Intra-Frame
(I-Only)
Für die Kompression von bewegten Bildern gibt es
im Wesentlichen zwei Verfahren: Die I-Only-Kompression, die den
ganzen Prozess in einem Frame (Vollbild) zusammenfasst, und die Long
GOP-Kompression, die dafür mehrere Frames (GOP = Group of
Pictures) benötigt. AVC-intra und DVCPROHD arbeiten nach der
I-Only-Kompression, HDV dagegen benutzt das Long GOP-Verfahren. Der
neue MPEG-4 AVC/H.264-Standard beherrscht beide
Kompressionsmethoden.
Sofern die Bildinhalte innerhalb
aufeinander folgender Frames ähnlich sind, ist die Long
GOP-Kompression mit ihrer niedrigen Bitrate im Vorteil. Allerdings
sind solche „ruhigen” Bildfolgen im heutigen Broadcast-Betrieb
kaum noch zu sehen. Man denke an Pressekonferenzen im
Blitzlichtgewitter, aktionsgeladene Sportwettkämpfe oder
Unterhaltungsshows mit vielen visuellen Effekten.
CPUs der jüngsten Generation haben mit der kompletten Kompression bei I-Only innerhalb eines Frames keine Probleme, da sie parallele Rechenprozesse in höchster Geschwindigkeit ausführen können. Damit eignet sich I-Only auch weitaus besser für die nonlineare Bearbeitung als das Long GOP-Verfahren, bei dem die parallele Verarbeitung von Daten über mehrere Frames hinweg weitaus komplizierter ist.
Dank der I-Only-Kompression liefert der AVC-intra-Codec bemerkenswert stabile Ergebnisse, die von benachbarten Frames nicht beeinflusst werden und allen Ansprüchen an einen professionellen Workflow gerecht werden.
Doppelt
so effizient wie MPEG-2
Bei der Suche nach der effizientesten
Kompressionstechnik, deren Spezifikationen mit dem H.264-Standard
übereinstimmen, ist AVC-intra eine innovative Lösung. Der
Codec leistet eine doppelt so hohe Kompressionsrate wie MPEG-2, und
wird auch künftige Anforderungen erfüllen. Die vom
Bildinhalt abhängige Datendichte ist eine effiziente Methode, um
die Kompressionsleistung nachhaltig zu erhöhen.
Intra-Kodierung
Bei
der Intra-Kodierung wird aus dem Inhalt bereits kodierter
Bilder der wahrscheinliche Inhalt der darauf folgenden Bilder
vorhergesagt. Sofern sich diese nur wenig von den vorherigen
unterscheiden, wird für die Abweichung auch nur eine geringe
Datenmenge benötigt. Für diesen Prozess wird ein Frame in
Blöcke von 8 x 8 Pixeln unterteilt und die Veränderungen im
Luminanz- und Farbanteil miteinander verglichen. Die sich daraus
ergebende Differenz, deshalb auch Differenzkodierung genannt, wird
komprimiert. Die verbleibende Datenmenge (sie ergibt sich aus der
Differenz des vorhergesagten mit dem tatsächlichen Bild) wird
gemeinsam mit dem vorherberechneten Bild aufgezeichnet.
Inhaltsabhängiges
Kodieren
Der beim MPEG-4 AVC/H.264-Standard benutzte
Kodierprozess bedient sich der Verfahren CAVLC (Context Adaptive VLC)
und CAVBAC (Context Adaptive Binary Arithmetic Coding). Beide
Methoden arbeiten abhängig vom Inhalt. Dagegen wird beim
MPEG-2-Standard nach einem festen Muster kodiert, das die Effizienz
des Kompressionsvorgangs bei einigen bestimmten Bildinhalten stark
reduziert. Auf der anderen Seite passt sich die inhaltsabhängige
Kompression den unterschiedlichsten Bildinhalten an und gewährleistet
eine gleich bleibend hohe Qualität.
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Mit der selben Bitrate wie DVCPRO HD unterstütz dieser Modus die
Full-HD Aufzeichnung mit 1920 x 1080 Pixel. Dieser Modus ermöglicht die
Aufzeichnung von hochqualitativen HD-D5 ähnlichen Bildern.
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Der AVC-Intra 50 Modus liefert die Qualität von DVCPRO HD während
er einen Bitrate wie bei der SD-Aufzeichnung von z.B. DVCPRO 50
benutzt. Es entstehen so doppelte Aufzeichnungslängen von DVCPRO HD für
schnellen Datentransfer und Video-Editing.