MUS TH-Koeln
Medienübertragung und -Speicherung Ruehlberg TH-Koeln
Medienübertragung und -Speicherung Ruehlberg TH-Koeln
TIF (Tagged Image File Format)
►Unterstützt verschiedene Farbräume
►Erlaubt Ganzkomma- und Fließkommadarstellung der Farben
►Speicherung eines Alpha-Kanals (Transparenz)
GIF (Graphics Interchange Format)
Eingeschränkter Farbraum (2 bis 256 Farben)
ungeeignet als hochwertiges Bildformat
zunehmend durch png verdraengt
PNG (Portable Network Graphics)
► Ermöglicht sowohl Farbpalette mit bis zu 256 Farben als auch
Graustufen- und RGB-Farbbilder mit bis zu 48 Bit pro Pixel
► PNG-Dateien können Transparenz-Informationen enthalten
► Farbinformation ist in einer Palette abgelegt, ein Farbeintrag in der
Palette kann als transparent definiert werden
► Verlustfreie Kompression mit Deflate-Algorithmus (wie bei ZIP-
Archivformat)
► Gut für Streaming geeignet, erlaubt
Wave-Format
Noch in Gebrauch, aber durch Windows Media Audio abgelöst
► Enthaltene Daten sind meist unkomprimiert
Broadcast Wave Format
► BWF-Files behalten die komplette Struktur von Wave-Dateien und auch die
Dateiendung .wav bei, max. Größe 2 32 Byte = 4 GByte
► Enthält einen zusätzlichen Chunk mit der Bezeichn
Audio Interchange File Format (AIFF)
Im AIFF können PCM oder komprimierte Audiodaten (AIFF-C) gespeichert
werden
MPEG-1 Layer 3 (MP3)
Einsatz von MPEG 1 – Layer 3 Kompression
Der ID-Tag enthält Informationen zu
Interpret, Album, Titel usw
MPEG (File Formate)
Bei MPEG 1/2 gibt es kein dediziertes File-Format für Bild-, Ton-
und Zusatzdaten
► Erst in MPEG 4 ist ein File-Format definiert, das sich stark an
Apple‘s Quicktime (QT) anlehnt
► Einsatzgebiete: Datenaustausch, Content
File-Formate – DV-DIF
Für Videodaten, die nach dem DV-Standard komprimiert worden
sind, wurde das Digital Interface Format (DIF) nach IEC 61883
definiert
QuickTime
QuickTime (QT) ist ein von Apple bereits 1991 auf den Markt
gebrachtes plattformunabhängiges Format für multimediale
Inhalte
► *.mov Dateiendung
AV-Formate – AVI
► Das älteste Format von Microsoft ist das Audio Video Interleave
(AVI) Format. Dateiendung *.avi
Aufgrund seiner Einfachheit weit verbreitet
vom Funktionsumfang nicht mit QT vergleichbar
begrenzt auf einen Audio- und einen Videostrom
► Aufbau von AVI entspricht einem typischen Container-Format
AV-Formate – ASF
Ab Windows Media Version 9 hat Microsoft das Advanced Systems
Format (ASF) eingeführt.*
► Mit der Entwicklung des ASF stellte sich Microsoft der Vielseitigkeit der
konkurrierenden Formate. ASF erlaubt
die Speicherung einer Vielzahl von multimedialen Inhalten in geordneter Form
Streaming über diverse Netzwerke und von Medienservern
AV-Formate – DivX
Der als DivX4 bekannte Codec OpenDivX basiert auf einen ISO-
konformen MPEG-4-Codec
AV-Formate – Matroska
► Containerformat für Audio und Video
File-Formate – UMID
Der Unique Material Identifier (UMID) ermöglicht den
eindeutigen Zugriff auf Audiofiles, Videoströme, Bilder und
Metadaten
► notwendig, wenn zu einer Einheit gehörende Daten auf verschiedenen
Servern oder Mediendatenträgern gespeichert sind
► Der UMID ist ein 32 oder 64 Byte langes Codewort und kann für
jegliche Art von audiovisuellen Daten Anwendung finden
► Die ersten 32 Byte werden als Basic UMID bezeichnet
► In der 64 Byte-Variante ist zusätzlich das Source Pack enthalten
File-Formate – AAF
Das Advanced Auhoring Format (AAF) bietet die Möglichkeit,
digitale Daten eines nichtlinearen Editings, Multimedia Authorings
oder Compositings plattformübergreifend und unabhängig von den
Dateiformaten auszutauschen
File-Formate – MXF
Das Material–eXchange-Format (MXF) wurde entwickelt, um mit
einem einheitlichen Datenformat AV-Inhalte als Bitstreams
austauschen zu können
► Bietet eine einfache Möglichkeit, format-, kompressions- und
plattformunabhängig audiovisuelle Inhalte incl. Metadaten zu
verbreiten
digitale Kino – DCP
► DCPs (Digital Cinema Packages) ermöglichen die
herstellerunabhängige Distribution von digitalen Filmen
► Ein DCP ist sozusagen der digitale Ersatz für die bisherigen
Filmrollen
Gleichwellennetze
sind mehrere Sendeanlaagen, die sich ueberlappen und synchron bei gleicher Sendefrequenzen die identischen Informationen ausstrahlen
Guardinervall
Muss richtig gewaehlt sein, damit dass reflektierte oder Nachbarsignal auch am empfaenger eintreffen kann,
Tg = s/c
s: abstand zum benachbarten sender
c:lichtgeschwindigkeit
Erläutern Sie das Prinzip der Audio/Video-Synchronisation bei einem MPEG2 Transportstrom.
Gesamtsystem muss konstante Laufzeit haben, bei (de-)kodierung treten variable Laufzeiten auf.
Fuer fluessigen Ablauf der Daten sowie Synmchronitaet von Audio und Video ist eine Synchronisierung am Empfaenger notwendig.
- Demultiplexer trennt benoetigte A+V Pakete anhand der PID auf
- Zusaetzlich Pakete mit PCR (Programm Clock Reference) abgetrennt
- mindestens alle 0,1 Sekunden wird eine STC (System Time Clock) mit PCR Datren abgeglichen um stabilen 27Mhz Dekodertakt zu garantieren.
Beschreiben Sie die Kanaleigenschaften eines (geostationären) Satellits.
geostationäres Orbit, 35.786 km
Satellit folgt exakt der Erddrehung
keine nachführbaren Empfangsantennen erforderlich
Zeichnen Sie ein Blockschaltbild von einem Modulator mit dem ein 16 QAM Bitstrom erzeugt
werden kann und erläutern Sie dessen Funktion.
Zeichnen Sie das dazugehörige Konstellationsdiagramm eines 16QAM
Nennen Sie die spektrale Effizienz für
- QPSK
- 8PSK
- 16QAM.
- 64QAM
- 256QAM
Berechnen Sie theoretischnutzbare Datenrate bei einer Bandbreite von 33 Mhz
ε QPSK = 2 Bit/s/Hz
ε 8PSK = 3 Bit/s/Hz
EQam = ld (m)
-ε 16QAM = 4 Bit/s/Hz
-ε 64QAM = 6 Bit/s/Hz
-ε 256QAM = 8 Bit/s/Hz
Datenrate:
H theor. = ε ּ B
Berechnen sie die nutzbare Datenrate H N für eine System mit einer 256QAM, einer
nutzbaren Bandbreite B N = 7,5 MHz und einer Coderate für den Fehlerschutz von
R1=0,92. Welche nutzbare spektrale Effizienz ergibt sich dabei ?
Erläutern Sie die Bedeutung/Funktion des Unique Material Identifier (UMID) und
beschreiben Sie den Aufbau.
Die Unique Material Identifier (UMID) ist ein Standard zum Generieren eindeutiger Kennzeichnungen (IDs) von multimedialen Dateien und Datenströmen.
- Basic UMID (32 Byte): ist nur zur eindeutigen Kennzeichnung bestimmt.
- Extended UMID (64 Byte): enthält zusätzlich Daten zum Standort, der Uhrzeit und des Erstellers.
Erklären sie das Konzept des Fehlerschutzes bei der Übertragung von TV-Signalen,
nach dem DVB-Standard anhand eines Blockschaltbildes?
Wie Funktioniert ein Interleaver und wozu dient er ?
Was sind Bit-Fehler und was sind Burst-Fehler?
Bitfehler :
Bit-Fehler sind einzeln auftretende Fehler in einem Bitstrom, Entstehung z.B. durch
Rauschen.
Burst-Fehler (Bündel-Fehler):
Ein n-Bit Burst-Fehler ist definiert, durch ein Block der Menge n Bit, von dem mindestens das Erste und das Letzte Bit falsch sind. Einzelne Bits innerhalb des Blocks, müssen nicht falsch sein. Entstehen z.B. durch Fadingeinbrücher oder Kratzer auf Speichermedien(CD,DVD, etc.)
Erläutern sie Kurz die Eigenschaften, des Übertragungskanals
(Sattelit, Kabel,Terrestrich)
Erläutern sie die Unterschiede sowie die Vor und Nachteile einer TV-
Rundfunkverbreitung über Satellit und terrestrische Funknetzwerke.
a.) Erläutern sie welche Anforderungen an physikalische Schnittstellen
störungsfreie Übertragung von einem oder mehreren Signalen von der Quelle zur
Senke zu stellen sind?
b.) Durch welche Maßnahmen kann eine Störungsfrei Übertragung von einem oder
mehreren Signalen sicher gestellt werden?
a.) Welche grundsätzlichen Formate werden für die Darstellung von Graphik
verwendet? Erläutern sie Kurz die Unterschiede und nennen sie Beispiele.#
b.) Was versteht man unter einem Container Format?
Standarts fuer TV-Uebertragungauf System und + Multiplexebene
- MPEG2-Systems
- DVB-SI (Service Info)
Funktion MPEG-2 System Multiplexer
Audio Video und Zusatzdatenin Packets zerteilt und mit Steuerinfos versehen:
PES (Packetized Elemetary Stream)
Unterschiedliche PESs werden in kleinere Pakete zeriteilt und Gemultiplexed:
TS (Transport Stream) oder PS (Program Stream)
Programm multiplex vs Transport multiplex
MPEG 2 -Systems im ISO/OSI-Schichtenmodell
Synchronisierung zwischen Sender und Empfaenger
► Im Demultiplexer werden die ankommenden Transport Stream Pakete
gleichzeitig dem Audio- und Videozweig zugeführt
► Eine erste Stufe trennt jeweils anhand der PID (Packet ID) nur die
jeweils benötigten Pakete für Video bzw. Audio des ausgewählten
Programms zur weiteren Decodierung ab.
► Neben den Audio- bzw. Videodaten werden auch die Pakete, die die
so genannte Program Clock Reference (PCR) enthalten, abgetrennt
► Mindeste alle 0,1 Sekunde wird eine System Time Clock (STC) mit
den PCR-Daten abgeglichen, so dass ein sehr stabiler 27 MHz
Decodertakt generiert werden kann.
► Alle zu einem Programm gehörigen Datenströme haben eine
gemeinsame Referenz (PCR).
► Sollen zwei oder mehr Programme gleichzeitig decodiert werden, so
sind entsprechend mehrere Zeitbasen (System Time Clocks) nötig
Synchronisdation Decodierung und Wiedergabe in jedem Signalzweig (Video, Audio)
Auf der Ebene der PES sind daher zusätzliche Synchronierungsdaten
enthalten
► Decoding Time Stamps (DTS)
geben bezogen auf den Stand des 27 MHz-Zählers den Zeitpunkt an, zu
dem die Audio bzw. Videodaten in den Decoder eintreten müssen
► Presentation Time Stamps (PTS)
geben bezogen auf den Stand des 27 MHz-Zählers den Zeitpunkt an, zu
dem das entsprechende Bild bzw. die entsprechenden Audiodaten hörbar
gemacht werden müssen
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Flashcards
SDTI – Serial Digital Transport Interface
► 1998 als Erweiterung von SDI für datenkomprimierte Signale von der
SMPTE unter der Bezeichnung 305M standardisiert
DVB-ASI (Asynchronous Serial Interface)
- asynchrone Punkt-zu-Punkt-Übertragung von MPEG2-Transportströmen auf Koaxialkabeln mit bis zu 270Mbit/s
- Kabel-Infrastruktur von Studios kann weiter genutzt werden
- Router-/Switcher-Infrastruktur von Studios kann tlw. weiter genutzt werden
- Steht in Konkurrenz zum synchronen SDTI- (SMPTE 305M) Standard
IEEE 1394 / Fire Wire
► Ursprüngliches Ziel:
► Vernetzung von Systemen der Unterhaltungselektronik und Computerwelt
► Anbindung von Massenspeichern an Host-Rechner
► Spielkonsolen, iPod, Set Top Box (DVB), Heim-Netzwerke
► Heute:
► Verbliebene Anwendung: Verbindung von Camcordern mit Computer
► Weitgehend von USB und HDMI vedrängt
vierpolig sechspolig oder neunpolig
USB – Universal Serial Bus
Vereinheitlichung der Peripherieschnittstellen im PC-Bereich
► Einheitliche Steckverbindung für alle Peripheriegeräte
► Integrierte Stromversorgung
► „Hot plugging“ Ein- und Ausstecken im laufenden Betrieb
► Baum-Topologie, bis zu 127 Geräte an einem Port (über so gen. Hub)
► Kostengünstig
USB 1.1 (1996)
► Geschwindigkeit: low speed 1,5 Mbit/s – full speed 12 Mbit/s
► Stromversorgung :100 – 500 mA
► Kabellänge: bis 3 m
► USB 2.0 (2000)
► Geschwindigkeit: low speed 1,5 Mbit/s – full speed 12 Mbit/s
high speed 480 Mbit/s
► Stromversorgung :100 – 500 mA
► Kabellänge: bis 3 m
► USB 3.0 (2008)
► Geschwindigkeit: low speed 1,5 Mbit/s – full speed 12 Mbit/s
high speed 480 Mbit/s – super speed 5 Gbit/s
► Stromversorgung :150 – 900 mA
► Kabellänge: bis ca. 3 m, nicht spezifiert
Was sind File-Formate?
- definieren die Syntax und Semantik von Daten innerhalb einer Datei.
- bidirektionale Abbildung von Information auf einen eindimensionalen binären Speicher
► Container-Formate
- z. B. avi, mov, wmv, asf) beschreiben eine
- Datenstruktur, mit der einzelne Datenströme, z. B. Audio & Video, verschiedener Formate zu einer Containerdatei zusammengefasst („gemultiplext“) werden können (Multiplexing).
Bildformate Arten
Bitmap
►Bitmap-Header: Signatur „BM“, Dateilänge, Offset zw.
Dateianfang und Datenanfang
►Information-Header: Höhe, Breite, Horizontale und vertikale
Auflösung in Pixel/m, Komprimierung, Anzahl Farben ...
►Farbpalette: Bei Bildern mit 1,4 oder 8 Bit-Farbinformation
►Daten: enthalten zeilenweise die Farbwerte (od. Index auf
Farbpalette
TIF (Tagged Image File Format)
►Unterstützt verschiedene Farbräume
►Erlaubt Ganzkomma- und Fließkommadarstellung der Farben
►Speicherung eines Alpha-Kanals (Transparenz)
GIF (Graphics Interchange Format)
Eingeschränkter Farbraum (2 bis 256 Farben)
ungeeignet als hochwertiges Bildformat
zunehmend durch png verdraengt
PNG (Portable Network Graphics)
► Ermöglicht sowohl Farbpalette mit bis zu 256 Farben als auch
Graustufen- und RGB-Farbbilder mit bis zu 48 Bit pro Pixel
► PNG-Dateien können Transparenz-Informationen enthalten
► Farbinformation ist in einer Palette abgelegt, ein Farbeintrag in der
Palette kann als transparent definiert werden
► Verlustfreie Kompression mit Deflate-Algorithmus (wie bei ZIP-
Archivformat)
► Gut für Streaming geeignet, erlaubt
Wave-Format
Noch in Gebrauch, aber durch Windows Media Audio abgelöst
► Enthaltene Daten sind meist unkomprimiert
Broadcast Wave Format
► BWF-Files behalten die komplette Struktur von Wave-Dateien und auch die
Dateiendung .wav bei, max. Größe 2 32 Byte = 4 GByte
► Enthält einen zusätzlichen Chunk mit der Bezeichn
Audio Interchange File Format (AIFF)
Im AIFF können PCM oder komprimierte Audiodaten (AIFF-C) gespeichert
werden
MPEG-1 Layer 3 (MP3)
Einsatz von MPEG 1 – Layer 3 Kompression
Der ID-Tag enthält Informationen zu
Interpret, Album, Titel usw
MPEG (File Formate)
Bei MPEG 1/2 gibt es kein dediziertes File-Format für Bild-, Ton-
und Zusatzdaten
► Erst in MPEG 4 ist ein File-Format definiert, das sich stark an
Apple‘s Quicktime (QT) anlehnt
► Einsatzgebiete: Datenaustausch, Content
File-Formate – DV-DIF
Für Videodaten, die nach dem DV-Standard komprimiert worden
sind, wurde das Digital Interface Format (DIF) nach IEC 61883
definiert
QuickTime
QuickTime (QT) ist ein von Apple bereits 1991 auf den Markt
gebrachtes plattformunabhängiges Format für multimediale
Inhalte
► *.mov Dateiendung
AV-Formate – AVI
► Das älteste Format von Microsoft ist das Audio Video Interleave
(AVI) Format. Dateiendung *.avi
Aufgrund seiner Einfachheit weit verbreitet
vom Funktionsumfang nicht mit QT vergleichbar
begrenzt auf einen Audio- und einen Videostrom
► Aufbau von AVI entspricht einem typischen Container-Format
AV-Formate – ASF
Ab Windows Media Version 9 hat Microsoft das Advanced Systems
Format (ASF) eingeführt.*
► Mit der Entwicklung des ASF stellte sich Microsoft der Vielseitigkeit der
konkurrierenden Formate. ASF erlaubt
die Speicherung einer Vielzahl von multimedialen Inhalten in geordneter Form
Streaming über diverse Netzwerke und von Medienservern
AV-Formate – DivX
Der als DivX4 bekannte Codec OpenDivX basiert auf einen ISO-
konformen MPEG-4-Codec
AV-Formate – Matroska
► Containerformat für Audio und Video
File-Formate – UMID
Der Unique Material Identifier (UMID) ermöglicht den
eindeutigen Zugriff auf Audiofiles, Videoströme, Bilder und
Metadaten
► notwendig, wenn zu einer Einheit gehörende Daten auf verschiedenen
Servern oder Mediendatenträgern gespeichert sind
► Der UMID ist ein 32 oder 64 Byte langes Codewort und kann für
jegliche Art von audiovisuellen Daten Anwendung finden
► Die ersten 32 Byte werden als Basic UMID bezeichnet
► In der 64 Byte-Variante ist zusätzlich das Source Pack enthalten
File-Formate – AAF
Das Advanced Auhoring Format (AAF) bietet die Möglichkeit,
digitale Daten eines nichtlinearen Editings, Multimedia Authorings
oder Compositings plattformübergreifend und unabhängig von den
Dateiformaten auszutauschen
File-Formate – MXF
Das Material–eXchange-Format (MXF) wurde entwickelt, um mit
einem einheitlichen Datenformat AV-Inhalte als Bitstreams
austauschen zu können
► Bietet eine einfache Möglichkeit, format-, kompressions- und
plattformunabhängig audiovisuelle Inhalte incl. Metadaten zu
verbreiten
digitale Kino – DCP
► DCPs (Digital Cinema Packages) ermöglichen die
herstellerunabhängige Distribution von digitalen Filmen
► Ein DCP ist sozusagen der digitale Ersatz für die bisherigen
Filmrollen
Gleichwellennetze
sind mehrere Sendeanlaagen, die sich ueberlappen und synchron bei gleicher Sendefrequenzen die identischen Informationen ausstrahlen
Guardinervall
Muss richtig gewaehlt sein, damit dass reflektierte oder Nachbarsignal auch am empfaenger eintreffen kann,
Tg = s/c
s: abstand zum benachbarten sender
c:lichtgeschwindigkeit
