DV oder M-JPEG?

Hannes, ich benutze seit geraumer Zeit den mjpeg codec von PIC, um mit Virtualdub analog zu capturen - über die svhs Schnittstelle meiner Grafikkarte. Das svhs Signal kommt von einem digitalen Satreceiver, und ist sicherlich sehr hochwertig.

Die richtigen Einstellungen des pic-mjpeg Codecs (Qualität 18), und du kannst die Aufnahme nicht von DV-avi unterscheiden, auch nicht die später daraus hergestellten SVCDs. Die Bildqualität ist absolut gut, die Dateigröße ähnlich der von DV-avi.

Ein Grund, warum ich den mjpeg codec verwende, ist der, daß ich hier gleich in der svcd Auflösung (480x576) capturen kann, was ja die dv-avi codecs nicht zulassen. Dies spart den ensprechenden Rechenaufwand für das resizen.

Es gibt zwar Stimmen, die dazu eher verächtlich gemeint haben, daß man erst nach 720x576 capturen möge, und dann mit dem (sehr guten) resize Filter in Virtualdub (Einstellung bicubic -0.75) arbeiten soll. Mir persönlich ist aber der Rechenaufwand zu hoch, und die Bildqualität gibt mir recht (kommt fast an die dvd, encoded mit dem cce im 3-pass modus), daher capture ich eben gleich nach 480x576.

Eine Kernfrage für die Anwendung des pic mjpeg codecs ist daher, ob du normgerecht bleiben mußt, oder ob du xsvcd herstellen willst (und diese etwa in 720x576 machen kannst).

Für den Fall, daß du ohnedies weiter resizen mußt, ist vermutlich die volle PAL-Auflösung 720x576 sinnvoll - könnte daher dv-avi oder mjpege sein. Nur für das resizen benötigst du dann in jeden Fall einen codec, der die geringere Auflösung kann.

Noch ein letzter Tipp: Virtualdub funktioniert bei mir unverschämt gut - auch das resizen oder andere Nachbearbeitungen sind darin einfach spitze. Beim analogen capturen tritt manchmal eine verzwickte telecine Thematik auf - etwas komplexer, als daß einfach Halbbilder vertauscht wären. Der für VD verfügbare telecine-Filter kann auch das korrigieren, falls es das Problem geben sollte.

>Wer ist PIC und warum Virtualdub? Gibt es techn. Gründe?
>Geht sicher auch mit MainConcept, oder?

Pegasus - http://www.jpg.com/
Und ja, natürlich geht auch der mainconcept mjpeg codec, ist sicher auch gut, ich habe damit nur keine Erfahrung.

Virtualdub ist für das analoge capturen fast schon sowas wie ein "Standard" - ist einfach saugut.

>> Ein Grund, warum ich den mjpeg codec verwende, ist der, daß ich hier >>gleich in der svcd Auflösung (480x576) capturen kann

>wäre für mich nicht von Bedeutung, da ich zur S-VCD ja auch auf Mpeg2 >oder 4 muß.

Doch, das ist von Bedeutung, da du eben mit dem dv-avi codec nicht nach 480x576 capturen kannst, sondern nur nach 720x576.

>> Beim analogen capturen tritt manchmal eine verzwickte telecine Thematik auf ....

>keine Ahnung, was das ist (;-((((

Komplexes Vertauschen von Halbbildern, aber nicht nur A gegen B oder umgekehrt, sondern über zwei Vollbilder hinweg, was die Behebung nicht ganz einfach macht. Aber als Korrekturmöglichkeit gibts eben eigene Filter.

Vielleicht noch ein paar Basisinfos zu M-JPEG im Vergleich zu DV:

Es gibt eine klare Gemeinsamkeit und eine klare Differenz zwischen der Wirkungsweise und damit auch der Effektivität dieser beiden Codecs.

Die Gemeinsamkeit ist der Kern der Kodierung, denn sowohl DV als auch M-JPEG arbeiten mit der sogenannten "diskreten Cosinus Transformation" oder kurz "DCT".
Ganz grob gesagt beschreibt die DCT den mathematischen Prozess der Codierung.

Diese DCT ist wiederum aber eingebettet in andere Prozesse, die nun wiederum den Unterschied zwischen M-JPEG und DV ausmachen.

So muss 4:2:0 DV die Daten absolut zwingend mit 25 Mbit/sec schreiben und lesen. Bei M-JPEG muss die Datenrate aber nicht konstant sein. M-JPEG ist flexibel verwendbar, die Datenrate dabei skalierbar und sie kann v.a. auch dynamisch sein, was ein Vorteil gegenüber DV sein kann (aber nicht zwingend sein muss).

Viel bedeutender allerdings ist die Tatsache, dass M-JPEG die Datenrate immer gleichmäßig auf das gesamte Bild verteilt.
DV arbeitet dagegen mit Makroblöcken, die einzeln analysiert werden. Erst nach dieser Analyse der Makroblöcke wird dann die gesamte Datenrate von 25 Mbit/sec (also 0,25 Mbit/field) so verteilt, dass der Durchschnitt der Datenmenge pro Halbbild letztlich zu einer Datenrate von 25 Mbit/sec führt.

Hat man nun z.B. ein Motiv, dass zu 90 Prozent aus groben Strukturen besteht und nur zu 10 Prozent aus sehr feinen Details, so kann DV die zur Verfügung stehende Datenrate sehr großzügig zugunsten der feinen Details aufteilen. Die groben Strukturen verbrauchen nur wenig Datenrate, also bleibt für die Details entsprechend viel übrig, um im Durchschnitt auf 25 Mbit/sec zu kommen.
Ganz anders nun aber bei M-JPEG. Denn wenn allein diese 10 Prozent Bildinhalt eine Datenrate von 40 Mbit/sec bräuchten, dann wird diese Datenrate auf das gesamte Bild hochgerechnet. Denn bei M-JPEG kann man ja nicht wie bei DV unterschiedlichen Bildteilen unterschiedliche Datenmengen zur Verfügung stellen.

Also gilt als Fazit für den Vergleich der Effektivität zwischen M-JPEG und DV:

Je nach Bildmotiven kann für M-JPEG eine wesentlich höhere Datenrate erforderlich sein als die von DV eingesetzten 25 Mbit/sec.

Umgekehrt - wenn man M-JPEG auf 25 Mbit/sec begrenzt - kann es bei M-JPEG je nach Bildmotiv zu deutlichen Qualitätseinbrüchen gegenüber DV kommen.

Dieser Effekt lässt sich leicht an M-JPEG Schnittsystemen nachweisen, die Capturing über FireWire erlauben und deren M-JPEG Datenrate man unbegrenzt lassen kann, nur in Abhängigkeit von der Qualität.

Ein weiterer typischer M-JPEG Nachteil basiert darin, dass M-JPEG die Frames schön brav nacheinander analysiert und aus der Analyse eines letzen Bildes die Haushaltung der Datenmenge für das nächste Bild betreibt. So kommt es bei M-JPEG unter Umständen vor, dass das erste Frame nach einem Umschnitt relativ verpixelt ist und erst aber dem zweiten Frame sauber (u.U. gibt's beim ersten Bild nach Umschnitt sogar Sprünge in der Luminanz). Das wäre z.B. am einfachsten nachweisbar, an dem ersten Frame einer hochauflösenden Einstellungen, die man direkt hinter ein schwarzes Bild schneidet.

DV macht dagegen eine Voranalyse der Frames, womit dieser Fehler nicht passieren kann.

Beachten muss man dabei, dass der entscheidende Faktor im Vergleich von DV zu M-JPEG v.a. die Detailauflösung eines Bildes ist.
Eine Konsumerkamera mit mäßiger Bildqualität wird nicht die Detailauflösung einer guten professionellen Kamera mit hochauflösender Optik auf das Band bringen. Und somit sind auch die erkennbaren oder zumindest messbaren Unterschiede zwischen DV und M-JPEG umso größer, je besser die Detailauflösung der Originalmaterials ist.

Ein Vorteil von M-JPEG gegenüber 4:2:0 DV kann dabei aber die Darstellung von Farbgrenzen, bzw. Farbverläufen sein, da M-JPEG mit 4:2:2-Farbreduktion arbeiten kann.

Das war sehr viel Theorie. Diese Unterscheidungen zwischen DV und M-JPEG kann man bemerken (und auf jeden Fall messen), aber das muss nicht zwangsläufig auftreten. Zum einen ist es eben extrem stark vom Bildmaterial abhängig, zum anderen einfach auch Ermessenssache.
Am besten ist es, wenn man es selbst mal vergleicht und man sich dann sein eigenes Urteil bildet.

Ad Rechenstrom: sicherlich kein Problem, die mjeg codecs komprimieren sehr gut (Festplatte dankt), und das bei relativ geringer Rechnerbelastung (auch ältere PCs könnens!).

Marco: tollte Theorie. Meine mehr praktische Erfahrung mit dem mjpeg codec ist, daß ich als subjektiven Eindruck nicht wirklich einen markanten Unterschied sehe - und ich habe schon viel mit mjpeg aufgenommen.

Da bei mir das S-VHS Signal von einem digitalen Satreceiver kommt, hat es auch sicher eine fantastische Ausgangsqualität - und die svcds sind kaum von Kauf-dvds zu unterscheiden.

Im Regelfall zumindest. Bei Aufnahmen von der digitalen Kamera komme ich eher an die Grenzen der svcd als an die der codecs (probiere mal eine Aufnahme im Pool als svcd zu encoden - du scheiterst an der gesamte bewegten Wasseroberfläche, auch der cce schafft das nicht ohne Artefakte).

@ Hannes

25 Mbit, nicht MByte. Das ist die Datenmenge allein für das Bild. Umgerechnet also 3,125 MByte. Dazu gesellt sich der Ton, der zusätzlich ca. ein Zehntel der Datenmenge des Bildes benötigt. Dann noch ein paar wenige "Verwaltungs"-Daten. Das addiert sich dann auf knapp 30 Mbit/sec, oder eben 3,6 MByte/sec.

@ Wolfgang

Ich verstehe meine Infos nicht als Widerspruch zu Deinen Erfahrungen. Wobei ich diese Dinge aber tatsächlich auch an meinem M-JPEG System getestet hatte.
Was da bei Dir vermutlich eine große Rolle spielt, das ist die Tatsache, dass es ein S-Video-Signal ist. Das hat z.B. gegenüber DV (von entsprechend hochwertiger Quelle) schon eine relativ geringe Auflösung (die Maximalauflösung von S-Video, bzw. S-VHS, ist technisch definiert).
Auch das hatte ich damals mit meinem M-JPEG System überprüft. Gleiche Signale, einmal über DV und Firewire, einmal über DV und S-Video-Leitung zu M-JPEG digitalisiert.
Wenn es sich um Signale mit sehr geringer Auflösung handelte (also z.B. einfache Graphiken oder gar reine Farbflächen), dann war die Datenrate beim Signal über S-Video etwas höher als über Firewire (vermutlich, wegen der Zunahme des Bildrauschen über S-Video-Leitung).
Wenn es sich aber um Signale mit sehr hoher Auflösung handelte (z.B. hochfrequentes Farbrauschen), dann hat S-Video die Auflösung geglättet, sprich: die Auflösung reduziert und somit auch die dazu erforderliche Datenrate bei M-JPEG reduziert.
Diese Tests waren immer so angelegt, dass eine gleichbleibende Qualität definiert wurde und sich die Datenrate von M-JPEG dieser Qualität anpassen musste. Denn damit sieht man dann gut den Verbrauch an Datenrate gegenüber DV.

Diese Tests hatte damals ein Freund auf andere Weise gegengeprüft, indem er identische reale Aufnahmen einmal mit einer durchschnittlichen Konsumer-DV-Kamera und einmal mit einer professionellen DV-Kamera mit sehr guter Optik machte.
Die Aufnahmen der besseren Kamera erzeugten unter M-JPEG ausnahmslos die höheren Datenraten.

Habe meinen Beitrag gelöscht, da marco schneller war...

Gruß
Uwe

@ Marco,
mir ist schon klar daß auch das digitalisierte S-VHS Signal aufgrund der technischen Defintion nicht mit DV vergleichbar ist. M.E. ist der Ausgangspunkt der Diskussion aber auch nicht DV, sondern das Digitalisieren von analogen Material.

Für mich ist halt die Frage, was hier eher zum bottleneck für die finale Qualität wird: der verwendete codec, oder aber die Güte des Ausgangssignals.

Ich hätte aus meinem Erfahrungshintergrund hierzu mal die These, daß es bei analogen Material eher die Qualität des Ausgangsmaterials und des a/d Wandlers ist, und erst dann dürfte in der Bearbeitungskette der codec kommen (solange wir zwischen mjpeg in hochqualitativer Einstellung und einem dv-codec reden).

@ Hannes,
ich würde in die Entscheidung auch noch einfließen lassen, wie sehr ich Zeit in eine etwaige Bildaufbereitung lege - den gerade analoges Material läßt sich mit den entsprechenden Virtualdub Filter noch ganz ordentlich verbessern (smartsmoother etwa).

Wenn du die Rechenzeit aufwenden willst, und alle 15 Stunden etwa mit Virtualdub oder aber auch einen anderen Tool capturest, dann mit den entsprechenden Filtern in Virtualdub aufbereitest (deinterlaced falls erwünscht, smartsmoother anwenden), dann halte ich das für wesentlicher als welcher codec zur Anwendung kommt (hochqualitative Einstellungen vorausgesetzt).

Als a/d Wandler könntest du ohnedies einen digitalen camcorder mit analog-in verwenden, dann ohnedies nach dv-avi capturen (tool egal), dann aber in virtualdub nach 480x576 resizen (bicubic = -0.75) und hier als mjpeg abspeichern (bei pic Qualität 18 oder 19). Bei diesem Schritt würde ich auch die Bildverbesserungen anwenden, falls gewünscht - geht alles, kostet natürlich Rechenzeit. Anschließendes Encoden zu mpeg-2 vom mjpeg file weg, wenn etwa der cce zum Einsatz kommt.

Wie dies beim Procoder oder dem mainconcept encoder ist - zum Procoder kann ich nichts sagen, aber der soll ja super sein. Der mainconcept encoder kam in meinen eigenen Tests mit dem Ausgansmaterial DV-avi des digitalen camcorders für SVCDs extrem schlecht weg, auch in der Version 1.3. Mit analogen Material habe ich den aber nie gefüttert.

Sollte der Encoder das resizen vernünftig beherrschen, Bildverbesserung eher nicht gewünscht sein, dann kann man ja gegebenenfalls vom DV-avi direkt ausgehen.

Insgesamt würde ich die gesamte Verarbeitungskette mit kürzeren Filmteilen mal erproben und testen.

Zitat

Ich hätte aus meinem Erfahrungshintergrund hierzu mal die These, daß es bei analogen Material eher die Qualität des Ausgangsmaterials und des a/d Wandlers ist, und erst dann dürfte in der Bearbeitungskette der codec kommen (solange wir zwischen mjpeg in hochqualitativer Einstellung und einem dv-codec reden).

Da bin ich ganz Deiner Meinung.