Category: Video

H.266 / VVC-Codec für 4K- und 8K-Videokomprimierung zugelassen


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H.266 / VVC-Codec für 4K- und 8K-Videokomprimierung zugelassen.

H.266 (VVC)

H.266 / VVC-Codec für 4K- und 8K-Videokomprimierung zugelassen
Das Fraunhofer-Institut für Telekommunikation hat die Genehmigung eines neuen Video-Codecs angekündigt.

H.266 (VVC)

H.266 / VVC wurde unter Berücksichtigung des Bedarfs an hochauflösenden Inhalten entwickelt und soll der Nachfolger der beliebten H.264 / AVC- und H.265 / HEVC-Standards sein, die von mehr als 10 Milliarden Geräten verwendet werden. mehr als 90% des globalen Videovolumens zu verarbeiten.

H.266 / VVC (Versatile Video Coding) bietet eine hocheffiziente Übertragung und Speicherung aller Bildschirmauflösungen (von SD und HD bis 4K und 8K) und unterstützt HDR-Video und -Video (High Dynamic Range) 360-Grad-Panorama … Unterstützt den YCbCr-Farbraum mit 4: 4: 4- und 4: 2: 2-Farbkonvertierungen, Farbtiefe von 8 bis 16 bpc und Hilfskanälen für Daten wie Tiefe und Transparenz.

Es wird behauptet, dass der neue Standard im Vergleich zu H.265 (HEVC) eine signifikante Erhöhung des Komprimierungsverhältnisses aufweist und die Verwendung einer um 50% niedrigeren Bitrate für das Streaming von Videos mit derselben Qualität ermöglicht. Wenn für ein 90-minütiges Video in UHD-Qualität in H.265 beispielsweise 10 GB Datenübertragung erforderlich sind, passt H.266 in 5 GB, während das gleiche Qualitätsniveau beibehalten wird. Im Vergleich dazu übertrifft das AV1-Format in Bezug auf die Komprimierungseffizienz HEVC um durchschnittlich 17% (bei einer hohen Bitrate um 30-43%).

Der Standard wurde 5 Jahre lang von den Arbeitsgruppen MPEG (ISO / IEC JTC 1) und VCEG (ITU-T) unter Beteiligung von Apple, Ericsson, Intel, Huawei, Microsoft, Qualcomm und Sony erstellt. Das MC-IF (Media Encoding Industry Forum) wurde gegründet, um überlappende Patente zu lizenzieren. Mehr als 30 Unternehmen und Organisationen besitzen das in H.266 / VVC verwendete geistige Eigentum.

Die Kosten für die Erhöhung der Komprimierungseffizienz stellen eine erhebliche Komplikation der Algorithmen dar und führen zu erhöhten Anforderungen an die Rechenressourcen (bis zu 10-mal für die Codierung und bis zu 2-mal für die Decodierung im Vergleich zu H.265). Im Gegensatz zum AV1-Videokodierungsformat ist für die Verwendung von H.266 / VVC in Ihren Produkten eine Lizenzgebühr erforderlich. Eine Referenzimplementierung eines Codierers und Decodierers für H.266 / VVC wird voraussichtlich im Herbst veröffentlicht.


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Formate und Codecs für die Konvertierung

Formate und Codecs für die Konvertierung

Video File Formats and Codecs

Da es unmöglich ist, die Unermesslichkeit zu erfassen, werden wir nur die am weitesten verbreiteten und nachgefragten Multimedia-Formate, Codecs, berühren. Wir werden eine kurze Beschreibung und eine Erklärung geben, in welchen Fällen sie am häufigsten verwendet werden.

Video File Formats and Codecs

In der Beschreibung werden wir auch eine Liste von Programmen präsentieren, die irgendwie mit diesem Format zusammenhängen. Wir werden keine Links geben, Sie können alle Programme auf der Website finden.

Videostandards
MPEG -1

MPEG -1 ist ein Standard, der von Videoexperten der MPEG (Moving Picture Experts Group) übernommen wurde. Derzeit wird MPEG-1-Video auf Video-CDs verwendet (die VCD-Qualität entspricht am ehesten der von VHS-Videokassetten).

Anfänglich ist die Verwendung von MPEG-1-Video auf eine Bitrate von 1,5 Megabit / s und eine Auflösung von 352 × 240 beschränkt. Mit diesem Standard können Sie jedoch jede Auflösung von bis zu 4095 × 4095 verwenden.

MPEG -2

Der MPEG-2-Standard wird verwendet, um Video und Audio für die Übertragung zu konvertieren, einschließlich Satellitenübertragung und Kabelfernsehen. Es gibt strenge Einschränkungen hinsichtlich Auflösung (nicht mehr als 720 × 576), Bildrate (25 fps und 29,97 fps), Bitrate usw.

MPEG -3

Ein Audio- und Videocodierungsstandard für hochauflösendes Fernsehen (HDTW) mit Datenraten zwischen 20 und 40 Mbit / s. Die Arbeit an MPEG-3 wurde nach der Änderung von MPEG-2 (als MPEG-2-Standard) eingestellt 2 war bei der Bewältigung der Videoverarbeitung nicht schlechter als MPEG-3.

Verwechseln Sie MPEG-3 nicht mit dem MP3-Musikformat (MPEG-1 Part 3 Layer 3 / MPEG-1 Audio Layer 3).

MPEG -4

MPEG -4 wird zum Komprimieren von digitalem Video und Audio verwendet. Entwickelt für die Internetübertragung (Videoübertragung, Videotelefonie), Codierung und Aufzeichnung von Filmen auf CD (Bildtelefon) und Übertragung.

Video-Codecs
DivX (digitaler Video Express)

Der beliebteste Video-Codec für Microsoft Windows- und Mac OS X-Plattformen, mit dem heute die meisten Filme komprimiert werden. Mit der Komprimierung können Sie anderthalb Stunden Videomaterial auf 1 oder 2 CDs einfügen. Es wird in zwei Versionen vertrieben: DivX und DivX Pro. DivX ist kostenlos (AdWare), Sie können es ohne Einschränkungen verwenden, die zweite wird bezahlt. Das Präfix “Pro” kostet 19,99 US-Dollar, zusammen mit zusätzlichen Paketfunktionen und Vorteilen gegenüber der kostenlosen Version. Das:

– Bessere Komprimierung (ca. 25%) für Videos,
– Unterstützung der GMC-Technologie (Global Motion Compensation), die die Videoqualität verbessert und das Komprimierungsverhältnis geringfügig verbessert;
– DivX Pro bietet vollständige Unterstützung für die bidirektionale Codierung (B-Frames).
– Enthält zusätzliche Tools für die Videokodierung.

Xvid

MPEG-4 Video Conversion Library, lizenziert unter der GNU General Public License. Im Gegensatz zum DivX-Codec, der nur für Microsoft Windows- und Mac OS X-Plattformen veröffentlicht wurde, ist Xvid ein plattformübergreifendes Produkt (das auf allen Plattformen und Betriebssystemen verwendet wird, für die der Codec-Quellcode kompiliert werden kann).

Wie Sie sehen können, lautet der Codec-Name DivX “flip”. In der Praxis ist Xvid die Alternative zu DivX. Der Codec zeichnet sich durch schnelle Betriebsgeschwindigkeit und akzeptable Bildqualität aus. Konfigurierbar sowohl über Programme von Drittanbietern als auch über ein eigenes Konfigurationsfenster.

Windows Media Video

Ein von Microsoft entwickeltes Codierungssystem. Im Windows Media Multimedia Pack enthalten. Es gibt verschiedene Versionen: Microsoft MPEG-4-Videocodec, Windows Media Video 9 usw. Obwohl WMW-Videos nicht mit DivX konkurrieren können, werden sie aktiv bei der Entwicklung von Multimedia- und Spieleanwendungen für die Windows-Plattform verwendet.

Programme zur Arbeit mit WMV

Der Windows Media Encoder ist ein Codec und ein Container für den Encoder.

Windows Media Video 9 VCM – Ähnlich wie oben, jedoch ohne grafische Shell.

Indeo Links

Intel entwickelte zunächst den Ligos Indeo-Codec, wurde jedoch später von Ligos zur Überprüfung übernommen. Jetzt können Sie mit dem Codec Videos mit unterschiedlichen Bitraten und adaptiver Qualität ansehen. Ligos Indeo unterstützt die MMX-Prozessoranweisung (obwohl DivX viel mehr unterstützte Anweisungen hat).

Programme zur Arbeit mit Ligos Indeo

Intel Codec Installer: Bietet den Codec I263, mit dem elektronische Karten und Videos im Ligos Indeo-Format wiedergegeben werden können.

Der Intel JPEG Library Video Codec (ijlvid) ist ein dedizierter Treiber, der auf der Intel JPEG Library basiert und die RGB24-Dekomprimierung sowie die RGB24- und YUY2-Komprimierung unterstützt.

Intel Music Coder: Dank dieses Pakets können Sie AVI-Videos mit IMC-codiertem Sound anhören.

Videoformate für mobile Geräte

Videoformate für mobile Geräte

VideO FOR MOBILE PHONES

Eine natürliche und logische Phase bei der Entwicklung der Mobilkommunikation ist die Möglichkeit, Videos auf Mobiltelefonen zu streamen und anzuzeigen.

video for mobile phones

Derzeit sind fast alle Mobilgeräte mit integrierten Kameras ausgestattet, mit denen Videodateien aufgenommen und wiedergegeben werden können. Das in diesem Fall verwendete Videoformat basiert auf dem MP4 / 3gp-Protokoll. Dies bedeutet jedoch keineswegs, dass moderne Telefone andere Formate für die Darstellung von Videodaten nicht verstehen können. Videos nehmen viel mehr Platz ein als Audiodateien oder Bilder. Dies führt dazu, dass das Video stark komprimiert werden muss.

Mobiles Video hat im Allgemeinen die folgenden Auflösungen:

640 × 360
320 x 240
176 x 144
Darüber hinaus können viele moderne Geräte das Full HD-Format aufnehmen und wiedergeben.

Beispiele für Videoformate für mobile Geräte:

MP4
Es ist eine Abkürzung für MPEG-4 Part 14. Dieses Format kann auch als MPEG-4 AVC bezeichnet werden, wobei AVC für Advanced Video Coding steht. Wie der Name des Formats andeutet, wurde es für die Arbeit mit Videodateien entwickelt und wurde erstmals 1998 vorgeschlagen. MP4 ist ein Containerformat, mit dem Sie Audio, Video, Untertitel und Bilder in einer einzigen Datei kombinieren können. Videodateien dieses Standards haben die Erweiterungen * .mp4 und * .3gp. Alle Player, die MP4 spielen können, können 3GPP spielen und umgekehrt.

3GP
* .3GP (3GPP-Dateiformat) ist ein Multimedia-Container, der vom Third Generation Partnership Project (3GPP) für 3G UMTS-Multimediadienste definiert wurde. Viele moderne Mobiltelefone (nicht unbedingt 3G) können Audio und Video im .3GP-Format aufnehmen und anzeigen.

Dieses Format ist eine vereinfachte Version des Multimedia-Formats ISO 14496-1, das dem von QuickTime verwendeten MOV ähnelt. Videoclips, die mit 3GP enden, sind im Vergleich zu ähnlichen Videos in anderen Formaten klein. Dies ist jedoch durch die geringe Qualität gerechtfertigt. Beispielsweise werden viele Frames häufig als farbige Quadrate dargestellt. 3GP ist ein Sonderfall für MP4-Video. Dieser Standard wurde vor relativ kurzer Zeit verwendet, dank Philips, das große Anstrengungen unternommen hat, um den MPEG-4-Standard für die Übertragung anzupassen.

Der 3GPP-Standard hat sich zum führenden Standard für Kamerahandys mit Videoaufzeichnungsfunktionen entwickelt. Ursprünglich war es die Grundnahrungsmittel für SonyEricsson-Smartphones. PacketVideo – PVPlayer hat sogar eine spezielle Betrachtungssoftware für sie entwickelt, mit der Sie Videos im Vollbildmodus abspielen können. Derzeit ist dieser Player für fast alle Smartphones verfügbar, die auf Symbian- und Windows Mobile-Betriebssystemen basieren, sowie für PocketPC-PDAs.

Zu den Vorteilen des Formats gehört die Tatsache, dass das Originalbild, wenn es nicht übereinstimmt, automatisch in die vom Telefon unterstützte Größe konvertiert wird. Die Qualität der Videos ist jedoch sehr gering. Ursprünglich war dieses Format für die schnelle Aufzeichnung von Videomaterial mit der eingebauten Kamera vorgesehen, um es später als Anhang in MMS anzuzeigen und zu senden (begrenzt auf 100 KB).

Die niedrige Videoqualität ist auf die niedrige Auflösung des Bildes zurückzuführen, die QCIF (176 × 144) oder Sub-QCIF (128 × 96) sein kann, die niedrige Bildrate von nicht mehr als 15 pro Sekunde und die Besonderheiten Tonaufnahme. Der Ton, der dem Videoclip beiliegt, kann im AMR-Format (maximal 12,2 kbps Stream) oder im WB AMR-Format (23,05 kbps Stream) aufgenommen werden.

Andere Formate

Es gibt auch das klassische MobiClip-MPEG-1-Videoformat. Im Oktober 2003 stellte MobiClip ein sehr interessantes Format vor. Das Format ist von Natur aus universell. In dieses Format konvertierte Dateien haben die Erweiterung * .mo und können Ton-, Video- und Flash-Animationen enthalten. Auf der Website des Herstellers wird dieses Format als mobiles Vollbildvideo ohne Bremsen beworben. Die wesentliche Einschränkung liegt in der Nichtübertragung, dh zum Anzeigen muss die gesamte Datei heruntergeladen werden. Eine weitere, nicht grundlegende, aber signifikante Einschränkung des Formats ist die große Größe der empfangenen Dateien. So erschien auf Telefonen ein Videoformat, das eine hohe Bildqualität bei nahezu filmischer Bildrate liefern kann. Die Qualität der Wiedergabe hängt nur von der verfügbaren Speichermenge ab. Das Video wird im Vollbildmodus abgespielt.

Moderne Smartphones bieten eine größere Auswahl an abspielbaren Videoformaten. Darüber hinaus können Smartphones nach der Installation der entsprechenden Programme (z. B. SmartMovie) * .rm-Dateien lesen, deren Qualität sowohl 3gp als auch mp4 sowie dem * .avi-Format überlegen ist.

Videokodierung, wie es funktioniert (Teil 1)

Videokodierung, wie es funktioniert (Teil 1)

video encoding

Die effektive Komprimierung von Videoinformationen basiert auf zwei Hauptideen: der Unterdrückung kleiner Details der räumlichen Verteilung einzelner Frames, die für die visuelle Wahrnehmung unbedeutend sind, und der Beseitigung zeitlicher Redundanz in der Reihenfolge dieser Frames. Folglich sprechen wir von räumlicher und zeitlicher Komprimierung.

Video Encoding

Der erste nutzt die experimentell ermittelte geringe Empfindlichkeit der menschlichen Wahrnehmung gegenüber Verzerrungen kleiner Bilddetails. Das Auge bemerkt einen ungleichmäßigen Hintergrund schneller als die Krümmung einer dünnen Kante oder eine Änderung der Helligkeit und Farbe eines kleinen Bereichs. Aus der Mathematik sind zwei äquivalente Darstellungen des Bildes bekannt: die bekannte räumliche Verteilung von Helligkeit und Farbe und die sogenannte Häufigkeitsverteilung, die mit der räumlichen diskreten Kosinustransformation (DCT) verbunden ist. Theoretisch sind sie äquivalent und reversibel, speichern jedoch Informationen über die Bildstruktur auf völlig unterschiedliche Weise: Die Übertragung glatter Hintergrundänderungen erfolgt durch niederfrequente (Mitten-) Werte der Frequenzverteilung und die hochfrequenten Koeffizienten. Sie sind oft für die feinen Details der räumlichen Verteilung verantwortlich. Dadurch kann der folgende Komprimierungsalgorithmus verwendet werden. Der Rahmen ist in 16×16 Blöcke unterteilt (720×576 entspricht 45×36 Blöcken), von denen jeder im Frequenzbereich in DCT konvertiert wird. Dann werden die entsprechenden Frequenzkoeffizienten quantisiert (Rundung von Werten mit einem gegebenen Intervall). Wenn die DCT selbst nicht zu Datenverlust führt, bewirkt die Quantisierung der Koeffizienten offensichtlich eine Verdickung des Bildes. Die Quantisierungsoperation wird mit einem variablen Intervall durchgeführt: Niederfrequenzinformationen werden genauer übertragen, während viele Hochfrequenzkoeffizienten Nullwerte annehmen. Dies führt zu einer signifikanten Komprimierung des Datenstroms, führt jedoch zu einer Verringerung der effektiven Auflösung und dem möglichen Auftreten kleinerer unechter Details (insbesondere an Blockgrenzen). Offensichtlich

Für aufmerksame Leser wiederholen wir, dass dieser Algorithmus aus der digitalen Fotografie stammt, wo er unter dem Namen JPEG entwickelt wurde, um einzelne Bilder effizient zu komprimieren (JPEG ist eine Abkürzung für den Namen der Joint Photographic Experts Group, die ihn befürwortet hat). Es wurde dann erfolgreich auf Frame-Videosequenzen angewendet (jede vollständig unabhängig verarbeitet) und in MJPEG (Motion-JPEG) umbenannt. Es sollte auch beachtet werden, dass die DV-Codierung der digitalen DV / DVCAM / DVCPRO-Standards im Wesentlichen auf demselben Algorithmus basiert, jedoch ein flexibleres Schema mit adaptiver Auswahl von Quantisierungstabellen verwendet. Das Komprimierungsverhältnis für verschiedene Blöcke variiert im Gegensatz zu MJPEG mit dem Bild: Bei nicht informativen Blöcken (z. B. an den Bildrändern) nimmt es zu und bei Blöcken mit einer großen Anzahl kleiner Details relativ zu die mittlere Ebene des Bildes. Infolgedessen wird bei gleicher Qualität das Datenvolumen um ca. 15% reduziert (oder umgekehrt, bei gleichem Durchfluss ist die Qualität des Ausgangssignals höher).

Bei der zeitlichen MPEG-Komprimierung wird eine hohe Informationsredundanz in Bildern verwendet, die durch kleine Intervalle voneinander getrennt sind. Tatsächlich ändert sich zwischen benachbarten Bildern normalerweise nur ein kleiner Teil der Szene. Zum Beispiel gibt es eine sanfte Bewegung eines kleinen Objekts auf dem Hintergrund eines festen Hintergrunds. In diesem Fall sollten die vollständigen Informationen zur Szene nur selektiv für Referenzbilder gespeichert werden. Im Übrigen reicht es aus, nur Differenzinformationen zu übertragen: über die Position des Objekts, die Richtung und Größe seiner Verschiebung, über neue Hintergrundelemente (die sich hinter dem Objekt öffnen, wenn es sich bewegt). Darüber hinaus können sich diese Unterschiede nicht nur im Vergleich zu den vorherigen, sondern auch zu den späteren Bildern bilden (da sich in ihnen beim Bewegen des Objekts der Teil des Hintergrunds befindet, der zuvor hinter dem Objekt verborgen war). Beachten Sie, dass mathematisch gesehen das schwierigste Element die Suche nach verschobenen Blöcken, aber nur eine geringe Änderung der Struktur (16 x 16) und die Bestimmung der entsprechenden Vektoren ihrer Verschiebung ist. Dieses Element ist jedoch das wichtigste, da es die erforderliche Informationsmenge erheblich reduzieren kann. Es ist die Effizienz der Echtzeitausführung dieses “intelligenten” Elements, die verschiedene MPEG-Codierer auszeichnet.