H.264: Die nächste Generation der Videokodierung
Bessere Qualität bei Videokonferenzen

Die Bildübertragung über Datenleitungen ist seit vielen Jahren ein Thema. Da Videoströme normalerweise hohe Bandbreiten benötigen, suchen Wissenschaftler und Hersteller nach effektiven Kompressionsverfahren.

hiz DÜSSELDORF. Hinter dem kryptischen Namen H.264 verbirgt sich ein neuer Standard für die komprimierte Bildübertragung. Die Notwendigkeit der Kompression von Videodaten ist groß, da andernfalls die Übertragung per Datenleitung extrem teuer wäre. Fernsehbilder würden unkomprimiert ca. 150 Megabit pro Sekunde oder ca. 100 DSL Anschlüsse parallel benötigen. Das zur Komprimierung verwendete mathematische Verfahren wird Diskrete Cosinus Transformation (DCT) genannt. Hierbei wird das Bild in keine Blöcke unterteilt, diesen wird mittels der DCT die Kantenschärfe genommen. Im zweiten Schritt wird nach gleichen Blöcken gesucht. Übertragen werden dann nur die unterschiedlichen Bildblöcke und die Positionen, wo sie stehen. Um noch mehr Bandbreite zu sparen, überträgt man nicht das ganze Bild, sondern immer nur die Änderungen zum vorangehenden Bild. Angepasst an die Übertragungsbandbreite variiert die Bildauflösung zwischen 352 x 288 und 128 x 112 Bildpunkten und die Bildwiederholrate zwischen 30 und 2 Bildern pro Sekunde. Das ist möglich, da das Auge zwischen den Bildern interpoliert, im Gegensatz zum Ohr, das zwei Schallereignissen nicht verbindet.

Bekannt ist das Verfahren von der MPEG-Norm, die hilft Filme auf Festplatte, CD oder DVD zu bannen. Im Gegensatz zum Videokonferenz Standard ist MPEG stark asymmetrisch. Die meiste Rechenleistung wird für die Codierung benötigt, die nicht in Echtzeit erfolgen muss. Jeder Rechner ohne Zusatzhardware oder DVD-Player kann die Filme auf den Silberscheiben wieder in ein TV-gerechtes Fernsehsignal wandeln. Der H.264 Standard ist allerdings für eine andere Anwendung ausgelegt: für Videokonferenzen. Hier werden in Echtzeit die Daten komprimiert übertragen und wieder entpackt. „Ein Videokonferenzsystem muss das Video über Kommunikationskanäle mit begrenzter Kapazität zu den Konferenzteilnehmern an anderen Orten transportieren“, beschreibt Tim Root, Chief Technical Officer der Video Business Unit der Polycom Inc., die speziellen Probleme der Bildkommunikation. „Diese Kommunikationskanäle liefern normalerweise keine 100-prozentig störungsfreie Übertragung. Um dennoch eine hohe Videoqualität zu erreichen, muss das Videosignal bei Übertragungsfehlern tolerant reagieren.“

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