Multimedia 1. Semester BME

Auflösung Breite x Auflösung Höhe x Bildtiefe x Bilder/Sec x Dauer + Audio Signal

verlustfrei: AVI, QuickTime

verlustbehaftet: Motion-JPEG, MPEG, QuickTime

sind Verfahren/Algorithmen zur Datenkompression, sie können auf Software und Hardware basieren und sind innerhalb verschiedener Datenformate verwendbar

codiert die Daten

Decodiert die Daten

bei hoher Kompressionsrate entstehen Artefakte
(= künstlich hervorgerufene Bildstörungen)
z.B. bei MPEG-2 zu erwarten (Kompr
ession 1:30 - 1:100)

analoges Video muss für die Bearbeitung und Speicherung digitalisiert werden. Ein Grabber wandelt manuell um.

ermöglicht Digitalisierung(„Grabbing“) analoger Videosequenzen, Ausgabe an analoge / digitale Schnittstelle

Einzelbild, Adressierung über Timecode (z.B. 00:37:13:05 -> 5.Bild an Position...)
Halbbild (interlaced) oder Vollbild (progressiv)

Schlüsselbild, im komprimiertes Video entahlten nur die Keyframes voller Bildinformation; Frames dazwischen enthalten nur die Veränderung zum benachbarten Keyframe

Anzahl der Einzelbilder pro Sekunde (fps) => ab 15fps erscheint Ablauf flüssig

AVI

QuickTime

Motion-Jpeg / M-Jpeg

MPEG

Flash Video FLV

AVCHD

- Audio - Video Interleaf (abwechselnd Video-/Audio-Daten)
- beinhaltet verlustfreie Kompression, ist aber nicht besonders gut (RLE = Run Lenght Running)

=> Speicherung von aufeinanderfolgenden Pixeln mit gleicher Luminanz/Chrominanz

=> Problem:
reale Bilder haben selten viele Pixel mit gleicher Farbe der Nachbarpixel, deshalb wird AVI meist nur als „Container“ für Videodaten verwendet und
das Video selbst wird mit einem anderen Codec komprimiert

- integriert: verlustfrei und verlustbehaftet
- gute Streaming Eigenschaften
- offen für eine Vielzahl von Codecs
- verschiedene Arten von Kompression

Kompression wie bei JPEG für alle Einzelbilder, jedes Bild wir komprimiert
- Qualität hängt von der Kompressionsrate ab

- Vorteil:
° Direkter Zugriff auf jedes einzelne Bild möglich => gut für Videoschnitt

- Nachteil:
° Kompressionsrate ist nicht sehr hoch
° es wird viel Speicherplatz benötigt

- Es werden nicht nur einelne Bilder komprimiert, sondern ganze Sequenzen analysiert und
verdichtet => man speichert ab und zu ein Bild und zusätzlich die Änderungen dazwischen
- Bestandteile: I-Frame (komplettes Bild) , P-Frame(Bewegtes Objekt)
B-Frame (Differenz aus I- und P-Frame)
- Vorteil: Datenmenge erheblich reduziert gegenüber Motion-Jpeg
- Nachteile: Beim Videoschnitt können Daten nicht

MPEG1:
Decoder aus Video- und Audiodecoder mit Synchronisationseinheit,
verschiedene Frames (I komplett, P bewegte Objekte, B Differenz), VHSQualität

MPEG2:
DVD, DVB-S/C/T, HDTV, skalierbar (Datenraten, Kompressionsraten,
Bildqualität, Bildformate), bei hoher Kompression -> Kompressionsartefakte

MPEG3: nie erschienen

MPEG4: gute Bildqualität bei niedriger Datenrate (-> hohe Kompression), viele
Codecs möglich

- Containerformat, unterstützt verschiedene Codecs, Flashplayer notwenig

verwendet H.264 /MPEG-4-Codec, Datenrate bis 24 Mbit/s
- Camcorder (Aufzeichnung)
- Schnittsoftware muss geeignet sein

Cinepak
Indeo
Soerensen
DivX
Real Video

- gute Qualität, aber nicht mehr aktuell

- Vorteile:
° fast für alle Rechnerplattformen verfügbar
° relativ gute Kompression und Qualität

- Nachteile:
° veraltet, kleine scharfe Strukturen werden verschwommen dargestellt
 

- „Intel Video“ => CPU intensiv
- verschiedene Versionen verfügbar

- Höhere Bildqualität bei kleinen Files
- höhere Anforderung an die Hardware, veraltet

- größeres Datenvolumen durch Aufhebung der Datenraten von 256 Kbit/s (MPEG-4)
- basiert auf MPEG-4 Video Standard
- vor die Frame-Codierung wird ein Weichzeichner geschaltet
=> Abwägung: Weichzeichnung (Tiefpass) <=> Artefakte (Verletzung Abtasttheorem)

für Streaming im Internet geeignet/verwendet
- Link auf Real Video Metadatei (Adresse der eigentl. Datei + Anweisung zum
- Start des Real Video Players => Datei liegt auf speziellem Real Video Server
- Player meldet Übertragungsrate an Server
- Datei wird in Paketen zum Empfänger übertragen
- beim Empfänger: Ablage der Daten in Puffer, Dekomprimierung und Abspielen aus Puffer
=> bei geringer Übertragungsrate werden die Videos mit schlechter Qualität übertragen

WAV
MPEG-1
MPEG- 4 AAC
WMA
Vorbis
MIDI

- Standard bei Windows
- PCM-Format (Pulse Code Modulation)
- unkomprimiert
- für gute Qualität sind hohe Datenraten notwenig

- breite Unterstützung
- komprimiert
- verschiedene Unternormen (Layer):
° Layer 1: für Bandspeicherung -> benötigt Decoder Hardware
° Layer 2: bei Digital-Audio -> benötigt Decoder Hardware
° Layer 3: verlustbehaftete Kompression ohne Zusatzhardware,
Ausnutzung der Psychoakustik => mp3 !! , Kompressionsrate 1:12 für CD

- beinhaltet auch Mehrkanalton => double Sourround
- Verwendung für MPEG - 4 Video

- verschiedene Profile:
° Low Complexity (LC)
° Low Delay (LD)
° Main Profile
° High Efficiency (HE)

- Streaming-fähig
- vergleichbar mit mp3
- Einbindung von Kopierschutz möglich

=> DRM (Digital Right Management) :
Zugangssteuerung, Nutzungssteuerung,
Nutzungsabrechnung, Basistechniken (Verschlüsselung mit digitalen Wasserzeichen)

- Open Source ( mp3 ist patentiert!)
- vergleichbar mit mp3 => Microsoft Version von MP3
- streaming-fähig
- mobile Player nur begrenzt

- älterer, weit verbreiteter Standard
- Verbindung verschiedenartiger Instrumente
- kleine Datenmenge (nur Noten statt KLangaufzeichnung)
- Hardware nötig

- in Textverarbeitungsprogrammen (WinWord) oder direkt mit den jeweiligen Werkzeugen
(Illustrator)
- Darstellung des Textes oft von zentraler Bedeutung
- Textverarbeitung / Publishing
- DTP = Desktop Publishing (verbindet Text + Grafik)

- viele Programme verfügbar
- PC vs. Mac (Corel Draw vs. Illustrator)

- 3D-Grafiken => Vorgehen Rendern :
Definition von Raum, Definition von Lichtquellen
Definition von Objekten, Oberflächeneigenschaften,
Blickpunkte (Kamera), Berechnung des Bildes