DivX

Thema: DivX
Fachbereich Medieninformatik
Hochschule Harz
DivX
Referat
Johannes Bastian
11038
Abgabe: 15.01.2007
Stand: Januar 2007
Autor: Johannes Bastian
Thema: DivX
Inhaltsverzeichnis
Einleitung / Vorwort.........................................................................................1
1 Grundlagen der Videokompression............................................................1
1.1 Redundanzreduktion.................................................................................1
1.2 Irrelevanzreduktion....................................................................................1
1.3 Weichzeichenr...........................................................................................1
2 Historische Entwicklung und Philosophie.................................................2
3 DivX Features................................................................................................2
4 Zusammenfassung.......................................................................................3
Quellen..............................................................................................................4
Literaturverzeichnis.........................................................................................4
Internetquellen................................................................................................4
Stand: Januar 2007
Autor: Johannes Bastian
Thema: DivX
Einleitung und Vorwort
DivX ist ein Video-Codec1 , eine Software, die zur Kodierung und Dekodierung von Videodateien genutzt wird. Diese
Software basiert ursprüng-lich auf der Entwicklung des MPEG4-Codec durch die Microsoft Corporation, wurde zunächst darauf aufbauend von der DivX Inc. weiter entwickelt und anschließend als eigenständige Software produziert.
Mit diesem DivX-Video-Codec wurden durch hohe Kompressionsraten bei gleichzeitig vergleichsweise guter Bildqualität der Videodateien Kapazitätsreduzierungen auf den Speichermedien möglich. Diese Nutzenvorteile führten zu einer
intensiven Nutzung der Software weltweit.
Bei der folgenden Darstellung des DivX-Verfahrens wird zunächst auf die grundsätzlichen Techniken der Videokompression eingegangen, um anschließend die spezifischen Eigenschaften von DivX zu erläutern. Danach folgt eine
kurze Dokumentation der Historie der DivX-Entwicklung, anhand derer sich Aspekte der Software-Entwicklung aufzeigen lassen.
1. Grundlagen der Videokomprimierung
Nicht komprimierte Videodateien erfordern bei der Datenspeicherung und bei der Wiedergabe erheblichen Speicherbedarf. Eine Verringerung des Datenvolumens kann durch eine Kompression der (Video-)Daten erreicht werden. Die
bei der Kompression angewandten Verfahren, basieren auf Techniken, die redundante und irrelevante Daten beseitigen. Dabei ermöglicht es die Kompression, dass möglichst alle relevanten Informationen vollständig erhalten bleiben
(verlustfreie Kompression). Die theoretischen Grundlagen dieser Techniken wurden von Claude Shannon´s Ausführungen zur Informationstheorie bereits 1948 gelegt.2
1.1 Redundanzreduktion
Ein Video besteht physikalisch aus einer Ansammlung von Signalen. Ein Teil der Signale enthält redundante Informationen (wiederholt aufgeführte Informationen, die gegenüber bereits vorhandenen Informationen keinen Neuigkeitswert darstellen), die verzichtet werden können. Auf der Empfängerseite der Videodatei können die Informationen dieser Teilsignale ergänzt und wieder zusammengefügt werden. Damit entfällt bei der Speicherung der Teil der
Signale, die redundante Informationen enthalten. Somit gelingt eine Datenreduktion durch den Verzicht auf redundante Informationen.
1.2 Irrelevanzreduktion
Die Irrelevanzreduktion nutzt die eingeschränkten audio-visuellen Wahrnehmungseigenschaften des Menschen, um
auf die Speicherung von Daten zu verzichten. So werden z.B. auditive Daten nicht gespeichert bzw. übertragen, die
ohnehin für den Menschen nicht wahrnehmbar sind (so z.B. Tonsignale ober- und unterhalb der Hörschwelle). Auch
visuellen Informationsbereiche, die vom menschlichen Auge nicht oder nur begrenzt wahrgenommen werden können (z.B. geringe Farb- und/oder Helligkeitsveränderungen), werden nicht gespeichert bzw. auf deren Übertragung
wird verzichtet. Trotz verringerter Datenmenge sind somit für die menschliche Wahrnehmung vollständige Informationen vorhanden.
1.3 Weichzeichner
Mit dem „Weichzeichner“ (engl. „blur“), der vor dem eigentlichen Encoding-Prozess angewendet wird, erreicht man
ebenfalls eine Reduzierung der Datenmenge in dem eine Verringerung der Kontraste im zu bearbeitenden Material
herbeigeführt wird.
1 Der Begriff Codec setzt sich zusammen aus den englischen Begriffen Compressor und Decompressor zusammen
2 Claude Elwood Shannon: A Mathematical Theory of Communication (1948).
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2. Historische Entwicklung und Philosophie
Die Grundlagen der Entwicklung einer effizienten Videokompression legten der Franzose Jerome Rota (alias Gej) und
der Deutsche „Max Morice“ Ende der 90er Jahre des letzten Jahrhunderts. Ihre Idee war es, den damals neu veröffentlichten MPEG4-Videocodec der Microsoft Corporation umzuschreiben und zu erweitern. Kurzum: es gelang den
Videocodec „zu hacken“. Im Jahre 1999 wurde „DivX ;)“ veröffentlicht3 und die bereits vorher kommunizierten Erwartungen hinsichtlich verbesserter Datenkompression erfüllten sich: der Codec konnte Kompressionsraten realisieren, die
wesentlich höher lagen als mit der bisherigen Technologie der DVD-Produktion.
Der Name „DivX“ (zunächst „DivX ;)“ leitete sich von der US-amerikanischen Filmfirma Distributive Video Express
(abgekürzt DIVX) ab, die mit ihrem Video-Verleih-Service gescheitert war. Der ironisch gemeinte Zusatz „;)“ entfiel nach
kurzer Zeit, da Jerome Rota beschloss, die (Microsoft basierte) Software nicht nur zu verbessern, sondern komplett
neuen Kompressionscodec zu programmieren.
Im Jahre 2000 wurde darauf hin von der Programmierergruppe um Jerome Rota ein neues Unternehmen gegründet (
DivXNetworks), dem mit es mit Investorengeldern ausgestattet im 2001 gelang, den DivX 4 Codec zu veröffentlichten.
Mit der anschließenden Version DivX 5 gelang dem Unternehmen eine erfolgreiche Markteinführung. Mittlerweile ist es
dem Unternehmen DivXNetworks mit den aktuellen DivX-Versionen gelungen, dass das Videoformat zu einem Standardverfahren zu etablieren, das auf vielen DVD-Playern verfügbar ist.
Die Philosophie der Weiterentwicklung von MPEG4 basierte auf der Idee, mit einem streaming-fähigen, hochkomprimierten Codec Anwendungen wie Video-On-Demand realisieren zu können. Dies bedeutet, dass Werkzeuge und
Anwendungen der visuellen Technik nicht nur im Rahmen der kommerziellen Unterhaltungsindustrie nutzbar gemacht
werden, sondern im Bereich von Communities auch den Endnutzer zur Verfügung gestellt wird. Durch diese technische
Innovation sieht die Unterhaltungs-industrie ihre Marktposition zumindest in Teilmärkte bedroht, weil dieses
Kompressionsverfahren einen erleichterten Austausch von Videos von „peer-to-peer“ über das Internet ermöglicht.
Abb.: DivX-Hauptfenster
3. DivX Features4
DivX kann als frei zugängliche Software („Freeware“) mit eingeschränkter Funktionalität genutzt werden. Diese Software beinhaltet wesentliche Features zur Komprimierung und Konvertierung von Videodateien. Aus diesem Grunde
werden hier die Kernfunktionen kurz beschrieben.
3 Vgl.: http://www.channelpartner.de/consumerelectronics/ce-wissen/637459/index.html (Zugriff am 24. November 2006)
4 Die Beschreibung der folgenden Features basiert auf http://www.divx-digest.com/articles/divx6_setup_page1.html (Zugriff am 23.November 2006)
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1-Pass-Encoding ist ein Verfahren, um Videodateien zu komprimieren und im selben Verfahren zu speichern in einer
vergleichsweise geringen Zeitdauer. Dieser Komprimierungs-prozess ermöglicht es, dass mit einer konstanten Datenrate (Constant Bit Rate = CBR) sogar bei Live-/Echt-zeitvideos verarbeitet werden. Die konstante Datenrate bewirkt
zwar eine hohe Bildqualität, lässt sich jedoch nur mit einer entsprechend hohen Speicherkapazität realisieren.
Das Multipass-Encoding unterstützt die Analyse der Videoquellen-Materialien und dokumentiert den Videostream in
einer Log-Datei. Dieser dokumentierte Videostream wird mit einer hohen Bitrate erstellt, um Bildsequenzen
( „bewegten Bilder“) erfassen zu können. Auf Basis der kodierten Informationen gelingt es dem Encoder die Bitrate
an die Bildsequenzen so anzupassen, dass einerseits die Daten reduziert werden können, andererseits aber für eine
gleichbleibende Qualität gesorgt wird.
Mit Encode Mode kann der Anwender auswählen, welches Encoding-Verfahren genutzt werden soll. Darüber hinaus
können die Bitrate vorgegeben und die Quantisierungsstufen bestimmt werden.
Abb.: Bitrate-Calculator
Der Bit-Rate Calculator ermöglicht es, bei gegebenem Speichervolumen die entsprechende Bitrate5 zu errechnen.
Der Anwender kann durch die automatische Anpassung der Bitrate ein Video auf das Volumen eines Speichermediums
zuschneiden.
Mit der Option Psychovisual Enhancement gelingt es dem DivX-User hinsichtlich der Irrelevanzreduktion (vergl. 2.2)
auf Datenspeicherung für den Menschen nicht wahrnehmbarer auditiver und visueller Effekte zu verzichten. Damit ist
eine gezielte Datenkompression möglich.
4. Zusammenfassung
Der Datenkompressionssoftware DivX gelingt es, durch eine hohe Datenkompression eine gute Bildqualität bei der
Präsentation von Videos zu erzielen. Dies wird realisiert, indem durch die Flexibilität der Einstellung der Bitrate eine
hohe Datenkompression erreicht und zusätzlich durch Erhöhung der Bitrate auf bis zu 6000 Kbits (gegenüber den von
MPEG4 verwendeten 256 Kbit/s) eine gute Bildqualität gewährleistet wird.
5 Unter der Bitrate versteht man die Übertragungsmenge von Daten in einem bestimmten Zeitraum.
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Quellenverzeichnis
1. Literatur
Beneke A., Hemmeter, M. (2003): DivX 5.x zum Nachschlagen, Köln.
Thiemann, J.; Kürten, O.; Wagenknecht, A. (2001): DivX & MPEG Xtreme, Düsseldorf.
Tochtenhagen, J. (2002): DivX und Video-CD, Düsseldorf.
2. Internet
Bruegmann, U. (2006): DivX R.T.F.M. – DivX 6
http://www.sharewareebooks.com/eBooks/BDC5477108F74E16A2FDA9DDE4318883.dnl’ (Zugriff am 26. November)
Digital Digest (2005): DivX 6 Setup Guide
http://www.divx-digest.com/articles/divx6_setup_page1.html
(Zugriff am 28. November 2006)
o.V. (o.J.): DivX Schnellstarthandbuch download.divx.com/guides/QuickStart-DE.pdf (Zugriff am 24. November 2006)
o.V. (o.J.): The Official DivX 5.2 Guide
http://ftp.freenet.de/pub/filepilot/windows/multimedia/video/divx/ebook/DivXUserGuide521-de.exe (Zugriff am 24. November 2006)
o.V. (2005o.): Was ist eigentlich DivX? http://www.channelpartner.de/consumerelectronics/ce-wissen/637459/index.
html (Zugriff am 24. November 2006)
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