Konstante Bitrate (CBR) vs. variable Bitrate (VBR), welche sollten Sie wählen?


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Konstante Bitrate (CBR) vs. variable Bitrate (VBR), welche sollten Sie wählen?

CBR vs VBR

Wie sparen Sie Speicher beim Codieren in VBR?

CBR & VBR

Welche Art der Codierung soll gewählt werden: Variable oder Konstante?
Wenn Sie Musik von CDs oder anderen Medien rippen möchten, auf denen sie unkomprimiert in verlustbehafteten Formaten wie MP3, WMA, AAC und anderen gespeichert ist, müssen Sie die Bitrate auswählen. Konstante (CBR) oder Variable (VBR).

Codierungsmethode mit konstanter Bitrate (CBR)

CBR (Constant Bit Rate) – Beim Codieren in CBR in der gesamten Musikdatei bleibt die Bitrate unverändert und entspricht dem von Ihnen ausgewählten Wert.
Die häufigsten Werte sind: 128, 192, 256, 320 kbps.

Der Vorteil der CBR-Codierung besteht darin, dass die Datei sowohl beim Codieren als auch beim Decodieren schneller verarbeitet wird. Absolut jedes Programm oder jede Hardware, die Musik aus den Formaten MP3, WMA und AAC abspielen kann, kann dies tun, wenn sie in CBR codiert ist, was für die variable Bitrate nicht gesagt werden kann. Ältere Hardware oder Software ist nicht immer mit der CBR-Musikwiedergabe kompatibel.

Es sollte jedoch beachtet werden, dass CBR-codierte Musik möglicherweise mehr Speicherplatz beansprucht als dieselbe VBR-codierte Musik.

Sehr oft wird die CBR-Codierung in den Fällen verwendet, in denen sie über das Netzwerk übertragen wird oder wenn im Voraus bekannt ist, dass sie auf älteren Geräten abgespielt wird.

Eine konstante Bitrate ist wichtig für die Musik, die über das Netzwerk gestreamt wird, da der Datenfluss stabil ist und die Wiedergabe reibungslos verläuft, ohne dass es zu Ruckeln oder Unterbrechungen kommt. Wenn Sie jedoch Musik streamen, die mit einer variablen Bitrate komprimiert wurde, können Schwierigkeiten auftreten, wenn ein Teil eines Songs, der mit der maximalen Bitrate codiert ist, die Kanalbandbreite nicht überschreitet, was zu Gags während der Wiedergabe führt.
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VBR-Codierung (Variable Bit Rate)
VBR (Variable Bit Rate) – Wenn es in VBR codiert ist, ist es nicht konstant, sondern ändert sich ständig, während es abgespielt wird.

Mit dieser Codierungsmethode können Sie die Bitrate in schwierigen Musikabschnitten erhöhen und in einfacheren Musikabschnitten verringern, sodass die Qualität in etwa auf dem gleichen Niveau bleibt und gleichzeitig Speicherplatz gespart wird.

VBR wird erfolgreich eingesetzt und ist mit den meisten Formaten und Software kompatibel.

Von VBR unterstützte Formate: MP3, WMA, OGG, AAC und andere.

Der Hauptvorteil von Variable gegenüber konstanter Bitrate besteht darin, Speicherplatz zum Speichern von Musik zu sparen.

Bei der Codierung in VBR werden komplexere und ressourcenintensivere Algorithmen verwendet, sodass die Wiedergabe mehr Rechenleistung vom Gerät erfordert. Aus diesem Grund können einige ältere Computer möglicherweise keine Musik von VBR abspielen.
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Wie sparen Sie Speicher beim Codieren in VBR?
Komprimierungsalgorithmen analysieren nicht nur den Klang selbst, sondern auch seine Komplexität und zerlegen ihn in elementare Komponenten. Daher werden komplexe Musikbereiche, in denen viele Instrumente gleichzeitig spielen oder der Klang eines Instruments häufig seine Tonhöhe und Lautstärke ändert, mit höchster Qualität codiert. Wenn jedoch einfache Sekunden in der Musik erscheinen oder wenn überhaupt Stille herrscht, werden diese Stücke mit einer viel niedrigeren Bitrate codiert.

Aufgrund dieses Ansatzes werden Speichereinsparungen erzielt.

Sie sollten sich jedoch immer daran erinnern, dass der Hauptnachteil von VBR die Unfähigkeit ist, Musik auf alter Hardware oder alter Software abzuspielen.
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Welche Art der Codierung soll gewählt werden: Variable oder Konstante?
Wenn Sie absolut sicher sind, dass Ihre codierte Musik auf moderner Hardware abgespielt wird, empfehle ich die Verwendung einer variablen Bitrate.

Wenn Ihre Musik auf einer Vielzahl von Computern abgespielt wird, ist es am besten, sie sicher abzuspielen und mit einer konstanten Bitrate zu codieren.

Alle Telefone, Player und Computer, die in den letzten 10 Jahren veröffentlicht wurden, sollten die VBR-Wiedergabe problemlos unterstützen. In den allermeisten Fällen empfehle ich daher die Verwendung von VBR.

Auf diese Weise nimmt die Musik weniger Speicherplatz ein, behält aber gleichzeitig die hohe Qualität bei.

Es ist besonders wichtig, VBR zu verwenden, wenn die Musik auf tragbaren Geräten wie MP3-Playern oder Telefonen gespeichert wird. Obwohl in letzter Zeit eine große Menge an Speicher eingebaut wurde, ist es wünschenswert, ihn sparsam zu verwenden.


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Video-Codecs für 4K

Video-Codecs für 4K

4K codecs

Wenn Sie Erfahrung mit dem Streamen oder Aufzeichnen von Videosignalen haben, wissen Sie wahrscheinlich, was Video-Codecs sind.

4K Codecs

Videocodec – ein Gerät oder Programm, mit dem Sie große Videodateien zum Anzeigen oder Bearbeiten komprimieren (codieren) können; Der Name wird gleichzeitig mit diesen englischen Wörtern gebildet: «co the mpressor / dec ompressor» (zu mpres-sor / December ohm-pres-sor) und «co de / dec ode» (zu di-ro-vat) / Dezember Hass-Ro-Vat).

Reduzieren Sie im Zusammenhang mit den Merkmalen professioneller Umgebungen oder für Live-Pi-Si-Codecs die Größe (oder Bitrate) des Datenstroms, um die Übertragung von Daten an ein breites Publikum zu ermöglichen. 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 aktuellen Einschränkungen der Netzwerkbandbreite wäre es nahezu unmöglich, mit einer so hohen Bitrate zu streamen, 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 so viele Pixel wie die beliebteste moderne Full HD-Auflösung (1920 × 1080), sodass Sie auf einmal viel mehr Daten an Ihr Publikum streamen können.

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

H.265 Codec: 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 auf 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 verschlüsseln ihre Videoinhalte im Allgemeinen, bevor sie Benutzern zur Verfügung gestellt werden. Darüber hinaus können diese Ressourcen als zusätzliche Rechenleistung zugelassen werden.

Beachten Sie, dass ältere Formate und Codecs (AVC / H.264) weiterhin 4K-Videos verarbeiten können. Der Unterschied besteht jedoch darin, dass neuere Formate wie HEVC dies effizienter tun. Gleichzeitig verbesserte sich die Videoqualität mit dem erhöhten Komprimierungsverhältnis und dies hatte keinen Einfluss auf die Bitrate. HEVC unterstützt Auflösungen von bis zu 8K (8192 × 4320) und ist das Videoformat der Zukunft.

Gleichzeitig fallen für HEVC / H.265 keine Endbenutzerkosten an, während Gerätehersteller, Anbieter von kostenpflichtigen Programmen und Streaming-Diensten Lizenzgebühren für die Verwendung der HEVC-Technologie in ihren Produkten und / oder Dienstleistungen 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 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, die eine effizientere Komprimierung von Videodaten ermöglicht, wodurch die Belastung der Internetverbindung erheblich verringert und die Funktionen moderner Web-Netzwerke, die Videos an PCs und Smartphones übertragen, erheblich verbessert werden . , 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 Mitglieder der Gruppe 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 der 4K-Codecs
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.

H.264 im Vergleich zu H.265

H.264 im Vergleich zu H.265

H.265 VS H.264

Eine der Hauptentscheidungen bei der Verwendung und dem Design von Videoüberwachungssystemen ist die Wahl des Codecs. Durch die richtige Auswahl und Einstellung des Codecs können Sie das optimale Gleichgewicht zwischen der Qualität des resultierenden Bildes und der Effizienz der Videoübertragung über das Netzwerk erzielen.

H.264 vs H.265

Der am häufigsten verwendete Videoüberwachungscodec ist H.264. Und obwohl es im rechnerischen Teil von CCTV anspruchsvoll ist, können Sie Videos mit einer Qualität komprimieren, die für die Übertragung über ein lokales Netzwerk oder das Internet ausreichend hoch ist. Der Fortschritt hört jedoch nicht auf, und 2012 wurde auf dem Mobile World Congress der erste Chip vorgestellt, der ein Videosignal im H.265-Format codieren kann. Dieser Codec kann laut den Erstellern die Größe der resultierenden Datei im Vergleich zu einer mit dem H.264-Codec komprimierten Datei halbieren. Solche Aussagen könnten das Interesse der Hersteller von Videoüberwachungssystemen wecken. Dies ist verständlich – das Endergebnis der Verwendung eines effizienteren Codecs sollte eine direkte Einsparung sein. Die weit verbreitete Verwendung dieses Codecs auf dem Markt wurde noch nicht beobachtet, aber die ersten mit H.265 kompatiblen Kameras sind bereits in Russland erhältlich.

Assistive Technologien wie Zipstream (erstellt von Axis Communications) und H.264 + (Hikvision) können auch die Anforderungen an die Netzwerkbandbreite und den Videospeicher reduzieren. Es gibt viele Artikel im Internet, die Tests beschreiben, Vergleiche der Qualität von Codecs miteinander, Hersteller geben viele Argumente für ihre Lösungen. Wir haben uns entschlossen, in der Praxis zu prüfen, ob all diese Technologien wirklich funktionieren und ob sie effektive Konkurrenten für den neuen H.265-Codec sein können.

H.265 Codec
Zunächst eine kleine Theorie.

H.265 oder HEVC (High Efficiency Video Coding in Englisch) ist ein Videokomprimierungsformat, das im Vergleich zu H.264 / MPEG-4 AVC effizientere Algorithmen verwendet. Die ITU-T-Empfehlung H.265 und ISO / IEC 23008-2 MPEG-H Teil 2 wurden gemeinsam von der ITU-T-Expertengruppe für Videokodierung (VCEG) und der MPEG-Expertengruppe für bewegte Bilder entwickelt. Die Standardempfehlung wurde als Reaktion auf die wachsende Nachfrage nach höheren Komprimierungsraten für bewegte Bilder für eine Vielzahl von Anwendungen wie Internet-Streaming, Daten-Streaming, Videokonferenzen, digitaler Speicher und TV-Streaming entwickelt.

Um ehrlich zu sein, gingen wir lange Zeit im Kreis um den H.265-Codec herum und wussten nicht, auf welche Seite wir uns nähern sollten. Es gab viele Schwierigkeiten. Das wichtigste ist, dass die Kameras, die es unterstützen, an einer Hand gezählt werden können. Wir haben BEWARD B2250 und ActiveCam genommen. Es stellte sich auch heraus, dass es nicht so einfach war, den mit dem neuen Codec komprimierten aufgezeichneten Videostream abzuspielen, da die Hersteller modifizierte Codecs verwenden und die Standard-Wiedergabetools sie aufgaben. Der einzige Player, der sich nicht geweigert hat, die empfangenen Dateien abzuspielen, ist der VLC-Player. Wir haben unter verschiedenen Bedingungen mit der Videoaufnahme begonnen, die Bitrate geändert und die Szene in Dunkelheit getaucht, aber die Größe des Videostreams blieb für H.264 und H.265 gleich. Sowie die Bildqualität, die mit bloßem Auge nicht zu erkennen war.

Bis die niedrigste Qualität des von den Kameras resultierenden Bildes festgestellt wurde, betrug die Bitrate 200 kbps. Dann wurde der grundlegende Unterschied zwischen den beiden Codecs sichtbar. Der neue Codec funktioniert anders als der alte. H.265 kann 64×64-Pixelblöcke codieren, was die Codierungseffizienz verbessert und die Decodierungszeit verkürzt. In der Praxis liefert ein mit dem H.265-Codec bei gleicher Bitrate codierter Videostream mehr Details als H.264. Bei der maximalen Einstellung (Bitrate 8000 kbps und höher) ist dies nicht zu bemerken, aber bei der minimalen Einstellung (200 kbps) ist der Unterschied offensichtlich.

Wo sind die Einsparungen? Sie können Datenverkehr und Speicherplatz sparen, indem Sie die Bitrate des H.265-Codecs reduzieren und ein Bild erhalten, das mit dem des komprimierten H.264-Codecs vergleichbar ist. Ist die Dateigröße in H.265 50% kleiner als die von Dateien, die mit dem H.264-Codec komprimiert wurden? Das ist unwahrscheinlich.

Höchstwahrscheinlich funktioniert der H.265-Codec gut, wenn Videoüberwachungsfunktionen wie die Kennzeichenerkennung verwendet werden, da das Bild bei maximaler Einstellung detaillierter ist. Es ist jedoch nicht möglich, diese Theorie in der Praxis zu testen. Es gibt noch keine ähnlichen Lösungen auf dem Markt, die mit einem Videostream unter Verwendung eines komprimierten H.265-Codecs arbeiten. Und bis der neue Codec den Markt massiv eroberte, führen die Anbieter aktiv neue Technologien ein, die die Video-Bitrate senken, ohne dass sich die Bildqualität wesentlich unterscheidet. Sie alle funktionieren gut mit dem Standard-H.264-Codec.

Videokodierungsmethoden

Videokodierungsmethoden

Codec

Der durchschnittliche Videokonverter sollte drei Codierungsmodi haben: CBR, VBR1 (1 Schritt), VBR2 (2 Schritte).

Video Codecs

CBR ist eine konstante Bitrate, die alle Szenen gleichermaßen komprimiert. Wenn der Film statische und dynamische Szenen enthält, ist die CBR-Dynamik möglicherweise von unzureichender Qualität und die statische von übermäßiger Qualität, was völlig unnötig ist.

→ CBR kann verwendet werden, wenn der Film klein ist und die höchste Codierungsqualität bietet: 8500-9000 kbps.

VBR: variable Bitrate. Wir setzen beispielsweise Grenzwerte zwischen 2000 und 9000 kbps. In statischen Szenen reduziert der Encoder automatisch die Bitrate und in dynamischen Szenen erhöht sie sich. VBR1 ist eine Single-Pass-Codierung mit variabler Bitrate. Der einzige Vorteil ist die Geschwindigkeit. Die Codierungszeit wird zweimal kürzer als bei VBR2 verbracht. Die Qualität bei durchschnittlichen Bitratenwerten (5000-7000 kbps) ist jedoch niedriger als die von VBR2.

Nachdem der Encoder das erste komplexe Fragment erreicht hat, hat er Angst, die maximale Bitrate einzustellen, da er nicht weiß, was als nächstes passieren wird. Was ist, wenn plötzlich dynamische Szenen, und dann werden wir uns nicht treffen! Und in einfachen, statischen Szenen hat der Encoder erneut Angst, die Bitrate erheblich zu reduzieren. Wenn es mehr Szenen derselben gibt, erhalten wir nicht die gewünschte Bitrate. Infolgedessen sind die Abweichungen von einer durchschnittlichen Bitrate gering. Die Qualität ist sicherlich besser als bei CBR, aber nicht genug.

→ Wenn der Film glatt genug ist oder über einen längeren Zeitraum gedrückt wird, verwenden Sie VBR1. Außerdem kann diese Methode als Bonus einen weniger wichtigen Teil der Disc codieren.

VBR2 ist eine zweistufige Codierung mit variabler Bitrate.
Im VBR2-Codierungsmodus führt der Codierer zwei Durchgänge durch, wodurch die Codierungszeit verlängert wird. Nach dem ersten Durchgang haben Sie jedoch alle Informationen über die Anzahl und Dauer der dynamischen und statischen Fragmente, sodass der Encoder die Bitrate sicher auf das Maximum erhöht oder auf das Minimum reduziert. Dadurch erhalten wir höchste Qualität.

→ Die VBR2-Codierungsmethode bietet die beste Qualität in einem Film mit Szenen unterschiedlicher Dynamik.