November 2020 – Mp4Gain

In einfachen Worten über 4K-Video-Codecs

Free Download Mp4Gain

In einfachen Worten über 4K-Video-Codecs

Codecs of 4K Videos

Wenn Sie Erfahrung mit dem Streamen oder Aufzeichnen von Videosignalen haben, wissen Sie wahrscheinlich, was Video-Codecs sind. Videocodec – ein Gerät oder Programm, mit dem Sie große Videodateien zum Anzeigen oder Bearbeiten komprimieren (codieren) können; Der Name wird gleichzeitig mit den englischen Wörtern gebildet: «co the mpressor / dec ompressor»

4K codecs

Im Zusammenhang mit den Merkmalen professioneller Umgebungen reduzieren Live- oder Aufzeichnungscodecs die Größe (oder Bitrate) des Datenstroms und ermöglichen die Übertragung von Daten an ein breites Publikum. Beispielsweise benötigt ein komprimiertes 1080p30-Signal normalerweise 4 bis 8 Mbit / s, während eine unkomprimierte Version des Signals 1,5 Gbit / s benötigt – das ist 250-mal länger! Angesichts der derzeitigen Einschränkungen der Netzwerkbandbreite wäre es nahezu unmöglich, mit einer so hohen Bitrate zu senden, ohne Videocodecs zu verwenden.

Live-Streaming in 4K?
Streaming oder Aufnahme in 4K-Auflösung hat, wenn möglich, definitiv seine Vorteile. Dies ist vor allem die Qualität und Klarheit des Videos sowie zahlreiche Möglichkeiten zur weiteren Verarbeitung.

In Bezug auf Formate und Codecs enthält die 4K-Auflösung (3840 x 2160 Pixel) viermal mehr Pixel als die beliebteste moderne Full HD-Auflösung (1920 × 1080). In einem Frame können Sie also viel mehr Daten an Ihr Publikum übertragen.

Glücklicherweise sind bereits neue Codecs erschienen, mit denen Sie mit 4K und höheren Auflösungen arbeiten können.

Der H.265-Codec ist die beste Wahl für 4K
H.265, auch als HEVC bekannt, ist der Nachfolger des modernen H.264-Codecs (bekannt als AVC), der 4K-Videos codieren / decodieren kann. HEVC ist in den meisten 4K-Fernsehern und Computermonitoren installiert. Bei der Codierung verbraucht H.265 bis zu 8-10 Mal mehr Rechenleistung als H.264, sodass HEVC nicht für die Übertragung kleiner bis mittlerer Daten mit den neuesten Technologien geeignet ist. Video-on-Demand-Ressourcen wie Netflix codieren ihre Videoinhalte im Allgemeinen gut, bevor sie den Benutzern zur Verfügung gestellt werden. Darüber hinaus können diese Ressourcen als zusätzliche Rechenleistung zugelassen werden.

Обратите внимание, что старые форматы и кодеки (AVC / H.264) по-прежнему способны обрабатывать видео с разрешением 4K а разница заключается в том, что новые, типа HEVC, делают это более эффективно. При этом качество видео при увеличенной степени сжатия стало лучше, и это не сказалось наебитрей. HEVC, способный поддерживать разрешения до 8K (8192 × 4320) – это видео-формат будущего!

Gleichzeitig fallen für HEVC / H.265 keine Endbenutzerkosten an, während Hardwarehersteller, Anbieter von kostenpflichtigen Programmen und Streaming-Diensten Lizenzgebühren für die Verwendung der HEVC-Technologie in ihren Produkten und / oder Diensten zahlen müssen. . Ein gutes Beispiel wären moderne 4K-Fernseher oder -Monitore, in die der H.265-Codec während der Produktion integriert ist und die Benutzer beim Kauf des entsprechenden Geräts kostenlos erhalten.

Kostenlose Video-Streaming-Dienste (wie YouTube) sind traditionell von Lizenzgebühren befreit, dies hat jedoch keine Auswirkungen auf HEVC. Dieser Ausschluss hat zu einer Reihe interessanter Kooperationen zwischen renommierten High-Tech-Unternehmen bei der Erstellung neuer Open-Source-Videoformate geführt.

Allianz für offene Medien
Technologiegiganten wie Microsoft, Google, Mozilla, Cisco, Intel, Netflix und Amazon sind mit den mit HEVC verbundenen Lizenzbestimmungen und Patentgebühren unzufrieden und haben ein neues Konsortium gegründet: die Alliance for Open Media (AOM). Es ist eine gemeinnützige Organisation, die sich der Entwicklung der nächsten Generation von Videocodecs, Videokodierungsformaten und verwandten Technologien widmet. Für den Zeitraum 2016-2017 plant AOM die Einführung einer neuen Technologie, mit der Videodaten effizienter komprimiert werden können, wodurch die Belastung der Internetverbindung erheblich verringert und die Funktionen moderner Web-Netzwerke, an die Videos übertragen werden, erheblich verbessert werden PCs, Smartphones, Spielekonsolen, Streaming-Konsolen. , Fernseher usw. Bei Verwendung des neuen Formats werden keine Lizenzgebühren gezahlt. Daraus folgt, dass jedes Unternehmen Software erstellen kann, die konvertieren kann,

Viele der Gruppenmitglieder haben bereits zur Entwicklung der nächsten Generation von 4K-Codecs beigetragen. Cisco hat Thor erstellt, Mozilla hat mit Daala und Google mit VP9 zusammengearbeitet. AMD, ARM, Intel und Nvidia sind kürzlich der Allianz beigetreten.

VP9 ist der beliebteste 4K-Codec
Der VP9-Codec ist Open Source und lizenzfrei. Seine Popularität verdankt es der Verwendung in Webanwendungen während des schrittweisen Übergangs von der Flash- zur HTML5-Technologie.

Free Download Mp4Gain

ABR – Durchschnittliche Bitrate

ABR – Durchschnittliche Bitrate

ABR

Beispielsweise überträgt eine MP3-Datei mit einer durchschnittlichen Bitrate von 128 kbit / s durchschnittlich 128.000 Bit pro Sekunde. Es kann Teile mit höherer und niedrigerer Bitrate haben, und die durchschnittliche Bitrate für einen bestimmten Zeitraum wird erhalten, indem die Anzahl der während des Zeitraums verwendeten Bits durch die Anzahl der Sekunden im Zeitraum dividiert wird. Die Bitrate ist als unabhängiges Maß für die Audio- / Videoqualität unzuverlässig, da effizientere Komprimierungsmethoden niedrigere Bitraten verwenden, um Material ähnlicher Qualität zu codieren. Die durchschnittliche Bitrate kann sich auch auf eine Form der VBR-Codierung (Variable Bit Rate) beziehen, bei der der Codierer versucht, die durchschnittliche Bitrate oder Zieldateigröße zu erreichen, sodass die Bitrate zwischen diesen variieren kann verschiedene Teile des Audio oder Video. Da es sich um eine Art variable Bitrate handelt, können komplexere Teile des Materials mehr Bits und weniger komplexe Bereiche weniger Bits verwenden. Die Bitrate ändert sich jedoch nicht so stark wie bei der Codierung mit variabler Bitrate. Bei einer gegebenen Bitrate hat VBR typischerweise eine höhere Qualität als ABR, was eine höhere Qualität als CBR (konstante Bitrate) ist. Die ABR-Codierung ist für Benutzer wünschenswert, die die allgemeinen Vorteile der VBR-Codierung (optimale Bild-zu-Bild-Rate), jedoch mit einer relativ vorhersehbaren Dateigröße, nutzen möchten. Eine genaue ABR-Codierung erfordert im Allgemeinen eine Codierung in zwei Durchgängen, da der Codierer im ersten Durchgang nicht wissen kann, welche Teile des Audio- oder Videodaten die höchste Bitrate zum Codieren erfordern.

VBR Variable Bitrate

Die durchschnittliche Bitrate (ABR) ist die durchschnittliche Datenmenge, die pro Zeiteinheit übertragen wird und normalerweise pro Sekunde gemessen wird, normalerweise für digitales Video oder Musik. Beispielsweise überträgt eine MP3-Datei mit einer durchschnittlichen Bitrate von 128 kbit / s durchschnittlich 128.000 Bit pro Sekunde. Es kann Teile mit höherer und niedrigerer Bitrate haben, und die durchschnittliche Bitrate für einen bestimmten Zeitraum wird erhalten, indem die Anzahl der während des Zeitraums verwendeten Bits durch die Anzahl der Sekunden im Zeitraum dividiert wird. Die Bitrate ist als unabhängiges Maß für die Audio- / Videoqualität unzuverlässig, da effizientere Komprimierungsmethoden niedrigere Bitraten verwenden, um Material ähnlicher Qualität zu codieren. Die durchschnittliche Bitrate kann sich auch auf eine Form der VBR-Codierung (Variable Bit Rate) beziehen, bei der der Codierer versucht, die durchschnittliche Bitrate oder Zieldateigröße zu erreichen, sodass die Bitrate zwischen diesen variieren kann verschiedene Teile des Audio oder Video. Da es sich um eine Art variable Bitrate handelt, können komplexere Teile des Materials mehr Bits und weniger komplexe Bereiche weniger Bits verwenden. Die Bitrate ändert sich jedoch nicht so stark wie bei der Codierung mit variabler Bitrate. Bei einer gegebenen Bitrate hat VBR typischerweise eine höhere Qualität als ABR, was eine höhere Qualität als CBR (konstante Bitrate) ist. Die ABR-Codierung ist für Benutzer wünschenswert, die die allgemeinen Vorteile der VBR-Codierung (optimale Bild-zu-Bild-Rate), jedoch mit einer relativ vorhersehbaren Dateigröße, nutzen möchten. Eine genaue ABR-Codierung erfordert im Allgemeinen eine Codierung in zwei Durchgängen, da der Codierer im ersten Durchgang nicht wissen kann, welche Teile des Audio- oder Videodaten die höchste Bitrate zum Codieren erfordern.

Vor- und Nachteile von VBR Die Vorteile von VBR bestehen darin, dass es ein besseres Verhältnis von Qualität zu Footprint bietet als eine CBR-Datei mit denselben Daten. Die verfügbaren Bits werden flexibler verwendet, um Audio- oder Videodaten mit größerer Genauigkeit zu codieren, wobei weniger Bits in weniger anspruchsvollen Passagen und mehr Bits in schwer zu codierenden Passagen verwendet werden. Die Nachteile sind, dass die Codierung länger dauern kann, da der Prozess komplexer ist und einige Hardware möglicherweise nicht mit VBR-Dateien kompatibel ist. VBR kann auch Probleme während der Übertragung verursachen, wenn die momentane Datenrate die Datenrate der Verbindung überschreitet. Diese Probleme können vermieden werden, indem die momentane Bitrate während des Codierens begrenzt wird oder (die Latenz erhöht wird) der Wiedergabepuffer erhöht wird. In der Vergangenheit konnten viele Hardware- und Software-Player VBR-Dateien nicht korrekt dekodieren, auch weil die verschiedenen verwendeten VBR-Encoder nicht gut entwickelt waren. Dies führte aus Kompatibilitätsgründen zur häufigen Verwendung von CBR anstelle von VBR.

So erzielen Sie qualitativ hochwertige Videos mit geringer Bandbreite

So erzielen Sie qualitativ hochwertige Videos mit geringer Bandbreite

Video Bandwidth

Die Bitrate kann insbesondere aufgrund der Rauschreduzierung reduziert werden. Rauschen ist ein ziemlich schädlicher Faktor, der den Codierungsprozess verstopft. Dies führt direkt zu einer Erhöhung der Bitrate.

Video bandwidth

Optimieren Sie die Bitrate, um das Streaming zu reduzieren

Es gibt zwei Arten von klassischen Geräuschreduzierungssystemen. Innerhalb des Rahmens werden räumliche Rauschreduzierungstechniken angewendet, um das Rauschen zu reduzieren, während die zeitliche Rauschreduzierung die Pixel in mehreren Rahmen mittelt. Dies sind sehr effektive Techniken für Standbilder, aber sie können Probleme verursachen, wenn Bewegung stattfindet. Für den Fall, dass eine temporäre Rauschunterdrückung auf ein bewegtes Bild angewendet wird, kann ein Geisterbild angezeigt werden.

Durch die Kombination von räumlicher und zeitlicher Rauschunterdrückung mit der Fähigkeit, sie basierend auf den Beleuchtungsstärken und der Erkennung sich bewegender Objekte dynamisch anzupassen, erhalten wir Bilder mit geringem Rauschen, maximaler Detailgenauigkeit und geringer Bitrate. Die Bitrate kann optimiert werden, indem der Grad der Rauschunterdrückung basierend auf der Analyse wichtiger sich bewegender Objekte im Sichtfeld der Überwachungskamera angepasst wird. Wenn keine Bewegung stattfindet, wird die Bitrate auf ein Minimum beschränkt. Wenn ein wichtiges Objekt erkannt wird, erhöht sich die Bitrate, sodass Sie so viele Details wie möglich erfassen können. Das Ergebnis ist, dass die Anforderungen an die Netzwerkbandbreite niedrig bleiben, bis etwas Wichtiges im Frame passiert.

Andere Möglichkeiten, um die Bitrate zu reduzieren
Bei einigen Megapixel-Überwachungskameras ist die Bitrate standardmäßig begrenzt. Hierfür wird häufig eine konstante Bitrate verwendet. Die konstante Bitrate wird auf einem festen Niveau gehalten. Dies kann zu einer konstant hohen Bitrate führen, und das Einstellen einer niedrigen Bitrate kann zu einer schlechten Bildqualität führen.

Im Gegensatz dazu legt eine variable Bitrate eine bestimmte Bildqualität fest, die unabhängig davon beibehalten wird, ob sich der Rahmen bewegt oder nicht. Die Bitrate ändert sich abhängig von den Aufnahmebedingungen und dem Vorhandensein von Bewegung.

Die oben beschriebene dynamische Rauschunterdrückung funktioniert nach dem gleichen Prinzip wie die variable Bitrate, jedoch mit zusätzlichen intelligenten Entscheidungsfunktionen, die auf dem Vorhandensein oder Fehlen von Bewegung basieren. Dies kann die Bitrate gegenüber der variablen Standardbitrate in nicht bewegten Szenen um 50 Prozent reduzieren.

Priorisierung
Neben der Reduzierung des Rauschens kann die Priorisierung dazu beitragen, die Bitraten zu senken. Durch Festlegen von Prioritätsbereichen können Sie die Komprimierungsstufe für verschiedene Teile des Bildes anpassen. Auf dem Bild können mehrere Bereiche markiert werden, denen jeweils Parameter für die Komprimierungsstufe zugewiesen sind. Ein weniger wichtiger Bereich kann so konfiguriert werden, dass eine höhere Komprimierungsrate und damit eine niedrigere Bitrate verwendet wird, während wichtigen Bereichen eine niedrigere Komprimierungsrate zugewiesen werden kann, um detaillierter angezeigt zu werden.

Nehmen Sie zum Beispiel die Videoüberwachung am Eingang eines Gebäudes. Einige Teile des Bildes, die den Himmel zeigen, können für eine bessere Komprimierung als unwichtig angesehen werden. Der Bereich des Eingangs zum Gebäude kann als wichtig markiert und mit einem niedrigeren Kompressionsverhältnis versehen werden, um die Erkennung von Gesichtsmerkmalen und anderen identifizierenden Details sicherzustellen. Schließlich kann die Auffahrt als Zone mit normaler Komprimierung definiert werden.

Reduzieren Sie die Kosten durch dynamische Geräuschunterdrückung
Die Kombination aus Rauschunterdrückung und Priorisierung des Bildbereichs führt zu messbaren Ergebnissen. Der Hauptvorteil dieser Kombination besteht darin, dass Sie eine deutlich niedrigere Bitrate erhalten, ohne die Bildqualität zu verlieren. Eine niedrigere Bitrate reduziert wiederum die Bandbreite und die Speichernutzung.

Nehmen wir zum Beispiel ein Einkaufszentrum mit einem Videoüberwachungssystem mit 200 Überwachungskameras, die auf dem gesamten Gelände innerhalb und außerhalb der Einrichtung installiert sind. Angenommen, die 1080p HD-Videoüberwachungskameras müssen 12 Stunden am Tag ununterbrochen aufnehmen. Sobald das Einkaufszentrum geschlossen ist, können sie nur dann aufzeichnen, wenn eine Bewegung erkannt wird. In diesem Fall sind für das Speichern von Videos mit einer Geschwindigkeit von 10 Bildern pro Sekunde fast 70 TB erforderlich, sodass Sie es 30 Tage lang speichern können. Durch die Einführung von Überwachungskameras mit dynamischer Rauschunterdrückung können mehr als 7 TB der erforderlichen Speicherkapazität eingespart werden. Dies entspricht je nach den verwendeten Speichergeräten über 10.000 US-Dollar. Zusätzliche Einsparungen können auch durch Hinzufügen von Prioritäten in bestimmten Bereichen erzielt werden, wodurch die Bitrate weiter reduziert wird.

Bitrate, was ist das?

Bitrate, was ist das?

als Merkmal von digitalem Audio und Video

Bitrate: buchstäblich die Informationsbitrate. Es ist üblich, die Bitrate zu verwenden, wenn die effektive Informationsübertragungsrate durch den Kanal gemessen wird, dh die “Nutzlast” -Übertragungsrate (zusätzlich kann der Kanal beispielsweise Dienstinformationen übertragen, z. Start- und Stoppsymbole für asynchrone Übertragung oder Steuersymbole für redundante Codierung). Die Baudrate, die die Gesamtbandbreite des Kanals berücksichtigt, wird in Baud gemessen.

Die Bitrate ist die Anzahl der Informationseinheiten, die zum Speichern (Übertragen) einer Sekunde eines Datenstroms (im Allgemeinen Audio- und Videodateien) erforderlich sind. Es wird im Allgemeinen in “kbps”, Kilobit pro Sekunde, gemessen.

Der Begriff Bitrate wird in zwei Grundbedeutungen verwendet
: Kanal- oder Geräteeigenschaft: Die maximale Anzahl von Bits, die pro Zeiteinheit übertragen werden können.
– Die Größe des in Echtzeit übertragenen Datenstroms (die minimale Kanalgröße, die diesen Strom ohne Verzögerung passieren kann).
– Ein Sonderfall ist die komprimierte Video- oder Audio-Bitrate.
Bitrate wird in Bit pro Sekunde (Bit / s, bps) sowie in Werten ausgedrückt, die mit den Präfixen Kilo, Mega usw. abgeleitet wurden.

Der Begriff Bitrate (in Verbindung mit subjektiven Qualitätskriterien) wird häufig als Merkmal zur Bewertung der Leistung verlustbehafteter Komprimierungsalgorithmen verwendet.

Bitrate kennzeichnet sowohl die Dichte des Informationspakets als auch dessen Qualität. Beispielsweise weist eine Datei mit einer höheren Bitrate von zwei mit unterschiedlichen Bitraten komprimierten MP3-Dateien eine höhere Klangqualität auf (nahe am Original). Gleichzeitig kann eine Datei eines anderen Formats mit derselben Bitrate sowohl eine bessere als auch eine schlechtere Klangqualität bieten.

Auf einer Audio-CD werden Informationen verlustfrei mit einer konstanten Bitrate von 1407 kbps codiert.

Mit dem MP3-Format können Sie Audioinformationen mit konstanten oder variablen Bitraten von 32 bis 320 kbit / s codieren, dh sie bieten im Vergleich zu CD die fünffache Komprimierung.

Bitrate als Merkmal von digitalem Video und Audio

In Streaming-Video- und Audioformaten (wie MPEG und MP3), die eine verlustbehaftete Komprimierung verwenden, drückt der Bitratenparameter den Komprimierungsgrad des Streams aus und bestimmt daher die Größe des Kanals, für den er komprimiert wird Datenübertragung. Meistens wird die Audio- und Video-Bitrate in Kilobit pro Sekunde (Kilobit pro Sekunde in Englisch – kbps) gemessen, seltener in Megabit pro Sekunde (nur für Video).

Es gibt drei Komprimierungsmodi für die Datenübertragung:

– mit konstanter Bitrate (konstante Bitrate in Englisch – CBR)
– mit variabler Bitrate (variable Bitrate in Englisch – VBR)
– mit einer durchschnittlichen Bitrate (English Average Bitrate – ABR)

Variable und durchschnittliche Bitrate

Der Codec wählt die erforderliche Bitrate basierend auf den Parametern (dem Niveau der gewünschten Qualität) und während des codierten Blocks kann sich die Bitrate ändern. Beim Komprimieren von Audio wird die gewünschte Bitrate basierend auf dem psychoakustischen Modell bestimmt. ABR ist eine Variation von VBR, bei der der Codec auf einen bestimmten Durchschnittswert komprimiert wird.