Multimediatechnik / Video

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1 Multimediatechnik / Video Codec-Standards DV, MPEG, H Codec-Standards und Videoformate Industrie-Standards zur Videocodierung ISO/IEC/DIN: MPEG, H264 Firmenstandards: DV, DVD, Bluray Proprietäre re Standards AVI (Windows) Quicktime / MOV (Apple) DIVX Allen Standards gemeinsam: Vielzahl von Funktionen nutzbar, Gelegentlich fehlerhafte und unvollständige ndige Implementierungen 2

2 JPEG Codec-Standards (Einzelbilder) DCT oder lossless (verlustfrei) TIFF Container, erlaubt verschiedene Codecs Z.B. LZW, unkomprimiert RGB/YUV TGA / PNG / BMP Meist unkomprimiert RGB24 3 Codec-Standards (Video) M-JPEG (M=Moving( M=Moving) Abfolge von JPEG-Bildern. Containerformat: AVI oder Quicktime (MOV) DV (DigitalVideo( DigitalVideo) Bandaufzeichnung + Übertragung per Firewire,, SD + HD, Format TS, AVI, MOV MPEG ( Moving Pictures Expert Group ) ISO/ITU Standards, viele Unterformate von Mobilformaten bis HD MPEG-1, MPEG-2, MPEG-4, MPEG4-AVC (=H.264) Video + Audio gesondert standardisiert (z.b. DVD, MP3) WindowsMedia Microsoft-Firmenstandard / SMPTE VC-1 1 / WMV / WMA Flash Video Adobe- Standard Standard : FLV-Container Container,, H.263, VP6, AVC/H.264 seit Flash Version 9.x auch als MP4 mit H.264 DivX / XVID MPEG4-basiert, aber im AVI-Container 4

3 Format-Wirrwar Problem: Datenkonvertierung beim Überspielen Verluste durch Re-Kompression Ziel im Studio: keine sichtbaren Verluste nach 7-fach7 fach-überspielung Nur geringe Kompression, hohe Bitraten/Datenmengen 5 Format-Auswahl Welches Format ist ideal? Keine eindeutige Antwort! PC: MPEG-2, MPEG-4 4 AVC/H.264, Flash Handy: MPEG-4 4 (MP4, 3GP) HDTV/Blueray: : H.264 (WindowsMedia( WindowsMedia?) Tendenz Richtung H.264 auch bei Flash, Mobil, HDTV 6

4 Codec-Standard DV Digital Video, erstes rein digitales Consumer-Video Kamera+Aufzeichnung auf Band Übertragung über FireWire (IEEE-1394) Prinzip M-JPEG,, 25 Mbits/s,, 720x576i, YUV 4:2:0 Dateiformat (Container) meist AVI oder Quicktime H-DV: High Definition auf Band, Disk, Memory 1280x720p (progressive) 1440x1080i (interlaced( interlaced) MPEG-2 - basiert 7 Codec-Standard MPEG ISO / ITU-Standards ab ca Moving Pictures Expert Group MPEG-1: Video-CD 352x288 Pixel, 1.1 MBits/s, Audio: MP3 MPEG-2: DVD, Digital TV (DVB) 720x576 Pixel, MBits/s, Interlaced,, auch HD MPEG-4: Internet, Mobil, HDTV alle Formate, 64 kbit/s MBit/s H.264 = MPEG-4 4 AVC, Part 10 8

5 MPEG-1 1 / MPEG-2 Prinzipielle Trennung Video, Audio, Multiplex Video oder Audio alleine = Elementar-Daten Gemischt: Multiplex Teil 1: Systems (Multiplex Audio+Video) Teil 2: Video (DCT-basierte Codierung) Teil 3: Audio (MP2 für f r DVD/DVB, MP3) 9 MPEG-4 4 / H.264 Teil 1: Systems (Multiplex Audio+Video) Teil 2: Video (Verschiedene Profile) Teil 3: Audio (AAC, ) Teil 10: Advanced Video Coding MPEG-4 4 AVC = H.264 Teil 14: MP4-Dateiformat 10

6 MPEG- Profile Profile Spezielle Ausprägungen/Teilformate 4:2:0 (Consumer( Consumer) ) oder 4:2:2 (Studio) Baseline Profile / Simple Profile: Mit/ohne Rückwärtsprädiktion (B-Frames) Multiplex: MPEG-2 2 Programmstrom (MPG) oder Transportstrom (TS) MPEG-4-Szenen: 2D/3D-Beschreibungen (kaum genutzt) Skalierbare / 3D-Video Video-Profile 11 MP4 und MPEG MP4 : File-Format Format!! Kurzform für f r den von der MPEG vorgesehenen Container für MPEG-4-Inhalte und wurde in ISO/IEC IEC und -14 (MPEG-4 4 Teil 12 und 14) standardisiert. MP4-File kann verschiedene Daten enthalten: MPEG-4, H.264, MPEG-2, MP3, AAC, AC-3,. DIVX: kein echtes MPEG4: MPEG-4 4 Video im AVI-Container, seit v7 auch.divx. [ ] 12

7 Elementardateien und Multiplex Elementar-Daten: Nur Video oder nur Audio Endungen m2v, m4v, mp3, wav Multiplex-Daten Video und Audio, Zeit/Sync (Timestamps), ggf. Zusatzinformation, Untertitel etc. Endungen mpg, vob,, mp4, avi, mov, 13 DVD Digital Versatile Disc (Digital Video Disc) Videoformat: MPEG-2, PAL oder NTSC (SD 720x576) Audioformat: MPEG oder Dolby AC-3 Multiplex: VOB,, spezielles MPEG-2-Format Zusatzinformationen: Menüs, Bonusmaterial, Untertitel, Multi-Angle, IFO-Files Files VIDEO_TS Ordner auf ISO/UDF Disk Einfach MPEG-2 2 File auf DVD brennen genügt gt nicht! 14

8 HD-Formate Quasi-Standard AVC/H.264 (ISO) Blue-ray Disc (BD): kommerzielle Filme AVC-HD: Aufnahmen (Kamera/Recorder) Speicherung: Festplatte, Speicherkarte, selten DVD 720p, 1080i, 1080p Kompression/Bitrate: Home 15 MBits/s Studio 100 MBits/s 15 Studio-Formate Viele Formate, kein Standard! Formate, Speichermedien, Übertragung, HDCAM: bis zu 4:4:4 YUV/RGB XDCAM-HD, AVC-100, DVCPRO-HD DVCAM: Profi-DV (50 Mbits/s HD 100 Mbits/s) SD: DigiBeta: : 720x576 MPEG2-IMX (I-Only( Only,, 50 Mbits/s).. HD: 720p oder 1080i? 16

9 Formate und Datenraten Auflösung und Bitrate 17 Schnittstellen / Kabel Analog-FBAS FBAS: Cinch Analog-Y/C Y/C: Mini-DIN Analog-Komponenten: Cinch Digital-HDMI HDMI: Consumer-HDTV SDI: Digitales Studio (ITU 601): BNC HD-SDI: 1.5 GBit/s IEEE 1394 (Firewire( Firewire): DV 18

10 Datenraten im Studio Zeigen Sie, dass 1080i/50 über einfaches HD-SDI übertragen werden kann, 1080p/50 jedoch nicht! 19 Zusammenfassung Codecs Vielzahl verschiedener Formate verfügbar Dateiformat + Video/Audio-Codierung getrennt Kein einheitlicher Standard (MPEG, H.264) Kennzahlen Auflösung, Bitrate, Bits/Pixel Fast alle Codecs sind verlustbehaftet! 20