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Um die geforderte hohe Kompression bei trotzdem guter Bildqualität zu
erreichen, benutzt der Standard zwei Verfahren:
-
Das Komprimieren von kompletten Einzelbildern mit einem blockbasierendem
DCT-Verfahren (Diskrete Cosinus Transformation), welches etwa dem
JPEG-Standard für Einzelbilder entspricht.
-
Das Ausnutzen von Abhängigkeiten (Korrelation) zwischen
aufeinanderfolgenden Einzelbildern, d.h. der Bildinhalt ändert
sich meist nur wenig von Bild zu Bild. (vgl. auch Abbildung (1))
Figure: Beispiel für Prädiktion
Figure: Beispiel für die verschiedenen Frametypen
Im MPEG-Standard werden zu diesem Zweck drei Bildertypen (Frames)
definiert, und zwar:
- I-Frames
Diese Bilder werden ohne Ausnutzung der Korrelation
aufeinanderfolgender Bilder gespeichert, d.h. sie hängen nicht von
folgenden oder vorherigen Bildern ab. Dies bedeutet auch, daß nur
an diesem Bildtyp die Darstellung des Films, z.B. beim direkten
Zugriff bzw. Vor-/Zurückspulen oder nach Fehlern, begonnen werden kann.
Diese Bilder werden auch als ,,intra-codierte`` Bilder bezeichnet.
- P-Frames
Diese werden zusätzlich auch aus einem vorangeganenen P- oder I-Frame
vorhergesagt und heißen daher prädizierte Bilder (P-Frames).
- B-Frames
Die B-Frames (bidirektional interpoliert/prädiziert) sind der universellste
Bildertyp. Es können, im Unterschied zu den P-Frames, zusätzlich auch
Verweise auf ein nachfolgendes P- oder I-Frame vorhanden
sein. Natürlich muß das nachfolgenden Bild, auf das verwiesen
wird, zur (De)kodierung
vorgezogen werden, was eine Anzahl von Bildspeichern erfordert und
die Gesamtverzögerungszeit des (De)kodiervorgangs erhöht. Aber
dafür werden sie auch am effizientesten komprimiert.
Die Abbildung (2) stellt ein Beispiel zu den
verschiedenen Frametypen dar. Die unterschiedliche Größe der
einzelnen Frametypen kann man leicht in Abbildung (3) erkennen.
Figure: Beispiel für die Größe der Frametypen
Marius Heuler
Tue Jun 13 18:38:52 MET DST 1995