Das Märchen von der hohen HD-Bitrate

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AW: Das Märchen von der hohen HD-Bitrate

was bedeutet das??? können nicht alle inhalte jedes senders 24 h pro tag mit derselben (hohen) bitrate gesendet werden? also immer 12 megabit in diesem fall?

das ausgangsmaterial liegt doch immer in einer höheren rate als 12 megabit vor. also bräuchte man doch nur jedes ausgangsmaterial auf konstante 12 megabit runter rechnen, oder nicht?!

 

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Das geht nicht. Je nach Bewegung ist die Bitrate variabel. Teilweise ist selbst bei verlustfreier Bildkonvertierung die 12 Mbit/s unterschritten. Teilweise braucht man mehr als 12 Mbits/s und muss entsprechend mehr quantisieren um die Bitrate zu senken. Das ändert sich alle 5-10 Bilder.

Das Material liegt selbst vor in 130 Mbit/s.

 

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Konstant mit 12 MBit/s zu senden würde aber kein Problem darstellen. Die BBC z.B. sendet ja auch konstant mit 10 MBit/s ohne Filler-Daten. Die dümmste Idee wäre das für ARD und ZDF sicher auch nicht, denn aktuell wird da ziemlich viel unnötigerweise kaputtkomprimiert und keiner weiß warum.

 

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Nein, das geht nicht. Das ist wie Lottozahlen voraussagen. Und gerade Realtime-Encoder haben keine Zeit für Analysen.

Es gibt mindestens 5 verschiedene Möglichkeiten, MPEG-4 AVC mit Füllerdaten auf eine Bitrate hochzusetzen. Praktisch auf jeder Encoder-Ebene lassen sich Füllbits einfügen. Garrett-Glaser könnte Dir wahrscheinlich hunderte nennen.

 

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ja so ist es, glaube mir (mehr dazu weiter unten).

Klar, man könnte die auch über die PID 8191 übertragen, ginge auch. Aber ich vermute mal so, dass es eben so ist wie ich in dem anderen Beitrag geschrieben habe, dass die einzelnen HD-Sender mit kostenten Raten B (s. Beispiel) encodiert werden. Ich denke, das wird sich sowieso zum 1. Mai 2012 ändern...

Das ist bei AC-3 nicht vorgesehen. Soweit ich weiß, gibt es nur AAC als Audiocodec, der variable Raten ermöglicht. Aber bei dem geringen Audioanteil gegenüber dem Videoanteil fällt das wirklich nicht ins Gewicht.


Zu den Fillern:
Vielleicht haben ja manche schon mit bekommen, dass ich an der Integrierung der Filler-Entfernung für den DVBViewer mitgearbeitet habe. Ursprünglich war das ganze als Plugin gedacht, es hat sich dann aber herausgestellt, dass es doch effizienter ist wenn es direkt integriert wird. Das ursprüngliche Plugin habe ich aber für Statistikzwecke umgebaut, die den Filleranteil während des laufenden TV-Programms (ohne das überhaupt eine Aufnahme getätigt werden muss) graphisch darzustellen.
Diesen Screenshot habe ich eben mal so von ZDF HD gemacht:


Auf der X-Achse hat man die Zeit in Frames, ein Pixel auf der X-Achse entspricht einem Frame. Auf der Y-Achse ist die Größe in Paketen, ein Pixel auf der Y-Achse entspricht einem TS-Paket (= 188 Bytes). Man kann also direkt die Größe in bytes von jedem Frame sehen
Blau sind dabei die Nutzdaten und rot die Filler.
Ich denke der Screenshot sagt alles, aber noch eine kurze Erklärung von mir: In der Mitte war eine kurze Actionszene (Kameraschwenk) die deshalb kaum Filler enthält. Rechts dagegen die Kamera auf eine Person gerichtet, wo sich fast nichts im Bild bewegt hat.
Die Bitrate sieht in der Mitte vielleicht zunächst sehr variabel aus, der Hintergrund sind aber die unterschiedlichen Frame-Typen. So gibt es Referenz-Frames, die das vollständige Bild enthalten, die logischerweise immer größer sind, die sind sogar auch auf der rechten Seite größer. Damit die Rate (über eine Sekunde betrachtet, also eine Dauer von 50 Frames bzw. 50 Pixel Breite auf der X-Achse) konstant ist, sieht man dass entsprechend so viel wie das Referenzframe mehr benötigt, bei den nächsten Frames dann wieder fehlt (weiß dargestellt).

Man sieht also sehr wohl, dass schön variabel encodiert wird, falls dann zu den 12 MBit/s noch was frei ist, wird es mit Fillern aufgefüllt.

Ach ja, man sieht auch schön dass sehr viele Frames nur eine sehr kleine Größe (fast Null) haben, auch bei der Actionszene. Ich nehme mal an, dass es daran liegt, das Borgia nur effektive 25 fps hat und somit jedes zweite Frame keine neuen Informationen enthält.

 

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Um die HD Sender mit variabler Bitrate zu betreiben, müßten die örtlich verteilten Encoder miteinander in Echtzeit kommunizieren. So bekommt jeder Encoder seinen 12 MBit/s Bereich und fertig. Und der Multiplexer am Ende ist der einzige, der die PID 1FFFh beschreiben darf, die anderen Encoder liefern je die Videostreams via ASI/IP.

 

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Aber wenn konstant mit 12 MBit/s gesendet wird - nicht mehr und nicht weniger - braucht der Encoder ja im Prinzip kein Hexenwerk zu leisten. Ich rede nicht von einer VBR mit 12 MBit/s Durchschnitt, dass das nicht geht ist mir klar, ich rede davon, dass 24 Stunden am Tag mit 12 MBit/s gesendet wird, ob die nun gebraucht werden oder nicht. Wenn mehr benötigt wird gibts halt nach wie vor Kompressionsartefakte, wenn weniger gebraucht wird ist es egal.

Die ORF oder SF SD-Sender z.B. laufen auch konstant mit ca. 7 MBit/s. Ob da nun ein Schwarzbild zu sehen ist oder ein Auto in die Luft fliegt - die hauen konstant 7 MBit/s raus. Das müsste doch dann auch bei HD möglich sein (die BBC macht es wenn mich nicht alles täuscht auch so).

 

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Und was soll dann der Encoder machen, wenn er "nach 2 MBit/s schon fertig ist?" (mal Laienhaft ausgedrückt)
Dann muss er den Rest mit irgendwas füllen, so ist das nunmal (bei jeder konstanten Rate). So funktionieren eben die Kompressionsverfahren, anders geht das nicht. Wenn du eine Datei mit 12 KB hast und packst die als ZIP, kannst du dem Packgrogramm ja auch nicht einfach sagen: "komprimiere mir die Mal mit 1 MB". So geht das nunmal nicht!
hopper hat ja schon gesagt, es gibt viele verschiedene Arten, die konstante Rate aufzufüllen. Filler Daten ist da nur eine von sehr vielen...
MPEG wird da wieder eine andere haben...

 

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Wir missverstehen uns. Wenn sich im Bild nichts verändert, bekommt der Encoder keine 12 Mbit/s zusammen, nichtmal 4 Mbit/s. Die Bitrate wird im Encoder über VBV/HRD Bufferemulationen realisiert. Soll er 12 Mbit/s liefern, muss er Fülldaten einfügen. Und da gibt's zig Möglichkeiten, an welcher Stelle er das tut.

Mit Fülldaten bekommt man eine Mindestbitrate konstant immer hin. Wenn es aber keinerlei Fülldaten im encodeten Videosignal gibt, keinerlei - das Bild ist also optimal komprimiert - dann ist eine konstante Bitrate zu erhalten unmöglich. Außer wir nehmen eine Bitrate, die immer überschritten wird auch bei Bewegungslosigkeit.

 

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Das ist falsch! Bei Kabel Deutschland werden die drei HD-Programme der ÖR auch 1:1 mit den Nullbytes auf einen eigenen Kanal übertragen.

Der Grund dürfte einfach der sein, daß die Streams fertig von den unterschiedlichen Sendezentren kommen und an einer Stelle nur noch statisch gemuxt werden. Darum hat man jedem Stream eine feste Datenrate zugeordnet.

Das wird sich aller Wahrscheinlichkeit nach ändern, wenn nächstes Jahr ARD und ZDF jeder seine eigenen Transponder bekommt, da dann wie bei SD im jeweiligen Sendezentrum dynamisch gemuxt werden kann.

Man hätte beim statischen Muxen natürlich trotzdem die Nullbytes als eigene PIDs drauf packen können. Aber wir kennen die genaue Technik dahinter nicht und das war ja von Anfang an lediglich eine temporäre Lösung.