Por Álvaro Llorente, Javier Guinea, David Jiménez, José Manuel Menéndez
La TDT en España
En España, la Televisión Digital Terrestre (TDT) proporciona una amplia cobertura que se extiende al 98% del territorio nacional [1], facilitando acceso público y gratuito a la población. Este alto nivel de cobertura posiciona a España entre los países de Europa con los índices más altos de uso y adopción de esta tecnología. Aunque las plataformas de streaming han incrementado su popularidad, la TDT continúa siendo esencial en el ámbito audiovisual al permitir que millones de personas disfruten de contenidos audiovisuales de muy alta calidad sin coste adicional por el pago de una suscripción a una línea de banda ancha.
La evolución de la TDT en España sigue siendo crucial para mantenerse al día con las expectativas cambiantes (y cada vez más exigentes) de los espectadores, y para seguir siendo una alternativa competitiva frente a las plataformas de streaming y televisión de pago. En febrero de 2024, todas las transmisiones de canales de televisión adoptaron la Alta Definición (HD, High Definition), provocando un cambio muy notable en el avance de la calidad audiovisual. Este significativo cambio en las emisiones de televisión no solo mejora la calidad visual percibida, sino que también facilita la integración de nuevas tecnologías y servicios, y la aparición incluso de canales de televisión en Ultra Alta Definición (UHD, Ultra High Definition) o 4K, con una experiencia visual más inmersiva y detallada [2].
Según lo referido anteriormente, a partir de febrero de 2024 todas las emisiones de televisión en la TDT en España son en HD, salvo el canal de televisión La 1 UHD que se transmite con resolución 4K. Según refleja el Plan Técnico Nacional de la Televisión Digital Terrestre, establecido por el Real Decreto 391/2019 (BOE nº151, del 25 de junio de 2019) [3], todos los canales de televisión cumplen con las mismas especificaciones técnicas: resolución de 1920×1080 píxeles, 25 imágenes por segundo en formato entrelazado y espacio de color siguiendo la recomendación ITU-R BT.709 [4]. Aunque para la compresión del vídeo se utiliza el estándar de codificación H.264/MPEG-4 AVC (Advanced Video Coding), la velocidad binaria con la que se emite cada uno de los canales de televisión no queda prefijada, si no que puede variar en función de la complejidad del contenido y las decisiones propias que apliquen cada uno de los radiodifusores, y esto afecta a la calidad con que se perciben los canales.
El estándar empleado en España para la transmisión de la TDT es DVB-T (Digital Video Broadcasting – Terrestrial), el cual también ha sido adoptado por más de 110 países de todo el mundo, entre los que se encuentran todos los Estados miembro de la Unión Europea. El estándar DVB-T utiliza la modulación COFDM (Coded Orthogonal Frequency Division Multiplexing), que no solo incrementa la robustez a interferencias y a ecos, sino que también posibilita transmitir múltiples canales de televisión y servicios dentro de una misma banda de frecuencia. Actualmente, la capacidad máxima de cada múltiple de TDT en España, haciendo uso del estándar DVB-T, es de 19,91 Mbps. Esta capacidad máxima se obtiene de utilizar un ancho de banda de 8 MHz (denominado múltiple), con configuración en modo 8K de FFT (Fast Fourier Transform), modulación 64-QAM (Quadrature Amplitude Modulation), intervalo de guarda de 1/4, y FEC (Forward Error Correction) de 2/3 [5]. La capacidad máxima de los múltiples se tiene que repartir entre todos los servicios y canales de televisión que formen parte cada uno de ellos.
En España, la TDT se compone de un total de siete múltiples nacionales principales: RGE1, RGE2, MPE1, MPE2, MPE3, MPE4 y MPE5. Además de estos múltiples nacionales, cada comunidad autónoma cuenta con un múltiple autonómico (múltiples MAUT), destinado a la emisión de canales locales o regionales. El Plan Técnico de la TDT en España establece las normas sobre la organización del espectro radioeléctrico y la gestión de los diferentes múltiples de TDT. Según este plan, cada múltiple tiene capacidad para transmitir un máximo de cuatro canales de televisión en HD. Actualmente, este principio se cumple, ya que todos los múltiples cuentan con cuatro canales HD, excepto el múltiples RGE2 que dispone de dos canales HD y un canal UHD. La siguiente figura muestra los diferentes canales de televisión HD en cada uno de los múltiples. Los datos del múltiple MAUT, así como los datos de canal y frecuencia corresponden con las emisiones de TDT en la comunidad de Madrid, lugar donde se ha llevado a cabo este estudio.
Nuestro estudio
Una vez detallado el estado actual de las emisiones de la TDT en España, cabe preguntarse con qué calidad percibida se están emitiendo los diferentes canales HD de televisión. ¿Es esta calidad suficiente para cumplir con las expectativas de los espectadores?
Para responder a estas preguntas se ha llevado a cabo un estudio que ha evaluado todo el contenido televisivo transmitido durante una semana completa (24 horas, 7 días de la semana desde el 10 al 17 de octubre de 2024), en los ocho múltiples recibidos en la Comunidad de Madrid. La recepción de la TDT y el procesamiento de los datos ha sido posible gracias al equipamiento profesional que tiene el Grupo de Aplicación de Telecomunicaciones Visuales en la Escuela Técnica Superior de Ingenieros de Telecomunicación de la Universidad Politécnica de Madrid, en Ciudad Universitaria.
El estudio realizado incluye datos de calidad subjetiva, percibida de forma personal por el usuario, velocidades binarias, nivel de complejidad de los contenidos y tipo de programa emitido en la parrilla de programación de cada uno de los canales de televisión. Debido a que la información proporcionada puede ser sensible, los resultados de calidad se presentan de manera anónima y aleatoria, tanto para los múltiples como para los canales de televisión dentro de cada uno de los múltiples.
Toda la información de este estudio se ha obtenido con la herramienta comercial de Video-MOS [6], una solución basada en inteligencia artificial que incluye un conjunto amplio de parámetros de señal audiovisual y de métricas de vídeo sin referencia utilizadas para la evaluación de la calidad de la experiencia (QoE, Quality of Experience), en contenidos audiovisuales en tiempo real, difundidos a través de diferentes plataformas y redes de comunicaciones, así como la detección y cuantificación de distorsiones típicas y específicas producidas a lo largo de toda la cadena audiovisual, desde la adquisición del contenido hasta la reproducción final en el dispositivo del usuario.
La herramienta Video-MOS ofrece la información de calidad con valores comprendidos en el rango numérico de 1 a 5 en escala de MOS (Mean Opinion Score), de acuerdo con la recomendación ITU-R BT.500 [7]: 1-Malo, 2-Mediocre, 3-Aceptable, 4-Bueno y 5-Excelente. Además del valor de MOS, la herramienta también ofrece información relacionada con la velocidad binaria del contenido, el cálculo de métricas de vídeo como la información espacial (SI, Spatial Information) e información temporal (TI, Temporal Information) y las etiquetas de la EPG (Electronic Program Guide), entre otros datos.
El análisis de las métricas de vídeo relacionadas con la información espacial e información temporal definidas en la recomendación ITU-T P.910 [8] permite determinar el nivel de complejidad del contenido audiovisual. Del mismo modo, el análisis de la EPG permite extraer el tipo de contenido del programa emitido en los diferentes canales de televisión, de acuerdo con la norma ETSI EN 300 468 [9] donde se definen las especificaciones de la EPG propia de la TDT en España.
La EPG en España: un caso pendiente
La normativa vigente en España subraya la importancia de etiquetar y describir correctamente los contenidos en las emisiones de TDT para garantizar el acceso a la información y fomentar la accesibilidad. La Ley General de la Comunicación Audiovisual (Ley 7/2010, modificada en 2022) [10], en su artículo 98, obliga a los operadores a cumplimentar adecuadamente los descriptores en las Guías Electrónicas de Programas, asegurando así que los receptores muestren información precisa sobre los contenidos emitidos. Sin embargo, como se observa en las gráficas analizadas, muchos radiodifusores no cumplen con estas obligaciones. Ni etiquetan ni describen, en muchas ocasiones, los contenidos. Este incumplimiento, considerado una infracción leve según el artículo 159 de la misma ley, afecta directamente la experiencia del usuario, dificultando el acceso a una información clara y estructurada sobre la programación.
Como se puede observar en las figuras, hay múltiples en los que no se etiqueta ni un 10% del contenido. En casi todos los múltiples la norma es no etiquetar, únicamente 3 de los 8 etiquetan más de la mitad de su programación. Tampoco se incluye descripción de los contenidos en una gran cantidad de programas, llegando a ser más de tres cuartas partes del contenido para dos múltiples enteros. La falta de etiquetado y descripción adecuada limita el acceso a una información completa sobre los contenidos, afectando la experiencia de los usuarios. Mejorar estos aspectos es fundamental para cumplir con los objetivos de accesibilidad y calidad en la TDT.
¿Con qué calidad se están emitiendo los canales de televisión en la TDT en España?
La calidad media de la TDT en España, medida en este estudio, teniendo en cuenta los ocho múltiples, es de 3.18. Este valor de MOS obtenido se sitúa por encima de 3, suponiendo una calidad aceptable en escala de MOS. Esta calidad media no es constante para todos los múltiples ni lo es entre los canales dentro de un mismo múltiple, si no que depende de muchos factores, algunos de los cuales se exploran a continuación.
Distribución de los valores medios de MOS de los programas de los distintos múltiples (anonimizados). Las cajas representan los valores de MOS desde el 25% al 75%. La línea en el centro de la caja es la mediana estadística, y las líneas que salen de la caja representan los valores máximos y mínimos de MOS excluyendo valores atípicos.
¿Con que velocidad binaria se están emitiendo los canales de televisión en la TDT en España?
La velocidad binaria no es constante a lo largo de una jornada. Depende de muchos factores, entre otros: la complejidad del contenido, el tipo de contenido que se retransmite y la velocidad binaria de los demás canales del múltiple. En muchas ocasiones, un canal dentro del múltiple tiene proporcionalmente más velocidad binaria que el resto, porque es más importante o porque emite contenidos más complejos (directos, deportes, etc.). La velocidad binaria media del vídeo de retransmisión en este estudio fue de 4.39 Mbps. Esto deja un margen de casi 600 Kbps con respecto a la velocidad binaria resultante de un reparto equitativo, a grandes números, entre los canales de un mismo múltiple. Esto se hace para tener espacio para imprevistos debido al reparto dinámico del ancho de banda, para los canales de audio, para los canales de radio y para la señalización de los diferentes canales dentro del múltiple.
Velocidades binarias según el múltiple y el canal (anonimizados). Puede observarse como para muchos múltiples hay canales con más velocidad binaria generalmente (Canal A en el múltiple A, por ejemplo), y hay canales para los que se reserva menor velocidad binaria constantemente (canales B en los múltiples C, F, G y H, por ejemplo). El múltiple RGE2 se ha omitido dado que es identificable al ser el único con dos canales.
¿Qué nivel de complejidad tienen los contenidos emitidos en los canales de televisión en la TDT en España? ¿Guarda relación con el tipo de contenido?
El reparto automatizado de la velocidad binaria dentro de un múltiple se realiza empleando multiplexación estadística, que codifica los contenidos con una velocidad binaria que depende de factores como la complejidad espacial, temporal y/o ajustes predefinidos por los propios radiodifusores. Observando los datos de este estudio se puede ver que la métrica más relacionada con la velocidad binaria es la complejidad temporal (con un índice de correlación de más del 0.7). La complejidad espacial, sin embargo, no se relaciona mucho con la velocidad binaria. Esto puede ser indicativo de que los codificadores son más eficientes considerando las diferencias entre píxeles dentro de un mismo fotograma que entre fotogramas consecutivos.
¿Guarda relación la complejidad con el tipo de contenido?
Como acaba de explicarse, la complejidad temporal es la variable más relacionada con la velocidad binaria asignada a un programa. Esta complejidad temporal depende del contenido que se retransmite, por lo que si hay canales que retransmiten muy a menudo contenidos más sencillos (dibujos animados, películas) dentro de un mismo múltiple, estos recibirán menos velocidad binaria de manera consistente. Viceversa, con contenidos más complejos (concursos o deportes, por ejemplo), más velocidad binaria.
¿Guarda relación la complejidad del contenido con el valor de MOS?
Se acaba de describir cómo la complejidad temporal es el indicador más potente a la hora de distribuir la velocidad binaria. ¿Es esta complejidad indicadora también de contenidos con un valor mejor o peor de MOS? A pesar de aumentar la velocidad binaria con la complejidad, los codificadores pueden no llegar a codificar con calidad adecuada y, por tanto, producir contenido con calidades subjetivas bajas cuando la complejidad es muy alta. Como muestra la siguiente figura, este es el caso. A mayor complejidad temporal, más cantidad de programas con valores de MOS inferiores a 3 (mediocres y malos) hay.
¿Guarda relación el valor de MOS con la velocidad binaria?
La velocidad binaria, como se ha explicado anteriormente, está íntimamente relacionada con la complejidad temporal del contenido emitido. Por tanto, al evaluar la relación entre calidad subjetiva y velocidad binaria, estamos evaluando de manera indirecta la relación entre calidad y complejidad. Por tanto, si se evalúa la relación entre la calidad y la velocidad binaria sin haber tenido esto en cuenta, se obtiene un resultado casi paradójico: a mayor velocidad binaria, peor calidad subjetiva. Si, en cambio, corregimos este análisis fijando la complejidad del contenido, obtenemos resultados mucho más intuitivos. La velocidad binaria y la calidad están relacionados como cabe esperar: para contenidos de complejidad equivalente, cuanta más velocidad binaria, más calidad.
Según los datos obtenidos de este estudio, la calidad con la que se están emitiendo los canales de televisión en la TDT en España ¿es suficiente para cumplir con las expectativas de los usuarios?
Para responder a esta pregunta, es interesante conocer lo que especifica la normativa europea: la norma EBU R.132 [11] establece el valor de 3 (aceptable, en escala de MOS), como el límite de calidad aceptado para contenidos HD en televisión. Utilizando este dato como valor umbral para determinar si la calidad es suficiente o no es suficiente para cumplir con las expectativas de los usuarios, muchos canales de la TDT española emiten más de un 30% de su contenido con calidades malas. En algunos casos extremos, más de la mitad de la programación de la parrilla se emite con calidades mediocres o malas.
La manera en la que se están emitiendo los canales HD, por tanto, no es adecuada desde el punto de vista de la calidad subjetiva de los usuarios. Ya se ha explicado que la relación entre velocidad binaria y calidad para una misma complejidad es directa: a más velocidad binaria, más calidad. Por tanto, la velocidad binaria disponible no es suficiente, no se está repartiendo de manera apropiada o ambas cosas, para la complejidad de los contenidos retransmitidos. Con la llegada de contenidos retransmitidos en 4K la complejidad se va a incrementar, por lo que el problema solo va a crecer. En este sentido, cabe preguntarse si el nuevo plan técnico de la TDT, en gestación en estos momentos, debería hacer referencia a resoluciones 4K exclusivamente al referirse a la evolución a UHD, o más bien debería hacer referencia evolucionar a señales según el estándar ITU-R BT.2100 [12], que habla de evolucionar a señales con alto rango dinámico (HDR – High Dynamic Range), color ampliado (WCG – Wide Color Gamut), alta tasa de refresco de cuadro (HFR – High Frame Rate), audio mejorado (NGA – Next Generation Audio) y resoluciones mayores, desde HD a 4K u 8K. Todo lo anterior es lo que trae de mejora la UHD, no sólo resolución. Realizando una migración a señales según la norma anterior facilitaríamos la evolución de cada radiodifusor progresivamente, mejoraríamos las características de la señal, y permitiríamos que la calidad percibida fuera mejorando con las nuevas generaciones de los codificadores, las inversiones progresivas en infraestructuras, y no obligaríamos a compresiones excesivas en múltiples que, en estos momentos, ya tienen dificultades para comprimir 4 canales.
El futuro de la TDT en España requiere una evolución tecnológica que garantice la calidad de las retransmisiones y se adapte a las demandas de los usuarios. Para alcanzar este objetivo, es imprescindible mejorar la asignación de la velocidad binaria, asegurando que sea suficiente para la complejidad creciente de los contenidos, especialmente con la expansión de emisiones en UHD. Además, se hace necesaria la adopción de estándares más avanzados, como DVB-T2, que permitirían incrementar la capacidad de los múltiples y facilitar la transmisión de contenidos con mayores requisitos de calidad. Junto a esto, la actualización de los estándares de codificación de vídeo sería clave para optimizar el uso del espectro y garantizar que la TDT continúe siendo una plataforma competitiva y atractiva para los espectadores.
Referencias:
[1] https://television.digital.gob.es/TelevisionDigital/TDT/Paginas/tdt.aspx
[3] https://www.boe.es/diario_boe/txt.php?id=BOE-A-2019-9513
[4] https://www.itu.int/dms_pubrec/itu-r/rec/bt/R-REC-BT.709-6-201506-I!!PDF-E.pdf
[5] https://www.etsi.org/deliver/etsi_en/300700_300799/300744/01.06.02_60/en_300744v010602p.pdf
[6] https://www.video-mos.com/
[7] https://www.itu.int/dms_pubrec/itu-r/rec/bt/R-REC-BT.500-15-202305-I!!PDF-E.pdf
[8] https://www.itu.int/rec/dologin_pub.asp?lang=e&id=T-REC-P.910-202310-I!!PDF-E&type=items
[9] https://www.etsi.org/deliver/etsi_en/300400_300499/300468/01.17.01_20/en_300468v011701a.pdf
[10] https://www.boe.es/buscar/pdf/2022/BOE-A-2022-11311-consolidado.pdf
[11] https://tech.ebu.ch/files/live/sites/tech/files/shared/r/r132.pdf
[12] https://www.itu.int/dms_pubrec/itu-r/rec/bt/R-REC-BT.2100-2-201807-I!!PDF-E.pdf
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