CODEC (coder-decoder)

Das Kunstwort Codec steht für Coder und Decoder, aber auch für Compression und Decompression. Codecs sind software- oder hardwaremäßige Funktionseinheiten, die einkommende Analogsignale in Digitalsignale konvertieren und den entstehenden Datenstrom nach einer digitalen Signalverarbeitung (DSP) mit Datenkompression wieder in Analogsignale wandeln. Codecs beherrschen die Signalwandlung in beide Richtungen, im Gegensatz zu AD-Wandlern und DA-Wandlern, die Signale von einer Signaldomäne in eine andere wandeln.


Alle Codecs arbeiten mit Abtast- und Halteschaltungen. Sie tasten die Analogsignale zeitdiskret ab und konvertieren die Abtastsignale in A/D-Wandlern in Digitalsignale. Die Signal-Konvertierung und die anschließende Kompression sind in aller Regel mit Verlusten behaftet. Diese Verluste entstehen durch die Reduktion des Dynamikbereichs der Analogsignale und durch die Datenkompression der Digitalsignale. Die verlustbehafteten Verfahren führen zwangsläufig zu einer Qualitätsminderung von den Audio- und Videosignalen bei der Rückwandlung des digitalen Datenstroms in Analogsignale. Durch die Datenreduktion werden allerdings die Übertragungsbandbreite und der benötigte Speicherbedarf verringert.

Da Codecs in Echtzeitanwendungen bei Sprachübertragungen, Audio und Video eingesetzt werden, sind die Abtastraten und die Transferraten wichtige Parameter. Entsprechend ihren Einsatzgebieten lassen sich Codecs in Sprachcodecs, Audiocodecs und Videocodecs einteilen.

Codecs in Echtzeitanwendungen

Aufbau eines Codecs

Aufbau eines Codecs

In der Sprach-, Audio- und Videotechnik gibt es verschiedene von der internationalen Fernmeldeunion (ITU) standardisierte Codecs, die in den ITU-Empfehlungen H.261, H.263, H.320, H.321, H.323 und weiteren beschrieben sind. Darüber hinaus gibt es viele von anderen Institutionen standardisierte Codecs, die in Compact Discs (CD), DVDs, Blu-Ray-Discs, in der Bild- und Internettelefonie (VoIP), im Internetradio und Internetfernsehen (IPTV) oder in Playern und Spielekonsolen eingesetzt werden.

Bei den Videocodecs unterscheidet man zwischen den Intra-Frame-Codecs und den Inter-Frame-Codecs. Erstere versuchen so viele Informationen wie möglich aus einem einzelnen Bild zu tilgen; die Codecs, die mit dem Inter-Frame-Verfahren arbeiten, vergleichen zwei aufeinander folgende Vollbilder und ermitteln die Differenz zwischen beiden. Dieses Verfahren wird vorwiegend bei Video eingesetzt.

Qualitätsunterschiede der verschiedenen Algorithmen

Da Codecs mit unterschiedlichen Kompressionsalgorithmen arbeiten, kann es zu starken Qualitätsunterschieden kommen und zwar in Bezug auf die Bild- oder Tonqualität, die sich in der Kontinuität in der Darstellung und Übertragung ausdrückt.

Die wichtigsten Hardware-Codec für Video sind Motion-JPEG, Px64 nach H.261 und H.320, und MPEG in den verschiedenen Varianten. An Software-Codecs sind zu nennen Cinepak, Indeo, DivX, Quicktime, Video for Windows und Windows Media Video (WMV). Wichtige Audiocodecs sind aacPlus, mp3pro, Ogg Vorbis, RealAudio, Windows Media Audio, QDesign u.a.

Da Codecs im Allgemeinen viele Patente und firmeninternes Wissen enthalten, werden oft nur wenige Details über deren Algorithmen und Verfahren publiziert.

Informationen zum Artikel
Deutsch: Codierer-Decodierer
Englisch: coder-decoder - CODEC
Veröffentlicht: 08.11.2013
Wörter: 423
Tags: #Kompression
Links: AAC+ (aacPlus), Abtastrate, A/D (AD-Wandler), Algorithmus, Audio