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(HD) Video
Excerpt
Jürgen Enge
juergen@info-age.net
2011
Überblick
• Def. Container & Codices
• Farbräume und ihre Konzeption
• Chroma Subsampling
• HD-Video als komplexes digital...
Container
Codec Codec
Container & Codices
AVI-Datei Matroska Container PDF-Datei
General
Unique ID : 331673359412681835680664841933654024306 (0xF985F728B426AB0D58AF
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General
Complete name : F:hd_videosintel-hd.avi
Format : AVI
Format/Info : Audio Video Interleave
File size : 804 MiB
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HSV Kegel
Farbton H, Sättigung S, Dunkelstufe V
Farbtonskala
RGB Schwarz 0/0/0
RGB Weiss 1/1/1
Erstes Graßmannsches Gesetz...
RGB (VGA)
By Hartmut.krummrei (Eigenes Werk) [CC-BY-SA-3.0], via Wikimedia Commons
Farbmodell RGB
© copyright Blender Foundation | www.sintel.org
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ITU-R Recommendation BT.709
• Auflösung 1080p/1080i
• Quadratische Pixel
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By D-Kuru (Eigenes Werk) [CC-BY-SA-3.0],
via Wikimedia Commons
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Farbmodell Y’CbCr
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Component Video (Y‘PbPr)
By E3uematsu at ja.wikipedia [CC-BY-SA-3.0], from Wikimedia Commons
By Evan-Amos (Eigenes Werk) [...
Chroma Subsampling
Y'CbCr 4:4:4 (48Byte/16Pixel)
Chroma Subsampling
Y'CbCr 4:2:2 (32Byte/16Pixel)
ITU-R BT 601, Digi-Beta
Chroma Subsampling
Y'CbCr 4:2:0 (24Byte/16Pixel)
PAL-DV, JPEG, MPEG-1
Chroma Subsampling
Y'CbCr 4:1:1 (24Byte/16Pixel)
NTSC-DV
Auflösungen
• HDTV
– 1280x720, 16:9
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Bildrate
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– 1080p - 30 oder 24 Vollbilder pro Sekunde
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EICTA Logos
Wiedergabegeräte
• Aspekt Ratio: 16:9
• Auflösung >= 720 Zeilen
• Analoger YPbPr Componenteneingang
• HDPC Ver...
HDV-HD
• MPEG-TS
• Video MPEG-2 basiert (H.262/MPEG-2
Part 2 )
• Audio MPEG-1 Layer 2
• 8bit
• 4:2:0
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DVCPRO
• (1999)
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– 720/60p (960x720), 1080/59.94i
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H.264/MPEG-4 AVC
• Constrained Baseline Profile (CBP)
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H.264/MPEG-4 AVC
High 4:4:4 Predictive Profile (Hi444PP)
• Color subsampling 4:4:4
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RGB nach YCoCg
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RGB YCoCgCo = R – B
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DCI – Digital Cinema Initiatives
• 2K: 2048x1080 (24Hz, 48Hz)
• 4K: 4096x2160 (24Hz)
• 3x12bit XYZ Farbraum
• Motion JPEG ...
XYZ (CIE-Normvalenzsystem), YCxCz
• Definiert durch die Empfindlichkeit der
menschlichen Farbrezeptoren
(Normalbeobachter)...
CIE-Normvalenzsystem
RGB
© copyright Blender Foundation | www.sintel.org
Lossless
• MJPEG-2000
• HI444P Lossless
• HuffYUV
• CorePNG (Windows only)
• LCL (Windows only)
• Lagarith
• Image Sequenc...
IMAI HD Video 2011 - Excerpt
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IMAI HD Video 2011 - Excerpt

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Description of basic (HD) video features... (IMAI, 2011)

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IMAI HD Video 2011 - Excerpt

  1. 1. (HD) Video Excerpt Jürgen Enge juergen@info-age.net 2011
  2. 2. Überblick • Def. Container & Codices • Farbräume und ihre Konzeption • Chroma Subsampling • HD-Video als komplexes digitales Objekt – Auflösungen – Bildraten – Standards – Formate
  3. 3. Container Codec Codec Container & Codices AVI-Datei Matroska Container PDF-Datei
  4. 4. General Unique ID : 331673359412681835680664841933654024306 (0xF985F728B426AB0D58AF Complete name : F:hd_videoSintel.2010.720p.mkv Format : Matroska Format version : Version 2 File size : 650 MiB Duration : 14mn 48s Overall bit rate : 6 137 Kbps Encoded date : UTC 2011-04-03 10:24:20 Writing application : mkvmerge v4.0.0 ('The Stars were mine') built on Jun 17 2010 18 Writing library : libebml v1.0.0 + libmatroska v1.0.0 Video ID : 1 Format : AVC Format/Info : Advanced Video Codec Format profile : High@L4.0 Format settings, CABAC : Yes Format settings, ReFrames : 11 frames Codec ID : V_MPEG4/ISO/AVC Duration : 14mn 48s Bit rate : 5 500 Kbps Width : 1 280 pixels Height : 544 pixels Display aspect ratio : 2.35:1 Frame rate : 24.000 fps Color space : YUV Chroma subsampling : 4:2:0 Bit depth : 8 bits Scan type : Progressive Bits/(Pixel*Frame) : 0.329
  5. 5. General Complete name : F:hd_videosintel-hd.avi Format : AVI Format/Info : Audio Video Interleave File size : 804 MiB Duration : 14mn 48s Overall bit rate : 7 599 Kbps Writing application : MEncoder 2:1.0~rc2-0ubuntu19 Writing library : MPlayer Video ID : 0 Format : AVC Format/Info : Advanced Video Codec Format profile : Baseline@L4.0 Format settings, CABAC : No Format settings, ReFrames : 1 frame Codec ID : H264 Duration : 14mn 47s Bit rate : 6 000 Kbps Width : 1 920 pixels Height : 818 pixels Display aspect ratio : 2.35:1 Frame rate mode : Variable Frame rate : 24.000 fps Color space : YUV Chroma subsampling : 4:2:0 Bit depth : 8 bits Scan type : Progressive Bits/(Pixel*Frame) : 0.159 Stream size : 641 MiB (80%)
  6. 6. HSV Kegel Farbton H, Sättigung S, Dunkelstufe V Farbtonskala RGB Schwarz 0/0/0 RGB Weiss 1/1/1 Erstes Graßmannsches Gesetz: Jeder Farbeindruck kann mit genau drei Grundgrößen vollständig beschrieben werden.
  7. 7. RGB (VGA) By Hartmut.krummrei (Eigenes Werk) [CC-BY-SA-3.0], via Wikimedia Commons
  8. 8. Farbmodell RGB © copyright Blender Foundation | www.sintel.org
  9. 9. RGB nach YUV R 0 255 G 0 255 B 0 255 R 0 1 G 0 1 B 0 1 Y‘ 0 1 U -0,886 0,886 V -0,701 0,701 RGB RGB normiert YUV BT.601, Y' = 0.299R + 0.587G + 0.114B Analoge Übertragung Composite oder S-Video
  10. 10. Composite / S-Video (YUV) Video Audio C Y
  11. 11. ITU-R Recommendation BT.709 • Auflösung 1080p/1080i • Quadratische Pixel • Framerates 60 Hz, 50 Hz, 30 Hz, 25 Hz, 24 Hz • 8bit Y‘CbCr – 0, 255 Sync – 1-15 freier Raum z.B. für filter undershoots – 236-254 freier Raum z.B. für filter overshoots, specular highlights – 16-235 für Farbwerte (219 Werte) • Y' = 0.2125R + 0.7154G + 0.0721B • sRGB Farbraum
  12. 12. sRGB Adobe RGB
  13. 13. RGB nach BT.709 (Y‘CbCr) R 0 255 G 0 255 B 0 255 R 0 1 G 0 1 B 0 1 Y‘ 0 1 Pb -0,5 0,5 Pr -0,5 0,5 Y‘ 0 255 Cb 0 255 Cr 0 255 Y‘ Cb Cr 235 16 235 16 235 16 RGB RGB normiert Y‘PbPr Analoge Übertragung Y‘CbCr Y' = 0.2125R + 0.7154G + 0.0721B
  14. 14. HDMI By D-Kuru (Eigenes Werk) [CC-BY-SA-3.0], via Wikimedia Commons Aus „High Definition Multimedia Interface“. In: Wikipedia, Die freie Enzyklopädie.
  15. 15. Farbmodell Y’CbCr Y‘ Cb Cr © copyright Blender Foundation | www.sintel.org
  16. 16. Y‘CbCr nach Y‘PbPr Y‘ 0 1 Pb -0,5 0,5 Pr -0,5 0,5 Y‘ 0 255 Cb 0 255 Cr 0 255 Y‘ Cb Cr 235 16 235 16 235 16 Y‘PbPr Analoge Übertragung Y‘CbCr
  17. 17. Component Video (Y‘PbPr) By E3uematsu at ja.wikipedia [CC-BY-SA-3.0], from Wikimedia Commons By Evan-Amos (Eigenes Werk) [Public domain], via Wikimedia Commons
  18. 18. Chroma Subsampling Y'CbCr 4:4:4 (48Byte/16Pixel)
  19. 19. Chroma Subsampling Y'CbCr 4:2:2 (32Byte/16Pixel) ITU-R BT 601, Digi-Beta
  20. 20. Chroma Subsampling Y'CbCr 4:2:0 (24Byte/16Pixel) PAL-DV, JPEG, MPEG-1
  21. 21. Chroma Subsampling Y'CbCr 4:1:1 (24Byte/16Pixel) NTSC-DV
  22. 22. Auflösungen • HDTV – 1280x720, 16:9 – 1920x1080, 16:9 • Digital Cinema – 2K • 2048×858, 2.39:1 • 1998 x 1080, 1.85:1 – 4K • 4096 × 1714, 2.39:1 • 3996 x 2160, 1.85:1
  23. 23. Bildrate • HDTV – 1080i - 60 Halbbilder pro Sekunde – 1080p - 30 oder 24 Vollbilder pro Sekunde – 720p - 24, 30, 60 Vollbilder pro Sekunde • Digital Cinema – 2K - 24 oder 48 Vollbilder pro Sekunde – 4K - 24 Vollbilder pro Sekunde
  24. 24. EICTA Logos Wiedergabegeräte • Aspekt Ratio: 16:9 • Auflösung >= 720 Zeilen • Analoger YPbPr Componenteneingang • HDPC Verschlüsselter HDMI oder DVI-D/I Eingang • 720p50, 720p60 • 1080i50, 1080i60 Receiver • 720p, 1080i • Codec MPEG-2, MPEG-4 • DVB-S und DVB-S2 oder DVB-C • HDPC Verschlüsselter HDMI oder DVI-D Ausgang • Analoger YPbPr Componentenausgang Wiedergabegeräte • HD ready • Auflösung >= 1920x1080 • 1080p60, 1080p50, 1080p24 • Pixelgenaue Darstellung von 1080p (kein Overscan)
  25. 25. HDV-HD • MPEG-TS • Video MPEG-2 basiert (H.262/MPEG-2 Part 2 ) • Audio MPEG-1 Layer 2 • 8bit • 4:2:0 • 720p, 1080i, (1080p) • Media MiniDV, dateibasiert
  26. 26. DVCPRO • (1999) • (1999) • • • (2002) – 720/60p (960x720), 1080/59.94i (1280x1080), 1080/50i (1440x1080) – 4:2:2
  27. 27. H.264/MPEG-4 AVC • Constrained Baseline Profile (CBP) • Baseline Profile (BP) • Main Profile (MP) • Extended Profile (XP) • High Profile (HiP), 8bit, 4:2:0 (BluRay, HDTV) • High 10 Profile (Hi10P), <=10bit, 4:2:0 • High 4:2:2 Profile (Hi422P), <=10bit, 4:2:2 • High 4:4:4 Predictive Profile (Hi444PP), 4:4:4, <=14bit • High 10 Intra Profile • High 4:2:2 Intra Profile • High 4:4:4 Intra Profile • CAVLC 4:4:4 Intra Profile HDV / DVCPRO HD Nachfolge
  28. 28. H.264/MPEG-4 AVC High 4:4:4 Predictive Profile (Hi444PP) • Color subsampling 4:4:4 • Bis zu 14bit pro Sample • Lossless mode • RGB Farbraum • YCoCg Farbraum (Ganzzahl erhaltende RGB Transformation möglich)
  29. 29. RGB nach YCoCg R 0 255 G 0 255 B 0 255 0 255 0 255 0 255 Y‘ Co Cg RGB YCoCgCo = R – B Cg = G – B - Co/2 Y = B + (Co + Cg)/2
  30. 30. DCI – Digital Cinema Initiatives • 2K: 2048x1080 (24Hz, 48Hz) • 4K: 4096x2160 (24Hz) • 3x12bit XYZ Farbraum • Motion JPEG 2000 • <= 16 Audiokanäle (PCM/WAV) • 3D: 48Hz, abwechselnd
  31. 31. XYZ (CIE-Normvalenzsystem), YCxCz • Definiert durch die Empfindlichkeit der menschlichen Farbrezeptoren (Normalbeobachter), 1931 • XYZ – Tristimulus • Kleine Wertänderungen können grosse Effekte haben
  32. 32. CIE-Normvalenzsystem RGB © copyright Blender Foundation | www.sintel.org
  33. 33. Lossless • MJPEG-2000 • HI444P Lossless • HuffYUV • CorePNG (Windows only) • LCL (Windows only) • Lagarith • Image Sequence • Proprietäre Codices – i.e. Blackmagic lossless codec

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