Codecs: Was sind sie im Video?

von Kim Aktualisiert: 27. Juni 2022

codecs sind ein wichtiger Bestandteil des Videoproduktionsprozesses. Codecs sind eine Reihe von Algorithmen, die verwendet werden Video- und Audiodateien komprimieren und dekomprimieren. Ein Codec ist entscheidend, um die Größe der Dateien zu reduzieren, damit Sie sie schneller übertragen und speichern können.

In diesem Artikel stellen wir vor, was Codecs sind, wie sie arbeiten, und ihre Bedeutung im Videoproduktionsprozess.

Definition eines Codecs

Ein Codec ist eine Technologie, die Video-, Audio- und Datenströme in digitaler Form kodiert. Codecs komprimieren die Daten, sodass sie beim Speichern oder bei der Übertragung weniger Platz beanspruchen, und verbessern außerdem die Qualität eines Video- oder Audiostreams, indem sie dessen Bild oder Ton verbessern.

Codecs werden in großem Umfang beim Online-Vertrieb von Film, Fernsehen und Musik verwendet. Online-Streaming-Dienste wie z Netflix, Amazon Prime Video und Spotify Verwenden Sie Codecs, um ihre Inhalte zu komprimieren, ohne Kompromisse bei der Qualität einzugehen. Durch das Codieren von Videos mit erweiterten Codecs können sie kleiner werden, während die Qualität des ursprünglichen Quellmaterials erhalten bleibt. Auf diese Weise können Streaming-Dienste Videos problemlos an Kunden verteilen, ohne enorme Bandbreitenkosten für ihre Netzwerke oder Infrastruktur zu verursachen.

Neben der Ermöglichung einer effizienten Speicherung und Übertragung können Codecs Online-Streaming-Anbietern mehrere weitere Vorteile bieten, wie zum Beispiel:

• Schnellere Ladezeiten
• Verbesserte Energieeffizienz
• Bessere Skalierbarkeit
• Erhöhte Gerätekompatibilität

Codecs können auch für Sicherheitszwecke von verwendet werden Inhaltsdateien verschlüsseln damit nur autorisierte Benutzer darauf zugreifen können.

Die Rolle von Codecs in Videos

codecs, eine Abkürzung für „Coder-Decoder“, sind Algorithmen, die für das Komprimieren und Dekomprimieren von Video- und Audiodateien verantwortlich sind. Durch die Verwendung spezieller Komprimierungstechniken sind Codecs in der Lage, die Größe von Video- und Audiodateien zu minimieren, ohne die Qualität erheblich zu beeinträchtigen. Dies ermöglicht schnellere Upload- und Download-Geschwindigkeiten – ob Sie einen Film streamen oder online ein Spiel spielen – und nimmt viel weniger Platz auf Ihrer Festplatte ein.

Darüber hinaus werden Codecs auch bei der Aufzeichnung und Nachbearbeitung von Videodaten verwendet, um Bilder mit der höchstmöglichen Auflösung mit unterschiedlichen Bildraten, Bitraten, Farbtiefen usw. zu erstellen. Codecs bestimmen, welche Art von Aufzeichnungstechnologie verwendet wird – z. 4K Auflösung oder HD – um das Seherlebnis zu optimieren. Abhängig von den spezifischen Anforderungen für jede Anwendung stehen verschiedene Arten von Codecs zur Verfügung, wie zum Beispiel:

• H264/AVC
• .265/HEVC
• VC-1/WMV9
• MPEG4
• VP8/VP9

Ein Codec funktioniert durch Komprimieren eines Eingangsstroms (dh Video oder Audio) in kleinere Dateigrößen, die effizienter über Netzwerke verwaltet oder auf lokalen Laufwerken gespeichert werden können; das ist bekannt als Codierung. Umgekehrt müssen bei der Wiedergabe (z. B. beim Online-Streaming von Videos) die komprimierten Dateien wieder in ihr ursprüngliches hochwertiges Format konvertiert werden, was durch erreicht wird Dekodierung die verschlüsselte Information von vorher; dieser Prozess ist bekannt als Dekodierung. Mit Hilfe entsprechender Hardware (wie Grafikkarten etc.) Hardwareunterstützte Codierung können die Kodierungsgeschwindigkeit bei minimalem Qualitätsverlust massiv verbessern – was sie für Anwendungen mit hoher Qualität geeignet macht Bildrate Anforderungen wie Echtzeit-Streaming-Dienste oder Cloud-Gaming.

Arten von Codecs

codecs sind das Lebenselixier von Videoinhalten – sie bestimmen, wie Videos komprimiert, dekomprimiert und übertragen werden. Sie ermöglichen es uns, Videos in verschiedenen Größen und Auflösungen auf fast jedem Gerät anzusehen. Es gibt viele verschiedene Arten von Codecs, die jeweils eine andere Rolle beim Ansehen von Videoinhalten spielen.

In diesem Artikel werfen wir einen tieferen Blick auf die die gängigsten Codec-Typen:

Verlustbehaftete Codecs

Verlustbehaftete Codecs sind Komprimierungsstandards, die die Qualität des Originalvideos reduzieren und Bildqualität und Daten zugunsten der Dateigröße opfern. Das Ziel besteht darin, einen Videostream klein genug zu machen, damit er schnell und effizient angezeigt oder heruntergeladen werden kann. Im Vergleich zu verlustfreien Codecs erzeugen verlustbehaftete Codecs normalerweise kleinere Dateien mit weniger Daten, aber dies geht zu Lasten der Schärfe und der Gesamttreue.

Die zwei häufigsten Arten von verlustbehafteten Codecs sind Intraframe or konstante Bitrate (CBR) und Zwischenrahmen or Variable Bitrate (VBR). Die Intraframe-Codierung zeichnet einen gesamten Inhaltsframe als einzelne Einheit in jeder komprimierten Datei auf; Dies führt zu großen Dateien, aber weniger Artefakten zwischen den einzelnen Frames und insgesamt zu Bildern mit höherer Qualität. Interframe-Codierung unterteilt Inhaltsframes in Abschnitte, um komprimiertere Abschnitte ohne merkliche Änderung zwischen Frames zu ermöglichen; resultierende Dateien haben tendenziell kleinere Größen als Intraframes, aber auch mehr Artefakte zwischen Frames.

Beliebte Beispiele für verlustbehaftete Codecs sind MPEG-4 AVC / H.264, MPEG-2 und H.265 / HEVC, Windows Media Video 9 (WMV9), RealVideo 9 (RV9), DivX, XviD und VP8/VP9. Diese werden in Video-Streaming-Anwendungen wie YouTube aufgrund ihrer Fähigkeit, große Datenmengen schnell zu komprimieren, ohne nennenswerte Einbußen bei der Bildqualität, immer beliebter – Besucher können lange Videos mit einer Verbindung mit relativ geringer Bandbreite ansehen, während eine angemessene visuelle Klarheit erhalten bleibt.

Verlustfreie Codecs

Video-Codecs sind eine Art von Computersoftware, die für die Komprimierung oder Codierung digitaler Videodaten verwendet wird. Dieser Vorgang ist bei der Arbeit mit großen digitalen Dateien erforderlich, um die Dateigröße zu reduzieren und die Download-, Übertragungs- oder Streaminggeschwindigkeit der Datei zu erhöhen. Codecs werden in zwei verschiedene Kategorien unterteilt: verlustbehaftete und verlustfrei Codecs.

Verlustfreie Codecs bieten nach der Codierung eine exakte digitale Kopie einer Datei, indem sie eine vollständige Datengenauigkeit bieten, die eine exakte digitale Duplizierung während der Dekomprimierung ermöglicht. Es nimmt mehr Platz ein als verlustbehaftete Kompression beinhaltet aber auch keine eigene Verzerrung und ermöglicht problemlos Audio-/Bildbearbeitungen ohne Qualitätseinbußen. Verlustfreie Codecs beinhalten Algorithmen wie:

• Lzw
• JPEG-LS
• FLAC
• ALAC
• MPEG-4-ALS

Hardware-Codecs

Hardware-Codecs sind Codecs, die dedizierte Hardwareressourcen verwenden, um Videosignale zu codieren und zu decodieren. Einige relativ neue Computersysteme, wie etwa Laptops, umfassen eine Hardware-basierte Videocodiereinheit, die verwendet werden kann, um den Codierprozess zu beschleunigen. Diese Einheiten sind sehr effizient und können erhebliche Leistungsvorteile gegenüber softwarebasierten Codecs bieten. Darüber hinaus gibt es einige eigenständige Hardware-Codecs, die Ergebnisse in professioneller Qualität für Broadcast-/Streaming-Anwendungen bieten.

Die zwei Haupttypen von Hardware-Codecs sind Komprimierung/Codierung und Dekodierungs-Codecs:

• Komprimierungs-/Codierungs-Codecs: Diese Geräte werden häufig mit ihrer eigenen proprietären Software geliefert, obwohl möglicherweise auch andere Optionen verfügbar sind. Sie verwenden spezielle Komponenten, um die Videokodierung mit sehr hoher Geschwindigkeit durchzuführen, ohne viel Strom zu verbrauchen oder CPU-Leistung relativ zu Software-Encodern. Wie Software-Encoder erzeugen sie normalerweise eine Vielzahl von Ausgabeformaten wie z H.264 oder MPEG-2/4 Formate.
• Dekodierungs-Codecs: Diese Geräte, die auch als Dekodierungskarten oder Dekodierungsbeschleuniger bekannt sind, verfügen über leistungsstarke dedizierte Chips, die speziell für die Dekodierung komprimierter Videosignale in Echtzeit entwickelt wurden, ohne zu viele Systemressourcen zu verbrauchen (CPU-Leistung). Dedizierte Dekodierungskarten sind in professionellen Umgebungen üblich, in denen eine große Anzahl von Videos schnell mit minimaler Auswirkung auf die Systemleistung und -stabilität dekomprimiert werden muss.

Beliebte Codecs

codecs sind unverzichtbar für jeden, der mit Videomedien arbeitet. Sie sind die Bestandteile Ihrer Videodatei, die Bestandteile, mit denen der Videoplayer zwischen Video und Audio unterscheiden kann, und die Methoden zum Komprimieren der Daten, um das Speichern und Streamen zu erleichtern. Es gibt eine Vielzahl von Codecs, und es muss der richtige für Ihr Projekt ausgewählt werden.

In diesem Abschnitt besprechen wir die Die beliebtesten Codecs:

H.264

H.264 (auch bekannt als AVC MPEG-4) ist einer der beliebtesten Codecs zum Kodieren digitaler Videodateien zur Verwendung in einer Vielzahl von Anwendungen – von Streaming-Diensten über Blu-ray-Player bis hin zu Smartphones. Seine Fähigkeit, qualitativ hochwertige Videos in relativ kleine Dateigrößen zu komprimieren, macht es zu einem der am weitesten verbreiteten und vielseitigsten Codecs auf dem heutigen Markt.

H.264 funktioniert, indem es digitale Frames in 8×8-Pixel-Blöcke zerlegt und sie dann mit einer Reihe verschiedener Algorithmen komprimiert. Da H.264 so effizient ist, kann es auch bei sehr niedrigen Bitraten digitale Videos in sehr hoher Qualität erstellen, was es ideal für eine Vielzahl von Anwendungen macht, von HDTV-Sendungen bis hin zu Consumer-Mediaplayern und Smartphone-/Tablet-Streaming-Diensten.

H.264 unterstützt sowohl Progressive Scan (bei dem alle Zeilen eines Bildes auf einmal gescannt werden) als auch Interlaced-Scan-Video, obwohl die meisten modernen Codecs nur Progressive Scan unterstützen, da sie in Bezug auf Dateigröße und Bandbreitennutzung effizienter sind. H.264 kann auch Auflösungen bis zu verarbeiten 4K (4096×2160 Pixel), um sicherzustellen, dass es relevant bleibt, wenn immer mehr Ersteller von Inhalten im Laufe der Zeit zu größeren Auflösungen übergehen.

Neben seiner Effizienz ist einer der Hauptvorteile von H.264 die Tatsache, dass es bereits von vielen Geräteherstellern übernommen wurde, was es Benutzern erleichtert, Inhalte zwischen Geräten zu senden, ohne sich um Kompatibilitätsprobleme oder inkompatible Software-/Hardwarekonfigurationen kümmern zu müssen. Aus diesem Grund bleibt H.264 auch heute noch ein wichtiger Codec für eine Vielzahl von Geräten und Anwendungen, trotz neuerer verfügbarer Optionen wie z HEVC (Hocheffiziente Videocodierung).

H.265

H.265, auch bekannt als High Efficiency Video Coding (HEVC), ist ein Videokomprimierungsstandard, der eine effizientere Codierung als sein Vorgänger bietet, H.264/MPEG-4 AVC (Erweiterte Videokodierung). Es unterstützt 8K-Auflösung und kann Videodateien bis zu komprimieren doppelt so effizient wie der bisherige Standard – mit bis zu 40 Prozent mehr Qualitätserhaltung als sein Vorgänger.

H.265 ist der natürliche Nachfolger von H.264/MPEG-4 AVC und bietet größere Komprimierungsmöglichkeiten mit minimalen Komplikationen und eine reibungslosere Wiedergabe auf Wiedergabegeräten wie Fernsehern, Smartphones, Laptops und Tablets. Es handelt sich um ein Open-Source-Format, das für alle Arten von Inhalten geeignet ist – von Fernsehsendungen bis hin zum Streamen von Videos über das Internet und Blu-ray-Discs – und es Erstellern von Inhalten ermöglicht, maximale Videoqualität zu liefern und gleichzeitig die Bandbreitenkosten zu minimieren.

Die Flexibilität von H.265 ermöglicht den Einsatz in einer Vielzahl von Anwendungen wie:

• Rundfunkfernsehen (einschließlich 4K oder sogar 8K)
• Streaming- und Kommunikationsdienste, einschließlich solcher für Mobil- und Satellitengeräte
• Virtual-Reality-Erlebnisse
• Anwendungen im Gesundheitswesen
• Das neue HEIF-Bildformat, das es ermöglicht, Bilder, die von digitalen Standbildkameras oder Kamerahandys aufgenommen wurden, stärker als je zuvor ohne Verlust von Bilddetails zu komprimieren.

VP9

VP9 ist ein offener und lizenzfreier Video-Codec, der von Google entwickelt wurde. Es wurde für den Einsatz in Web-Apps entwickelt und bietet modernste Technologie mit verbesserter Komprimierung für Streaming und Download bei niedrigeren Bitraten.

VP9 bietet auch verschiedene Funktionen, die für Videoanwendungen nützlich sind:

• hoher Dynamikumfang und Farbräume,
• verlustfreier Kodierungsmodus,
• adaptives Streaming und Encoder-Skalierbarkeit.

Es unterstützt nicht-quadratische Pixel, überlappende Quadrate verschiedener Farben oder Luminanzwerte, zeitliche Prädiktionskodierungsverfahren (zB Bewegungskompensation) sowie Intra-Prädiktionskodierungsverfahren (zB diskrete Cosinus-Transformationen). VP9 kann auch Bilder mit bis zu kodieren 8 Bit Farbtiefe pro Pixel. Das Format ermöglicht eine bessere Bildqualität durch visuelle Details wie reduzierte Rauschpegel und schärfere Kanten gegenüber anderen früheren Codecs.

Beim Decodieren eines VP9-Streams erledigt das Gerät des Benutzers die gesamte Arbeit, um ihn wieder in ein einzelnes Videobild zu decodieren. Dadurch ist es schnell zugänglich und ermöglicht aufgrund dessen eine schnellere Wiedergabe als bei einigen anderen Codecs geringer Speicherbedarf. Dies gilt insbesondere, wenn Online-Benutzer gleichzeitig auf mehrere Streams aus mehreren Quellen zugreifen; Sie können dies tun, ohne dass ihre gesamten Rechenressourcen für die separate Dekodierung jedes einzelnen gebunden sind. Darüber hinaus ist die Lieferung in einem gängigen Dateiformat wie z MP4 trägt zur Kompatibilität zwischen Geräten oder Plattformen bei, die andernfalls möglicherweise keine in anderen Formaten wie WebM oder MKV codierten Inhalte anzeigen könnten.

Codecs und Videoqualität

codecs sind ein wichtiger Teil der Codierung und Decodierung von Videos, die sich auf das auswirken können Qualität des Videos. Codecs werden zum Komprimieren und Dekomprimieren von Videodateien verwendet, und der von Ihnen gewählte Codec-Typ kann sich auf die Größe und Qualität des Videos auswirken.

In diesem Artikel werden wir die verschiedenen Arten von Codecs besprechen und wie sie die Qualität eines Videos beeinflussen können:

Bitrate

Bitrate ist ein Maß dafür, wie viele Informationen ein Codec benötigt, um ein bestimmtes Video darzustellen. Gemessen in Bits pro Sekunde kann die Bitrate sowohl die Qualität des Videos und wie groß die Dateigröße sein wird.

Je höher die Bitrate, desto Weitere Details können in den Codierungs- (oder Komprimierungs-) Prozess aufgenommen werden und damit die bessere Bildqualität, die Sie erhalten. Dies bedeutet jedoch auch, dass größere Dateien gespeichert oder übertragen werden müssen. Wenn Sie Ihr Video über ein beliebiges digitales Netzwerk (z. B. das Internet) senden, stellen Sie möglicherweise fest, dass höhere Bitraten zu einer merklichen Erhöhung der Latenz oder Pufferzeit führen.

Ein weiterer Faktor, der sich auf die Bitrate auswirkt, ist die Auflösung – mit zunehmender Auflösung steigt auch die Dateigröße – dies hängt jedoch von anderen Eigenschaften ab, z verwendete Codecs, Bildrate und Bildgrößen. Im Allgemeinen ergeben niedrigere Bitraten Videos in schlechterer Qualität, selbst wenn andere Faktoren wie die Auflösung hoch sind.

Alle Codecs haben ihren eigenen vorgeschlagenen idealen Bereich für beste Bildqualität und geringster Datenverbrauch Achten Sie daher während des Komprimierungsprozesses auf Ihre bevorzugten Encoder.

Auflösung

Die Auflösung ist das Maß für die Informationen eines Videos in Pixeln und einer der Hauptfaktoren, die die Videoqualität bestimmen. Es ist wichtig, das zu verstehen Höhere Auflösungen erzeugen immer besser aussehende Videos weil einfach mehr Pixel in jedes Bild gestopft sind. Die beim Online-Streaming am häufigsten verwendeten Auflösungen sind 1920 × 1080 (Full HD) und 1280 × 720 (HD).

Das Video mit höherer Auflösung erfordert mehr Rechenleistung, was zu Kompatibilitätsproblemen führen kann, wenn das System des Benutzers nicht auf dem neuesten Stand ist. Videos mit höherer Auflösung bedeuten auch größere Dateien, die einen besseren Codec erfordern, um auf allen Geräten richtig wiedergegeben zu werden. Zu den gängigen Industrie-Codecs, die für Online-Streaming verwendet werden, gehören H.264 oder AVC, VP8, VP9 und HLS oder Apple HLS (HTTP Live Streaming).

Abhängig von Ihrer Anwendung und dem Gerätetyp, für den Sie Ihre Inhalte bereitstellen möchten, wird bestimmt, welcher Codec für Sie am besten geeignet ist.

Letztendlich, wenn Sie über ein geeignetes Codierungs-Setup verfügen, das die Funktionen von bester verfügbarer Codec dann solltest du keine probleme mit der lieferung haben hochwertige Videos in jeder Auflösung die nicht unter Pufferung oder anderen Wiedergabeproblemen leidet und gleichzeitig ein gutes Maß an visueller Wiedergabetreue beibehält.

Frame Rate

Bildfrequenz ist ein Schlüsselfaktor, wenn es um Videoqualität und Codecs geht. Es ist das Maß dafür, wie viele Einzelbilder in einer Sekunde aufgenommen werden, normalerweise gemessen in Bilder pro Sekunde (FPS). Je höher die Bildrate, desto glatter erscheint das Filmmaterial. Niedrige Bildraten führen zu abgehacktem Video, während höhere Bildraten effektiver bei der Bereitstellung eines flüssigen Bildes sind.

Wenn Sie beispielsweise mit einer 8-FPS-Kamera im Vergleich zu einer 30-FPS-Kamera aufnehmen, erzeugt eine 8-FPS-Kamera aufgrund ihrer geringeren Anzahl von Bildern pro Sekunde abgehacktere Aufnahmen. Andererseits erzeugt eine 30-FPS-Kamera flüssigeres Filmmaterial mit mehr Bewegungsunschärfe zwischen ihnen als eine 8-FPS-Kamera, da dreimal so viele aufgenommene Frames vorhanden wären.

Darüber hinaus erfordern verschiedene Codecs unterschiedliche minimale oder maximale Bildraten für optimale Ergebnisse. Bei unsachgemäßer Verwendung oder ohne Kenntnis der Anforderungen Ihres Codecs für die Bildratenkompatibilität kann Ihre Videoqualität leiden. Die gebräuchlichsten Standardbildraten für die meisten aktuellen Videoformate und Anzeigeerlebnisse sind 24 fps (Filme) und 30 fps (Fernsehsendungen). Einige Codecs können jedoch auch höhere unterstützen – wie z 48 fps oder sogar 60 fps – und bieten gleichzeitig eine überlegene Optik und Geschmeidigkeit im Vergleich zu ihren niedrigeren Gegenstücken.

Zusammenfassung

Zusammenfassend lässt sich sagen, dass das Verständnis von Codecs ein wichtiger Teil der Erstellung und Anzeige von Videos auf unseren digitalen Geräten ist. Die Kenntnis der Grundlagen von Audio- und Video-Codecs, ihrer Definitionen und der signifikanten Unterschiede zwischen ihnen kann uns helfen, bei der Auswahl und Anzeige digitaler Medien eine fundiertere Entscheidung zu treffen. Zusätzlich erhalten Sie einen allgemeinen Überblick über die am häufigsten verwendeten Video-Codecs kann uns auch ein besseres Verständnis dafür vermitteln, wie verschiedene Codecs das Aussehen und den Ton von Videos verändern können.

Schließlich ist es hilfreich, sich das vor Augen zu führen nicht alle Video-Codecs sind untereinander kompatibel– was bedeutet, dass bestimmte Videos, die einen Codec erfordern, möglicherweise nicht richtig auf einem anderen Gerät abgespielt werden, wenn es diesen bestimmten Typ nicht erkennt. Glücklicherweise haben wir jetzt mehr Optionen als je zuvor, wenn es darum geht, unsere bevorzugten digitalen Inhalte anzuzeigen – einschließlich besserer Kompatibilität über mehrere Plattformen hinweg. Nehmen Sie sich also Zeit, das richtige Format für Sie zu recherchieren und herauszufinden, welches für Ihre Bedürfnisse am besten geeignet ist!

Hallo, ich bin Kim, eine Mutter und eine Stop-Motion-Enthusiastin mit einem Hintergrund in Medienerstellung und Webentwicklung. Ich habe eine große Leidenschaft für Zeichnen und Animation und tauche jetzt kopfüber in die Stop-Motion-Welt ein. Mit meinem Blog teile ich meine Erkenntnisse mit euch.