Videocodecs Boris Bühler Stefan Frey Christian Gut Vorstellung, wir alle drei Boris Bühler Stefan Frey Christian Gut

Agenda Einführung MPEG Fehler und ihre Behebung Software / Tools CG: Christian Gut

Was sind Codecs CODEC = CODieren / DECodieren Auch als separate Hardware (früher) Aktuell eher Software (schnelle CPU) Definierte Algorithmen, Standards Protokolle im Internet (Streaming) Codec != Dateiformat, sondern eingebettet CG: Codec-Prinzip: Unkomprimierten Video-/Audiostrom mittels definiertem Algorythmus komprimieren und anschliessen wieder dekomprimieren. Kann separate Hardware sein => keine hohe Proz.-Last. Heutige CPUs schnell genug für Echtzeitdekodierung Weit Verbreiteter Irrtum: Codecs != Dateiformat Christian Gut

Sinn von Codecs Warum Komprimierung Größenverhältnisse 1 Stunde Film = > 100 GByte im Rohformat Zum Anschauen: PAL-Bild: 786x576 Pixel, 25 Bilder/s => 33MByte/s = 265Mbit/s => 4147 ISDN Leitungen => 414 DSL Leitungen Stefan Frey

Arten von Codecs Video für Windows Radius Ogg Vorbis (Open Source) MPEG CG: Für jede Anwendung einen geeigneten Codec VfW – alter Windows-codec Ogg Vorbis, Open Source, bisher nur Audio Codec Verbreitet Christian Gut

MPEG MPEG 1 MPEG 2 MPEG 4 DivX gehackte Version MPEG 7 MPEG 21 SF: Weit verbreiteste und meist genutztes Komprimierverfahren In naher Zukunft 7, 21 Stefan Frey

Was ist MPEG? Moving Pictures Experts Group Konsortium Experten von wichtigen Firmen Regelmäßige Treffen Verabschiedung von Standards von Codecs SF: Moving Pictures Experts Group Konsortium Experten von wichtigen Firmen Regelmäßige Treffen Verabschiedung von Standards Stefan Frey

Komprimierverfahren JPEG Komprimierung der Einzelbilder Einzel-Bilder werden nach dem JPEG-Verfahren komprimiert => M(otion)JPEG CG: Komprimierverfahren die bei JPEG durchgeführt werden: Grundsätzlich erstmal JPEG, nennt man MJPEG Christian Gut

Komprimierung Huffmankodierung, Lauflängenkodierung Referenz auf bereits übertragene Daten Zusammenfassung der Daten Kürzere Beschreibung CG: Lauflängenkodierung: Referenz auf bereits übertragene Daten zusammenfasung der Daten (5x0, 2x3,1x8) niedrige Kompressionsrate, besonders bei bewegten Daten, da schnell änderne Elemente, kaum Redundanz Christian Gut

Komprimierverfahren Differentielle Kodierung Kodierung eines Glieds durch Differenz zum Vorgänger Nicht Verlustbehaftet, jedoch keine auch hohe Kompressionsrate Discret Cosinus Transformation (DCT) CG: Differenzielle Kodierung: Bsp: Helligkeitsänderung des Himmels => hohe Komprimierung, da nur wenig Veränderung Christian Gut

Komprimierverfahren Grundgedanke Motion Kompensation Aufeinanderfolgende Bilder einer Filmsequenz sollen nur auf Veränderungen durchsucht werden - Redundanzreduzierung soll erreicht werden SF: Moving Pictures Experts Group Konsortium Experten von wichtigen Firmen Regelmäßige Treffen Verabschiedung von Standards Stefan Frey

Komprimierverfahren Motion Kompensation Stefan Frey SF: Video Sequenz Group of Pictures Picture Slice Makroblöcke 16*16 Block 8*8 Stefan Frey

Komprimierverfahren Motion Kompensation SF: Stefan Frey

Komprimierverfahren Motion Kompensation I-Frames: Reguläre JPEG Bilder SF: Die aufeinander folgenden Bildern haben oft nur geringe Unterschiede – - Redundanzreduktion - Er speichert kein komplett neues Bild sondern die Veränderung zum vorgängerbild die durch einen Bewegungsvektor bestimmt werden - drei Bildertypen I P B und codiert nur die Differenzen I Bilder sind Jpeg Bilder (Einstiegspunkte) I-Frames: Reguläre JPEG Bilder P-Frames: Differenzblöcke und Bewegungsvektoren B-Frames: Wie P-Frames aber Bewegungsvektorgen bez. sich auf letzen/nächsten Frame Stefan Frey

Komprimierverfahren Motion Kompensation Bild n-1 Bild n Blöcke werden nach Veränderungen durchsucht Nur Veränderungen werden gespeichert Bewegungsfaktor gibt die Veränderungen an SF: Nur Veränderungen werden gespeichert Die Unveränderten referenzieren sich auf das vorhergehende Bild Stefan Frey

Unterschiede MPEG 1 MPEG 2 MPEG 4 DivX Zukunft: MPEG 7, 21 CG: Christian Gut

Vergleich der Versionen Höhere Versionen sind Ergänzungen MPEG 1 Hauptsächlich 1,5 MBit/s Auflösung: 352x240 Pixel Verwendung bei Video-CDs (abspielbar im DVD-Player) MPEG 2 Hauptanwendung: Fernsehübertragung Bis 15 MBit/s Vier versch. Auflösungen möglich, Seitenlängen durch 16 teilbar Erweiterte Beschreibungen im Dateikopf (Videonorm, Farbinformationen, sonst. Charakteristiken) Genauigkeit Bewegungsvektorgen ½ Pixel SuperVideo-CDs CG: Höhere Versionen keine Nachfolger sondern Ergänzungen der alten Standards MPEG 1: Haupsächlich 1,5Mbit/s für CD-ROM-Anwendungen Videocd (Philips) MPEG 2: Fernsehübertragung Höhere Datenrate, dadurch bessere Qualität Vier Versch. Auflösungen möglich Abwärtskompatibel, durch LowLevel Modus Christian Gut

Vergleich der Versionen MPEG 4 Synchronisation versch. Datenströme (Audio, Video, etc.) Zusätzliche Datenkanäle (für Steuerung usw.) Interaktive Benutzereingriffe Übertragbar über verschiedene Medien, Multimedia Verschlüsselung, Authentifizierung etc. Anpassbarkeit von Audio-, Bitrate, Qualität LowLevel Modus CG: MPEG 4: Entwickelt zu Beginn der Verschmelzung von TV/Radio/Internet entsprechende Eigenschaften, flexibel Synchronisation der versch. Datenquellen zus. Datenkanäle für Interaktion des Benutzers, Verschmelzung der Medien Skalierbar, für verschiedene Bandbreiten Zukunft: MPEG 7, 21 Christian Gut

Probleme 3 Hauptprobleme Fehlerbehebung Kein Bild Kein Ton Asynchron BB Einstieg: Film daheim üblichen Probleme und Gegenmassnahmen Boris Bühler

Kein Bild Ursache: Codec fehlt/ falsch installiert Fehlerbehebung: Tool GSpot Welcher Codec ist falsch installiert Welcher Codec fehlt FFDSHOW Decodiert DivX ohne das die Codecs installiert sind Zusätzliche Features (Farbe, Kontrast, Untertitel….) BB Boris Bühler

Kein Ton Ursache: Falscher Audiocodec (MP3, AC3, Vobis) Fehlerbehebung: Installation Codec Pack (z.b. Nimo Codec Pack, Tsunami Codec & Filter Pack) Vorteil: alle verbreiteten Video und Audiocodecs werden unterstüzt Nachteil: alten Codec entfernen ->Komplikationen inkompatible Filter nicht installieren BB Boris Bühler

Asynchron Fehlerbehebung: Fehler immer noch vorhanden: Alternativ Player verwenden zu WMP FFDSHOW Fehler immer noch vorhanden: Audio- und Videodaten liegen schon in der Datei nicht synchron vor Korrektur des Audio-Video Delay (=Verzögerung) Werte z.b. mit NanDub BB Boris Bühler

Software Videobearbeitung De/Encoder Player Calculator Boris Bühler BB Benutzerseite eingehen Boris Bühler

Videobearbeitung Virtual Dub 1.4.13 sehr grosser Funktionsumfang schneiden, einfügen, rändern Ton synchronisieren Video- und Audio-Daten getrennt verarbeiten AVI-Dateien in Größen bis 4 GByte Freeware BB Boris Bühler

Videobearbeitung AviDefreezer eingefrorene Frames werden repariert BB Boris Bühler

De/Encoder Gordian Knot kopiert DVDs auf Festplatte wandelt sie ins DivX-Format Einsteiger: Standardfunktionen Profis: zahlreiche Möglichkeiten umständliche Installation (viele Updates) BB Boris Bühler

De/Encoder Vidomi Boris Bühler Freeware-DivX-Player inklusive Encoder Umwandlung Ton + Video ein Arbeitsgang Split Funktion einfache Bedienung All-in-One Tool BB Boris Bühler

De/Encoder TMPGenc Freeware MPEG-Encoder sehr schnell AVI -> Mpeg1/2 verwaltet WAV Dateien > 2GB einfache Handhabung BB Boris Bühler

Player Divx Player 2.0 Boris Bühler spezieller Player für DivX Filme BB Boris Bühler

Player BSPlayer Boris Bühler DVD- und DivX-Player sehr Ressourcenschonend Untertitelfunktion Playlisten anlegen besitzt Equalizer Zoom-Funktion BB Boris Bühler

Player (Linux) MPlayer Boris Bühler ressourcenschonend stabiler Player Vollbildmodus und Untertiteln unterstüzt alle gängigen Formate (DivX, Mpeg, AVI…) BB Boris Bühler

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Quellverzeichnis www.doom9.org www.vcdhelp.com www.inf.fu-berlin.de www.allnews.de www.ra.informatik.uni-tuebingen.de Boris Bühler

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