinema をディジタルで実現する必要があり 特に HDTV 以上の解像度 Initiatives) LLC 7 による標準化 8 につながった DCI 規格 での映像フォーマットは 横方向を映画に合わせて若干延長し 藤井竜也 正員 日本電信電話株式会社 NTT 未来ねっと研究所 fujii.tatsuya@lab.ntt.co.jp 藤井哲郎 正員 フェロー 東京都市大学環境情報学部 fujii@tcu.ac.jp 小野定康 正員 フェロー 慶應義塾大学大学院 政策 メディア研究科 ono@dmc.keio.ac.jp 白川千洋 正員 シニア会員 日本電信電話株式会社 NTT 未来ねっと研究所 shirakawa.kazuhiro@lab.ntt.co.jp 白井大介 正員 日本電信電話株式会社 NTT 未来ねっと研究所 shirai.daisuke@lab.ntt.co.jp Tatsuya FUJII, Member (NTT Network Innovation Laboratories, Yokosuka-shi, Japan), Tetsuro FUJII, Fellow, Member (Department of Environmental and Information Studies,Tokyo City University, Yokohama-shi, Japan), Sadayasu ONO, Fellow, Member (Graduate School of Media and Governance, Keio University, Fujisawa-shi, Japan), Kazuhiro SHIRAKAWA, Senior Member (NTT Network Innovation Laboratories, Yokosuka-shi, Japan), Daisuke SHIRAI, Member (NTT Network Innovation Laboratories, Yokosuka-shi, Japan). 電子情報通信学会 基礎 境界ソサイエティ Fundamentals Review Vol.5 No.1 pp 年 7 月 c 電子情報通信学会 て 4,096 2,160 画素とし 解像度を横方向に数える映画業界 の流儀にならい 単に 4K と呼ばれるようになった 図1の ように 4K 映像は HDTV の4倍の画素数を有しているが フ レームレートはフィルムと同じ 24f/s を踏襲している 映像シ ステムと評価実験の詳細については 文献 9 を参照されたい 一方 ディジタルシネマシステムの研究開発 映画館での商用 実証実験と並行して検討してきたのが 劇場に向けた高精細映 像によるライブストリーミングアプリケーションである 従来 からパブリックビューイングと称して仮設のスクリーンや上映 設備を用いたスポーツ中継等が公民館 集会場でイベントとして 行われてきたが 臨時設備の設置費用やネットワークの仮設費 用の多さから収支を合わせることが難しく一過性のイベントに IEICE Fundamentals Review Vol.5 No.1

2 1 4 ODS Other Digital Stuff DCCJ 10 Online Digital Source 4K 2K(2,048 1,080pixel) 24f/s 2 ODS DCI.NTT 4K DCI. 4K 2,048 1,080 2K 7.1ch 16ch PCM JPEG DCI K MXF Material Exchange Format AES 128bit CBC. DCP Digital Cinema Package 300GByte. DCP RSA KDM Key Delivery Message. JPEG K. NTT 200Mbit/s 1Gbit/s DCP KDM. 4K pure cinema trial NTT Buena Vista International Warner Bros. Entertainment Sony Pictures Entertainment Paramount. HDD DCI (DCP) (KDM) IEICE Fundamentals Review Vol.5 No.1 81

3 3 4K Pure Cinema Trial 4 3. DCP QC DCP.. DCP. 3, D D 2K SONY 2K-3D 4K-2D 4K.DCI (SMPTE) 12 DC SMPTE 21DC HDD ODS. 5 DCI K.. HD 4K. 4K. 3. 4K 4K 1314 IP IP JPEG2000 4K IP LDGM(Low-Density Generator matrix Code)-FEC JPEG2000 4K 82 IEICE Fundamentals Review Vol.5 No.1

4 1 4K 6 4K 3. 1 JPEG2000 4K 7 JPEG2000 4K 4K 2K 60f/s 4:2:2 4K60P IP 12Gbit/s 1.2Gbit/s IP Linux/IA PC PCI-Express 4 JPEG2000 4K 4 JPEG2000 LDGM-FEC IP Linux/IA 4K 8 HD-SDI SMPTE 292 Single Link SMPTE 372M Dual Link 1 SMPTE 274M 372M DCDM-SDI 2K 4K UDP UDP FEC. FEC LDPC Low Density Parity Check LDPC IP LDGM: Low Density Generator Matrix) 8 LDGM FEC FEC LDPC LDGM MDS Maximum Distance Separable Reed-Solomon(RS) LDGM-FEC , Mbit/s FEC LDGM 2 IEICE Fundamentals Review Vol.5 No.1 83

5 11 9 igrid2005 K Mbit/s IP K ODS 10 K ms 4K30P 3 4% RS 14 LDGM-FEC K igrid K 18 NTT 4K 6 4K 15,000 IP NICT NICTNTT HD 4K 2021 HD. 4K JPEG2000 4K/2K JPEG 2000 IP 4K 12 TV 84 IEICE Fundamentals Review Vol.5 No.1

6 13 HD IP 4K HD ODS igrid 2005 UIC USCD HD 2 4K 4K/HD 22 JPEG2000 IP FlexCast IP 23 4K/HD CineGrid 24 Workshop ODS 4K 30f/s 60f/s TV 25 (URCF) K 60f/s HD 15 4K K ODS 16:9 GenLock JPEG2000 4K 27 TV NTT 4K PC/CAD 14 K IEICE Fundamentals Review Vol.5 No.1 85

7 H.264/AVC HD 4K 4K30P H.264/AVC 100Mbit/s 4K JPEG GbE K HD-SDI IP i-visto Gateway 28 4K HD(30P) IP 4K30P JPEG IP IP IP 4K 30f/s 6Gbit/s 4K 10Gbit/s IP 18 K K / IP K K 10GbE- JGNII 10GbE CESNET NORDUnet 21,000Km 6Gbit/s K 10Gbit/s 10GbE K 86 IEICE Fundamentals Review Vol.5 No.1

8 20 19 K 4. 2 ODS 2K(2,048 1,080 ) K 48f/s (3D) ODS 4K pure cinema 4. 1 HD ( ) 30 SD HDTV (TCA) TOHO NTT NTT 9 TCA 2007!! HDTV MPEG-2 45Mbit/s 300 1H 2H H.264/AVC MPEG HD ODS 3D HD 3D 2ch 7.1ch 2ch NTT 5.1ch HD ch MPEG/ALS. 5. 4K pure cinema ODS IEICE Fundamentals Review Vol.5 No.1 87

9 ODS 4K ODS ODS HD 3D-HD 4K 24f/s 30 60f/s HD HD-SDI 4 8 4K-ODS 4K-HD 24f/s 48f/s 60f/s 4K ODS 4K-ODS TV 4K 1 S. Ono, N. Ohta, and T. Aoyama, All-digital super high definition images, Signal Process., Image Commun., vol.4, pp , S. Ono and J. Suzuki, Perspective for super-highdefinition image systems, IEEE Commun., Mag., pp , June T. Fujii, M. Nomura, J. Suzuki, I. Furukawa, and S. Ono, Super high definition digital movie system, SPIE VCIP 99 vol. 3653, pp , Jan T. Fujii, M. Nomura, D. Shirai, T. Yamaguchi, T. Fujii, K. Hagimoto, and S. Ono, IP transmission system for digital cinema using 2048 scanning line resolution, IEEE GLOBECOM2002, pp , Nov ,,,,,, 800, D, vol.j88-d-i, no.2, pp , Feb., ISO/IEC , Information technology - JPEG2000 image coding system - Part 1: Core coding system, Digital Cinema Initiatives, 8 DCI, LLC Technology Committee, Digital cinema systems specification, Digital Cinema System Spec v1.pdf 9,,,, IE- ICE, Fundamentals Review, vol.3 no.2, pp.10-33, Oct , d- cinema 11,,,,,, 4K Pure Cinema, NTT,vol.18,no.4,pp.47-50, SMPTE, 13 M. Kitamura et al., A study on the correlation between QoE of 4K super high definition video streaming and QoS of network, in: Proceedings of 18th International Conference on Computer Communications and Networks, ,,, JPEG K, CS , pp.43-48, Oct Y. Tonomura, D. Shirai, T. Nakachi, T. Fujii, and H. Kiya, Layered low-density generator matrix codes for super high definition scalable video coding system, IE- ICE Trans. Fundamentals, vol.e92-a, no.3, pp , March ,,,,,, LDGM, A, vol.j93-a, no.3, pp , March igrid2005 International Grid 2005, org. 18 D. Shirai, T. Yamaguchi, T. Shimizu, T. Murooka, and T. Fujii, 4K SHD real-time video streaming system with JPEG 2000 parallel codec, Proc. IEEE APCCAS 2006, pp , Dec ,,,, 4K, NTT, Nov SONY SXRD, SXRD/ 21 JVC D-ILA, 22 D. Shirai, M. Kitamura, T. Fujii, A. Takahara, K. Kaneko, and N. Ohta, Multi-point 4K/2K layered video streaming for remote collaboration, Elsevier, Future Generation Computer Systems to be published. 23 T. Murooka, A. Nagoya, T. Miyazaki, H. Ochi, and Y. Nakamura, Network processor for high-speed network and quick programming, World Scientific Publishing, J. of Circuits, Syst., Comput., vol.16, no.1, Feb CineGrid, 25,,,,,,,, 2010, no.a-15-31, p.213, March URCF, 27 M. Kitamura, D. Shirai, K. Kaneko, T. Murooka, T. Sawabe, T. Fujii, and A. Takahara, Beyond 4K: 8K 60p live video streaming to multiple sites, Elsevier, Future Generation Computer Systems to be published. 28,,,, HDTV i-visto, NTT, pp.70-73, D. Shirai, T. Kawano, and T. Fujii, 6 Gbit/s uncompressed 4K video stream switching on a 10 GBit/s network IEEE ISPACS 2007, NTT,, , NTT,, , SIP IEICE Fundamentals Review Vol.5 No.1

10 NTT. NTT.. IEEE NTT... IEEE NTT. 1997NTT SFC.,.,, NTT. P IEICE Fundamentals Review Vol.5 No.1 89

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