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Videostandards für HDTV

Videostandards für HDTV

Die Videocodierung ist eine aufstrebende Technik. Bei sehr vielen Anwendungen werden Bilder produziert, Videos verarbeitet, und überall spielt die Komprimierung eine entscheidende Rolle: bei der Aufnahme, der Archivierung und vor allem für die neuen und zukünftigen Distributionstechnologien und Plattformen wie z.B. UMTS oder DVB-H. Ohne Bild- und Tonkompression wäre digitales Fernsehen oder Video- und Audio-on-Demand heute gar nicht möglich. So benötigt man eine Datenrate von über 160 Mbit/s für ein Standard TV-Bild, für HDTV in etwa 1 Gbit/s und für das digitale Kino sogar über 10 Gbit/s. Ohne neue Methoden zur Datenratenreduktion geht in Zukunft, wirtschaftlich sowie technisch kaum noch etwas.

Die wohl bekanntesten Codierungsstandard sind JPEG, MPEG, QuickTime, H264 und Windows Media 9, sowie Dolby Digital, dts, MP3 und MLP die für den Ton die Standards setzen.

Videostandards für HDTV
 

MPEG steht für "Motion Pictures Expert Group" Diese Gruppe legt Dateiformate und Verfahren zum platzsparenden Komprimieren und Speichern von Audio-, Video- und Multimediadaten fest. Der heutige Fernsehstandard in Europa heißt SDTV (Standard Definition Television), also PAL (analog, 625 Zeilen) oder MPEG-2 (digital, 720 x 576 horizontale x vertikale Bildpunkte). Es handelt sich um Interlaced-Formate, was bedeutet, dass das Bild in zwei Halbbilder zerlegt übertragen bzw. über DVD-Video-Player wiedergegeben wird. MPEG-1 und MPEG-2 sind mittlerweile als technische und wirtschaftliche Kompressionstechnologien in die Jahre gekommen. MPEG-2 prägt als Standard das heutige digitale Video für TV, DVD und professionelle Videoanwendungen.

Für hochauflösendes Video wurden bei MPEG zwei Standards festgelegt: MPEG-2 und MPEG-4 bzw. H.264/AVC.

MPEG-2 Standard ISO/IEC13818 (seit 1993)

Bezeichnung Auflösung Datenrate Anwendung
Main (MP@ML) 720 x 576 2 - 15 MBits/s DVB und DVD
High (MP@HL) 1920 x 1080 19 - 45 MBits/s HDTV (16:9)
High (MP@HL) 1920 x 1125 < 100 MBits/s HDTV (16:9)
 
Windows Media Video 9 Professional Standard SMPTE (seit 2003)

Der Windows Media Video 9 (auch WMV-HD genannt) Standard Microsoft basiert auf dem von Microsoft entwickelten Kompressionsstandard und ist dem MPEG-2-Standard um den Faktor 2.25 bis 2.5 bei vergleichbaren Auflösungen überlegen. Eine akzeptable Videoqualität kann man schon mit ca. 2 Mbit/s erreichen. Für eine vergleichbare 19 Mbit/s Sendequalität in MPEG-2 über DVB-Satellit sind ca. 6-8 Mbit/s für HDTV akzeptable Bilder erforderlich. So kann z.B. auf einer handelsüblichen DVD-9 (einseitig, zwei Schichten) ein kompletter Kinofilm samt Bonusmaterial in sechsfacher Auflösung gespeichert werden.

Bezeichnung Auflösung Datenrate Anwendung
WMV-HD 1280 x 720p 6 - 12 Mbits/s HDTV, DVD (16:9), IP
WMV-HD 1440 x 1080p 8 - 12 Mbits/s HDTV, DVD (16:9)
WMV-HD 1920 x 1080p 8 -12Mbits/s HDTV, DVD (16:9)
MPEG-4 (Part 10) Standard ISO/ICE 14496 (seit 1999)

Technisch gesehen funktioniert dieser Codec nach ähnlichem Prinzip wie MPEG-2, allerdings ist MPEG-4 für den Einsatz mit geringeren Bandbreiten (ab 4 kbps) optimiert. Die hohe Kompressionsrate, die Skalierbarkeit und die Flexibilität dieses Standards bieten sehr gute Voraussetzungen für Videostreaming über das Internet sowie mobile A/V-Technologien wie etwa UMTS. Zudem bietet MPEG-4 über das sogenannte "Binary Format for Scene Description" (BIFS) eine weitläufig nutzbare Grundlage für interaktive Anwendungen wie zum Beispiel Videospiele.

Bezeichnung Auflösung Datenrate Anwendung
H.264/AVC Skalierbar 4 kbits/s - 10 MBits/s digitales TV, IP, DVD, HDTV, 3G und xDSL
Weitere Kompressionstechnologien für HDTV
  • QuickTime (Advanced HD Video) = H.264 (Apple Computers, MPEG-LA)
  • DivX HD = MPEG-4 (MPEG LA). Diese Erweiterung des Divx-Codec, ermöglicht auch eine HD-Auflösung von 1280x720p und 1920x1080p mit einer Bitrate von 4 bis zu 10 Mbit/s. Als Audioformat für Stereo wird MP3 und Dolby Digital 5.1 für Surroundsound eingesetzt.

Die neuen Kompressionsverfahren werden zukünftig mobile und portable Plattformen bedienen. U.a. DVB-H (handheld), DVB-T, UMTS, xDSL, VoD, HD-DVD und Blu-ray Disc.


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Diese Texte stammen mit freundlicher Genehmigung von www.high-def.de.

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