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MMS > Videoformate -& kompression > Flashcards

Videoformate -& kompression Flashcards

1
Q

analoge Filmtechnik

A
  • aneinandergereihte Fotos
  • Filmrolle wird verschoben
  • 24 Fotos pro Sekunde
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2
Q

analoge Videosignale (Interlacing)

A
  • 2 Halbbilder werden nacheinander angezeigt
  • Eindruck vollständigen Bildes entsteht
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3
Q

analoge Videosignale (Farbmodelle)

A
  • YUV-Farbmodell
  • Y: Luminanz
  • UV: Chrominanz -> U=Rot, V=Blau
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4
Q

analoge Videosignale (NTSC)

A

-National Television System Comittee
- 525 Zeilen (486 sichtbar)
- 30 Hz Bildwiederholungsfrequenz
- YIQ -> YUV -> PAL

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5
Q

analoge Videosignale (PAL)

A
  • Phase Alternating Line
  • 625 Zeilen
  • 25 Hz Bildwiederholungsfrequenz
  • Kodierung erfolgt im YUV
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6
Q

digitales Video (Farbe)

A
  • Y= Helligkeit -> Schwarz-Weiß-Bild
  • Cb= Farbdifferenzkomponente Blau
  • Cr = Farbdifferenzkomponente Rot
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7
Q

digitales Video (Farbunterabtastung)

A
  • wie JPEG
  • Auge nimmt Helligkeit mit höherer Auflösung war
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8
Q

digitales Video (Seitenverhältnisse)

A
  • Display Aspect Ratio DAR
  • analoges Fernsehen: 1,33:1
  • HD Video: 1,78: 1
  • Kino: 1,85:1 2,39:1
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9
Q

Videokompression (Motion JPEG)

A
  • jedes Einzelbild wird als JPEG-Bild komprimiert
  • mehr Speicherplatz & Bandbreite nötige
  • gut für Szenen mit schneller Bewegung
  • Kompressionsrate: 1:5, 1:20
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10
Q

Videokompression (spatiale Redundanz)

A
  • benachbarte Elemente sind ähnlich
  • Datenmenge wird verringert durch ausnutzen der Redundanz
    -> Intraframe-Kodierung
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11
Q

Videokompression (temporale Redundanz)

A
  • Ähnlichkeit aufeinanderfolgende Bilder
  • Informationen von vorherigen Frames werden verwendet
    -> Interframe-Kodierung
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12
Q

Prinzipien der Videokompression (Redundanzreduktion)

A
  • entfernen überflüssiger Informationen
    -z.B. spatiale & temporale Redundanz
  • verlustfrei: Entropiekodierung, Differenzkodierung
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13
Q

Prinzipien der Videokompression (Irrelevanzreduktion)

A
  • weglassen nicht wahrgenommene Informationen
  • z.B. Farbunterabtastung
  • Informationsverlust -> verlustbehaftet
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14
Q

Prinzipien der Videokompression (Group of Pictures)

A
  • Gruppe von aufeinanderfolgenden Frames
  • besteht aus I-, P- & B-Frames
  • Anordnung Frames abhängig Methode
  • Frames werden unabhängig voneinander kodiert -> schneller zugriff auf einzelnde
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15
Q

Prinzipien der Videokompression (Dekodierreihenfolge)

A
  • erst I- & P-Frames dekodieren dann B-Frames
  • Frames werden in Decoding Order gespeichert
    -> danach umsortiert in Display Order
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16
Q

Prinzipien der Videokompression (Macroblock)

A
  • Einheit für Codierung von Videoframes
  • 16*16 Pixel
  • Pixel werden zusammengefasst im Block codiert
  • kann Chrominanz und Luminanz Informationen enthalten
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17
Q

Prinzipien der Videokompression (Motion Estimate)

A
  • analysiert Bewegung von Objekten von aufeinanderfolgenden Frames
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18
Q

Prinzipien der Videokompression (Motion vector)

A
  • Verschiebung von Objekten zwischen Frames
  • Voraussage für aktuelles Bild kann getroffen werden
  • verlustfrei kodiert
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19
Q

Block-Matching-Algorithmen (TDL)

A
  • zur Bewegungsschätzung
    -> erweitert TSS (Three-Step-Search) um Diamond- & Logarithmic search
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20
Q

Block-Matching-Algorithmen (TSS)

A
  • zur Bewegungsschätzung
  • versucht besten Matching-Block zu finden für aktuellen Block im Frame
  • versucht nur begrenzte Anzahl von Schritten zu nehmen
21
Q

Block-Matching-Algorithmen (OSA)

A
  • zur Bewegungsschätzung
  • verwendet nur einen Schritt
  • grobe Bewegungsschätzung
22
Q

Block-Matching-Algorithmen (OTS)

A
  • zur Bewegungsschätzung
    -Suche wird in eine Richtung fortgesetzt bis Ähnlichkeit sich wieder verschlechtert
23
Q

Block-Matching-Algorithmen (CSA)

A
  • zur Bewegungsschätzung
  • wie logarithmische Suche
24
Q

CODEC

A
  • COder-DEcoder
  • Algorithmenpaar, das Daten digital codiert & decodiert
  • Audio: mp3, flac, wav…
  • Video: mpeg1, mpeg2,h264…
25
Q

Containerformate

A
  • AVI, ASF, WMV, mov, mkv
  • mehrere Datenströme in einer Datei
  • beliebige Stream-Kombinationen möglich
26
Q

Deinterlacing

A
  • moderne Bildschirme können Zeilensprungverfahren nicht mehr umsetzen -> deinterlacing (falls Bildmaterial nicht bereits progressiv)
  • Deinterlacing-Algorithmen: Spatial, Temporal, Spatiotemporal
27
Q

Streaming

A

-Transport Videosignale über lange Distanzen
- Konsequenzen: Netzwerkprotokoll definiert Paketformat, Übertragungsfehler
- Metadaten werden regelmäßig wiederholt, können sich ändern

28
Q

MPEG-1

A
  • erster Video- & Audiokompressionsstandard
  • Blockbasierte Bewegungskompensation -> DCT -> Entropiecodierung -> I-, B- & P-Frames -> Bildpyramide
  • CD, Fernsehen, Streaming, Multimedianwendung
29
Q

MPEG-2

A
  • Basis DVD & DVB (digital video broadcasting)
  • mp3 etc.
30
Q

MPEG-4

A
  • Verbesserung MPEG-1/2
  • verbesserte Kompressionsrate
31
Q

H.264/MPEG-4 AVC

A
  • am weitesten verbreiteter Videocodec-Standard
  • Basis Blue-Ray, YT
  • 2 Layers: Network Access Layer (NAL), Video Coding Layer (VCL)
32
Q

Network Access Layer (H.264)

A
  • Formatierung & Fragmentierung H.264-Datenströme
  • Zerlegung Bitstrom in NAL-Units (mit Header)
  • Fragmentierung Videodaten in kleiner NALUS bessere Übertragung
  • NAL besitze Startcode
  • Netzwerkübertragung in Netzwerkpaketen
33
Q

Video Coding Layer (H.264)

A
  • eigentlicher Videokompressionsstandard
  • Reduzierung Datenmenge
34
Q

Slices (H.264)

A
  • Gruppen von Macroblocks
  • Slices Teil eine Frames -> enthält Infos zu Codierung & Übertragung
  • jedes Slices unabhängig
  • wichtigere Bildteile mehr Qualität
  • verschiedene Slice-Typen
35
Q

Inter-Frame Prediction (H.264)

A
  • Bewegungskompensation: wird angenommen das sich Bildinhalte zwischen Frames nur geringfügig/gar nicht ändern -> Verschiebung wird analysiert -> erstellen Vorhersage
36
Q

Entropy Coding (H.264)

A
  • letzter Schritt
  • verlustfreie Kompression
  • Context-adaptiv variable-length coding (CAVLC)
  • oder Context-adaptiv binary arithmetic coding (CABAC)
37
Q

Deblocking-Filter (H.264)

A

-Verbesserung visuelle Qualität der komprimierten Daten
- Blockartefakte (auftreten durch blockbasierte Komprimierung) werden reduziert
-> weicher Kanten

38
Q

Profiles (H.264)

A
  • bestimmen welche Features genutzt werden dürfen
    -> z.B. welche Algorithmen im decoder etc.
  • z.B. Constrained Baseline, High (HP) für Blue-Ray
39
Q

Levels (H.264)

A
  • bestimmen quantitative Fähigkeiten und notwendige Rechenleistung des Decoders
40
Q

H.265/ MPEG-H Part 2/ HEVC

A

-HEVC = High Efficiency Video Coding
- standardisiert 2013
- Macroblocks werden Coding Tree Units
- verbessert: Intra Prediction, Motion Vector Prediction, Qualität, Parallelverarbeitung im Decoder, CABAC-Komprimierung

41
Q

CTUs (H.265)

A
  • Einheiten Codierung des Videos
  • Quadtree Datenstruktur
  • variable Blockgröße (neu)
  • adaptive Codierung
    = präzise Anpassung an Bildeinheiten
42
Q

VP6

A
  • 16*16 Pixel Macroblocks
  • 8*8 Sample DCT
  • YCbCr
  • Entropiecodierung: Huffman/ Arithmetic
    -> verbessertes MPEG-2
43
Q

VP8

A
  • variable Macroblocks
    -4*4 Sample DCT
  • Deblocking Filter
  • Arithmetic
    -Intra Prediction ähnlich H-264
    -> ähnlich H.264 weniger flexible/effizient
44
Q

VP9

A
  • units bis 64*64
  • Quadtree
  • YCbrCr
    -Intra Prediction ähnlich H-264
  • verbessert Deblocking Filter
    -> ähnlich H.265
45
Q

Encoderparameter

A
  • mehrer konkurrierende Ziele: Datenrate/größe, Bildqualität, Kodiergeschwindigkeit, Dekodiergeschwindigkeit, Latenz, Sonderanfoderungen
46
Q

Bitrate

A
  • Constant Bitrate (CBR): konstante Bitrate, Qualität der Bilder variiert -> Verwendung Streaming
  • Variable Bitrate (VBR): Qualität bleibt gleich, Bilder benötigen unterschiedlich viel Platz
47
Q

2-Pass Encoding

A
  • Komprimierungsvorgang in 2 Vorgängen
  • Pass 1: Analyse Videomaterial, Bildkomplexität schätzen, allozieren Bandbreite
  • Pass 2: Bild wird nach allozierter Bandbreite kodiert
    -> verbesserte Qualität, funktioniert nicht bei Streaming
48
Q

Latenz

A
  • Verzögerung zwischen Aufnahme und Anzeige beim Streaming
  • entsteht bei: Aufnahme, Encodierung, Transfer, Decodierung
  • Anforderung je nach Situation

MMS (8 decks)

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