Videoformate -& kompression Flashcards

1
Q

analoge Filmtechnik

A
  • aneinandergereihte Fotos
  • Filmrolle wird verschoben
  • 24 Fotos pro Sekunde
How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
2
Q

analoge Videosignale (Interlacing)

A
  • 2 Halbbilder werden nacheinander angezeigt
  • Eindruck vollständigen Bildes entsteht
How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
3
Q

analoge Videosignale (Farbmodelle)

A
  • YUV-Farbmodell
  • Y: Luminanz
  • UV: Chrominanz -> U=Rot, V=Blau
How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
4
Q

analoge Videosignale (NTSC)

A

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

How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
5
Q

analoge Videosignale (PAL)

A
  • Phase Alternating Line
  • 625 Zeilen
  • 25 Hz Bildwiederholungsfrequenz
  • Kodierung erfolgt im YUV
How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
6
Q

digitales Video (Farbe)

A
  • Y= Helligkeit -> Schwarz-Weiß-Bild
  • Cb= Farbdifferenzkomponente Blau
  • Cr = Farbdifferenzkomponente Rot
How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
7
Q

digitales Video (Farbunterabtastung)

A
  • wie JPEG
  • Auge nimmt Helligkeit mit höherer Auflösung war
How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
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
How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
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
How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
10
Q

Videokompression (spatiale Redundanz)

A
  • benachbarte Elemente sind ähnlich
  • Datenmenge wird verringert durch ausnutzen der Redundanz
    -> Intraframe-Kodierung
How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
11
Q

Videokompression (temporale Redundanz)

A
  • Ähnlichkeit aufeinanderfolgende Bilder
  • Informationen von vorherigen Frames werden verwendet
    -> Interframe-Kodierung
How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
12
Q

Prinzipien der Videokompression (Redundanzreduktion)

A
  • entfernen überflüssiger Informationen
    -z.B. spatiale & temporale Redundanz
  • verlustfrei: Entropiekodierung, Differenzkodierung
How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
13
Q

Prinzipien der Videokompression (Irrelevanzreduktion)

A
  • weglassen nicht wahrgenommene Informationen
  • z.B. Farbunterabtastung
  • Informationsverlust -> verlustbehaftet
How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
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
How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
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
How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
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
How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
17
Q

Prinzipien der Videokompression (Motion Estimate)

A
  • analysiert Bewegung von Objekten von aufeinanderfolgenden Frames
How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
18
Q

Prinzipien der Videokompression (Motion vector)

A
  • Verschiebung von Objekten zwischen Frames
  • Voraussage für aktuelles Bild kann getroffen werden
  • verlustfrei kodiert
How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
19
Q

Block-Matching-Algorithmen (TDL)

A
  • zur Bewegungsschätzung
    -> erweitert TSS (Three-Step-Search) um Diamond- & Logarithmic search
How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
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
Containerformate
- AVI, ASF, WMV, mov, mkv - mehrere Datenströme in einer Datei - beliebige Stream-Kombinationen möglich
26
Deinterlacing
- moderne Bildschirme können Zeilensprungverfahren nicht mehr umsetzen -> deinterlacing (falls Bildmaterial nicht bereits progressiv) - Deinterlacing-Algorithmen: Spatial, Temporal, Spatiotemporal
27
Streaming
-Transport Videosignale über lange Distanzen - Konsequenzen: Netzwerkprotokoll definiert Paketformat, Übertragungsfehler - Metadaten werden regelmäßig wiederholt, können sich ändern
28
MPEG-1
- erster Video- & Audiokompressionsstandard - Blockbasierte Bewegungskompensation -> DCT -> Entropiecodierung -> I-, B- & P-Frames -> Bildpyramide - CD, Fernsehen, Streaming, Multimedianwendung
29
MPEG-2
- Basis DVD & DVB (digital video broadcasting) - mp3 etc.
30
MPEG-4
- Verbesserung MPEG-1/2 - verbesserte Kompressionsrate
31
H.264/MPEG-4 AVC
- am weitesten verbreiteter Videocodec-Standard - Basis Blue-Ray, YT - 2 Layers: Network Access Layer (NAL), Video Coding Layer (VCL)
32
Network Access Layer (H.264)
- 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
Video Coding Layer (H.264)
- eigentlicher Videokompressionsstandard - Reduzierung Datenmenge
34
Slices (H.264)
- Gruppen von Macroblocks - Slices Teil eine Frames -> enthält Infos zu Codierung & Übertragung - jedes Slices unabhängig - wichtigere Bildteile mehr Qualität - verschiedene Slice-Typen
35
Inter-Frame Prediction (H.264)
- Bewegungskompensation: wird angenommen das sich Bildinhalte zwischen Frames nur geringfügig/gar nicht ändern -> Verschiebung wird analysiert -> erstellen Vorhersage
36
Entropy Coding (H.264)
- letzter Schritt - verlustfreie Kompression - Context-adaptiv variable-length coding (CAVLC) - oder Context-adaptiv binary arithmetic coding (CABAC)
37
Deblocking-Filter (H.264)
-Verbesserung visuelle Qualität der komprimierten Daten - Blockartefakte (auftreten durch blockbasierte Komprimierung) werden reduziert -> weicher Kanten
38
Profiles (H.264)
- bestimmen welche Features genutzt werden dürfen -> z.B. welche Algorithmen im decoder etc. - z.B. Constrained Baseline, High (HP) für Blue-Ray
39
Levels (H.264)
- bestimmen quantitative Fähigkeiten und notwendige Rechenleistung des Decoders
40
H.265/ MPEG-H Part 2/ HEVC
-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
CTUs (H.265)
- Einheiten Codierung des Videos - Quadtree Datenstruktur - variable Blockgröße (neu) - adaptive Codierung = präzise Anpassung an Bildeinheiten
42
VP6
- 16*16 Pixel Macroblocks - 8*8 Sample DCT - YCbCr - Entropiecodierung: Huffman/ Arithmetic -> verbessertes MPEG-2
43
VP8
- variable Macroblocks -4*4 Sample DCT - Deblocking Filter - Arithmetic -Intra Prediction ähnlich H-264 -> ähnlich H.264 weniger flexible/effizient
44
VP9
- units bis 64*64 - Quadtree - YCbrCr -Intra Prediction ähnlich H-264 - verbessert Deblocking Filter -> ähnlich H.265
45
Encoderparameter
- mehrer konkurrierende Ziele: Datenrate/größe, Bildqualität, Kodiergeschwindigkeit, Dekodiergeschwindigkeit, Latenz, Sonderanfoderungen
46
Bitrate
- Constant Bitrate (CBR): konstante Bitrate, Qualität der Bilder variiert -> Verwendung Streaming - Variable Bitrate (VBR): Qualität bleibt gleich, Bilder benötigen unterschiedlich viel Platz
47
2-Pass Encoding
- 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
Latenz
- Verzögerung zwischen Aufnahme und Anzeige beim Streaming - entsteht bei: Aufnahme, Encodierung, Transfer, Decodierung - Anforderung je nach Situation