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05.06.2005

Videos schrumpfen

Know How: MPEG-Grundlagen

Burkhard Müller

Bei der Berechnung des richtigen Seitenverhältnis (Aspect Ratio, AR) sind die Besonderheiten bei der Darstellung auf TV-Geräten zu beachten. Die meisten TV-Geräte schneiden an allen Rändern 16 Bildpunkte ab (dieses Phänomen ist als TV-Overscan bekannt). Dies ist ein allgemein anerkannter Erfahrungswert, der von vielen Anwendern bestätigt wird - es gibt jedoch auch TV-Geräte, die davon abweichen.

Durch den Overscan beträgt die Auflösung des sichtbaren Bildes zum Beispiel bei einer cropped D1-Auflösung (704x576) nur noch 672x544. Deswegen schneidet man die nicht sichtbaren Ränder weg ("Croppen") um Bitrate zu sparen, die dann auf den sichtbaren Teil des Bildes verteilt werden kann. Die Erhöhung der Bitrate führt immer zu einem besseren Bild, also vor allem zu weniger Verblockungen.

Zum Croppen gehört das Entfernen des TV-Overscans sowie eventueller schwarzer Balken oben und unten - wie es zum Beispiel bei Filmen im 16:9- oder 2.35:1-Format üblich ist. Manche Streams enthalten links und rechts weitere schwarze Balken, die ebenfalls entfernt werden.

Zunächst ermitteln man die so genannte Motion Area - das ist die exakte Filmgröße ohne schwarze Ränder - manchmal auch Film Pixel (oder Coded Pixel) genannt. Dazu kann man zum Beispiel DVD2AVI verwenden, das jedoch kein pixelgenaues Croppen erlaubt.

Croppen mit DVD2AVI ist etwas ungenau

Ganz genau kann TMPGEnc croppen:

Croppen mit TMPGEnc

Dazu lädt man das avs-Script, wählt Settings/Advanced und doppelklickt auf Clip Frame. Hier lassen sich die Randbegrenzungen pixelgenau einstellen.

Im obigen Beispiel beträgt die Motion Area 447x321 Punkte, das AR beträgt also etwa 1:1,39. Da der Film anamorph ist, muss die Höhe durch 1,333 geteilt werden, um ein unverzerrtes Bild zu erhalten. Damit beträgt das AR etwa 1:1,86 - ein übliches Spielfilmformat. Die tatsächlichen Formate weichen meistens von den theoretischen AR-Werten ab, besonders bei TV-Aufnahmen, die von den Sendeanstalten meistens links und rechts beschnitten werden, um die schwarzen Balken oben und unten nicht zu groß werden zu lassen.

Das anamorphe Bildformat wurde ursprünglich eingeführt, um die Auflösung von Kinofilmen zu erhöhen ohne das Format des Zelluloids zu ändern. Das senkrecht gestreckte Bild wird zur Spielzeit durch ein optisches System vom Projektor wieder entzerrt, so dass das richtige AR projeziert wird.
Anamorphe Filme führen oft zu Verwirrung und werden nicht selten falsch encoded. Ob ein anamorpher Film vorliegt, steht bei DVDs zum Beispiel auf der Verpackung oder man nutzt ein Tool wie FitCD, dass das Anamorph-Flag im MPG-Header auswertet. Bei solchen AR-Fehlern lässt sich aber schon mit dem Auge leicht die anamorphe Verzerrung erkennen.

DARs und PARs

Wenn ein Bild auf verschiedenen Geräten ausgegeben werden soll - Monitor und TV (Drucker gehören auch dazu) - muss man die Größe der Pixel des jeweiligen Geräts berücksichtigen. Pixel sind nämlich nicht immer quadratisch, sondern können durchaus auch rechteckig sein. Das Verhältnis von Breite zu Höhe eines Pixels ist das Pixel-Aspect-Ratio (PAR). Bei einem 4:3-TV-Gerät ist ein Pixel mehr breit als hoch und zwar genau um den Faktor 59/54~1,0926.

Der zweite Begriff, den man kennen muss, ist das Display-Aspect-Ratio (DAR). Bei einem 4:3-TV ist das DAR 4/3~1.3333. Das DAR ist immer das Verhältnis von Breite zu Höhe eines Bildes.

Der dritte Begriff ist das generic PAR mit 48/45~1,06667. Generic PARs werden bei Quell-Auflösungen verwendet, die 720 Pixel breit sind.

Ein PAL-Fernsehbild hat immer 576 Zeilen. Bei einem DAR von 4:3 ergeben sich damit 576*4/3 = 768 horizontale Punkte, die Norm schreibt aber nur 704 vor (die aufgrund des TV-Overscans nicht einmal alle sichtbar sind.). Der Unterschied entsteht eben durch das spezielle PAR des TV-Geräts:

768*54/59~703
Der eine fehlende Pixel wird vernachlässigt.

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