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Tendenzen in der Entwicklung von Codecs

Wie wird es wohl in der Zukunft aussehen? Eins ist sicher, die Codecs werden immer effektiver!
Das bedeutet, dass mit jedem Versionsupdate eines Codecs die Komprimierungsrate steigt, somit werden die zu übertragenden Daten immer kleiner und die Qualität bleibt im Verhältnis dazu gleich oder sogar noch besser. Aber wer braucht das schon, im Zeitalter des Breitband-Internets?
Zum Beispiel, die große Masse der Handynutzer! Denn fast jeder Zweite oder Dritte besitzt schon heute ein Handy, welches dank der hoch entwickelten Codecs zum Beispiel Videos und TV-Sendungen über das UMTS-Netz im MPEG4- oder 3GP-Standard empfangen kann. In Zukunft wird es dann so sein, dass man Videos empfangen kann, aber ohne das auf das teure UMTS-Netz angewiesen zu sein, sondern einfach über die Telefonleitung.
Weiterhin wichtig für die zukünftigen Videocodecs ist die Unterstützung eines riesigen Bitraten-Spektrums, so dass ein Codec Low-Rate-Anwendungen, wie zum Beispiel Mobilfunk-Videos (UMTS-Netz, DVB-H), aber auch High-Rate-Anwendungen, zum Beispiel verschiedene HD-Anwendungen, noch effektiver kodieren kann.
Die Entwicklung der Audiocodecs wird ebenfalls in diese Richtung gehen, so dass wir etwa in 2 bis 5 Jahren eine HD-DVD oder eine Blu-Ray-Disc in einen Standalone-Player einlegen und einen Film mit einer Auflösung von 1920 Pixeln bei 1080 Zeilen mit einem Dolby Digital Plus 7.1 Ton genießen dürfen. Gleichzeitig wird die Zukunft wohl auch so aussehen, dass wir eines Tages im Stau stehen und mit dem Handy, einem DVB-T oder DVB-H Empfänger die eigenen Lieblings-Fernseh-Shows, einen Blockbuster oder sogar VOD (Video on Demand) anschauen, ohne dabei hohe Übertragungskosten zu verursachen, aber dafür mit einem großen Plus an Qualität.

Uns einen Schritt näher an diese Visionen zubringen, versucht es die deutsche Firma Atvisican. Unter Leitung des 32-jährigen Uwe Prochnow entwickelt zur Zeit sein russisch-ukrainisches Team einen revolutionären Videocodec, mit welchem sie der Motion Picture Experts Group das Monopol streitig machen wollen. Dabei stellten sie fest, dass generell alle Videocodecs zwei große Nachteile besitzen, sie arbeiten einerseits mit Pixel und anderseits werden stets feste Algorithmen verwendet. Das Problem bei der Verwendung der Pixel ist, dass bei einer Erhöhung der Auflösung eines Frames (oder generell Videos) mit geringerer Auflösung Artefakte entstehen, im allgemeinen Sprachgebrauch besser bekannt als die so genannte "Verpixelung" oder auch "Blockbildung". Der feste Algorithmus bereitet den Codecs Schwierigkeiten, da dieser Algorithmus aus nur wenigen Durchschnittsbildern entwickelt wurde. Aber wir wissen, dass jedes Bild eines Videos einzigartig ist, somit arbeitet solch ein Algorithmus logischer Weise nicht immer 100-prozentig korrekt und daraus entstehen zusätzliche, ungewollte Verluste.
Die Lösung des Visionärs aus Sachsen-Anhalt ist ein Verfahren, welches nicht mit Pixel arbeitet, sondern mit Vektoren. Bei diesem Verfahren werden jeweils vier hintereinander liegende Frames analysiert, daraus werden wiederum bewegte Objekte erkannt und mit Hilfe von mathematischen Formeln beschrieben, sprich vektorisiert. Diesen Objekten werden danach, anhand von Schärfeunterschieden, Positionen im Bild und Eigenbewegung, Prioritäten zugewiesen. Objekte mit hoher Priorität werden höher vektorisiert. Komplexe Farbverläufe, wie zum Beispiel Hintergründe, werden ebenfalls mit Hilfe von Vektoren beschrieben. Sich nicht ändernde Bildanteile werden als Texturen beschrieben. Der Hauptvorteil dieser Methode ist, dass das kodierte Video frei skalierbar ist, dies ermöglicht die Beschreibung der Objekte anhand von Vektoren.
Somit kann solch ein kodiertes Signal später, je nach verfügbarer Rechenleistung und der notwendigen Auflösung, entweder genauer oder weniger genauer dekodiert werden. Aber das Signal bleibt immer das Gleiche, dies würde bedeuten, dass es egal ist, ob ein HD-Fernseher oder ein Handy mit Farbdisplay das Empfänger-Gerät ist. Die Auflösung wird je nach Bedarf errechnet, ohne Artefakte zu erzeugen.
Also hoffen wir, dass sich der Codec von Uwe Prochnow, welcher eine 20-fach höhere Komprimierungsrate als der momentane Spitzenreiter Windows Media Codec 9 besitzt, in nächster Zukunft weiter entwickelt und sich schlussendlich durchsetzen wird. Den Entwicklern aus Sachsen-Anhalt fehlt zurzeit nur noch ein Partner, der die Publizierung des Codecs realisieren kann. Momentan ist Atvisican mit dem Chiphersteller Texas Instruments in Verhandlungen.

Hoffen wir auf die perfekte Videokompression!

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