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Multiview Video Coding MVC ist eine Ergänzung zum Videokompressionsstandard H 264 MPEG 4 AVC für stereoskopische Anwendu

Multiview Video Coding

Multiview Video Coding (MVC) ist eine Ergänzung zum Videokompressionsstandard H.264/MPEG-4 AVC für stereoskopische Anwendungen.

Rahmenabfolge bei MVC mit fünf Videokanälen

Beschreibung Bearbeiten

Nach den bereits im Jahre 2005 patentierten Entwicklungen, stereoskopische Videoaufnahmen mit MPEG-2-Kodierungen zu realisieren, wurde von der Moving Picture Experts Group und dem Joint Video Team gemeinsam der Multiview-Video-Coding-Standard entwickelt, um auch Signale von mehreren simultan aufgenommenen Videokameras in einem Codec abspeichern zu können. Im Juli 2008 hat die Moving Picture Experts Group offiziell die Ergänzung des Standards Advanced Video Coding (AVC) zum Multiview Video Coding verabschiedet.

Anwendungen Bearbeiten

Anwendungen sind insbesondere das 3D-Fernsehen und das stereoskopische Betrachten von Spiel- und Trickfilmen. Auch für Anwendungen der virtuellen Realität, wie das sogenannte Free Viewpoint Video (FVV) beziehungsweise das Free Viewpoint Television (FTV), bei dem der Betrachter seinen Standpunkt und die Betrachtungsrichtung selber bestimmen kann, kann der Standard angewendet werden.

Wiedergabe Bearbeiten

Das Multiview Video Coding ist dabei unabhängig vom Wiedergabeverfahren, kann also zum Beispiel mit digitalen Bildschirmen oder Projektoren wiedergegeben werden. Um die Bilder zu betrachten, werden meist Shutterbrillen verwendet, die die Bilder mit Hilfe von elektronisch steuerbaren Flüssigkristallschichten abwechselnd auf die beiden Augen des Betrachters lenken. Die Wechselfrequenz ist dabei so hoch, dass sie vom Betrachter nicht bemerkt wird.

Alternativ gibt es Verfahren, die die beiden stereoskopischen Bilder zum Beispiel mit zwei Projektoren gleichzeitig mit senkrechten Polarisationsrichtungen erzeugen, so dass diese mit Polarisationsbrillen betrachtet werden können, die mit zwei senkrecht zueinander ausgerichteten Polarisationsfiltern und demzufolge ohne elektronische Hilfsmittel ausgestattet sind.

Auch für mobile Wiedergabegeräte sind entsprechende Entwicklungen in Arbeit.

Weiterhin kann MVC auch für die Betrachtung von dreidimensionalen Bildern ohne Hilfsmittel verwendet werden. Hierbei wird der Tiefeneindruck durch Autostereoskopie erzeugt.

Open-Source-Software Bearbeiten

Seit 2011 hat die Verbreitung von MVC-kodiertem Videomaterial durch die Blu-ray Disc 3D sowie durch 3D-Camcorder der Firma Sony zugenommen.

Wegen der Patente auf den MVC Codec gab es zunächst nur kommerzielle Software, die das Dekodieren bzw. Erstellen von MVC-Videos ermöglicht. Seit Ende 2013 gibt es ein Kommandozeilen-Programm mit Namen FRIM, geschrieben von einem Software-Entwickler namens "videohelp3d". Damit können MVC-Videos in ein anderes Format und in Clips für jeweils das linke und rechte Auge umgewandelt werden.

So populär Open-Source-H.264- und HEVC (H.265)-Dekoder auch sind und in den FFmpeg- und Libav-Bibliotheken vorkommen, ignorieren sie doch einfach die zusätzliche Information für den zweiten (rechtsäugigen) View und stellen ihn für stereoskopische Views nicht dar. In den meisten Fällen wurde in der Software-Designphase für die Kernfunktionalität von H.264- und HEVC-Dekodern eine mögliche Erweiterung auf MVC nicht genügend berücksichtigt. Dies zieht nachträgliche aufwendige Umstellungen des Programm-Codes (Refactoring) und große Änderungen an der vorliegenden Software-Architektur nach sich. Hierbei sind Aktivitäten, wie Entwirren und Neuanordnung von gewachsenem Quellcode, ebenso durchzuführen wie das Aufspalten verschiedener Funktionen in vorhandenem Dekoder-Quellcode in kleinere Einheiten, um Software-Erweiterungen wie die MVC-Unterstützung einfacher hinzufügen zu können.

Im Rahmen von Forschungsarbeiten wurden bestehende Dekoder zwar um MVC-Unterstützung erweitert, jedoch flossen deren Ergebnisse bisher nicht in den Haupt-Entwicklungszweig für offizielle Releases von FFmpeg oder Libav ein.

Mit der Veröffentlichung der Version 0.98 der DirectShow Media Splitter and Decoders Collection LAV Filters am 8. März 2016 durch den Autor "Nevcairiel" – der auch an dem Media Player Classic – Home Cinema (MPC-HC) arbeitet – verbesserte sich die Situation. Denn diese Version unterstützt das Demultiplexen und Dekodieren von H.264 MVC 3D. Mit Hilfe dieser Version und FRIM ist es möglich, ein AviSynth-Skript zu schreiben, welches einen H.264-MVC-3D-Videoclip beim Öffnen in eine Nebeneinander-Ansicht umwandelt. Diese kann dadurch von dem freien 3D-Video-Player Bino geöffnet und dann als beispielsweise als Rot-Cyan-Anaglyph-3D-Video dargestellt werden.

Die Verwendung des AviSynth-Plug-in (FRIMSource) ist auf der "videohelp3d"-Homepage beschrieben. LAV Filters kann verwendet werden, um den Ton des Original-MVC-Videoclips zu verwenden. Dessen Entwickler bekräftigte seine Absicht, in einem zukünftigen Release eine direkte Umwandlung eines MVC-Videoclips (d. h. ohne den Umweg über AviSynth) in eine Nebeneinander-Ansicht zur Verfügung zu stellen.

Weblinks Bearbeiten

Einzelnachweise Bearbeiten

  1. Patentanmeldung WO2005083636A1: Method and System for Digital Coding 3D Stereoscopic Video Images. Angemeldet am 27. Februar 2004, veröffentlicht am 9. September 2005, Anmelder: TD Vision Corp S.A. de C.V., Erfinder: Manuel Rafael Gutièrrez Novelo.‌
  2. (Memento des Originals vom 3. März 2016 im Internet Archive)  Info: Der Archivlink wurde automatisch eingesetzt und noch nicht geprüft. Bitte prüfe Original- und Archivlink gemäß Anleitung und entferne dann diesen Hinweis.@1@2Vorlage:Webachiv/IABot/www.merl.com
  3. Technologies – Introduction to 3D Video
  4. (Memento des Originals vom 30. Mai 2009 im Internet Archive)  Info: Der Archivlink wurde automatisch eingesetzt und noch nicht geprüft. Bitte prüfe Original- und Archivlink gemäß Anleitung und entferne dann diesen Hinweis.@1@2Vorlage:Webachiv/IABot/research.nokia.com
  5. http://www.videohelp.com/software/FRIM Videohelp download page Abgerufen am 30. März 2016
  6. http://forum.doom9.org/showthread.php?t=169651 developers page of "videohelp3d" Abgerufen am 30. März 2016
  7. blogs.gentoo.org/lu_zero/2014/04/04/the-road-to-mvc/ The road to MVC
  8. http://www.nt.uni-saarland.de/fileadmin/file_uploads/theses/master/Optimized_implementation_of_a_MVC_decoder.pdf Jochen Britz – Optimized implementation of an MVC decoder – Master’s Thesis in Computer and Communication Technology
  9. https://github.com/Britz/FFmpeg Britz – In terms of my master thesis, I work on a H.264 MVC implementation in libvacodec based on H.264 Annex H.
  10. https://github.com/Nevcairiel/LAVFilters GitHub repository des Projekts LAV Filters Abgerufen am 30. März 2016
  11. http://bino3d.org/index.html Home page of Bino - a free 3D video player Abgerufen am 30. März 2016
  12. http://forum.doom9.org/showthread.php?t=156191&page=1029 Entwickler-Homepage von "Nevcairiel" (am Seitenende) Abgerufen am 30. März 2016
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Veröffentlichungsdatum:
Multiview Video Coding MVC ist eine Erganzung zum Videokompressionsstandard H 264 MPEG 4 AVC fur stereoskopische Anwendungen Rahmenabfolge bei MVC mit funf VideokanalenInhaltsverzeichnis 1 Beschreibung 2 Anwendungen 3 Wiedergabe 4 Open Source Software 5 Weblinks 6 EinzelnachweiseBeschreibung BearbeitenNach den bereits im Jahre 2005 patentierten Entwicklungen stereoskopische Videoaufnahmen mit MPEG 2 Kodierungen zu realisieren 1 wurde von der Moving Picture Experts Group und dem Joint Video Team gemeinsam der Multiview Video Coding Standard entwickelt um auch Signale von mehreren simultan aufgenommenen Videokameras in einem Codec abspeichern zu konnen Im Juli 2008 hat die Moving Picture Experts Group offiziell die Erganzung des Standards Advanced Video Coding AVC zum Multiview Video Coding verabschiedet 2 Anwendungen BearbeitenAnwendungen sind insbesondere das 3D Fernsehen und das stereoskopische Betrachten von Spiel und Trickfilmen 3 Auch fur Anwendungen der virtuellen Realitat wie das sogenannte Free Viewpoint Video FVV beziehungsweise das Free Viewpoint Television FTV bei dem der Betrachter seinen Standpunkt und die Betrachtungsrichtung selber bestimmen kann kann der Standard angewendet werden Wiedergabe BearbeitenDas Multiview Video Coding ist dabei unabhangig vom Wiedergabeverfahren kann also zum Beispiel mit digitalen Bildschirmen oder Projektoren wiedergegeben werden Um die Bilder zu betrachten werden meist Shutterbrillen verwendet die die Bilder mit Hilfe von elektronisch steuerbaren Flussigkristallschichten abwechselnd auf die beiden Augen des Betrachters lenken Die Wechselfrequenz ist dabei so hoch dass sie vom Betrachter nicht bemerkt wird Alternativ gibt es Verfahren die die beiden stereoskopischen Bilder zum Beispiel mit zwei Projektoren gleichzeitig mit senkrechten Polarisationsrichtungen erzeugen so dass diese mit Polarisationsbrillen betrachtet werden konnen die mit zwei senkrecht zueinander ausgerichteten Polarisationsfiltern und demzufolge ohne elektronische Hilfsmittel ausgestattet sind Auch fur mobile Wiedergabegerate sind entsprechende Entwicklungen in Arbeit 4 Weiterhin kann MVC auch fur die Betrachtung von dreidimensionalen Bildern ohne Hilfsmittel verwendet werden Hierbei wird der Tiefeneindruck durch Autostereoskopie erzeugt Open Source Software BearbeitenSeit 2011 hat die Verbreitung von MVC kodiertem Videomaterial durch die Blu ray Disc 3D sowie durch 3D Camcorder der Firma Sony zugenommen Wegen der Patente auf den MVC Codec gab es zunachst nur kommerzielle Software die das Dekodieren bzw Erstellen von MVC Videos ermoglicht Seit Ende 2013 gibt es ein Kommandozeilen Programm mit Namen FRIM 5 geschrieben von einem Software Entwickler namens videohelp3d 6 Damit konnen MVC Videos in ein anderes Format und in Clips fur jeweils das linke und rechte Auge umgewandelt werden So popular Open Source H 264 und HEVC H 265 Dekoder auch sind und in den FFmpeg und Libav Bibliotheken vorkommen ignorieren sie doch einfach die zusatzliche Information fur den zweiten rechtsaugigen View und stellen ihn fur stereoskopische Views nicht dar In den meisten Fallen wurde in der Software Designphase fur die Kernfunktionalitat von H 264 und HEVC Dekodern eine mogliche Erweiterung auf MVC nicht genugend berucksichtigt Dies zieht nachtragliche aufwendige Umstellungen des Programm Codes Refactoring und grosse Anderungen an der vorliegenden Software Architektur nach sich Hierbei sind Aktivitaten wie Entwirren und Neuanordnung von gewachsenem Quellcode ebenso durchzufuhren wie das Aufspalten verschiedener Funktionen in vorhandenem Dekoder Quellcode in kleinere Einheiten um Software Erweiterungen wie die MVC Unterstutzung einfacher hinzufugen zu konnen 7 Im Rahmen von Forschungsarbeiten wurden bestehende Dekoder zwar um MVC Unterstutzung erweitert jedoch flossen deren Ergebnisse bisher nicht in den Haupt Entwicklungszweig fur offizielle Releases von FFmpeg oder Libav ein 8 9 Mit der Veroffentlichung der Version 0 98 der DirectShow Media Splitter and Decoders Collection LAV Filters 10 am 8 Marz 2016 durch den Autor Nevcairiel der auch an dem Media Player Classic Home Cinema MPC HC arbeitet verbesserte sich die Situation Denn diese Version unterstutzt das Demultiplexen und Dekodieren von H 264 MVC 3D Mit Hilfe dieser Version und FRIM ist es moglich ein AviSynth Skript zu schreiben welches einen H 264 MVC 3D Videoclip beim Offnen in eine Nebeneinander Ansicht umwandelt Diese kann dadurch von dem freien 3D Video Player Bino 11 geoffnet und dann als beispielsweise als Rot Cyan Anaglyph 3D Video dargestellt werden Die Verwendung des AviSynth Plug in FRIMSource ist auf der videohelp3d Homepage beschrieben LAV Filters kann verwendet werden um den Ton des Original MVC Videoclips zu verwenden Dessen Entwickler 12 bekraftigte seine Absicht in einem zukunftigen Release eine direkte Umwandlung eines MVC Videoclips d h ohne den Umweg uber AviSynth in eine Nebeneinander Ansicht zur Verfugung zu stellen Weblinks 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