Videokompressoren

Das Joint Video Team (JVT), ein Gemeinschaftsprojekt der International Telecommunication Union (www.itu.int/ITU-T) und der ISO/IEC-Organisationen, präsentierte Anfang September eine Vorabfassung der sehnlich erwarteten MPEG-4-Erweiterung H.264 (auch ‘MPEG-4 Part 10’ genannt). Das gegenüber MPEG-4 verbesserte Videokompressionsverfahren verspricht - ähnlich wie Windows Media 9 - bereits bei Datenraten von 1 MBit/s DVD-Qualität und wird daher auch unter dem Begriff ‘Advanced Video Coding’ (AVC) geführt.

Das Verfahren fasst die zuvor konkurrierenden Entwicklungen MPEG-4 und H.26L (Improved Video Coding for Multimedia Communication) zusammen und soll offiziell in den MPEG-4-Videostandard einfließen. Zudem wird es aller Voraussicht nach auch in den europäischen DVB-Standard aufgenommen.

Die höhere Kodiereffizienz und damit höhere Komplexität von H.264 erfordert allerdings weit mehr Rechenleistung als MPEG-4, laut EE Times (www.eetimes.com) verlangt das Dekodieren etwa die doppelte bis dreifache Anzahl an ausgeführten Befehlen.

Mit dem ersten lauffähigen H.264-Codec erzielte die kanadische Firma Videolocus tatsächlich DVD-Qualität bei einer Übertragungsrate von knapp unterhalb 1 MBit/s. Das System besteht aber aus einem Pentium-4-Rechner, der zur Unterstützung eine PCI-Karte mit FPGAs erhält, die den Großteil der En- und Dekodierung der Videos übernehmen. Dem PC obliegt es vor allem, die kodierten Daten zu speichern oder über ein Netzwerk zu versenden. Videolocus sieht in seinem Produkt deshalb primär eine Entwicklerplattform, um die Möglichkeiten des neuen Standards in echten Anwendungen zu erkunden oder um andere H.264-Codecs zu testen.

Kodier-Helferlein

Ein reine Software-Lösung hat das Berliner Heinrich-Hertz-Institut für Nachrichtentechnik parat. Einem Pentium-4-PC gelingt es damit allerdings noch nicht, ein H.264-Video in Echtzeit abzuspielen. Ende des Jahres soll es dann aber so weit sein. Die mit dem Software-Codec gewonnene Erfahrung will das Institut für die Entwicklung eines Hardware-Codec einsetzen, der gemeinsam mit der hannoverschen Chipschmiede sci-worx entstehen soll. Beide verbindet bereits die Arbeit an einem MPEG-4-Chip für Mobiltelefone, der mit QCIF- und CIF-Auflösungen klarkommt.

Die Rechenleistung eines Pentium 4 reicht für den ersten H.264-Videocodec nicht. Für das De- oder Enkodieren in Echtzeit ist derzeit noch die Hilfe einer PCI-Karte nötig.

Digitalen Videorecordern sowie Videokonferenz- und Überwachungssystemen will Texas Instruments mit dem Signalprozessor DM642 zu den neuen Kompressionsstandards verhelfen. Den Entwicklern hilft das Unternehmen dabei mit Software-Bibliotheken, die optimierte Fassungen der gebräuchlichsten Codecs wie MPEG-4, H.263 oder sogar H.26L enthalten. Dazu gesellen sich VP4 von On2 Technology, RealVideo/-Audio, Windows Media 9 sowie AC3- oder MP3-Audio-Codecs.

Set-Top-Boxen leicht gemacht: Texas Instruments verbindet einen Signalprozessor mit Videoeingängen und beschleunigt die Entwicklung mit fertigen Codec-Bibliotheken.

Bei 600 MHz Takt soll der Chip zwei MPEG-4-Streams mit vollständiger Main-Profile-at-Main-Level-Qualität (MP@ML) in Echtzeit enkodieren oder vier Streams dekodieren können. Und obwohl H.264 noch nicht auf der Liste der unterstützten Codecs steht, sollte der DM642 genug Reserven bieten, um zumindest einen einzelnen Stream zu en- oder dekodieren.

Zum Empfang der Videos hat der DM642 drei digitale Ports mit 16/20-Bit an Bord, die sich jeweils auch als 8/10-Bit-Doppel betreiben lassen. Für die Tonausgabe sorgen acht digitale Stereoausgänge mit 192 kHz. Im Herzen des Systems arbeitet ein zur C64x-DSP-Familie kompatibler Prozessorkern, der bei 600 MHz bis zu 4800 MIPS leisten soll. Dem Chip spendierte TI zudem einen 100-MBit-Ethernet-, einen PCI-66- (32 Bit) und einen 64-Bit-Speichercontroller für bis zu 1 GByte SDRAM.

Erfreulich ist die geringe Leistungsaufnahme des Prozessors, der sich bei 600 MHz mit ein bis zwei Watt begnügen soll. Erste Muster will Texas Instruments im März ausliefern, die Serienfertigung soll im Herbst 2003 anlaufen. Das Unternehmen zielt auf einen Preis von 45 US-Dollar für die langsamere und 61 US-Dollar für schnellere Ausführung (ab 10 000 Stück).

Video per Funk

Der möglichst optimalen Übertragung mehrerer Videostreams, auch per Funk, hat sich das kanadische Startup ViXS Systems verschrieben und liefert auch schon erste Muster ihres ‘Xcode’ getauften Chips aus. Um bei WLAN stark schwankenden Übertragungsraten Herr zu werden, passt der Baustein die verwendeten Bitraten und Formate (MPEG-2 oder -4) laufend der verfügbaren Bandbreite an. Dabei versucht er, das empfangende Gerät zu klassifizieren, um nicht einem PDA mit kleinem Display ein Video in voller Auflösung zu senden. Um eine gesicherte Übertragung zu unterstützen, stehen eingebaute DES-, Triple-DES- und AES-Verschlüsselungsalgorithmen bereit.

Eine drahtgebundene Anwendung findet der Chip, wenn das von manchen Kabelgesellschaften betriebene Pay-On-Demand (bei dem auf gesperrten Kanälen regelmäßig dieselben Filme laufen und der Kunde fürs Zuschauen bezahlt) durch echtes Video-On-Demand abgelöst wird, und jeder der vielleicht hundert Kunden an einer Leitung seinen persönlichen Videostream erhält. Hier wandelt der Xcode das meist in MPEG-2 vorliegende Material und sendet es je nach verfügbarer Bandbreite in unterschiedlicher Qualität. Schauen zu viele gleichzeitig fern, leidet die Bildqualität. (hes) (ole)