Video encoding: Korrelation der Qualität zwischen Bitrate, fps und Auflösung?

[Shurato]

Hallo Leute

Ich habe mit der Video Aufnahme-Funktion meiner DigiCam gespielt und die macht gewöhnliche Videos in einer 640 x 480 Auflösung bei 30fps, Output-Container MP4 mit Codec M-JPEG bei ca. 9100kbps, also in Sachen Qualität und Kompression nicht gerade sehr effizient. Somit habe ich mich auch an das Video-Umkonvertieren herangewagt und natürlich war ich im Vorfeld bewusst, dass dies ein Buch mit 734234 Siegeln ist, mit all den etlichen output container und video codecs. Habe herumexperimentiert (mit dem Konvertierungs-Tool 'SUPER', welches ich auch sehr umfangreich finde für diesen Zweck) und versuche eine best-mögliche Qualität bei einer portablen- und downloadgerechten Dateigrösse heran zu kriegen.
Der kurzen Rede der lange Sinn, nach etwaigem Herumexperimentieren kamen mir die folgenden Fragen auf:

In Anbetracht der (subjektiven) Qualität, was meinen die Experten unter Euch; wenn ich ein Video auf - sagen wir mal - 768kbps reduziere, ist es besser wenn

das Video seine native Auflösung beibehält (in diesem Fall 640 x 480) oder
das Video in seiner Grösse reduziert wird?


Mir wurde schnell klar, dass die Kalkulation ganz einfach ist: Bitrate * Spielzeit / 8 = Grösse in Kbytes. Jedoch sind da drinnen einige Hunde vergraben. Denn:

Wenn ich das Video auf - sagen wir mal - 320 x 240 herunter reduziere bei 768kbps dann ist die Qualität sehr gut, will damit sagen, es sind praktisch keine Kompressions-Artefakte sichtbar.
Jedoch, wenn ich das Video full screen betrachte, gibt es ein Qualitätsverlust duch das Aufskalieren des Players, also es wirkt unscharf.
Wenn ich das Video in seiner nativen Auflösung beibehalte und es bei 768kbps re-encode, dann bietet die Auflösung duch das Mehr an Bildinformation sehr wohl mehr Details, jedoch werden diese Kompressions-Artefakte sichtbar.

Nun meine Frage:
Welche Strategie ist hier die beste, damit die (subjektiv) empfundene Qualität des Video - jetzt in diesem Fall bei 768kbps - bestmöglich erhalten bleibt - eine kleinere Auflösung mit wenigen Artefakten sichtbar, somit sehr sauber, dafür unscharf bei Fullscreen, oder die grössere (native) Auflösung beibehalten, mehr Details bei Fullscreen jedoch auch einiges mehr an Artefakte sichtbar?
Ich frage mich auch, gibt es hier eine "goldene Regel"? Also eine, welche die Artefakte und Unschärfe auf ein "Minimum" reduziert z.b: Länge & Breite jeweils um 1/4 reduzieren (also von den ursprünglichen 640 x 480 auf 480 x 360), somit würde das heissen, das Gros an Details ist nach wie vor vorhanden, weniger Artefakte und weniger Unscharf bei Fullscreen.

Kommt noch hinzu, wenn ich die fps-Rate von 30 auf 24 reduziere, wie stark wirkt sich das auf die positiven Seite der Qualität aus, da ja pro Sekunde weniger Bildinformation reingepackt werden müssen?

Und zu guter letzt eine Bonus-Frage:
Welches Codec in welchem Container-Format bietet die beste Kopression bei Erhaltung einer best-möglichen Qualiät? Viele sagen hier MP4 und H.264/AVC, jedoch XviD sei auch sehr stark. Was sind Eure Erkenntnisse?

Auf Eure Experten-Antworten bin ich schon mal gespannt und danke Euch, dass Ihr Euch die Zeit genommen habt, es bis hierher zu schaffen :)

Beste Grüsse allerseits
Shurato

[Gast]

Welche Strategie ist hier die beste, damit die (subjektiv) empfundene Qualität des Video - jetzt in diesem Fall bei 768kbps - bestmöglich erhalten bleibt - eine kleinere Auflösung mit wenigen Artefakten sichtbar, somit sehr sauber, dafür unscharf bei Fullscreen, oder die grössere (native) Auflösung beibehalten, mehr Details bei Fullscreen jedoch auch einiges mehr an Artefakte sichtbar?

Immer von einer konstanten Wiedergabegröße ausgehend die originale Auflösung. Kompressionsartefakte können mit Deblock-Filtern unterdrückt werden, die natürlich ihrerseits wieder die Schärfe verringern. Dennoch hast du ohne Auflösungsreduktion potentiell mehr Details vorhanden und kannst noch bei der Wiedergabe durch die Stärke des Deblock-Filters festlegen ob du mehr Wert auf eine artefaktfreie oder eine scharfe Wiedergabe legst.

Eine höhere Auflösung braucht natürlich generell mehr Leistung und auch Postprocessing-Filter brauchen natürlich auch Rechenleistung. Falls diese also knapp ist, beispielsweise bei mobilen Geräten ist es durchaus sinnvoll beispielsweise die Auflösung auf die Bildschirmauflösung des Gerätes zu verringern, die Akkulaufzeit erhöht sich dadurch.


Kommt noch hinzu, wenn ich die fps-Rate von 30 auf 24 reduziere, wie stark wirkt sich das auf die positiven Seite der Qualität aus, da ja pro Sekunde weniger Bildinformation reingepackt werden müssen?

Gar nicht, es wirkt sich eher negativ auf die Bildqualität aus die Bildrate im Nachhinein zu ändern. Etwas anderes ist es natürlich wenn du direkt in der Kamera schon 24 statt 30fps aufzeichnen kannst.


Und zu guter letzt eine Bonus-Frage:
Welches Codec in welchem Container-Format bietet die beste Kopression bei Erhaltung einer best-möglichen Qualiät? Viele sagen hier MP4 und H.264/AVC, jedoch XviD sei auch sehr stark. Was sind Eure Erkenntnisse?


Der Container hat überhaupt keine Auswirkungen auf die Bildqualität.

Von den gängigen Codecs bietet eindeutig MPEG4-AVC (H.264) die beste Qualität bei gleicher Bitrate. Container ist wie gesagt egal, wobei bestimmte Kombinationen (z.b. H.264 und AVI) eigentlich nicht kompatibel sind und bei der Wiedergabe zu Problemen führen können.

[böser Wolf]

Auf jeden Fall die volle Auflösung behalten. Ist ja ähnlich wie bei Fotos, irgendwelche Bildinfos gehen zwangsläufig beim runterskalieren verloren.

Das auf halbe Größe runter gerechnete Video sieht bestimmt auch nicht besser aus, als in Originalauflösung mit halber Bildgröße im Player abgespielt.

[Weselchak-U]

an Shurato

Ich würde dir empfehlen sich mit http://forum.gleitz.info/ zu beschäftigen. Hier gibt es alles nur keine Experten.

Da bist du weitaus besser aufgehoben.

[blackbox]

Was willst du mit deiner Beschränkung auf eine bestimmte Bitrate erreichen?

[Peterxy]

Welche Strategie ist hier die beste, damit die (subjektiv) empfundene Qualität des Video - jetzt in diesem Fall bei 768kbps - bestmöglich erhalten bleibt
Die Originalgrösse behält man idr bei, Artefakte und Unschärfe kann man beim x.264 z.b. über die Psy (RDO, trellis, VAQ) zumindest rein subjektiv aufwerten. Zum Deblockfilter sei grob gesagt, das neg. Werte zu vermehrter Artefaktebildung führen können, pos. Werte hingegen verringern Artefakte nehmen dafür aber halt Details. Sowohl strenght als auch threshold sollte man meist nicht über/unter 2 gehen.

Welches Codec in welchem Container-Format bietet die beste Kopression bei Erhaltung einer best-möglichen Qualiät?
Xvid, VP7 & Co können bei geringen Bitraten je nach Ausgangsmaterial auch ordentliche Quali abliefern, musst du halt ausprobieren.
Über Google findeste div. Encoding Grundlagenabhandlungen wo u.a. auch die einzelnen CodecSettings erklärt sind.

[Piffan]

Auf jeden Fall die volle Auflösung behalten. Ist ja ähnlich wie bei Fotos, irgendwelche Bildinfos gehen zwangsläufig beim runterskalieren verloren.

Das auf halbe Größe runter gerechnete Video sieht bestimmt auch nicht besser aus, als in Originalauflösung mit halber Bildgröße im Player abgespielt.

Wie sieht es mit der REchenleistung kleiner, portabler Geräte aus? Sollte da eine verringerte Auflösung nicht von Vorteil sein?

Ich glaube, man muss beides sehen: Den Effekt auf die Dateigröße UND den REchenbedarf bei der Wiedergabe.........

[Gast]

Wie sieht es mit der REchenleistung kleiner, portabler Geräte aus? Sollte da eine verringerte Auflösung nicht von Vorteil sein?

Ich glaube, man muss beides sehen: Den Effekt auf die Dateigröße UND den REchenbedarf bei der Wiedergabe.........

Das hängt vom Gerät ab. Generell sollte sich die Akkulaufzeit mit geringerer Auflösung erhöhen (wenn auch nicht stark, da der größte Verbraucher immer noch der Bildschirm ist)
Höhere Auflösungen als das Gerät darstellen kann bringt auch keine Vorteile.
Weiters ist die maximal darstellbare Auflösung in der Regel begrenzt und oft ist es auch möglich in niedrigeren Auflösungen bessere Codecs (zB. h.264) zu verwenden und hörere Auflösungen nur mit ineffizienteren Codecs. Wenn man unbedingt niedrige Bitraten will kann es dann schon sinnvoll sein die Auflösung zu verringern (wobei es heute eigentlich kaum Speicherplatzprobleme gibt und man bei unzureichender Qualität wohl einfach die Bitrate erhöhen sollte)

[Sentionline]

das Video seine native Auflösung beibehält (in diesem Fall 640 x 480) oder
Wenn ich das Video in seiner nativen Auflösung beibehalte und es bei 768kbps re-encode, dann bietet die Auflösung duch das Mehr an Bildinformation sehr wohl mehr Details, jedoch werden diese Kompressions-Artefakte sichtbar.

Hochskalieren auf 8x, Deblocker anwenden, Farbe korrigieren, leicht rauschfilter reinjagen, leicht schärfen und auf die Auflösung deiner Wahl wieder herunterskalieren. Für HD Material kann man auch Xvid nehmen. Quantizer 3 oder 4 inkl. Quarter Pixel.

Durch den Rauschfilter wird womöglich sogar noch Bitrate eingespart. Farbkorrektur sieht bei mir immer so aus; Brightness leicht runter, Contrast leicht hoch. Dadurch werden Videos organischer, da die meisten Geräte meiner Meinung nach schlecht kalibriert sind.

Durch das Schärfen wirst du Konturen besser zur geltung bringen. Supersampling ist hilfreich um Farbwerte besser zusammen zu fassen.

Gewöhnliche Programme können nicht gut Skalieren. Entweder mit VirtualDub und dem Lanczos Resizer, oder per AviSynth arbeiten.

Das auf halbe Größe runter gerechnete Video sieht bestimmt auch nicht besser aus, als in Originalauflösung mit halber Bildgröße im Player abgespielt.
Nun, ich kann dir versichern das Supersampling auch mit Videos funktioniert. Hier ein Beispiel einer verkleinerung anhand 2er Bilder, die per 8xSupersampling verkleinert wurden:

http://www.abload.de/thumb/originaloonl.png (http://www.abload.de/image.php?img=originaloonl.png)

http://www.abload.de/img/compersionbfhc.png

[Gast]

Nun, ich kann dir versichern das Supersampling auch mit Videos funktioniert. Hier ein Beispiel einer verkleinerung anhand 2er Bilder, die per 8xSupersampling verkleinert wurden:

http://www.abload.de/thumb/originaloonl.png (http://www.abload.de/image.php?img=originaloonl.png)

http://www.abload.de/img/compersionbfhc.png

Und was soll daran besser sein? Das 2. Bild ist voller Schärfeartefakte.

[Peterxy]

Hochskalieren auf 8x, Deblocker anwenden, Farbe korrigieren, leicht rauschfilter reinjagen, leicht schärfen und auf die Auflösung deiner Wahl wieder herunterskalieren.
Wo soll der Sinn sein ein Ausgangsvideo ums 8x zu vergrössern? :confused:
Die Qualität eines Bildes wird doch nicht besser umso stärker bzw. mehr man es vergrössert.

Mit precise bicubic 60 ist man im vdub qualitätsmäßig normallerweise am besten aufgehoben, der im vdub integrierte Lanczos 3 Filter nimmt zuviel Details.
Wenn man solche Resize Filter wie Lanczos, Spline, Gauss, Area usw. dennoch nutzen will, sollte man das besser über ein externes Plugin oder script tuen so das man die Filter auch vernünftig einstellen kann. Was Rauschfilter u.ä. angeht, x.264 bringt onboard mehr als genug Möglichkeiten mit um leichte Artefakte, Rauschen etc. effektiv zu unterdrücken.
In 99% der Fälle braucht man keine zusätzlichen Filter, es sei denn das Ausgangsmaterial ist wirklich sehr schlecht. .... nur aus ner VHS wird man trotzdem nie HD Qualität zaubern können. :wink:

[Sentionline]

Und was soll daran besser sein? Das 2. Bild ist voller Schärfeartefakte.
Dann bist du beim Blur Filter besser aufgehoben.

Wo soll der Sinn sein ein Ausgangsvideo ums 8x zu vergrössern? :confused:
Weil die Farbwerte besser zusammengefasst werden können und die Schärfe besser zur geltung kommt. Steht doch alles oben, oder lesen verlernt? Bei höheren Auflösung angewendete Filter sehen bei Vergleinerung eines Videos besser aus, als wenn man die Videos in der nativen Auflösung bearbeitet.

[Peterxy]

Nicht alles was in dt. Sprache irgendwo öffentlich forenlesbar ist, muss Sinn ergeben.
Jeder weiß das Filter nicht nur unerwünschte, sondern teils auch erwünschte Informationen aus einem Bild nehmen.
Du bläst also deine xvids ums 8 hoch ums anschliessend zu verkleinern in Verbindung mit externen Deblockfilter, Rauschfiltern usw. die das Bild ausmatschen um anschliessend (über die verlorengegangenen bzw. von der Software interpolierten Bildinformationen :rolleyes: ) wieder mit einem Schärfefilter drüberzujagen. ähm ..

[Sentionline]

Ihr seid also echt in dem Glauben steckengeblieben das alle Filme die ihr schaut kein Postprocessing hinter sich haben und eure Homecams das perfekte Bild aufnehmen, die keiner Nachbearbeitung badarf um es zu verbessern? Man kann auch das Bild stabilisieren. Natürlich alles so Sachen, die keiner braucht, der kein Postprocessing nötig hat.

[Peterxy]

Du willst aber doch jetzt nicht etwa das Postprocessing was ein Film bei der Herstellung im Filmstudio hinter sich hat (wo man eine ganz andere Ausgangsqualität incl. Software hat!) mit dem eines J-MPEG konvertierten per vdub Freeware nach xvid in eine Stufe gleichsetzen.

[Sentionline]

Wieso beisst du dich jetzt auf VDub fest?

Wer bock hat kann sich für einpaar Stunden mal mit AviSynth beschäftigen. Das lohnt aber nur wenn man öfter Videos bearbeitet, deshalb hab ichs nicht in die Runde gebracht. Für die schnellen Resultate reicht VDub, da kann man wenigstens die Reihenfolge der Filterung festlegen.

Aber ich merk schon, ich sollte leute nicht erwiedern, die auch nix besseres vorschlagen. Mir wayne demnach. Meine Videos sind Clean.

[PatkIllA]

Wenn du da mit Filtern ran gehst, dann musst du das für jede Quelle und jede Szene auseinander nehmen und analysieren.
Am einfachsten die Auflösung beibehalten.

[Peterxy]

Aber ich merk schon, ich sollte leute nicht erwiedern, die auch nix besseres vorschlagen. Mir wayne demnach. Meine Videos sind Clean.
Es gibt nix vorzuschlagen, wer sich mit dem x264 was genauer beschäftigt und weiß was er in den codedsettings tut, wird in 99% der Fälle bei normallem Ausgangsmaterial gar kein wildes Sammelsurium an externen Filter brauchen.

Die Sache ist ganz einfach:
Schlechtes Ausgangsmaterial erzeugt schlechte Encodings
Gutes Ausgangsmaterial erzeugt gute Encodings
Und wenn du der Ansicht bist aus schlechtem Ausgangsmaterial mit was rauf/runtervergrössern incl. zig Filtern plötzlich die Supertrooper-Qualität zaubern zu können, dann magst du das vielleicht wirklich glauben - doch der Realtität entsprechen muss es deswegen noch lange nicht. :cool:

@PAtkilla hat es auch schon angeschnitten,
wer Might and Magic erwartet - müsste schon jedes bild einzeln bearbeiten.

[Geldmann3]

Vielleicht hilft dir der Quality Finder (http://hig5h.bplaced.net/Downloads/QualityFinder.zip) weiter.