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- Thema: Kodierung von Videoströmen
- Referent: Markus Hocke
- Termin: 9.11.2006
- Dokumente:
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Ausarbeitung [pdf]
Zusammenfassung
Nach der Erfassung von Videodaten stellt sich die Frage, wie man mit den Datenströmen weiter verfahren möchte.
Bei Übertragungsmedien, zum Beispiel per Satellit, steht nur eine begrenzte Bandbreite zur Verfügung, so dass
ein unkompriemierter Videostrom in PAL-Auflösung nicht in Echtzeit übertragen werden kann.
In dieser Arbeit werden Kodierungsmethoden, allen voran die MPEG-Methoden, als auch Containerformate vorgestellt,
durch welche es möglich ist, zum Beispiel Echtzeitübertragung zu realisieren. Containerformate wie MP4 können mehr
als nur Video- und Audiodaten enthalten, es ist auch möglich, Untertitel, 2D- und 3D-Grafiken sowie Bilder einzufügen.
Anhand vom QuickTime Containerformat (.mov) wird die Benutzung von Atomen, gewisse Dateneinheiten, erläutert, wodurch
eine hierarchische Strukturierung von Informationen und Zusammenhängen im File erzielt wird. Das MP4-Format basiert
auf dem QuickTime-Containerformat. MPEG7 geht einen Schritt weiter und stellt die Weichen für eine Beschreibungssprache
auf der Grundlage von XML, die den Vorteil bietet, dass man Metadaten über eine Videodatei zu jedem Zeitpunkt
abrufen kann, ohne aufwendige Dekodierschritte des Kompressionsalgorithmus anzuwenden und somit die Zeitverzögerung
möglichst gering zu halten. Die Metadaten sowie semantischen und analytischen Merkmale abseits der Signalkompression in MPEG7
führen zu einer Vereinfachung der Audio-/Video-Datenbankhaltung. Über die Neuerungen, die MPEG7 brachte, wird genauer berichtet.
Die Kodierung von Videoströmen stellt einen vor die Herausforderung, trotz verlustbehafteten Kompressionsalgorithmen
die Qualität des Streams in akzeptabler Höhe zu halten. Bei der MPEG-Kodierung werden Phasen wie "Diskrete Kosinustransformation",
Quantisierung und Kodierung eingesetzt, auf die näher eingegangen wird. Ausserdem soll der Sinn von I-, P- und B-Frames beleuchtet
werden.
Mittels eines Beispiels, wie dem Video on Demand (VoD), kann verdeutlicht werden, wie die Auslastung der Zentralserver und Proxy-Server
im Internet, welche Filme anbieten, verkleinert wird, indem man einerseits "streaming layered encoded movies" einsetzt, andererseits durch
stochastische Berechnungen voraussagt, welche Filme am beliebtesten sind. Das hat den Vorteil, dass man effizienter cachen kann, und
Proxy-Server sich die Arbeit teilen sowie den Zentralserver entlasten.
Literatur
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