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Ein Film auf eine CD
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ANDREAS 
Moderator


Anmeldungsdatum: 07.05.2001
Beiträge: 1516

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Beitrag Beitrag 0 - Verfasst am: So Jun 09, 2002 10:11    Titel: Antworten mit Zitat

Überarbeitet 2.7.02,
zweiter Teil hinzu 22.7.02

neu hinzu 19.10.2002, Teil 2 erweitert




Hallo Forum,

da in den letzten Wochen neue Erkenntnisse zum Thema KVCD zusammen gekommen sind hier eine komplett überarbeitete Version, die sich in zwei Abschnitte aufteilt.

Der erste Teil bezieht sich auf eine einfache grundsätzliche Variante mit den neuen GOP, Ton und sonstigen Erkenntnissen, wobei dies ausführlicher erklärt werden soll. Der zweite Teil ist aufwendiger, da hier von einem unteren Grundwissen ausgegangen wird. Mit dem zweiten Teil sind jedoch Bildqualitäten zu erreichen, die der erste Teil in keiner Weise erreichen kann. Ob sich in Summe der Aufwand als KVCD für ein Filmprojekt lohnt wird jeder selber entscheiden können, denn wir sind ja schon alle alt genug.
Auf der anderen Seite ist es dadurch möglich, die eh schon guten, echten SVCD noch um einiges in der Bildqualität, und für manche auch in der Tonqualität, zu verbessern. Auch kann man, wenn die Konformität eingehalten wird, die "zwei Film auf eine DVD Variante" mit sehr großer Wahrscheinlichkeit realisieren.




Teil 1

Bezug nehmend auf den Grundsatzartikel : "Einen Film auf eine CD, Grundsätze", zweiter Beitrag, und die neu aufgekommene Diskussion (GOP 1-14-3-1) habe ich mich heran gemacht und mit der neuen TMPEG Version 2.54plus MPEG1 Dateien gerechnet. Sehr hilfreich war auch das Forum KVCD.net (Homepage) in dem es grundsätzliche Templates gibt. Hier kann man sehr schön verfolgen, in wie weit es möglich sein kann, einen Film zu erstellen, der auf eine CD passt. Auch ist das grundlegende TMPEG Template von dieser Seite und der Moderator kwag hat hier sehr viel Vorarbeit geleistet, um einen Startansatz zu haben. Leider ist das Hauptaugenmerk auf die NTSC pseudoAVIs gelenkt und einige Einstellungen sind nicht so gut gewählt, so dass für unseren Fall PAL die Ergebnisse im ersten Moment nicht so vielversprechend waren. Es wurden jedoch Lösungen heraus gearbeitet, die in der Qualität eine VHS-Videokassette zum Teil übertreffen aber vom System her die Vorteile der SVCD/VCD haben.

Ich habe Links in den Beitrag eingebaut, bei dem man sich zu jedem KVCD Test einmal eine Beispieldatei herunter laden kann, um einen bildlichen Eindruck von der Auflösung den einzelnen Varianten zu bekommen. Es sind ruhige Beispiele, um die Schärfe beurteilen zu können. Alle Dateien sind als SVCD gemuxt was bedeutet, dass diese Dateien mit einem Brennprogramm direkt als non-standard SVCD gebrannt werden können. Zuerst sollten jedoch zwei neue Matrizen in TMPEG eingebunden werden die sich Aufgrund der Versuche ergeben haben. Alle Infos für die Einstellung von TMPEG sind in diesem Link (Matritzen für TMPEG2.54, neu am 9.7.02) zu finden. Die TMPEG.ini gegen die neue austauschen und schon funktionieren auch die neue Matrizen.

Um mit den jeweils richtigen Einstellungen eigene Beispieldateien erstellen zu können muss folgende Reihenfolge in TMPEG zwingend eingehalten werden:



1. Unter FILE, Open Project, das Projektfile *.tpr laden
2. Den Film in TMPEG unter Video source laden
3. Den Ton in TMPEG unter Audio source laden
4. Unter Load (rechts unten bei Settings) das *.mcf File laden

Damit sollten alle Einstellungen vorgenommen sein bis auf die Einstellungen die jeder dennoch überprüfen muß:

1. Kontrolle: Unter Setting, Advance => non-interlaced, wenn es eine progressive Quelle ist
2. Source range, Länge des zu encodenden Films
3. Clip Frame, um das richtige aspect ratio einzustellen

Wenn man sich sicher ist, dass alles stimmt kann es losgehen.



Und da stellt sich auch gleich die Frage, wie man denn eine solche CD mit einem kompletten Film bezeichnen will. Alles was von der Norm abweicht, wird irgendwie mit einem "x" gekennzeichnet. Nur kann eine xSVCD alles sein von 720x576 VBR MPEG2 mit 4500kbps MPEG5.1 multichannel bis hin zu 352x288 CBR MPEG1 750kbps mono.
Man sollte daher besser einen verabredeten „Standard“ einhalten, könnte u.a. den Vorteil haben, dass eine solche CD auf vielen Standalone Player abzuspielen ist, zumal man Daten und Fakten besser zuordnen kann. Warum also nicht die Bezeichnung vom KVCD Board übernehmen? Ausserdem gibt es auf der KVCD Startseite mehrere Intros für die KVCD die man als Vorspann in die CD einbinden kann. Na ja, sieht halt ganz witzig aus.
                                                   



Die KVCD

Kommen wir zur CD. Sie nennt sich KVCD und enthält einige, interessante Vorgaben. Dennoch eine vorgegebene Lösung zu übernehmen ohne eingehend zu testen, halte ich bei der zu erwartenden Qualität mit den verbundenen Risiken (ein ganzer Film und dann noch bis zu 120min Spielfilmlänge) für nicht so angebracht, zumal das KVCD Template Fehler hatte. Prinzipiell wird für die KVCD ein MPEG1 Stream verwendet, der aber von der Norm abweicht, da er als MPEG1VBR encoded wird. Des weiteren wird eine extrem lange GOP verwendet, die so in dieser Art nicht Standard ist. Auch hat der Ton nur magere 128 kbps. Tja, diese prinzipiellen Überlegungen hatten wir auch schon mal vor längerer Zeit, nur haben wir das dann nicht konsequent weiter verfolgt. Es ist ganz klar eine Spezialsache die für den Hobbyfilmer eher nicht zu gebrauchen ist, da die Qualität nur gut wird, wenn man sauberes, progressives Videomaterial (z.B. pseudoAVI) hat. Die Auflösung liegt genau zwischen der VCD und der SVCD. Damit lehnt sich das Bildformat an den DVD Standard an und ist das sogenannte ½ D1 Format mit 352x576 Pixel PAL. Tragen wir die „Standardwerte“ aus dem KVCD-Forum zusammen:

KVCD aus KVCD-Forum

  • MPEG1 VBR, mittlere Datenrate 900 bis 1000 kbps Video, min 300, max 2000kbps
  • Auflösung ½ D1 mit 352x576
  • Ton mit 128 kbps Audio und 44,1 KHz
  • GOP 1/15/3/1 open oder closed GOP
  • Event. spezielle KVCD Matrix

Gehen wir Schritt für Schritt auf die einzelnen Hauptpunkte ein, um anschließend die Tests besser verstehen zu können.




MPEG1VBR mit durchschnittlich 900 bis 1000 kbps Video

Keine neue Sache, aber interessant. Von der SVCD kennen wir ja das MPEG2VBR. MPEG2 ist jedoch bei den meisten Encodern in der Grundauslegung für höhere Datenraten und auch interlaced encoding gedacht. Wenn die Datenraten für das Bild so niedrig werden, können mit MPEG2 Probleme auftreten und hier lässt sich in den Encodern nun das MPEG1 verwenden. Meist ist das Bild im direkten Vergleich ein wenig unschärfer, da wir aber eine geringe Auflösung haben und dazu noch diese kleine Datenrate, ist es trotzdem eine gute Lösung.
Die geringen Datenraten wiederum stellen neue Probleme dar. Um ein Gefühl für die Grössenordnungen zu bekommen hier eine kleine Liste der zu erwartenden, mittleren Videodatenraten, wenn es sich um einen 90min CD-Rohling handelt :

Standard VCD => 1150kbps Video + 224kbps Audio + 20kbps Muxingrate, damit passen 74 min Video auf eine 74min CD, 80min Film auf 80min CD, 90 min Film auf 90min CD etc.

Vorgabe für gesamte Datenrate:
Datenrate im Mittel in kbps + Audio 128 kbps + ~71 kbps Muxingrate für SVCD

mittlere Datenrate Video

      80min Film = ~1375 kbps
      90min Film = ~1200 kbps
    100min Film = ~1050 kbps
    110min Film = ~  950 kbps
    120min Film = ~  875 kbps
    130min Film = ~  800 kbps

Man sieht recht deutlich, wie gering die mittleren Datenraten werden. Technisch ergibt sich zusätzlich das Problem, dass es einige DVD-Player gibt, die ab einer unteren Datenrate nicht mehr richtig funktionieren. Mein Philips hat unter 600 kbps Video erhebliche Probleme mit der Synchronität von Bild/Ton und mit Tonaussetzern an sich.
Bei meinen Versuchen habe ich als untere Datenrate 650 kbps Video (Haken bei padding) heraus gefiltert. Es wäre gut, wenn es einige von Euch mal testen würden, ob sich das bei Euren Playern auch bestätigen lässt. Dann kann das im Template so stehen bleiben (Sequenz testen mit 500, 550, 600, 650, 700, 750kbps CBR und einer Länge von mindestens 2min Lauflänge).
Nun ist es jedoch so, daß die Tests auch zeigen, das eine min. Datenrate von 700kbps etwas bessere Bilder liefert. Leider ist das nicht die wirkliche, minimale Datenrate von TMPEG. TMPEG hat im CQ Modus und dem CQ-Wert 68 immer etwas mehr an Datenrate zur Verfügung gestellt. Mit dem Bitrateviewer wird bei 650kbps der geringste Wert um die 730kbps und bei 700kbps ungefähr 800kbps angezeigt. Eine weitere Erhöhung auf 750kbps hatte jedoch keine sichtbaren Verbesserungen mehr gebracht und somit liegt die untere Datenrate bei 650 bis 700kbps.

Um nun festzustellen in wieweit sich die untere Datenrate auf die gesamte Filegrösse auswirkt, wurden verschiedene Tests im Verhältnis zum originalen KVCD Template durchgeführt, hier mal ein Beispiel:

    1. Standard (352x576 mit 320x320 ma) aus dem KVCD Forum (1/15/3/1) und eine min Datenrate von 300kbps, max. 2000kbps Video, CQ68, Ergebnis ist 97,2MB

    2. Standard (352x576 mit 320x320 ma) aus dem KVCD Forum (1/15/3/1) und eine min Datenrate von 650kbps, max. 2000kbps Video, CQ68, Ergebnis ist 106,1MB

Durch diese Versuche wurde sichtbar, das hauptsächlich die untere Datenrate die Dateiendgrösse bestimmt, da die obere  Bildqualität des Films durch das gleichbleibende CQ nur unwesentlich beeinflusst wird. Somit ergibt sich also eine unter Datenrate von min. 650kbps, die in unser neues Template eingebracht wird.

Da im originalen KVCD Template eine max. Datenrate von nur 2000kbps angeführt ist, wir aber auf SVCD Niveau arbeiten, ist es durchaus sinnvoll auch den gesamten SVCD Bereich auszunutzen um in schwierigen Bildsequenzen genügend Spielraum für eventuelle Verblockungen zu bekommen.



Bei der SVCD haben wir eine gesamte maximale Datenrate von 2788kbps. Bei einer groben Aufteilung ergibt sich dann für die max. Videodatenrate:

    2778kbps –  ~71kbps SVCD Muxing – 128kbps Audio = ~2589kbps Video

Um auf der sicheren Seite zu sein reduzieren wir die max. Datenrate auf 2550kbps. Das ist willkürlich, man könnte natürlich auch etwas höher/tiefer heran gehen. Nun wiederum zeigte sich in wieweit diese Erhöhung auf die gesamte Dateigrösse Auswirkungen hat.

    3. Standard (352x576 mit 320x320 ma) aus dem KVCD Forum (1/15/3/1) und eine min Datenrate von 650kbps, max. 2550kbps Video, CQ68, Ergebnis ist 106,7MB

Im Verhältnis zu 2. Ist zu sehen, dass es in diesem CQ Bereich keine weitere Erhöhung der Dateigrösse gibt. Diese ist bedingt durch die Qualitätsangabe von CQ in %. Mit CQ 68 ergibt sich eine max. Datenrate die etwas geringer ausfiel als die max. zulässige Datenrate von 2550kbps. Vielleicht ergibt sich vereinzelt eine Annäherung an das Maximum, das in unserem Fall aber keine Bedeutung hatte. Dennoch ist es sinnvoll den Betrag von 2550kbps Video zu nehmen.

Wie erwähnt ergibt sich aus CQ die mittlere Datenrate. In verschiedenen Versuchen hat sich eine untere Qualität von min. CQ66 gezeigt. Darunter wird m.E. die Bildqualität zu schlecht so dass man im Einzelfall entscheiden muss ob man tiefer gehen kann. Die momentane Auslegung erfolgt auf CQ68 da Aufgrund von Versuchen der Unterschied in der Dateigröße von CQ66 zu CQ68 < 0,5% liegt.




Auflösung ½ D1, 352x576

Auch das haben wir schon gesehen. Unsere MPEG2 interlaced Videos werden als SVCD oft so erstellt. Es setzt allerdings voraus, dass der Player das Strecken in die Breite um den Faktor 2 richtig hin bekommt ohne auch gleichzeitig die Höhe zu verändern. Die Auflösung ist somit so ein Zwischending von VCD und SVCD. Hat den Vorteil, dass in der Höhe mehr Bildinformationen sind als bei der VCD und damit die Schärfe höher ist als die der VCD, durch das Strecken in der Breite um den Faktor 2 ist jedoch im Verhältnis zur SVCD mit dem Faktor 1,5 das Bild etwas unschärfer. Ein Kompromiss also der gefällt oder auch nicht. Für SVCD interlaced Filme ist diese 352x576er Auflösung fast „Standard“, um eine halbwegs sehbare Qualität zu bekommen. Warum für das progressive pseudoAVI dennoch nicht direkt auf die SVCD Auflösung gehen?

Sehen wir uns das Verhältnis von Datenrate zu Bildauflösung einmal genauer an. Im Beispiel nehmen wir einen 110 min Film und das Tool FitCD von shh, das uns das Rechnen abnimmt. Wir wollen die mittlere, spezifische Datenrate pro Macroblock, bps/block betrachten, um ein vergleichbares Ergebnis zu bekommen.

Zuerst betrachten wir die Standard-VCD. Hier haben wir eine CBR mit 1150kbps Video und eine Auflösung von 352x288. Bei einem Letterbox 2,35:1er Film (320x160 motion area) kommen somit 1037 bps/block und eine Kompression von 1:18,5 heraus. Ein anständiges Ergebnis. Da aber die Auflösung sehr gering ist, kommt oft die VCD anamorph zum Einsatz. Hierbei ist dann das Ergebnis (320x224 motion area) 740 bps/block mit einer Kompression von 1:25,9.

Bei einer Standard-SVCD mit 224kbps Audio und 55 min Film auf der 90 min CD (2017kbps mittlere Datenrate Video) kommt für einen letterbox 2,35:1er Film rund 700 bps/block und eine Kompression von 1:27,5 heraus. Als anamorphe SVCD  sind es 439 bps/block und eine 1:43,8er Kompression. Bei einer Audiodatenrate von 192 oder gar 160kbps erhöht sich die spezifische Datenrate um 1,5 % bzw. um 3,2 %.

      VCD letterbox   1037 bps/block   320x160=  51200 Pixel
      VCD anamorph    740 bps/block   320x224=  71680 Pixel
    SVCD letterbox     700 bps/block   448x320=143360 Pixel
    SVCD anamorph    439 bps/block   448x432=193536 Pixel

Es ist hier deutlich zu erkennen, wie stark die mittlere Datenrate abfällt. Um nun wiederum auf die KVCD zu kommen, werden wir die Auflösung 352x576 mit letterbox und anamorpher Auflösung errechnen und das alles bei einem 110 min Film auf einer 90 min CD. Bei einer KVCD mit einem 2,35:1er Film und 320x320 motion area ergeben sich somit:

    KVCD letterbox      413 bps/block       320x320=102400 Pixel
    KVCD anamorph     302 bps/block       320x432=138240 Pixel

Für eine KVCD mit SVCD Auflösung würden es sein:

    KVCD_svcd letterbox 295 bps/block 448x320=143360 Pixel (SVCD)

Man kann sehr gut erkennen, wie weit man sich nach unten bewegt. Um hierbei überhaupt noch gute Ergebnisse zu erzielen, muss man gehörig in die Trickkiste greifen.
Zwischen der KVCD anamorph und der KVCD mit SVCD Bildauflösung ist es nicht viel, jedoch von KVCD letterbox zu KVCD mit SVCD letterbox Bildauflösung, ~ +40% !! Damit ergeben sich so geringe Datenraten die leicht an DivX-Datenraten heran kommen, jedoch kann der DivX-Codec wesentlich besser Bilder komprimieren. Es ist einleuchtend, dass man sich an die Auflösungen der KVCD Letterbox (320x320 ma) und KVCD anamorph (320x432 ma) halten sollte.




Ton mit 128kbps Audio und 44,1 KHz
Um Datenrate zu sparen und gleichzeitig Datenrate für das Video zur Verfügung zu stellen, muss man sich beim Ton entscheiden. Für unser Vorhaben sind max.160kbps bei 44,1 KHz zu gebrauchen, besser ist es jedoch, mit 128kbps mit 44,1 KHz zu arbeiten. Leider wird hier die Luft sehr, sehr dünn. Dies kann man sich sicherlich vorstellen, wenn das Original mit 384kbps, 48 KHz DD daher kommt. Ein Downsampling auf dolby surround erfolgt zwar, aber es ist immerhin noch als Stereospur vorhanden. Ein Vergleich zu MP3 und dieser Datenrate sagt doch einiges. Eine solche Einschnürung des MP2 Tons muß somit Folgen haben. Das gesamte Tonempfinden wird m.E. flacher und ungenauer. So ohne weiteres kann man da mit TMPEG nichts mehr anfangen, denn das Ergebnis ist für meinen Geschmack nicht mehr ausreichend. Offensichtlich muss hier TMPEG noch stark nachlegen, oder man benutzt ein anderes Tool was den Ton umrechnet.

Sollten Sie also ein Konzert gefilmt und audiomässig mitgeschnitten, abgemischt und vielleicht noch verschiedene Kanäle authored haben, es dann auf eine DVD-R gebrannt aber jetzt eine KVCD weiter geben wollen, so sollte hierbei nicht zu viel Tonqualität und damit viel, viel Arbeit verloren gehen. Das Tool DVD2AVI ist quasi Standard und hat den Vorteil, daß man verschiedene Möglichkeiten für den Ton hat. Zum einen kann man direkt den AC3 Stream vom Bild trennen um ihn dann mit anderen Programmen weiter zu bearbeiten. Zum anderen hat man verschiedene Toneinstellungen wobei zum downmix auf dolby surround das Tool ac3dec ( http://ganymede.spaceports.com/~cb0y/ac3decode.html ) zum Einsatz kommt und zum umwandeln von 48 => 44.1 KHz das Tool WAVEFS44 eingebaut ist ( http://arbor.ee.ntu.edu.tw/~jackei/dvd2avi/doc/audio.html ).

Nach einigen Diskussionen und Tests mit YUV 420, hier noch mal Dank für seine Hartnäckigkeit, ist ein Umwandeln des Tons mit DVD2AVI nicht zu empfehlen, da das Ergebnis hörbar schlechter ist als mit alternativen Programmen. Dieses Programm sollte nur zum Trennen von Bild und Ton genutzt werden um später ein gutes Ergebnis zu bekommen. Der Weg sollte somit sein:

    1. Bild und ORIGINAL Ton (AC3) trennen, DVD2AVI
    2. AC3 mit einem gesonderten Tool in eine *.wav oder mp2 Tondatei umrechnen, z.B. HeadAC3he für *.wav oder *.mp2
    3. Die *.wav Datei mit Audioplugins in Tmpeg umrechnen, tooLame für mp2, ssrc für 48KHz => 44,1KHz

Des weiteren gibt es häufig Probleme mit der Synchronisation von Bild und Ton. Dies hat oft die Ursache, dass die DVD Player mit dem 44,1 KHz Ton nicht klar kommen. Als Möglichkeit ergibt sich hier einfach den 48 KHz Ton zu verwenden und auf ein Umwandeln zu verzichten. Trotz einer gewissen Skepsis was die Qualität des Tons angeht, ist dies ein durchaus gangbarer Weg.


Es ist etwas mühselig aber der Schritt über headAC3he lohnt sich sehr. Hier mal einige Hörproben:

Ton in 44,1 KHz
1. Download  dvd2avi und TMPEG original Tonsoftware
2. Download  dvd2avi, Ton demuxt in AC3; mit headAC2he in mp2
3. Download  dvd2avi, Ton demuxt in AC3; mit headAC2he in *.wav;mit TMPEG und ssrc/tooLame plugin auf 44,1KHz und 128kbps mp2

Ton in 48 KHz
4. Download  dvd2avi, Ton demuxt in AC3; mit headAC2he in 48 KHz *.wav; mit TMPEG und tooLame plugin auf 48KHz und 128kbps mp2

Die Hörproben z.B. mit einem Schwarzbild zum still picture encoden  (CBR 1300kbps Video), als SVCD muxen und im Player abspielen.


Damit aus dem AC3 Ton auch was wird hier die Einstellungen für Variante drei:



Es entsteht ein „name.AC3“ File. Diesen in headAC3he laden:



Nun diese Einstellungen vornehmen um ein sauberes 48KHz, dolby sorround *.wav zu erzeugen (Angaben von VUY420)



Zum Schluß ist auf der Festplatte ein *.wav File welches sich in TMPEG unter Audio source laden lässt. In TMEPG macht es Sinn, die zusätzlichen Tonprogramme tooLame und ssrc einzubinden um eine sehr gute Konvertierung des Tons zu bekommen. Dazu empfiehlt es sich u.a. in der TMPEG Dateistruktur eigene Ordner für tooLame und ssrc anzulegen.
 


Die jeweiligen Programme werden in TMPEG unter OPTION, environmental setting, external tool eingefügt (wichtig => mb1 Seite)
 


Die Einstellungen für den Ton erfolgen jetzt in TMPEG wie gehabt. Wenn auf Start gedrückt wird laufen zuerst diese beiden Tonprogramme automatisch ab und dann wird das Bild umgewandelt. Es ist sinnvoll die Haken bei error protection und original flag zu setzen um eine bessere Synchronität von Bild und Ton zu bekommen. Manchmal helfen diese Einstellungen bei einem sync Problem. Mit diesem Vorgang kommt ein 44,1KHz, 128kbps Ton heraus der sich sehen lassen kann.




GOP 1/15/3/1 GOP
Hier kommen wir zu einem interessanten Thema. Die GOP, Group Of Picture, beschreibt den Bildaufbau des Films in den drei Bildgrundtypen I, P und B-Frames. Wer mehr über diese Bilder wissen will, sollte sich im Netz umschauen. Grundgedanke ist hier die Möglichkeit die einzelnen Bilder unterschiedlich zu komprimieren. Ein I-Frame lässt sich sehr schlecht und ein B-Frame sehr gut verdichten. Das P-Frame liegt irgend wo in der Mitte. Nun hat kwag hier eine sehr, sehr große GOP von 1/15/3/1 ( I / P / B / x  Frame) gewählt. Was steckt dahinter?

Wir haben hier rund 60 Bilder in einer GOP, und davon nur ein I-Frame. Normalerweise hätte man hier 1/4(5)/2/1 zu stehen, bei einer closed GOP wären das 13 Bilder. Für 60 Bilder würden in Summe rund 4 I-Frames zusammen kommen, die können aber nur bedingt komprimiert werden. Damit verbunden ist dann wiederum eine erhöhte Datenrate, um das Bild noch anständig anzeigen zu können. Außerdem haben wir nur zwei sehr gut komprimierbare B-Frames. Theoretisch kann nicht so gut verdichtet werden, um Platz und damit auch Datenrate zu sparen. Durch die riesige GOP sollte man jetzt jedoch diesen Vorteil sehr gut ausnutzen können.

Leider hat dieses Verfahren aber auch seine Haken. Als erstes sind diese großen GOPs nicht Standard konform. Obwohl wir eine ½ D1-Auflösung mit VBR MPEG1 haben, kann dieser Stream nicht in eine DVD eingebunden werden. Der Standard lässt da nur eine GOP von bis zu 15 zu. Des Weiteren hat eine starke Komprimierung auch Ausfälle im Bild zur Folge. Das Bild wird unklar, Details fehlen, Farben werden schlecht, halt die ganze Palette von stark komprimierten Bildern. Auch kommt ein mehr oder weniger sichtbares Pumpen des Bildes zum Vorschein. Wenn man Glück hat sieht man es auf dem Fernseher nicht. Bei einer sehr viel kleineren GOP ist dieses Pump- und Unschärfephänomen oft nicht oder nur sehr schwach vorhanden. Daher erfolgten vergleichende Versuche mit einer etwas anderen GOP Größe, die sich aber an dem DVD Standard (15er GOP) annähern sollte. Da die Grundidee der GOP,  I B B B P B B B P ....  beibehalten wurde, hatte nun die GOP eine Einstellung von 1/3/3/1 (16erGOP). Wie man im Bild sieht ist eine Verbesserung sichtbar.




Da aber die lange GOP einen Komprimierungs-/Dateigrössenvorteil gegenüber der neuen, kurzen GOP haben sollte, wurde das nun überprüft.

    1. Standard (352x576 mit 320x320 ma) aus dem KVCD Forum (1/15/3/1) und eine min Datenrate von 300kbps, max. 2000kbps Video, CQ68, Ergebnis ist 97,6MB

    2. Alles gleich bis auf GOP mit 1/3/3/1 und Matrix, Ergebnis ist 98,3 MB

Es ist zu sehen, dass sich die Dateigröße nur unwesentlich ändert, trotzdem das zweite Bild die 1/3/3/1er GOP benutzt und vermeintlich nicht so gut komprimiert werden kann. Die neue GOP ein deutlich besseres Bild.



Das Gleiche ist mit der neuen unteren Datenratengrenze von 650kbps vorgenommen worden. Auch hier ergibt sich das gleiche Bild:

    4. KVCD mit meinen Einstellungen, min 650kbps, 2000kbps Video nur die GOP ist 1/15/3/1 und detectet scene change on, Ergebnis ist 112,0 MB

    5. Gleich wie Nr.4 nur mit 1/3/3/1er GOP, mit Szenenerkennung und mit offener GOP, Ergebnis ist 113,1 MB

Es ist somit ersichtlich, dass es für unseren Fall einer solchen „Hilfe“ (riesige GOP) nicht wirklich bedarf. Auch bei einer max. Datenrate von 2550kbps ergibt sich keine Änderung. Wir haben damit zweifelsfrei festgestellt, das die 1/3/3/1er open GOP keinen Speicherplatznachteil hat, jedoch ein wesentlich besseres Bild liefert. Somit sollte die neue GOP für uns massgebend sein.




Spezielle KVCD Matrix
So, und da wären wir wieder bei unserem „Lieblingsthema“ angelangt. Wie schön könnte es sein, wenn eine für alle gelten würde. Aber nö, das ist nicht so. Die Tests sind mit der Standardmatrix von TMPEG (default) angelaufen und den Einstellungen aus dem KVCD Board, da die Leute hell auf begeistert sind von der guten Qualität. Aufgrund der besonderen Anforderungen habe ich von dort aus versucht zu optimieren. Leider hat sich gezeigt, dass für die verschiedenen Testauflösungen und CQ Anforderungen durchaus unterschiedliche Matrizen benötigt werden und die vorgeschlagenen Einstellungen nicht dem Bild entsprechen, wie man es erwartet. Als Entschuldigung möchte ich das NTSC gelten lassen. NTSC hat eine geringere Auflösung und ein Bild pro Sekunde weniger zu encoden.

Mein Testviewer ist der Software Player von ATI, da ich eine ATI GraKa habe. Er ist sehr ehrlich, und viel wichtiger ohne Bildverbesserer spielbar. Daher kann man auch feine Unterschiede im Bild sehen, die auf dem Fernseher verschwinden oder von anderen Softplayern verdeckt werden. Somit erfolgt die Referenzierung zuerst am PC und später am Fernseher. Erst wenn das PC-Bild meinen Vorstellungen entspricht, kommt der Vergleich mit dem Fernseher.

Die Matrizen die sich herausgestellt haben, kann man in drei Kategorien einteilen: Hohe, mittlere und geringe Auflösung. Auch muss das Gesamtsystem mit der Verbindung der encoder Methode (CQ, 2pass) betrachtet werden. Da ich zur Zeit CQ nehme, kommt der CQ Wert zum Tragen.




Die Tests

Begonnen habe ich mit den höchstmöglichen Auflösungen. Wie weiter oben ausgeführt, sind das die KVCD mit SVCD-Auflösung, Letterbox und eine anamorphe KVCD. Die Testsequenzen waren zuerst einmal feine Strukturen dann Action, dann Wasser und zum Schluss eine 12 Minuten Sequenz, welche ruhige und sehr lebhafte Szenen mit Blitzen enthielt. Es wurde mit der Einstellung CQ von 70 bis 60 in 2er Schritten und den Werten

Max. 2550, min 650, P und B Frame mit 0, Audio 128kbps und 44,1 KHz, PAL

getestet. Für eigene Vergleiche sei an dieser Stelle auf das Template aus dem KVCD Board hingewiesen. Hier kann jeder selber mal eine Sequenz im Vergleich rechnen. Die Beispiele, die man weiter unten herunter laden kann, sind alle als SVCD gemuxt. Man braucht sie nur zu nehmen und z.B. mit VCDeasy  als SVCD zu brennen. Dann in den Player einlegen, abspielen und vergleichen. Oder man sieht sich solche Dateien direkt am PC an und stellt selber einmal die Unterschiede zwischen Bild am PC und TV fest.



1. Test, KVCD mit 448x320 Filmbild, KVCD_svcd

Die KVCD_svcd ist deshalb interessant, da es sich in Summe um das Bild mit den meisten Informationen handelt. Ansonsten werden die Auflösungen nur noch geringer und damit passt auch theoretisch mehr Film auf die CD. Hier habe ich versucht, Stück für Stück von CQ70 auf CQ60 herunter zu gehen. Leider nur mit mäßigem Erfolg. Bei einer motion area von 448x320 ist bei CQ65 Schluss mit lustig. Die Bildfehler, die dann am PC Monitor sichtbar sind, halte ich für zu groß. Am Fernseher ist bei ca. CQ62 Schluss. Dennoch habe ich dann für das Bild die Untergrenze auf CQ65 gelegt. Der Unterschied in der Dateigröße ist m.E. zu gering, die Bildqualität aber viel schlechter. Somit bin ich auch am PC einigermaßen sicher. Bei guten Softplayern ( z.B. sasami 2k, freeware ) kann man die Fehler eliminieren lassen und das Bild ist dann durchaus auch am PC gut.

Die Matrix dazu

Die KVCD_448x320_CQ65 Matrix ist insofern abgeändert, als dass ich die Defaultmatrix von TMPEG genommen und nur den non-intra Block verändert habe. Soften block noise ist z. Zt. ausgeschaltet. Heraus gekommen ist eine Matrix, die ich dem Stream beigelegt habe, genau so wie das Template. Die Verblockungen sind am PC nicht ganz weg zu bekommen. Nur wenn die soften block noise im non-intra block auf 30 bis 50 angehoben wird, ist es etwas besser, aber die Bewegungen werden noch unschärfer. Ohne die soften block noise ist auf dem Fernsehschirm dennoch ein Verblocken kaum mehr wahr zu nehmen.




2. Test, KVCD mit 320x432 Filmbild, KVCD_anamorph

Als zweites habe ich, des „Standards“ halber, die KVCD_anamorph gerechnet. Das Bild ist bei anamorpher Technik um den Faktor 1,3333 in der Höhe gestreckt. Der Pixelunterschied zur KVCD_svcd beträgt rund -5%.
Das Ergebnis ist erstaunlich. Da das Bild beim Abspielen zusätzlich um den Faktor 2 in die Breite gezogen wird, kommt Kantenrauschen und block noising wesentlich stärker zur Geltung als bei der KVCD_svcd Variante. Da zum Schluss das Bild gestaucht wird, um es verzerrungsfrei abzuspielen, hat man zwar wieder die Schärfe der KVCD_svcd, aber Fehler werden dadurch stärker sichtbar, weil der Linienabstand verringert wird.

Die Matrix dazu

Es war nunmehr nötig, eine neue Matrix herauszufinden, die die unangenehmen Moskitoschwärme um ein Objekt herum, wie sie bei stark komprimierten Filmen entstehen, abschwächt.



Heraus gekommen ist die KVCD_320x432_CQ65 Matrix, welche auf der vorhergehenden aufbaut. Gleichzeitig sollte sie nicht zu viel Unschärfe einbringen, denn weniger Moskitos bedeutet z. Zt. so gut wie immer auch ein unschärferes Bild. Bei den Versuchen hat sich gezeigt, das nun auch die intra Matrix verändert werden musste.




3. Test, KVCD mit 320x320 Filmbild, KVCD_Standard

Jetzt wird es spannend. Kommen wir nun zur KVCD_standard aus dem KVCD.net Forum. Hiermit soll es ja möglich werden einen ganzen Film (PAL) mit bis zu 130min Spieldauer in guter Qualität, die besser ist als die der VCD und der Video VHS-Kassette, auf eine CD zu bekommen. Die Auflösung ist das normale ½ D1, also 352x576, mit einer motion area von 320x320.
Man kann erahnen, wie sich das Bild verhält. In der Höhe bleibt es, da das Format nicht wie die VCD um den Faktor 2 gestreckt wird. Somit ist also die Auflösung in der Höhe doppelt so groß, jedoch wird auch hier um den Faktor 2 in die Breite gestreckt, so wie bei der VCD. Das hatten wir auch schon bei der KVCD_anamorph. Bildfehler machen sich jedoch nicht ganz so stark bemerkbar, da die Stauchung vertikal ausbleibt.
Wenn wir uns die Bitrate pro Bildpixel ansehen, bekommen wir bei gleicher Bitrate, im Gegensatz zur KVCD_anamorph, etwa 1/3 mehr Datenrate pro Pixel. Wenn also das der physikalische Unterschied ist, sollte somit auch die Datenrate um 1/3 zu reduzieren sein oder die Bildqualität (weniger Verblockungen) steigen. Soviel zur Theorie.

In der Praxis zeigt sich ein anderes Bild. Die Grundlage war auch hier das Standardtemplate aus dem KVCD Forum. Mit dieser Referenz (CQ65 gerechnet) ergab sich ein Bild, das ich als nicht so toll empfand. Die vorher gerechneten Bilder waren besser. Nun fingen die Versuche an, das Bild rauschfreier und ohne Moskitoschwärme um die Objekte zu erzeugen. Fehlanzeige. Alle Versuche ergaben ein schlechteres oder gleichwertiges Bild. Trotz des Einsatzes des Filters noise reduction konnte ich kaum sichtbare Verbesserung des Bildes feststellen, nur dass jetzt die Rechenzeit um den Faktor 4 angestiegen ist. Also war auch das keine Alternative. Die Moskitoschwärme, nicht zu verwechseln mit einer Verblockung bei Actionszenen, bleiben. Offensichtlich ist die zur Zeit angewandte Matrix die Zielführende. Nicht zu meiner wirklichen Zufriedenheit.

Die Matrix

Versuche mit einer höheren Datenrate hatten ein besseres Bild zur Folge, jedoch steigt auch die Dateigröße ein wenig an. Schließlich habe ich TMPEGs default Matrix mit einer soften block noise von 40/20 genommen und CQ auf 68 hochgesetzt. Ab dieser Einstellung konnte ich sagen, dass das Bild recht gut ist. Im Verhältnis zum KVCD Forum ist die Qualität besser, da CQ, also die Quantisierung und die UNTERE Datenrate, ein wenig höher ist. Auch hat die soften block noise ihren Beitrag zum Bild beigetragen.



4. Test, KVCD mit 320x224 Filmbild, KVCD_vcd_anamorph

Kommen wir zur altbekannten VCD-Variante, aber mit erhöhter Auflösung also zur KVCD_VCD_anamorph. Diese hat eine Auflösung von 352x288 mit einer motion area von 320x224. Warum eigentlich anamorph? Nun, die VCD hat eine so geringe Auflösung, dass das Bild schon verdammt unscharf wird. Eine reine VCD letterbox hat eine etwas bessere Qualität als eine VHS Video- Kassette, nur durch den Umstand, dass das typische Kantenflimmern, wie es bei Analogfilmen zu sehen ist, entfällt.
Damit das Bild etwas besser wird, würde ich jedem empfehlen, eine solche Auflösung nur noch anamorph zu encoden. Das Bild dann am Fernseher zu stauchen und nun eine einigermaßen sehbare Bildqualität zu bekommen.

Die Matrix

Um ein wenig mehr Schärfe zu erhalten, habe ich hier die vorgegebene TMPEG Matrix MPEG standard genommen und zusätzlich mit dem Filter sharpen edge gearbeitet und beide Werte auf 20/20 gestellt. Mit der Qualität CQ65 war ich auch hier nicht zufrieden, so dass nun wieder CQ68 eingestellt wurde. Das ist ein einigermaßen guter Kompromiss zwischen Bildqualität und Dateigröße. Alle anderen Einstellungen sind wie gehabt.




5. Test, KVCD mit 320x160 Filmbild, KVCD_vcd

Zum Schluss kommt nun noch dieKVCD_VCD_letterbox, die ich nur der Vollständigkeit halber aufgenommen habe. Sie ist in keine Weise eine Alternative zu den anderen Darstellungsformen, da sie wirklich eine sehr schlechte Auflösung hat. Man kann vielleicht den Schärferegler noch auf 35/35 bringen, nur hat das insgesamt wenig Auswirkung, da einfach das Bild an sich schon zu schwammig ist. Ansonsten sind es genau die selben Einstellungen wie zuvor, nur mit einer motion area von 320x160.





Fazit

Datenrate = Filmlänge
Meine Versuche haben gezeigt, dass es prinzipiell möglich ist einen ganzen PAL-Film auf eine 90min CD zu brennen. Jedoch wird so ein Film kaum länger als 95-100 min sein dürfen, um eine Bildqualität zu bekommen, die das „nicht aufstehen“ rechtfertigt, denn mit einer gut gemachten, standardmäßigen !! , anamorphen SVCD sind durchaus 90% DVD Bildqualität (auf zwei CDs) zu erzielen. Ich konnte leider nicht die Ergebnisse aus dem KVCD Forum nachvollziehen, zumal ja in deren Template gewisse ungünstige Einstellungen vorhanden sind. Die mittlere Datenrate der KVCD sollte sich an der VCD mit CBR = 1150kbps Video orientieren, damit man auf der sicheren Seite liegt und das Ergebnis nicht zu schlecht wird. 150 kbps darunter sehe ich als äußerste Grenze an.

Große technische Schwierigkeiten ergeben sich immer wieder aus den geringen Datenraten, wobei es dann dazu kommt, dass Bild und Ton nicht mehr synchron laufen. Da nützt es oft auch nicht neu zu muxen, denn das Laufwerk selbst mit der internen Playersoftware ist nicht in der Lage so geringe Datenraten vernünftig auszulesen. Das, und die schlechte Bildqualität bei geringen Datenraten, war der Grund für eine untere Datenratengrenze von 650 Kbps Video (Versuche am Philips751). Hat gleichzeitig die Bedeutung, dass ich CQ nicht so hoch schrauben muss, um unten herum noch auf ansehnliche Bildergebnisse zu kommen. Denn nur mit einem erheblich größeren CQ Wert als CQ65 wäre eine gute, untere Bildqualität vorhanden gewesen, die wiederum auch nichts anderes gemacht hätte, als die Datenrate anzuheben. Dabei erhöht sich jedoch sehr stark die mittlere Datenrate und somit passt wieder weniger Film auf die CD.
Des Weiteren kommt es natürlich auch immer auf den Film selbst an, wie groß schließlich die Datei werden kann, um eine gute Bildqualität zu bekommen. Spielt der Film viel im Dunklen oder viel in der Wüste oder, oder, oder. Die Parameter hierfür sind erheblich und somit ist keine 100%ige Garantie gegeben, dass alles, Bildqualität und Spielfilmzeit, zusammen passen. Eine Sequenz von 20MB (Ausschitt aus einem Film) habe ich als Download hier mal zur Verfügung gestellt.

Die primären KVCD Forum Teststreams sind offensichtlich an NTSC-Filmen vorgenommen worden. Bei progressiven NTSC DVD-Spielfilmen sind aber nur 24 Bilder pro Sekunde auf der Scheibe und ergeben bei einem 90 Minuten Film 135000 frames. Wenn der gleiche Film in PAL abgespielt würde, wären es 25 Bilder mit einer um 20% höheren Bildinformation. Diese Mehrinformation muss einfach verarbeitet werden und so kommt es auch hin, dass bei einer sauberen PAL-Umsetzung rund 20% (120 min NTSC gegenüber 100 min PAL) weniger Film auf die CD passen. Ein Ausweg ist noch, eine 99 min CD zu benutzen, jedoch kann es hier dann zu lesetechnischen Abspielproblemen kommen.


KVCD Bild- und Tonqualität
Hier wird es schwierig. Die KVCD ist besonders anfällig, bei geringen Datenraten eine noch ausreichende Bildqualität zu erbringen. Unter einen bestimmten Wert sollte die Datenrate schon deshalb auf keinen Fall gehen. Um die Qualität zu halten sind m.E. 650kbps Video die untere Grenze, zusätzlich zu der schon erwähnten Abspielproblematik. Nach oben hin lässt sich die SVCD-Grenze nehmen, da wir zum Schluß sowieso eine SVCD erstellen und es eine erhöhte Sicherheit gegen Verblockungen gibt.
Allgemein fehlt dem Bild die Schärfe, da die Auflösung nicht einmal annähernd den Wert der SVCD erreicht. Eine Möglichkeit ist die anamorphe KVCD die ich jedem empfehlen kann, denn man hält sich hier wiederum in einem „Standard“ auf und kann die Ergebnisse abschätzen. Auch nähert man sich der SVCD Auflösung stark an, so dass eine gewisse Schärfe erreicht wird. Leider passt in dieser Auflösung kaum mehr als 90min Film auf die 90min CD. In Summe ist die KVCD Letterbox jedoch noch in Ordnung und das Bild liegt durchaus über einer VHS-Videokassette, die zu erreichende Spielzeit liegt irgendwo um die 100min.

Beim Ton muss man zwangsläufig die Erweiterung mit den Audio Programmen headAC3he, tooLame und ssrc o.ä. vornehmen, da DVD2AVI und TMPEG selbst nicht in der Lage sind, diese hohen Anforderungen umzusetzen. Zum Schluss bekommt man jedoch eine Tondatei die sich noch sehen lassen kann. Dieses Vorgehen ist im übrigen auch für die Erstellung einer „richtigen“ SVCD zu empfehlen.

Das technisch mögliche ist in dieser Kombination zu annähernd 100% erreicht, so daß es nur noch mit großem Aufwand an Programmen möglich ist ein noch besseres Bild zu erhalten. Die TMPEG Filter können natürlich noch eingesetzt werden, nur wird man sehr, sehr lange auf Ergebnisse warten müssen.

Abschließend bin ich der Meinung, dass die KVCD bei aufwendiger Erstellung eine interessante Spielerei ist, wenn es sich um Filme handelt, bei denen man nicht das letzte Quentchen Bildqualität braucht. Es ist sehr unwahrscheinlich, dass es noch gelingen wird 120 min Film in vergleichbarer Qualität auf die 99min CD zu bringen. Wenn überhaupt, werden es etwa 110min als KVCD sein, jedoch ist dabei durchaus mit größeren Hardwareproblemen zu rechnen.

Gruß
ANDREAS


Diskussionsthread im TMPEG Bereich
ANDREAS 
Moderator


Anmeldungsdatum: 07.05.2001
Beiträge: 1516

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Beitrag Beitrag 1 - Verfasst am: Mo Jul 22, 2002 16:48    Titel: Antworten mit Zitat

Teil 2


Wir wollen uns nun an eine etwas aufwendigere Variante machen um die Bildqualität der KVCD nochmals zu steigern. Aufwendiger deshalb, weil wir ein bisschen mehr Vorbereitung und eins, zwei Programme mehr benutzen. Die grundsätzliche Überlegung ist, dass man Filter einsetzen will die es in TMPEG nicht gibt, oder dass TMPEG mit seinen eigenen Filtern zu langsam wird. Wir gehen somit über ein Programm, das als Frameserver dient und TMPEG mit den nötigen, gefilterten Bildern beliefert. Die Hauptprogramme sind VD, in meinem Fall die deutsche Version 1.4.9, und TMPEG 2.56pro.

Welche zusätzlichen Programme brauche ich ?

Als erstes den VFAPI reader (VFAPIConf-EN). Mit ihm wird eine Datei erzeugt, die aus einer *.d2v (aus DVD2AVI) eine für Virtual Dub lesbare *.avi Datei macht. Diese *.avi Datei wird nun in unserem Fall in Virtual Dub geöffnet. In VD werden Filter definiert und dann mittels Frameserver an TMPEG weiter gereicht. Das ist eigentlich auch schon alles. Wie gehe ich im einzelnen vor und welche Filter sind sinnvoll?




VFAPI reader

Im VFAPI reader wird nichts eingestellt, sondern nur der Pfad definiert, in dem meine konvertierte *.avi Datei stehen soll. Dann auf „convert“ drücken und nach ein paar Sekunden ist eine neue Datei im definierten Verzeichnis vorhanden.



Dies muss bei jeder DVD2AVI Datei aufs neue gemacht  werden.




Virtual Dub

Diese *.avi Datei lässt sich jetzt ohne Probleme mit VD öffnen und abspielen. Damit aber zum Schluss alles reibungslos an TMPEG übergeben werden kann installieren wir den VD Frameserver. Im Verzeichnis von VD gibt es ein Programm mit dem Namen „AuxSetup“.





Dieses Programm starten und die Funktion „install handler“ selektieren. Dann zwei mal OK drücken und der Frameserver ist installiert. Diese Funktion muss nur einmal aufgeführt werden, damit man in Zukunft mit dem VD Frameserver arbeiten kann.




Das waren die Vorbereitungen. Kommen wir jetzt zum eigentlichen, die Filter in VD benutzen. Öffnen Sie in VD unter Datei, Open die „bla_irgentwas_d2v-vfapi Datei. Das originale Bild wird sichtbar. Jetzt unter Video, Filter die Filterfunktion aufrufen.




Mit diesen Filtern werden wir jetzt das Bild bearbeiten. Vorsicht ist wie immer angebracht, denn weniger ist oft mehr. Zuerst sollte der Filter null transform eingesetzt werden um eventuelle schwarze Ränder abzuschneiden. Somit bleibt nur noch das eigentliche Bild, die Motion Area, übrig. Vergleichbar ist das mit der TMEPG Funktion clip frame. Wenn wir das Bildformat haben lassen wir uns über FitCD das Endresultat des Bildes ausrechnen und schneiden gegebenenfalls etwas weg. Dann auf OK, fertig. Jetzt haben wir das reine Bild und die Filterei kann los gehen.

Wie hier schon beschrieben sollte zuerst mal das Entrauschen und Weichzeichnen erfolgen. Dann die Grösse umrechnen und dann erst schärfen. Vorsicht ist angebracht, denn beim ersten Filtervorgang können u.U. schon zu viele Feinheiten verschwinden. Kanten werden unscharf und feine Details verschmelzen zu einer Masse. Daher sollte der Filter Kanten erkennen und vom Weichzeichnen ausnehmen. In VD gibt es nun mehrere Filter die einen solchen Vorgang beinhalten. Im Beitrag VHS digitalisieren habe ich mit dem Filter 2D cleaner die besten Ergebnisse hin bekommen. Dieser Filter hat den Vorteil, dass man sich das vom Filter erkannte Bild ansehen kann. Mit einem Haken bei show sharp edges ist sehr gut zu erkennen, was überhaupt vom Filter als Kante wahrgenommen wurde.




Unter Blending sollte nur von 4 bis 8 gewählt werden, bei meinen Versuchen ist mit 5 oder 6 das beste Ergebnis heraus gekommen. X und Y sollte max. eins sein. Der Filter wirkt mit einer Blend Funktion die bei benachbarten Pixeln einen weicheren Übergang und dadurch ein Entrauschen bewirkt. Eventuelle Blockstrukturen, die aus einer Vorkomprimierung resultieren, z.B. klarer Himmel, werden dadurch verwischt/entschärft.




Da die Blendfunktion über die benachbarten Pixel geht (Einstellung unter X und Y) und die Mindestweite drei Pixel sind, ergeben sich Weichzeichnungen die natürlich feinere Strukturen weg filtern können. Daher ist mit Blend Vorsicht geboten. Weil jedoch die Motion Area der KVCD PAL nur 320x320 Pixel beträgt gehen sowieso schon viele Feinheiten verloren die man ohne den Blur Vorgang auch nicht mehr sehen wird. Daher kann hier u.a. der 2Dclener genommen werden und das Ergebnis wird homogen, die scharfen Kanten werden trotzdem erkannt.


Ist das Bild ausreichend rauschfrei, können wir umrechnen. Der nächste Filter rechnet somit die Motion Area in die richtige Grösse um. Hierzu kann man den Filter resize von VD nehmen. Dieser Filter bietet den Vorteil, dass man sich in den neueren Versionen die Stärke der bicubischen Umrechnung in drei Stufen aussuchen kann. Da ein normales Umrechnen sehr zackige Kanten hervorbringt, ist hier die bicubische Umrechnung mit A=0,6 gewählt worden. Somit ergibt sich ein recht scharfes Bild, was jedoch die Kanten nicht zu sehr in ein Treppenmuster verfallen lässt.




Nachteilig ist hierbei jedoch, dass sich ein Flimmern bei kleinen Strukturen nicht verhindern lässt, was von Fall zu Fall durchaus als störend empfunden werden kann. Es sollte zumindest einmal eine kritische Stelle umgerechnet werden um einen Eindruck zu bekommen. Ist das Flimmern zu auffällig, dann sollte die Umrechnungsfunktion „precise bilinear“ genommen und im Anschluss etwas mehr nachgeschärft werden. Philosophisch dürfte jetzt die Frage werden, ob es Sinn macht mit diesem Filter schon den neuen schwarzen Letterbox Rand hinzuzurechnen oder dies erst mit TMPEG zu generieren. Ich für meinen Teil rechne in TMPEG um. Damit habe ich die Kontrolle, dass auch nur die wirkliche Motion Area zum Zug kommt und nicht etwa doch noch ein oder zwei Zeilen des schwarzen Randes.


Der letzte Schritt sollte das Nachschärfen werden. Durch das Umrechnen kommt es zu Schärfeverlusten die mal mehr, mal weniger stark sein können. Es macht also Sinn gezielt in die Schärfe einzugreifen. Die meisten Filter verstärken nur Unterschiede von hellen zu dunklen Stellen (Kontrastfunktion)  und bringen somit ein gewisses Rauschen zurück ins Bild. Da wir bei den geringen Datenraten eigentlich kein Rauschen haben wollen, da es die Datenrate ansteigen lässt, sollten somit nur die eigentlichen Kanten erkannt und nachgeschärft werden. Das Schärfen erfolgt nur so stark wie nötig damit es das Moskitorauschen um Ränder und Kanten nicht unnötig verstärkt. Der eingesetzte Filter ist der unsharp mask Filter.




Mit der Einstellung 3/5 bis 3/20 ist das Ergebnis o.k. Alles andere wird zu stark und ist für unseren Fall nicht zu gebrauchen. Mein Persönlicher Favorit ist die Einstellung 3/7 (bis10) wenn man bicubic mit A=0,6 nimmt und 3/20 bei presize bilinear.
Leider ist dieser Filter sehr rechenintensiv und die Geschwindigkeit fällt gegenüber dem xsharpen Filter ab. Das Ergebnis spricht jedoch für sich. Somit sind alle Filter definiert und das Bereitstellen für TMPEG kann erfolgen.




In VD geht man jetzt auf die Funktion Datei (File), start frame server.




In diesem Fenster starten drücken und den Pfad definieren in dem das Frameserverfile geschrieben werden soll.




Der Name der Datei sollte als Endung .avi heissen damit TMPEG die Datei unter Video source sehen/öffnen kann. Dann speichern drücken und der Frameserver nimmt seine Arbeit auf. Im Angegebenen Verzeichnis steht jetzt die Frameserver Datei und muss in TMPEG unter Video source geöffnet werden. Das kann einen Moment dauern und es erscheint das Bild (event. Schwarzbild) in TMEPG.




In TMEPG wird nun die Tonspur geladen und mit load das *.mcf File geöffnet. Jetzt nur noch die Menge der umzuwandelnden Bilder, unter Advance, source range, angeben und schon läuft TMPEG mit gefilterten Bildern.




Zu den Tests

Damit die Ergebnisse aussagekräftig werden kann man nur Stück für Stück vorgehen und sich auf die vermeintlich beste Referenz beziehen. Wie schon im ersten Teil angedeutet sind die PAL Anforderungen andere als in NTSC, so dass bei akzeptabler PAL Qualität rund 20% weniger Film auf die CD passt als bei NTSC. Zusätzlich gibt es Bildfehler, die mal stören und mal nicht. Diese sind sehr subjektiv, hoffe aber trotzdem im allgemeinen den „Geschmack“ getroffen zu haben.
Für TMPEG habe ich die schon vorhandenen Projekte genommen, so wie sie im ersten Teil definiert wurden. Der Test erfolgte in systematischer Reihe, so dass zum Schluss eine Filterserie in VD zur Verfügung stand, wie sie oben beschrieben ist.

VirtualDub:
  • null transform, Ränder definieren
  • 2Dcleaner, entrauschen
  • resizen, motion area ins richtige Format bringen
  • unsharp mask, nachschärfen


TMPEG:
  • Projektdateien laden und Filmlänge festlegen, *.trp und *.mcf Dateien


Als „Referenz“ sind die Dateien neu gerechnet worden mit den Templates vom 21 Juli 2002 ohne vorher mit VD zu arbeiten.

1 und 2 sind offensichtlich auf NTSC optimiert. In PAL sind sie zu unscharf, zu dunkel und zu unruhig, obwohl es mit dem KVCD-Forum PAL-Template erzeugt wurde. Als Referenz habe ich mich für Nummer drei entschieden da der visuelle Unterschied zum 2pass Encoding kaum zu sehen ist jedoch der Zeitvorteil um so deutlicher. Als Anmerkung sei noch erwähnt, dass ab ~CQ80 nur noch minimale Moskitoschwärme um Kanten zu erkennen sind und sich die durchschnittliche Datenrate so etwa bei 1150 bis 1185kbps einpendelt.

Nun kamen die Versuche mit VD. Hierbei ist VD vorgeschaltet und TMEPG übernimmt direkt via Frameserver die VD Bilder. Die Templates in TMPEG sind die Originale aus den verschiedenen Versuchen und die Originale aus dem KVCD Forum. Möglichst viele Einzelheiten sollten sichtbar sein, im Gegenzug aber die Moskitoschwärme um Kanten herum weniger werden.

M.E. ist es deutlich sichtbar wie die Qualität im Verhältnis zu 1 und 3 gestiegen ist. Was jedoch immer noch stört, sind die Moskitoschwärme an den Kanten. Trotz verschiedener Versuche mit der Matrix und VD Filtern habe ich kein besseres Bild bekommen. Was Tun?


Es ist bekannt, dass MPEG2 im Grunde genommen alle Funktionen von MPEG1 und noch einige Zusätze enthält. Warum nicht mit MPEG2 probieren? Der grosse Vorteil von MPEG2 ist das nichtlineare Quantisieren was einfach einen größeren Spielraum für den Encoder einräumt. Theoretisch lassen sich hierdurch sogar geringere Datenraten realisieren als mit MPEG1. Wir hatten die Diskussion ja schon im KVCD Thread mit Kika und shh. Ich habe darauf hin Versuche mit MPEG2 unternommen, jedoch TMPEG 2.55 benutzt. Das Ergebnis war nicht wirklich überzeugend, zum Teil auch schlechter als MPEG1. Nun bin ich nebenbei auf die 2.56pro umgestiegen und siehe da das Ergebnis war sehr überraschend.

Ein deutlich besseres Bild mit MPEG2 anstatt mit MPEG1. Die Moskitoschwärme sind stark verringert, Flächenrauschen homogener und sind weniger Bewegungsverblockungen auszumachen. Es besteht meiner Meinung nach ein Unterschied in den Encodern 2.55 und 2.56 für MPEG2 wenn ansonsten alle Einstellungen gleich sind. Die 2.56 schafft ein deutlich besseres Bild bei geringen Datenraten. Also habe ich mal ein Beispiel gerechnet und heraus kam diese Qualität:

Die VD Filterparade ist die Selbe wie oben beschrieben. Wenn alle VD Filter vorhanden sind kann man sich diese Einstellungen für VD und TMPEG hier laden. Wenn das ganze mit 2pass (new) gerechnet wurde anstatt CQ ist die Qualität noch ein Quentchen besser. Leider funktioniert hier das Einhalten der mittleren Datenrate nicht richtig. Bei keinem Versuch wurde die Datenrate gehalten. Es wurden ca. 2 bis 3% weniger erreicht. Wenn man das weis kann man zwar vorhalten, jedoch bleibt immer ein gewisses Restrisiko das der Film schlussendlich zu gross wird. Hier muss „Meister“ Hori noch ein bisschen nachlegen.




Fazit

Wie immer hat alles zwei Seiten. Durch VD und den Frameserver verlängert sich die Rechenzeit. Beispiel, auf meinem 1,33GHz Athlon 147682 Frames mit CQ, 6 : 48 : 27 gegenüber die nur TMPEG Version mit 6 : 09 : 42. In 2pass kamen mit VD 12 : 15 : 56 heraus. Dennoch ist die Qualität nicht von TMPEG alleine zu bringen, zumal es keine Auswahlmöglichkeit des Resizing (bilinear, bicubisch) gibt. Vom Entrauschen mal ganz zu schweigen, dass bei mir die Rechenzeit mit der „nur TMPEG“ Version um den Faktor 4 ansteigen lässt ( CQ !! ) . Die Möglichkeiten erst über ein anderes Programm zu Filtern und dann via Frameserver an TMEPG weiter zu reichen sollten für die KVCD unbedingt genutzt werden um die max. Bildqualität zu erhalten. Die Bildqualität kann man dadurch so weit steigern, das die 100 min Spielfilm auf einer 90min CD anfangen spass zu machen, auf 99min CDs wird das ganze schon recht interessant. Es bestätigt sich jedoch auch hier, das Datenraten unter 1050kbps Video (90min CD => ~ 6033 Sekunden bzw. 100,5 Minuten) keinen richtigen Sinn in Punkto Bildqualität mehr machen. Die Bildqualität ist m.E. nach besser als die einer VHS Kassette jedoch reicht sie nicht an eine SVCD (zwei CD Variante) heran.

Der Aufwand für eine optimierte KVCD ist schon alleine durch die Programme für den Ton, VD/Frameserver und TMPEG reichlich. Eine Batch-Konvertierung ist nicht mehr so ohne weiteres möglich. Die Gefahr, dass das File zum Schluss zu gross wird ist durch CQ gegeben und man kann nur mit Versuchen (Erfahrung) probieren und sich an die maximale CD Kapazität heran tasten. Es ist halt ärgerlich, wenn nach 8 Stunden rechnen die Datei 20 MB Überhang hat. Zusätzlich braucht man viel Platz für einen Film auf einer Festplatte um alle Dateien gut unter zu bringen, 8 bis 10 GB sollten es schon sein.
Für die „normale“ SVCD hat man nicht unbedingt diesen Aufwand um ein gutes Bild zu bekommen, beim Ton ist es jedoch das Gleiche. Es ist halt herrlich bequem den ganzen Film anzusehen ohne zwischendurch aufzustehen, ausserdem kommt es gut bei Freunden, die gucken ganz schön in die Röhre dass sowas bei der recht guten Qualität geht. Nicht zu vergessen ist auch die Fernsehergrösse. Bei meinem Rückpro mit 117 cm Diagonale ist jeder noch so keine Fehler zu sehen und wird z.T. als störend empfunden. Auf einem „normalen“ Fernseher bin selbst ich überrascht wie gut da das Bild ist.

Es hat sich weiterhin gezeigt, dass mit MPEG2 in der TMPEG Version 2.56 ein besseres Bild zu erreichen ist als mit MPEG1. Weniger störende Artefakte und eine kleinere Datei. Somit geht hier der Punkt eindeutig zu Gunsten des MPEG2. Nun lässt sich natürlich die Frage stellen, was das Ergebnis noch mit der originalen KVCD gemeinsam hat. Na ja, eine optimierte Version der KVCD halt, also einen ganzen Film in anständiger PAL Qualität auf eine CD zu bringen. Es soll nicht bedeuten, das die NTSC KVCD aus dem KVCD-Forum der falsche Weg ist. In NTSC lässt sich so sicherlich vorgehen, nur leider in PAL nicht.
Schlussendlich ist das Ergebnis wichtig. Die grosse Vorarbeit und den neuerlichen Anstoss hat kwag geleistet zumal sich auch TMPEG verbessert hat. In wieweit nochmals Verbesserungen zu erzielen sind ist recht fraglich. Vielleicht probiert ja der eine oder andere noch ein wenig herum um noch etwas mehr aus dem Bild heraus zu holen. Zur Zeit ist aus meiner Sicht nicht mehr viel zu machen. Eventuell mit erhöhter Auflösung fahren, was aber sehr schwierig werden dürfte.




Ausblick

Mit der immer günstigeren, beschreibbaren DVD und dem damit vorhandenem grossen Speicherplatz ergibt sich natürlich die Möglichkeit zwei oder gar drei Filme (Film a ~1,4 GB, mittlere Datenrate bei 100min Speilfilm ~1700kbps) auf eine DVD zu quetschen. Die Voraussetzungen sind durch das Format ½ D1 (352 x 576), MPEG2 und der GOP Grösse von 16 (bzw. maximal 15 für eine DVD) gegeben.



Auch kommt man mit CQ 80 und grösser zu einer Qualität die kaum noch Wünsche übrig lassen wird. Es fehlt etwas an Schärfe aber zieht bei den recht hohen Datenraten durchaus mit der SVCD gleich und störende Bildfehler wie man sie jetzt noch akzeptieren muss gehören der Vergangenheit an. Das anamorphe Format kann bei der DVD sehr gut benutzt werden ohne grosse Qualitätsverluste hinnehmen zu müssen. In wieweit die untere Datenrate von 650kbps der DVD Schwierigkeiten bereitet muss man abwarten. In Summe also eine schöne Vorarbeit die dann für zwei Filme auf einer DVD in DVD Bildqualität herhalten wird.

8.  VD_tmpeg CQ80_DVDkonform



Gruß
ANDREAS
ANDREAS 
Moderator


Anmeldungsdatum: 07.05.2001
Beiträge: 1516

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Beitrag Beitrag 2 - Verfasst am: Sa Okt 19, 2002 20:57    Titel: Antworten mit Zitat

Da dieser Artikel ja nur eine Erweiterung des Teil2 ist bekommt dieser Thread die "Bezeichnung"

KVCD Teil2 erweitert

und wenn es die Zeit ermöglicht werde ich diese Erweiterung in den gesamten Teil zwei einbauen.



Zum Thema

Die KVCD hat ja nur mit dem Trick Virtual Dub und Filter eine Bildqualität erreicht, die es ermöglicht über das Thema „ein PAL-Film auf eine CD“ nachzudenken. Was mich bisher immer noch gestört hat war das Moskitorauschen an Kanten um Objekte herum. In TMEPGnc habe ich noch eine kleine Veränderung vorgenommen und Filter in VD für das vorherige Aufbereiten des Bildes zusammen gestellt. Die Grundlage stammt aus der digitalen Fotobearbeitung in der damit sehr gute Ergebnisse erzielt werden.




Vergrössern/verkleinern

Wir kennen das Problem. Den Film den wir uns ausgesucht haben passt im Original nicht zu unserem Format das wir schlussendlich haben wollen. Wir müssen also die Grösse des sichtbaren Films verkleinern oder manchmal auch vergrössern.
Bisher haben wir die Motion Area festgestellt, die neue Bildgrösse errechnet und diese dann in TMPEGnc oder VD mit dem Resizefilter eingestellt. In TMPEGnc wird dies offensichtlich bicubisch gemacht und in VD kann man sich das im Filter aussuchen. Eigentlich ergibt das bicubische Resizen die besten Ergebnisse, nur wird eine Umrechnung mit Bicubic 1,0 irgendwie sehr grobkörnig und stufig. Wir haben diesen Vorgang in VD etwas abgeschwächt, indem bicubic 0,6 oder 0,75 genommen wurde. Bei genauem Hinsehen kann man dennoch unsaubere Kanten um Objekte herum ausmachen was nicht nur durch die geringere Auflösung bedingt ist. Die unsauberen Kanten erzeugen u.a. Moskitoschwärme die sich zu einem grossen Teil durch „Verunreinigungen“ der Pixel beim verringern der Auflösung ergeben.
Man muss bedenken, dass ein Bild in einem Schritt von 720 auf 320 Pixel verkleinert wird und dadurch auf einen Schlag bis zu 400 Pixel entfallen können. Bei dieser grossen Anzahl an Pixeln kann es natürlich vorkommen, dass von Bild zu Bild unterschiedliche Farb- und Helligkeitswerte für die restlichen Bildpixel übrig bleiben, gerade dann wenn es sich um Randflächen mit meist recht homogenen Bildinhalt handelt.

Aus der digitalen Fotografie ist beim vergrössern/verkleinern ein Verfahren bekannt, welches als “Stufen-Interpolation“ bezeichnet wird. Hierbei wird das Bild nicht mit einem mal auf das endgültige Format gebracht sondern eben in Stufen. Da ein starkes Verändern der Auflösung meist auch eine Verringerung des Kontrastes als auch der Farben beinhaltet, wird mit dieser Methode der Verlust auf ein sinnvolles Mindestmass reduziert. Üblicher weise wird in der Fotografie in Schritten um die 10% gearbeitet.

Für unseren Fall z.B. 720x425 anamorph  => 320x320 letterbox würde es bedeuten, dass auch wir mit mehreren Stufen eine Verringerung der Bildauflösung vornehmen könnten. Für die Berechnung der Zielauflösung ergibt sich ein 720er Bild mit 720 gecroppt auf 640 um zum Schluss auf unsere Breite von 320 Pixel zu kommen. Somit haben wir ein Bild von 640 x 424 anamorph. Für jede andere Auflösung ist es genau so zu machen. Also haben wir 640 – 320 = 320 Pixel. Diese 320 Pixel !! müssen in Summe weg genommen werden um auf unser Bildformat zu kommen. Da 10% zehn Schritte bedeuten würden, in diesem Beispiel also 10 mal hintereinander 32 Pixel mit dem VD Resize-Filter, reduzieren wir die Schritte auf 20% Bildänderung und somit 64 Pixel pro Änderung. Ich habe es ausprobiert und kaum eine Verbesserungen mehr über 20% feststellen können. Somit ergeben sich z.B. fünf Schritte bis zu unserer Zielauflösung.

    1. 720 x 424, Startauflösung

    2. 640 x 424, neue Startauflösung, Bild gecroppt für 320 x 320
    3. 576 x 404,
    4. 512 x 384,
    5. 448 x 364,
    6. 384 x 344,
    7. 320 x 320, Zielauflösung

Das Bild ansich ist nun homogener jedoch lässt sich eine ganz leichte Unschärfe ausmachen die jedoch nicht wirklich störend ist. Bei dem unteren Beispiel ist zudem deutlich sichtbar, wie sich das Bild bei sehr langsamen Soom- und Kamerafahrten mit sehr vielen Details wesendlich gleichmässiger bewegt im Gegensatz zum „Original“ welches eher ruckartig und sprunghaft die kleinen Details abbildetet.
Zusätzlich habe ich noch Versuche mit drei Schritten durchgeführt. Das Ergebnis war besser als mit einem Schritt und etwas verrauschter als mit 5 Schritten.

    1. 720 x 424, Startauflösung

    2. 640 x 424, neue Startauflösung, Bild gecroppt für 320 x 320
    3. 534 x 390,
    4. 428 x 356,
    5. 320 x 320, Zielauflösung

Um ein Vergleich zu bekommen hier ein Beispiel bei dem zuerst nur mit einem Schritt und dann mit fünf Schritten umgerechnet wurden, wobei der 2d cleaner mit den Werten vom Teil 2 eingesetzt ist:

    Download in einem Schritt von 640 auf 320 Pixel

    Download in fünf Schritten von 640 auf 320 Pixel

Zu beachten sind diese Bereiche:


Bild, Publikum und Boden


Bild, Bewegung der Diva

Am Computer ist es recht eindeutig zu sehen, dass das Kantenrauschen geringer geworden ist. Natürlich steigt der Rechenaufwand an, jedoch nicht um den Faktor fünf. Eine genaue Angabe kann man nicht machen, da es ja auf den Prozessor ankommt. Von 15 bis 50% war es bei meinem Athlon 1,33Ghz der Fall.

Ob nun 3 oder 5 Schritte genommen werden sollten ist schwierig zu sagen. Bei den etwas schwächeren Rechnern bietet sich der dreier und bei den kräftigeren Rechnern der fünfer Schritt an. Man sollte es mal ausprobieren um sich selber ein Bild zu machen. Ich habe bei meinen weiteren Versuchen mit fünf Schritten gerechnet.




Schärfen mit Filtern

Grundsätzlich sollte nach der Grössenänderung ein nachschärfen vorgenommen werden (siehe u.a. KVCD Teil 2). Durch das verkleinern des Bildes entstehen immer Unschärfen die mit einem Nachschärfen in gewissen Grenzen wieder ausgeglichen werden können, jedoch sollte man damit vorsichtig sein, damit die Schärfe nicht überzogen erscheint. Eine Überzogene Schärfe ist an Saumbildung von Kanten und „Morié Mustern“ an schrägen Linien und bei Bewegungen recht gut auszumachen. Hier einmal ein Beispiel wie es nicht sein sollte:

Download überschärfte Sequenz

Die Anhebung der Schärfe erfolgt über den „Stärkeregler“ der in den meisten Filtern mit Strength bezeichnet wird und einen Kontrast an einer Körperkante erzeugt. Dieser Kontrast hat die Aufgabe visuell einen „Bruch“ an einer Kante zu erzeugen, was im Regelfall mit der Farbe Weiss geschieht. Weiss ergibt sich immer bei der stärksten Einstellung, wobei bei schwachen Einstellungen mit einem Grauwert angefangen wird. Zur Beurteilung der angehobenen Schärfe sollten man sich einen Filmbereich aussuchen, der entweder viele kleine Details wie z.B. „Strand“ mit Kieselsteinen oder aber schräge Linien aufweist. Dabei sollte nach Möglichkeit kein übermässiges Flimmern und Kantenlaufen am Computer entstehen.

Des weiteren sollte ein Schärfefilter die Möglichkeit besitzen eine Schwelle zu definieren, bezeichnet wird es oft als Threshold, was und ab welchem Punkt geschärft werden soll. „Dumme“ Filter wie z.B. sharpen aus VD können so eine Unterteilung nicht vornehmen. So sollten Bewegungen ab einem bestimmten Punkt nicht mehr nachgeschärft werden, da hierdurch Verblockungen entstehen können und Bewegungen an sich immer unscharf sein sollten. Ab welchem Punkt einer Bewegung schlussendlich geschärft dargestellt werden soll kann durch Vergleiche, in VD Vorher-/Nachherbild, erfolgen. In beiden unten abgebildeten Schärfebildern sind oben und unten die Ränder zum schwarzen Balken als Schärfekante zu erkennen. Daher ist es zwingend notwendig eventuelle, schwarze Ränder z.B. mit dem Filter null transform, auf die Motion Area zu verkleinern.


Bild, original



Bild, unsharp mask mit 5 / 250 / 04



Bild, msharpen mit 10 / 14




unsharp mask

Wie auch im zweiten Teil schärfen wir mit diesem Filter. Im KVCD Artikel Teil 2 habe ich die Werte 03 / 07 / 00 benutzt. Der grosse Nachteil dieser Einstellung ist der Wert „Null“ für Threshold. Threshold bedeutet die Schwelle ab dem die Schärfung aktiv wird bzw. was als wirkliche Kante erkannt wird. Bei „Null“ wird das ganze Bild in die Betrachtung mit einbezogen ohne Kanten zu separieren. So sollte natürlich die Schärfung nicht wirken, denn dafür sind die normalen, „dummen“ Schärfefilter da. Weil bei „Null“ alles erkannt wird, wird in Summe das Bild auch unruhiger, denn die Schärfe wird auch auf homogene Flächen angewandt was ja eigentlich nicht gewollt ist. Das wiederum kostet Bildqualität bzw. Datenrate für Bildbereiche die an Kanten und Ecken gebraucht wird.

 
Bild, unsharp mask 03 / 250 / 00

Leider hat dieser Filter keine „Vorschau“ um die erkannten Ecken anzuzeigen. Denn hierüber hätte man die Chance zu beurteilen was schlussendlich als Ecke und Fläche erkannt wurde. Man kann sich jedoch mit einem kleinen Trick behelfen, so dass zumindest die „Menge“ der vom Filter wahrgenommenen Kanten gesehen und eingestellt werden kann. Stellen sie den Filter auf die Werte 3 / 250 / 4 bis 8 ein, wobei der letzte Wert der Threshold-Wert ist mit dem man spielen kann und soll. Im folgenden Bild kann man sehr genau erkennen, wie sich der Schwellenwert im Verhältnis zum „Original“ auswirkt.

 
Bild, unsharp mask 03/250/04

Es ist in Punkt 1 eindeutig zu sehen, dass die Fläche nicht mehr nachgeschärft wird, wobei die Konturen des Gesichtes und der Haare, Punkt 2, erkannt werden. Auch wurde der Hintergrund, Punkt 3, an den richtigen Stellen geschärft. Bei meinen Versuchen haben diese Nachschärfungen ein geringeres Kantenrauschen (moskito noise) ergeben als die „original“ Werte. Es ist somit von Fall zu Fall ein wenig nachzuregeln und dann mal eine kleine Kostprobe zu rechnen, damit kein Überschärfen der Kanten entsteht. Werte von 03 / 10 - 20 / 2 - 6 sind zu gebrauchen. Die Downloadbeispiele der gesamten Ergebnisse am Ende des Threads sind mit folgenden Werten gerechnet:


 
Bild, Original 3 / 7 / 0



Bild, Neu 3 / 11 / 2




msharpen

Im Grunde genommen macht er das Gleiche wie der unsharp mask Filter, jedoch spezifiziert er die Kanten und schärft diese nach angeblich ohne ein zusätzliches Kantenrauschen zu erzeugen. Auch kann man sich bei diesem Filter eine Vorschau anzeigen lassen (show sharpened areas). Der grosse Nachteil den ich bisher heraus gefunden habe ist die Rechenzeit und das dieser Filter nur für progressives Material einzusetzen ist. Dieser Filter braucht gegenüber dem unsharp mask Filter noch einmal rund 30% mehr Zeit, da er von Donald Graft noch nicht optimiert wurde. Um eine Vergleichbarkeit der Filter zu bekommen würde ich folgende Einstellungen vorschlagen:

Unsharp mask 3 / 12 / 03
Msharpen 16 / 14

Ein wirklich besseres Rauschverhalten an Rändern konnte ich nicht feststellen. Dieser Filter hat sicherlich Potential, jedoch ist er momentan eigentlich nicht zu gebrauchen.




TMPEGnc

Um das Moskitorauschen noch etwas zu verringern haben sich Versuche mit CQ und den Werten für P- und B-Frames als auch mit er Matrix angeboten. Die Werte die unter CQ für P- und B-Frames eingetragen werden, stellen die Datenratenverteilung auf die einzelnen Frametypen dar. Standartmässig stand hier ja mal 0 / 20, wobei mit diesen Einstellungen für die B-Frames eine verringerte Datenrate gegeben war. Eine Verbesserung des Bildes konnte mit 0 / 0 erzielt werden, was mehr oder weniger auch der Standard sein sollte. Bei den Versuchen hat sich gezeigt, dass das Kantenrauschen zu einem grossen Teil über die B-Frames entsteht, was sich u.a. durch die Aufgabe der Bewegungskompensation erklären lässt. Wenn nun, wie bei der KVCD üblich, eine geringe Datenrate vorgegeben ist, werden diese Bewegungen und damit das Bild ansich sehr stark komprimiert, was schlussendlich eine hohe Qualtisierung und damit Bildfehler zur Folge hat.

Da wir bei der KVCD drei B-Frames hintereinander benutzen ergibt sich ein immer grösserer Fehler, da nicht genug Datenrate für diesen Block zur Verfügung steht. Bei einer ruhigen Filmstelle kann man einmal diesen Versuch nachvollziehen, in dem man auf die bewährte GOP von 1/4/2/1 geht. Das Bild hat weniger Bildfehler und deutlich weniger Kantenrauschen. Es lag also die Überlegung nahe dem dreier B-Frame Block mehr Datenrate zu spendieren.

Getestet wurde in 5er Schritten in den Minsubereich. Die Werte sehen somit folgender massen aus:

P = 0 / B = -5
P = 0 / B = -10
...

Des weiteren wurde die mittlere Datenrate mit dem Bitrateviewer ermittelt. Das Bild besserte sich, leider stieg auch die Datenrate was aber abzusehen war. Eine akzeptable Datenratenerhöhung bei verbessertem Bild ergab sich bei der Kombination P = 0 / b = -10.


Bild, TMPEGnc P=0 / B=-10


Hier einmal die Ergebnisse von Vorher und Nachher in der Zusammenfassung aller neuen Einstellungen.



Fazit

Das Ergebnis hat wie so oft zwei Seiten. Die bessere Qualität wird erkauft mit einer erhöhten Rechenzeit, die je nach Prozessor eine ordentliche Grösse annehmen kann. In Summe aller Dinge ist aber eine sichtbare Verbesserung des Bildes eingetreten welche den Aufwand rechtfertigen kann. Natürlich, und dass muss man immer wieder erwähnen, ist mit der KVCD und 100min Film auf einer CD, keine SVCD geschweige denn DVD Bildqualität zu erreichen. Weshalb also solch ein Aufwand für eine eigentlich schlechte Qualität?

Die KVCD (DVD-SVCD-Forum) steht meiner Meinung nach nur als gutes Beispiel dafür, welches Potenzial dennoch in solchen extremen Bedingungen für ein MPEG2 Stream steckt. Für den Videofilmer wird das so nicht umzusetzen sein, jedoch hilft es vielleicht konventionell oder unkonventionell das Bildergebnis zu verbessern. Bei ausreichend hohen Datenraten (DVD) bedarf es wohl nicht eines solchen Aufwandes aber seien wir mal ehrlich, es gibt halt ganz besonders gute Spielfilm-DVDs wie zum Beispiel „15 Minuten“ die in Punkto Bildqualität zum schärfsten und besten gehören was man sich so ansehen kann.

Als Abklatsch solcher KVCD-Versuche ist es natürlich auch sehr interessant die SVCD so zu verbessern, das sie sich locker mit einer DVD messen kann, auch wenn zum Schluss 70 oder 75min Spielfilm auf einer CD stecken. Die Einstellungen können hier eigentlich zu 100% übernommen werden, denn irgendwie ist es ja immer zu wenig Datenrate.

Ein bisschen geht halt immer noch.

Gruß
ANDREAS
ANDREAS 
Moderator


Anmeldungsdatum: 07.05.2001
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Beitrag Beitrag 3 - Verfasst am: Fr Okt 25, 2002 15:11    Titel: Antworten mit Zitat

Hinweis:


also, um meine Beispiele für Euch zur Verfügung zu stellen musste ich, in Ermangelung eines freien Servers, Speicherplatz suchen. Hier bei bin ich auf Lycos gestossen. Es hat sich nun gezeigt, das diese Bude ein echter Reinfall und Fehler war. Grossartig mit Speicherplatz protzen und schlussedlich den Accound auflösen. Es sind nun die MPEGs weg. Jetzt muss ich erst mal eine andere Bleibe suchen und natürlich auch die noch vorhandenen Bilder sichern. Also Vorsicht bei Lycos :ghostface: .

Im Grunde genommen sind es a... , aber es war vielleicht abzusehen. Wer eine Idee hat kann ja im KVCD Thread oder an meine Forumsmail was schreiben.

Gruß
ANDREAS
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