Weiterempfehlen Leserbrief
05.06.2005

Videos schrumpfen

Know How: MPEG-Grundlagen

Burkhard Müller

Das YUV-Modell

Aus der Fernsehtechnik ist ein anderes Farbmodell bekannt: Das YUV-Modell. Es basiert auf der Beobachtung, dass das menschliche Auge Helligkeitswerte besser unterscheiden kann als Farbwerte. Die Helligkeitswerte werden deswegen von den Farbkomponenten getrennt und als Y-Kanal (Luminanz) bezeichnet. Der Y-Kanal zeigt nur Grauwerte genau wie ein Schwarzweiß-Fernseher. U und V enthalten die Farbinformationen und werden als Chrominanz bezeichnet, üblich sind auch die Bezeichnungen Cb und Cr. Cb stellt die gelb/blauen Farbanteile dar und Cr die für Rot/Cyan.

Man könnte nun annehmen, dass der Luminanz-Anteil zu gleichen Teilen aus den Grundfarben besteht, also:
Y = 1/3 R + 1/3 G + 1/3 B
Das ist aber nicht der Fall, denn auf Farben reagiert das menschliche Auge unterschiedlich: Grün wird am besten wahrgenommen, gefolgt von Rot und Blau. Bei der Berechnung des Luminanz-Anteils aus den drei Grundfarben werden diese Unterschiede mit folgender Gewichtung berücksichtigt:
Y = 0,299 R + 0,587 G + 0,114 B
Cb und Cr werden durch Differenzbildung berechnet:
Cb = B - Y Cr = R - Y

Damit kann man die weniger wichtigen Chrominanz-Anteile höher komprimieren bzw. mit weniger Bit speichern als die Luminanz, ohne einen allzu großen Verlust an Bildqualität hinnehmen zu müssen.

Wenn für jeden Bildpunkt ein Tripel YCbCr gespeichert wird, spricht man von 4:4:4-Abtastung. Die erste Reduzierung des Datenstroms, die auch beim digitalen Fernsehen verwendet wird, halbiert die horizontale Auflösung der Farbinformationen: Je zwei Bildpunkte in einer Zeile teilen sich die gleichen Chrominanzwerte. Das ist die 4:2:2-Abtastung.

Derzeit existieren dafür nur wenige Versuchssender, die man nur mit spezieller Software empfangen kann. Diese Abtastung reduziert die Bandbreite bereits um ein Drittel. 4:2:2-Abtastung ist in ITU-R BT.601 empfohlen: das Y-Signal wird mit 13,5 MHz digitalisiert, die beiden Farbkanäle mit je 6,75 MHz.

DVD-Video verwendet die so genannte 4:2:0-Abtastung: Hier wird noch mehr Bandbreite gespart: Zwei Bildpunkte einer Zeile und die direkt darunter liegenden zwei Bildpunkte der übernächsten Zeile teilen sich gemeinsam die beiden Farbwerte, die in der Zeile dazwischen übertragen werden:

Zuordnung von Cb (blau) und Cr (rot) zu Luminanzwerten (weiß) bei verschiedenen Abtastungen.

Druckversion | Kommentare

« zurück 5 | 6 | 7 | 8 | 9 weiter »

Mehr über: Software, Videosoftware, Hintergrundwissen, MPEG

H.264: Das Videoformat für höchste Ansprüche
Das Format für Blu-ray, HD DVD und HDTV
Dünne Displays: OLED-Bildschirme mit echtem Blau
Südkoreanische Wissenschaftler entwickeln "True Blue" für OLED-Displays
Heimkino: Die Entwirrung des Buchstabenkabelsalats
Was die Abkürzungen auf den Geräten bedeuten

Diesen Artikel verlinken

Dieser Artikel steht unter einer Creative Commons-Lizenz.

Kurzfilme

Jede Woche neu! Die interessantesten, kostenlosen Videos im Internet.

Vorgestellt: Videoclip-Portale

DVB-T - Überall-Fernsehen

Über die Zimmerantenne alle Programme empfangen? Das bleibt wohl vorerst ein Wunschtraum. Was wo möglich ist, erfahren Sie im DVB-T-Special auf netzwelt.

Filme aus dem Netz

Auf YouTube und Co. werden täglich hunderte Millionen Videos angeschaut. Wo finde ich die meisten Clips? Kann schnell eigene Videos veröffentlichen? Und was taugen Video on Demand Dienste?