Kompressionsverfahren für Audio und Video

Übersicht
 

Motivation für Kompression?
 
Bevor eine Datenkompression durchgeführt wird, die in den meisten Fällen durchaus sehr aufwendige sein kann, sollte die Notwendigkeit hierfür geprüft werden. Denn es wäre durchaus vorstellbar, daß durch die konsequente Einschränkung der Bild- oder Tonqualität, was möglicherweise deutlich einfacher zu erreichen ist, ebenso eine Einsparung möglich wäre. Somit könnte auf die Kompression an sich verzichtet werden.

Anhand eines einfachen Beispiel soll diese Strategie geprüft werden.

Um eine einfache Videoübertragung zu ermöglichen werden die nachfolgenden Zielvorgaben festgelegt:

• geringe Bildschirmauflösung
• geringe Farbanzahl
• geringe Bildwiederholfrequenz
Die angenommenen Parameter sind:

Bei dieser durchaus nicht besonderen Bildqualität stellt sich schnell die Frage, wie hoch die notwendige Datenrate, unter einer nicht vorhandenen Datenkompression, sein muß.

Dies läßt sich durch die nachfolgende Rechnung sehr leicht ermitteln:
 

200*150*1*10 = 300.000 Bytes/Sekunde
Dies entspricht einer Datenrate von mindestens 2.400.000 Bits/Sekunde!

Um diese Zahl besser verstehen zu können, wird diese Datenrate in allgemein übliche Übertragungsmedien umgerechnet.

Die berechnete Datenrate entspricht immerhin
 

• ca. 38 ISDN B-Kanälen
 
(bei 2 ISDN B-Kanäle pro ISDN Anschluß sind dies 19 ISDN Anschlüsse)
 
 
• ca. 83 Modemverbindungen
 
(bei angenommenen 28.800 Bits/Sekunde)
 

Als Fazit dieses einfachen Beispiel läßt sich feststellen, daß ohne Datenkompression selbst dieses Beispiel sich nicht praktisch durchführen läßt. Die Kompression ist deshalb nicht wünschenswert, sondern für die Funktion unabdingbar.

Aus diesem Beispiel ergeben sich somit die folgenden Kompressionsraten:

bei einem ISDN B-Kanal 64.000 Bits/Sekunde)
 

notwendige Kompressionsrate

min. 1:50
(d.h. ca. 98% der ursprünglichen Datenrate muß durch die Kompression verringert werden.)

bei einer Modemverbindung (V.34 mit 28.800 Bits/Sekunde)
 

notwendige Kompressionsrate
 

min. 1:100
(d.h. 99% der ursprünglichen Datenrate muß durch die Kompression verringert werden.)
 

Nächstes Kapitel:
1. Kompressionsansatz: Entropie-Codierung