MPEG-Kompression

Der MPEG-Kompression liegt die Tatsache zugrunde, dass bei einem Videobild bis zu 95 % der digitalen Daten aus Wiederholungen bestehen und ohne merklichen Qualitätsverlust komprimierbar sind. MPEG setzt auf Ähnlichkeiten in aufeinander folgenden Videobildern, es berücksichtigt die Tatsache, dass ein Videobild hauptsächlich aus Flächen und Linien bzw. Kanten besteht und dass die Helligkeitsverteilung in Videobildern über mehrere Bilder vergleichbar ist.


Aus diesen Annahmen resultiert der Algorithmus, in den Voraussagen, so genannte Prädiktionen, auf folgende Videobilder implementiert sind. Flächen, Kanten und Helligkeitswerte weichen in der Prädiktion von dem ursprünglichen Bild nur geringfügig ab, was zu einer erheblichen Datenreduktion führt. Weichen die vorausgesagten Bilder allerdings erheblich von der Vorhersage ab, ist eine datenintensivere Korrektur erforderlich.

MPEG arbeitet mit analogem Video im YUV-Farbmodell. Nach der Digitalisierung und dem Farb-Subsampling werden die Bilder in 8x8 Pixel große Blöcke aufgeteilt. Mittels DCT-Transformation werden die Helligkeits- oder Farbwerte in Frequenzparameter umgesetzt und in einem 8x8-Block gespeichert. Dabei wird in dem linken oberen Block der Mittelwert der Helligkeit gespeichert, in den anderen das Frequenzspektrum des Bildinhaltes, wobei die Detailauflösung der einzelnen Datenblöcke ständig ansteigt, bis sie in dem rechten unteren Datenblock ihr Maximum erreicht. Eine nachgeschaltete Quantisierung der Daten dient der weiteren Datenreduktion.

MPEG-Bildtypen

MPEG-Bildtypen

Da aufeinander folgende Videobilder sich sehr ähnlich sind, teilt man sie in mehrere Makroblöcke auf, den so genannten Group of Pictures (GOP). Innerhalb dieser Bildgruppen werden die Bilder nacheinander komprimiert, ausgehend von dem datenintensiven Anfangsbild der Gruppe, gefolgt von hoch komprimierten Bilder und Bildern, die auf einer Vorhersage basieren.

Informationen zum Artikel
Deutsch: MPEG-Kompression
Englisch: MPEG compression
Veröffentlicht: 02.12.2012
Wörter: 262
Tags: #Videokompression
Links: Algorithmus, Annahme, Bild, Daten, Datenblock