Das Prinzip von MPEG

Im Nachfolgenden werden in diesem Bereich vornehmlich die Aspekte der reinen Videokodierung behandelt. Für die MPEG-Audiokodierung ist ein eigenständiger Bereich vorgesehen. Dabei werden hier allgemeine Aspekte und Grundlagen aufgezeigt. Auf umfassendere Darstellungen wird an geeigneter Stelle verweisen.

MPEG-1 Audio []

Sowohl MPEG-1, als auch MPEG-2 machen sich eine Reihe von Umständen zunutze, die aus dem menschlichen Sehvermögen oder aus den spezifischen Eigenschaften von Videodaten resultieren:

Farbempfindlichkeit des menschlichen Sehvermögens

Aufgrund der geringeren Empfindlichkeit des Auges für die Farbwahrnehmung, wird die Farbdarstellung (Chrominanz) um den Faktor 4 gegenüber der Helligkeitsdarstellung (Luminanz) reduziert. Die Farbinformationen von jeweils 4 Bildpunkten werden zu einem Wert zusammengefaßt. In der Summe halbiert sich dadurch das Datenvolumen. Es wird ein YCC-Farbraum im 4:1:1-Format benutzt.

Wahrnehmung von Details

Bei den angestrebten Datenraten müssen in jedem Fall Informationen verworfen werden. Deshalb ist es für die Bildqualität von entscheidender Bedeutung, dass möglichst nur Details beeinträchtigt werden, die eine geringe subjektive Beeinflussung zur Folge haben. Um dies zu erreichen werden die Ausgangsdaten mit Hilfe der diskreten Kosinus-Transformation (DCT: Discrete Cosine Transform) umgewandelt und anschließend quantisiert. Mit Hilfe dieser beiden Schritte kann näherungsweise zwischen wichtigen (relevanten) und unwichtigen (irrelevanten) Bildinhalten unterscheiden werden. Das Verfahren, dass dazu zum Einsatz kommt, ist in etwa identisch mit der JPEG-Kodierung.

JPEG: Transformation []

JPEG: Quantisierung []

Differenzen zwischen den Bildern

Bei vielen Einstellungen bewegt bzw. ändert sich nur ein Teil des Bildinhalts, während zum Beispiel der Bildhintergrund erhalten bleibt. Es kann auf die Inhalte der vorhergehenden oder nachfolgenden Bildabschnitte zugegriffen werden, lediglich die geringfügigen Unterschiede sind zu kodieren.

Bewegung von Bildausschnitten

Häufig sind die Änderungen von Bild zu Bild darin begründet, das zentrale Motive ihre Position ändern oder sich der Bildhintergrund verschiebt. Kann bei der Kodierung festgestellt werden, welcher Bildabschnitt seine Lage verändert, so läßt sich über die Angabe der Positionsänderung eine deutliche Einsparung erreichen.

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