Videokompression

Videokompression bezeichnet die Reduktion der Datenmenge eines digitalen Videos, indem redundante Informationen entfernt und irrelevante Details reduziert werden. Ziel ist es, Speicherbedarf und Bandbreite bei gleichzeitig akzeptabler visueller Qualität zu verringern.

Die Kompression erfolgt in verlustbehafteter und verlustfreier Form. Grundsätzlich werden zwei Arten von Redundanz ausgenutzt: räumliche Redundanz innerhalb einzelner Bilder durch Transformkodierung und Quantisierung, sowie zeitliche Redundanz zwischen aufeinanderfolgenden Bildern durch Bewegungskompensation und Vorhersage. Intra-Codierung speichert unabhängige Bilder, Inter-Codierung nutzt Vorhersagen zwischen Bildern. Anschließend wird die verbleibende Information mittels Entropie-Codierung (z. B. Huffman, CABAC/CAVLC) kompakt dargestellt. Farb- und Formataspekte, wie Chroma-Subsampling (etwa 4:2:0) und Farbraum YUV, beeinflussen ebenfalls die Effizienz.

Typische Codecs und Standards umfassen MPEG-2, MPEG-4 Part 2, H.264/AVC, H.265/HEVC, VP9 und AV1. Moderne Codierer kombinieren fortgeschrittene Frame- und Block-Vorhersagen, adaptive Quantisierung, robuste Entropie-Codierung sowie Hardwarebeschleunigung. Die Wahl des Codecs hängt von Anforderungen an Qualität, Latenz, Kompatibilität und Infrastruktur ab.

Anwendungen finden sich in Streaming (Adapterschnittstellen wie DASH, HLS), Broadcasting, Blu-ray bzw. digitalen Archiven sowie Videokonferenzsystemen. Dateiformate (Container) wie MP4, MKV oder WebM bündeln Video, Tonspuren, Untertitel und Metadaten.

Die Bewertung von Videoqualität erfolgt subjektiv sowie durch Algorithmen wie PSNR, SSIM oder VMAF. Die Entwicklung strebt eine höhere Kompression bei gleicher oder bessere visueller Qualität und geringerer Latenz an.