Ziel dieser Kodierversuche

Bei der Suche nach optimalen Parametereinstellungen zur Erstellung einer DivX- oder anderen Mpeg4-Datei stösst man im Internet auf unzählige Tips, Erfahrungswerte und Hinweise. Ein Eindruck verfestigt sich sehr rasch: es gibt kein optimales Rezept, dass alle Wünsche erfüllt. Je nach gewünschter Qualitätsstufe oder Dateigröße des Ergebnisses müssen andere Kompromisse eingegangen werden, die auch noch von der Art des Ausgangs-Filmmaterials abhängen. Wichtigste Parameter zur Optimierung des Ergebnisses sind dabei Bitrate zur Kodierung und Auflösung der Zieldatei.

Ich besitze einen DVD-Rekorder, der 4 Stunden TV in einer Auflösung von 352*576 Pixeln und einer Bitrate von 2,5 Mbps im Mpeg2-Format aufnehmen kann. Diese Qualität ist für mich ausreichend und soll als Maßstab dienen. Finden wollte ich nun eine Kodiereinstellung, die diese Qualität bei möglichst kleiner Dateigröße erreichen kann.

Durchführung

Ich habe drei zufällig aufgewählte Szenen aus drei ganz unterschiedlichen Filmen mit einer Länge von je 30sec hergenommen. Kodiert wurden die Ausschnitte in 24 verschiedenen 4:3-Auflösungen von 768*576 bis 32*24, verkleinert wurde die Auflösung in 32*24er-Schritten. Jede Auflösung wurde dabei mit 3000, 2500, 2000, 1500, 1000 und 500 Bps kodiert. Als Mpeg4-Codec wurde der Codec der ffmpeg-Codecfamilie (libavcodec) genutzt, zur Kodierung der Mencoder, die Kodierung erfolgte im Two-Pass-Modus. Zusätzlich wurde noch ein einfacher Deinterlacing-Filter genutzt. Die Tonspur wurde mit lame und 192er-Bitrate kodiert. Die Bildqualität des Ergebnisses wurde als subjektiver Eindruck am PC mit Monitor-Auflösung von 1280*1024 Pixeln bewertet, teilweise zusätzlich an einem TV-Bildschirm mit 1366*768 Pixeln.

Die Kommandozeile für Mencoder sah als Beispiel so aus:

mencoder original.mpg -ovc lavc -lavcopts vcodec=mpeg4:vbitrate=500:vpass=1 -ffourcc DX50 -oac mp3lame -lameopts cbr:br=192 -vf pp=lb,scale -zoom -xy 768 -o 768-576.avi -ss 20:50 -endpos 0:30

Ergebnisse

Zuerst wurde der Einfluss der Auflösung der Zieldatei auf die Dateigröße betrachtet. Die drei Videoszenen wurden mit einer Bitrate von 2500 Bps kodiert. Abbildung 1 zeigt, dass die Originalszenen im Mpg2-Format durchschnittlich ca. 8200 KB groß waren (cop). Das Mpg4-Kodierergebnis bei voller Auflösung von 768*576 Px war sogar etwas größer, danach viel die Dateigröße auf ca. 830 KB bei der winzigen Auflösung von 32*24 Px.

Die subjektive Qualitätseinschätzung dieser ersten Kodierversuche ist in Abbildung 2 dargestellt. Den Videodateien wurden nach Ansicht am PC-Monitor Qualitätspunkte von 1 (schlecht) bis 3 (gut) gegeben. Bis zu einer Auflösung von 640*489 Px war kein Qualitätsunterschied zum Original (copy) erkennbar, bei geringeren Auflösungen sank die Video-Qualität erwartungsgemäß. Mit 640*489 Px konnte die Dateigröße allerdings nur auf etwa 6500 KB verkleinert werden (siehe Abbildung 1).

Als nächstes wurden nun alle Filmszenen in allen Auflösungen mit den Bitraten 3000 bis 500 Bps kodiert, um bei gleicher Qualität mögliche weitere Dateiverkleinerung zu erreichen (Abbildung 3). In der Grafik entspricht jede Linie einer Auflösung der Videodatei, wobei die Filmbreite in Px in der Legende angegeben ist. Die horizontale orangene Linie entspricht der Größe der Originaldatei (copy), die nicht kodiert wurde. Dabei konnte bei einer Bitrate von 1500-1000 Bps eine Dateigröße von ca. 5500-4500 KB erreicht werden, wobei eine höhere Auflösung des Videos kaum noch eine Rolle spielte. Sehr gering aufgelöste Mini-Videos dagegen konnten durch niedrige Bitraten kaum noch verkleinert werden.

Die Qualität all dieser Videos mit unterschiedlicher Auflösung und Bitrate wurde nun wie oben am PC-Monitor beurteilt (Abbildung 4). Dabei war bis zu einer Auflösung von 704*528 Pixeln und bis zu einer Bitrate von 1000 Bps kein Qualitätsverlust erkennbar. Das würde einer Dateigröße von etwa 4400 KB entsprechen.

Zuletzt wurden dann noch ausgewählte Ergebnisse (Auflösung 736*552, 704*528 und 672*504, Bitrate 3000-500 Bps) am TV getestet und die Qualität bewertet. Bei der höheren Auflösung des TV-Screens waren dabei Qualitäts-Unterschiede etwas besser erkennbar (Abbildung 5). Anders als bei dem Test oben am PC-Monitor sank nun bei Bitraten bis 1000 Bps die Bildqualität etwas, 500 Bps zeigten wieder einen deutlichen Qualitätsabfall. Eine Bildqualität ähnlich dem Original wurde noch erreicht bei 704*528 Pixeln und 2500 Bps, was nur einer Dateiverkleinerung von 8200 KB auf 7300 KB entspricht.

Fazit

Eine Original-DVD hat eine sehr gute Bildqualität. Als Maßstab aber habe ich hier die etwas schlechtere Qualität einer DVD mit anamorpher Auflösung von 352*576 Pixeln und einer Bitrate von 2,5 Mbps angelegt. Dieses Format spuckt ein einfacher DVD-Rekorder aus und sollte für einen Normalverbraucher völlig ausreichen. Eine sehr ähnliche Bildqualität erreicht auch eine Mpeg4-Datei mit einer Auflösung von 704*528 Pixeln und einer Bitrate von ebenfalls 2500 Bps bei nocheinmal um etwas 10% kleinerer Dateigröße. Diese Werte habe ich an drei völlig unterschiedlichen Filmszenen getestet und können wahrscheinlich als Ausgangsbasis für eine gute Mpeg4-Filmqualität genutzt werden.