H.264 gewinnt Emmy für „Technik“

Der diesjährige Prime Time Emmy Award in der Kategorie „Technik“ geht an H.264 / MPEG-4 AVC. Damit geht der Preis an das Joint Video Team (JVT) Standards Committee.

Ausgezeichnet wird damit auch der Wissenschaftler Thomas Wiegand des Heinrich-Hertz-Institut Berlin, da er einer der drei Leiter des JVT ist. Er leitet seit 2001 gemeinsam mit Gary Sullivan und Ajay Luthra das JVT und hat als Editor die umfangreiche H.264-Spezifikation verfasst.

Dazu passend kann ich das folgende Dokument von ihm empfehlen. Es gibt einen guten technischen Überblick über H.264: Overview of the H.264 / AVC
Video Coding Standard (PDF)

Hier noch ein Auszug aus der Pressemeldung, die eine kurze und präzise technische Beschreibung von H.264 bietet:

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Algorithmen zur Videokompression sind wesentliche Bestandteile für die effiziente Übertragung von Videosequenzen. Die Notwendigkeit für Videokompression ergibt sich aus der Diskrepanz zwischen der Bitrate des unkomprimierten Videosignals und der Bitrate der zur Verfügung stehenden Übertragungskanäle. Das unkomprimierte Videosignal besteht aus einer zeitlich geordneten Sequenz von Bildern, die häufig mit 25 Bildern pro Sekunde abgetastet werden. Weiterhin sind für Farbbilder drei Farbkomponenten notwendig, um einen ausreichenden Farbraum darzustellen. Angenommen, jedes Bild einer Videosequenz hat eine Auflösung von 352×288 Bildpunkten und jeder Abtastwert wird mit 8 Bits dargestellt, so entsteht eine Bitrate von mehr als 60 Mbit/s.

Die Komprimierung sorgt dafür, dass in jedem Bild nur Teile, die sich von Bild zu Bild verändern, gespeichert und übertragen werden. Alle gleich bleibenden Bildteile können aus dem vorhergehenden Bild bzw. mehreren vorhergehenden Bilder „vorhergesagt“ werden. Damit lässt sich ein Bildinhalt, der zuvor schon einmal sichtbar war und wieder auftaucht, effizient vorhersagen.

Andererseits arbeiten die heutigen Übertragungskanäle bei viel niedrigeren Bitraten, insofern es sich nicht um Broadcastkanäle handelt. Beispielsweise übertragen handelsübliche xDSL- und Kabelmodems nur einige Mbit/s über analoge Telefonleitungen. Für die drahtlose Übertragung sind geeignete Bitraten für Videosequenzen nur eingeschränkt vorhanden. Die drahtlosen UMTS-Netzwerke der dritten Generation übertragen 384 kbit/s bis derzeit max. 7,2 MBit/s (HSDPA), was für Videosequenzen zu wenig ist. Aufgrund dieser eingeschränkten Datenkapazitäten werden hocheffiziente Videokompressionsverfahren benötigt.

Die Verfahren der Videokompression nutzen die Ähnlichkeiten (statistische Abhängigkeiten) aufeinander folgender Bilder bzw. benachbarter Bildbereiche sowie die Eigenschaften des menschlichen visuellen Systems aus. Entsprechende Verfahren sind im Heinrich-Hertz-Institut erweitert und optimiert worden, was zu einer wesentlichen Verbesserung gegenüber allen derzeit existierenden Standards geführt hat.

Der 2003 verabschiedete Standard H.264/AVC (ITU-T Recommendation H.264 | ISO/IEC 14496-10 AVC) stellt einen wesentlichen Fortschritt gegenüber dem MPEG-2-Standard dar. Die um den Faktor 2-3 höhere Kompression bei gleicher Bildqualität wird durch eine Reihe verbesserter Verarbeitungsverfahren erreicht. Hierzu zählen die verbesserte Bewegungskompensation mit kleineren Blöcken (4×4 statt 16×16 Bildpunkte) und erhöhter Genauigkeit (1/4 Bildpunkt statt 1/2 Bildpunkt), der verbesserten Prädiktion mit mehreren Referenzbildern, einer örtlichen Filterung innerhalb der Prädiktionsschleife zur Verminderung von Block-Artefakten und der verbesserten Entropiecodierung.

Link: EMMY für H.264- Ein Preis, gewidmet der besten Fernsehzeit!