Videofilmen, Workshop

H.264 oder was?

Generell unterscheidet man CoDec-Verfahren, die jedes Bild eines Videos einzeln verarbeiten wie DV und MJPG und solche, die nur die Veränderung von einem Bild zum nächsten speichern wie MPEG-2 oder DivX. Die einzeln gespeicherten Bilder sind natürlich leichter zu schneiden, da ein problemloser Zugriff direkt auf jedes einzelne Bild im Video möglich ist. Bei MPEG-2 oder DivX ist das viel komplizierter, denn hier muss beim Schneiden jedes Mal bis zum letzten sogenannten I-Frame zurückgerechnet werden um den Bildinhalt auszulesen. I-Frames sind direkt vom Originalbild berechnet und werden in bestimmten Abständen als Referenzbild in den Datenstrom eingefügt. Von diesem aus werden dann wieder die Veränderungen der Folgebilder berechnet. Ein I-Frame wird bei MPEG-2 typischerweise nach jedem 15-ten Bild eingefügt.

Je nach Anwendung werden verschiedene CoDecs verwendet. Als aktiver Videofi lmer wollen Sie natürlich eine gute Bildqualität und präzise Schnittmöglichkeiten. In Verbindung mit der hohen Speicherkapazität von (DV-)Videokassetten hat sich der DV-CoDec auf breiter Front etabliert. Mit einem Kompressionsfaktor von 1:5 bleibt die Originalqualität weitestgehend erhalten und die Aufnahmekapazität entspricht den praktischen Anforderungen. Doch schon beim Archivieren der Filme macht sich die hohe Datenmenge (3,6 MByte pro Sekunde) negativ bemerkbar: Auf einen DVD-Rohling würden nur etwa 20 Minuten DV-Video passen. Dank der hohen Prozessorleistung heutiger PCs oder anderer Schnittsysteme ist eine Umwandlung z.B. in MPEG-2 dann oft die beste Lösung.

Neue Camcorder, die direkt auf Disc oder gar in einen Speicherchip aufnehmen sind auf eine Platz sparende Kompression der Daten angewiesen. Ebenso verhält es sich bei der Übertragung digitaler Videos über Internet oder überhaupt in Netzwerken und natürlich bei der Archivierung. Die sich teilweise widersprechenden Anforderungen nach bestmöglicher Qualität (z.B. Videoediting oder Broadcast) und gerinstmöglicher Datenrate (z.B. Internet-Telefonie oder Streaming-Video) verlangen nach einem höchst effi zienten CoDec. Nun sind wir beim H.264, auch als MPEG-4, Part-10 bekannt. Im Grundsatz handelt es sich hierbei um einen CoDec, der die Bildveränderungen und nicht nur Einzelbilder auswertet. Durch optimierte Algorithmen ist es gelungen, die Datenmenge bei vergleichbarer Bildqualität wesentlich kleiner als bei MPEG-2 zu machen. Beispielsweise kann dieser CoDec wesentlich besser zwischen großen oder ähnlichen Bildbestandteilen und Details unterscheiden und die Bewegungsabläufe exakter analysieren. Die feinere Farbaufl ösung und Filterung von Artefakten runden das gute Ergebnis ab. Vor allem jedoch die adaptive Kodierung in Abhängigkeit vom Bildinhalt sorgt für geringe Datenmengen bei dennoch hoher Qualität. Die variablen Einstellungen erlauben einen sehr weiten Einsatzbereich vom Bildtelefon bis zu high-end Video.

Auf den Vergleichsbildern ist gut zu erkennen, wie viel besser die Bildqualität im Vergleich zu MPEG-2 bei vergleichbarer Bitrate ausfällt. Umgekehrt bedeutet dies aber auch, dass bei vergleichbarer Bildqualität wesentlich geringere Datenraten möglich sind als bei MPEG-2. Dass so viel Gutes natürlich seinen Preis hat, zeigt sich bei den Anforderungen an die Rechenleistung: Nach Auskunft des Heinrich-Hertz-Institutes wird etwa 5-8 mal soviel Rechenleistung benötigt wie bei MPEG-2. Insofern sind Hardware-CoDecs wichtig, damit z.B. bei der Aufnahme die Kompression in Echtzeit erfolgen kann. Für Editing-Lösungen kommen diese ebenso in Betracht, wenn man nicht nur auf den stetigen Leistungszuwachs bei PC-Prozessoren vertrauen will.

Und wann gibt’s den neuen Super-CoDec zu kaufen? Es gibt ihn bereits, zumindest als Software-CoDec von der Firma MainConcept AG (www.mainconcept.com), die sich bereits mit ihren DV- und MPEG-2 CoDecs einen hervorragenden Namen gemacht hat. Die entscheidende Frage, ob H.264 CoDecs zum Standard in der Videowelt werden, lässt Gutes erwarten: Nicht nur Weltfi rmen wie Adobe, Sony-Digital Pictures oder Microsoft-TV sind an dem Thema dran sondern ganz konkret hat Texas Instruments den H.264 DSP (Digital Signal Prozessor) zur NAB 2004 in Las Vegas vom 19.-22. April angekündigt. Mit einem solchen DSP lassen sich hochwertige PC-Karten oder externe Geräte aufbauen. Für eine Verbreitung in Consumergeräten wie Kameras, Playern oder Rekordern hat ZORAN angekündigt mit seinen neuen VADDIS7 und COACH7-Chips diesen CoDec zu unterstützen. Es spricht vieles dafür, dass sich der H.264 CoDec auf breiter Front durchsetzen wird. Insbesondere für die Speicherung langer Filme oder TV-Mitschnitten, der Übertragung im Broadcast- und Streamingbereich sowie bei Camcordern mit Chip- Speicher scheint er prädestiniert. Hinzu kommt, dass die Lizenzabgaben mit $0,20 pro CoDec an das MPEG-Konsortium (www.mpegla.com) um mehr als das zehnfache niedriger sind als für MPEG-2. Mit dem verbreiteten DV-CoDec bei Camcordern ergänzen sich beide: denn hinsichtlich Bildqualität und Editierbarkeit ist DV bei normaler Videoauflösung nach wie vor erste Wahl. Beim Mastern auf DVD, dem Versenden von Clips per Internet oder dem eigenen Filmarchiv steht dem aktiven Videofilmer mit H.264 in Zukunft ein wirklich gutes neues Werkzeug zur Verfügung.