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Die digitale Videokommpression Teil 1 Drucken
Kompression bedeutet weniger Bandbreite zur Übertragung eines Videosignals und verringert so den Speicherplatzbedarf auf Disk oder Band = geringere Kosten für den Anwender.
Obwohl die Speicherplatzkosten weiter kontinuierlich sinken, wird auch in Zukunft die Kompressionstechnik einen sehr wichtigen Bestandteil ausmachen.
Deshalb stellen wir Ihnen hier einen Artikel bereit der Ihnen die Basis vermitteln soll.

Kurz gesagt bringt Kompression:
Mehr Information über eine bestehende Leitung in kürzerer Zeit zu übertragen oder weniger Speicherplatz auf einer Festplatte oder Band zu benötigen.
Ein unkomprimiertes Videosignal besitzt eine Datenrate von 270 Mbit/sec die durch die Kompression auf einen Wert unterhalb von 270 Mbit/sec verringern soll.

Dabei gibt es drei wesentliche Bestandteile des Bildes:

  • redundantes Element: Also alle Informationsteile, die mehrfach wiederholt werden (und das sind viele Informationsteile die normalerweise doppelt vorkommen).
    Also Räumlich (oder zeitlich) benachbarte Bildpunkte die ähnlichen oder identischen Informationsgehalt besitzen.
  • irrelevantes Element: Unser Auge kann bestimmte Bildinformationen nicht erkennen und würden dem Auge nicht auffallen wenn sie nach der Komprimierung nicht mehr vorhanden sind (z.B. Bildfehler). Dieses Element ist aber sehr subjektiv da der eine es als irrelevant einstuft und der nächste als wichtig.
  • Kern Element: Der wesentliche Teil der verbleiben soll, da dieser weder redundant oder irrelevant ist.

Die Schwierigkeit für die Software ist den Unterschied zwischen diesen drei Teilen zu erkennen, denn die Grenzen verschwimmen dabei häufig. Dabei spielt die Leistungsfähigkeit und natürlich das eingesetzte Analyseverfahren eine entscheidende Rolle. Die nötige Rechenleistung und teilweise die notwendige Realtime Fähigkeit entscheiden über die wirtschaftliche Effizienz. Durch die begrenzten Möglichkeiten entstehen bei hoher Komprimierung daher häufig auch Verluste des Kern-Elements, das sich natürlich negativ auf das Bild auswirkt.

Der Anteil von Redundanz und Irrelevanz ist abhängig von der Komplexität der aufgenommenen Bildszene. So ergibt sich z.B. ein hoher Redundanzanteil bei einem Nachrichtensprecher vor einer einfärbigen Wand, währen im Gegensatz dazu so gut wie keine bei einem Schwenk durch einen Laubwald ergeben. Während im ersten Fall eine sehr gute konstante Komprimierung erreicht werden kann, sind im Laubwald starke Grenzen gesetzt.

Eine variabler Datenrate kann dabei nicht sehr effizient bei Realtime Systemen (z.B. Videoschnitt) eingesetzt werden, deshalb wird derzeit meist eine feste Komprimierung verwendet – aber auch Bandmaschinen profitieren davon, denn hier entstehen Schwierigkeiten bei einer variablen Aufzeichnung.

Der Anteil der wesentlichen Information variiert im Videosignal zeitlich je nach Komplexität der Szene und macht so einen Verlust wesentlicher Bildinformation unvermeidlich.
Die Kompressionsverfahren arbeiten meist mit Vollbildern, indem sie beide Halbbilder als ein einziges Bild betrachten. Der zeitliche Versatz zwischen der Halbbildern wirkt sich aber leider nachteilig auf die Stärke der Komprimierung aus, da redundante Elemente nicht mehr so gut erkannt werden können.

Die schwierigste Aufgabe besteht bei analogen Bändern die durch Ihr Bildrauschen ein sehr komplexes Material dem Kompressor vorspielen, da das Rauschen ein Zufallssignal ist. Um die negative Einwirkung von Bildrauschen zu mindern, werden aber sehr viele Tricks angewandt. So arbeiten alle Kompressionsverfahren mit Komponentensignalen um Cross-Color- und Cross-Luminanz Störungen zu unterdrücken.

Für Fragen, welches Produkt die besten Ergebnisse liefert, stehen wir gerne zur Verfügung.

 
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