MPEG entschlüsselt, Teil 4
Farbcodierung
Farbverlust
Eine weitere Form der Datenspeicherung betrifft die Farbcodierung. Ein Videobild ist aus den Farben Rot, Grün und Blau aufgebaut (RGB-Signal). Die MPEG-Verschlüsselung kann allerdings mit dem kaum reduzierten YUV-Verfahren arbeiten. Das Y-Signal gibt dabei die Helligkeitsinformationen weiter. Die U- und V-Signale kümmern sich um die Einfärbung des Bildes. YUV 4:4:4 beinhaltet die volle Farbinformation, d. h. jeder Helligkeitspunkt (Y-Signal) wird komplett eingefärbt (U- und V-Signal).
Bei YUV 4:2:2 erhält nur jeder zweite horizontale Bildpunkt die Farbinformationen, die anderen sind schwarzweiß. Die Elektronik muss nun den Farbverlust ausgleichen – der Vorgang nennt sich „Chroma Upsampling“, also Farbabtastung und Hochrechnung. Mit dem YUV-Format 4:2:0 wird weiterer Speicherplatz eingespart, da hier sowohl horizontal als auch vertikal jeder zweite Bildpunkt schwarzweiß bleibt. Bereits bei der DVD wird YUV 4:2:0 zur Farbdarstellung genutzt. Unserem Auge ist es zu verdanken, dass wir fast keinen Unterschied zwischen einem RGB- und YUV-Bild sehen, denn empfindlich sind wir vor allem bei Helligkeitsunterschieden, aber nicht bei farblichen Differenzierungen.
HD-Quellen wie Blu-ray bieten aufgrund ihres großen Speicherplatzes jedoch genügend Raum für die farbechtere YUV-4:2:2-Variante. Somit steigt nicht nur die Schärfe, sondern auch der Farbeindruck. MPEG-4 ist neben dem Komprimierungscodec für HDTV über Satellit auch der Standard für Blu-ray. Die Datenersparnis gegenüber dem Kino-Original ist schier gigantisch und die Qualität trotz allem sehr hoch. Doch auch die beste Komprimierung weist Schwächen auf, denn sie entfernt letztendlich Daten, die unwiederbringlich verloren sind.
Besitzt das Motiv wenig Bildinhalte, so ist die Datenrate gering und wenig Speicher wird benötigt. Je komplexer das Bild und je größer die Bewegung, desto mehr Datenrate steht MPEG zur Verfügung, um die Bildqualität nicht merklich schlechter werden zu lassen. Bei einer Fußballübertragung sind jedoch solch hochkomplexen Bildinhalte vorhanden, dass auch die beste Komprimierung ein verschwommenes Bild ausgibt, solange die Kamera nicht stillsteht.
Somit bleibt festzuhalten, dass uns MPEG sehr hohe Qualitäten auf kleinstem Raum ins Wohnzimmer bringt. Der Idealfall wird jedoch erst Realität, wenn die Daten überhaupt nicht mehr komprimiert werden müssen, sondern verlustfrei übertragen werden. In Anbetracht der rasanten Entwicklung wird dies in den nächsten 50 Jahren sicherlich der Fall sein, aber bis dahin genießen wir das HDTV-Programm wie es ist in vollen Zügen und mit MPEG.
Die Farbe macht’s
Um Speicherplatz einzusparen, werden speziell auf DVDs die Farbinformationen verringert. Nicht Jeder Bildpunkt auf der DVD ist somit eingefärbt, sondern schlichtweg schwarzweiß. Natürlich sehen Sie die farblosen Pixel nicht, denn jeder Fernseher oder Projektor färbt diese ein. Je nachdem, wie intelligent die Elektronik die Bildpunkte farbig hinterlegt, umso näher erreicht das Bild das Kino-Original
(Christian Trozinski)
