Basisprinzipien


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Basisprinzipien

Das MPEG-Verfahren nutzt die Tatsache, daß in Folgen bewegter Bilder zwischen aufeinanderfolgenden Bildern große Ähnlichkeit besteht. Mit der Ausnahme krasser Szenenwechsel werden sich Bilddetails kontinuierlich von einem Bild zum nächsten fortsetzen, wie zum Beispiel ein sich von links nach rechts bewegendes Fahrzeug oder eine weiße Wolke, die vor dem Hintergrund eines blauen Himmels vorbeizieht. Ein zentraler Bestandteil von MPEG ist nun die sogenannte Motion Compensation: Die Bewegung des Fahrzeugs wird einfach durch einen Vektor beschrieben, zum Beispiel durch die Angabe, daß das Fahrzeug sich von einem Bild zum nächsten um 12 Pixel nach rechts und 10 Pixel nach oben bewegt hat. Die Erkennung eines zusammengehörigen Objekts wäre in der Praxis allerdings viel zu aufwendig. Stattdessen werden sogenannte Makroblöcke mit einer Pixelgröße von 16x16 untersucht. Diese Makroblöcke entsprechen 4 Blöcken, wie sie bei JPEG codiert werden. Im nächsten Schritt wird die Differenz aus dem realen Makroblock in Filmbild 1 und dem verschobenen Makroblock aus Filmbild 2 gebildet (Abbildung gif, Details im Abschnitt gif MPEG-Bewegungskompensation). Dieses Fehlerbild muß neben dem Verschiebungsvektor zur Beobachtung der Fehlerfortpflanzung codiert und gespeichert werden. Der geringste Speicheraufwand entsteht natürlich, wenn der Unterschied zwischen den verschobenen Makroblöcken und den tatsächlich dargestellten Blöcken so klein ist, daß auf die Codierung der Differenz ganz verzichtet werden kann.

MPEG steuert die Darstellung von komprimiertem Video durch die Festlegung einer Syntax. Die Regeln zur Erfassung der Bewegungskompensation lassen hingegen viele Freiheiten zu, so daß die Qualität des MPEG-Endprodukts auch maßgeblich von der Güte des verwendeten Codierungs-Algorithmus abhängt.

  
Figure: Motion-Compensation in MPEG [Buc94]



Klaus Schroiff
Tue May 2 16:02:11 MET DST 1995