Innovationsgrad

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Marktreife2009

Die Vielfalt bei den Übertragungswegen für Fernsehprogramme, Kinofilme und Videos stellen für die Anbieter nicht nur neue Verbreitungschancen dar, sondern sind für sie auch eine technische Herausforderung. Denn selbst wenn dank DSLund Kabelmodems mehrere Megabits pro Sekunde in viele Haushalte übertragen werden können und im drahtlosen UMTS-Netz Luftschnittstellen mit einer Bandbreite bis zu 7,2 Mbit/s aufgebaut werden können, sind die damit verfügbaren Bitraten für eine Übertragung unkomprimierter Video- und Fernsehsignale bei weitem nicht ausreichend. Erst der Einsatz leistungsfähiger Kompressionsverfahren macht Anwendungen wie das Fernsehen über die Antenne, den Satelliten, oder das Kabel sowie das neue Handy-TV oder Internetfernsehen möglich. Weltweit hat sich dafür in den letzten Jahren der Videokodierstandard H.264/AVC etabliert. Mehr als eine Milliarde mal wurden damit bereits Videodateien für den Download auf Videoportalen im Internet oder den Empfang auf Fernseh- und Handybildschirmen auf eine übertragbare Größe reduziert. Und das Kompressionsverfahren ist eine der technischen Voraussetzungen für neue Videoanwendungen wie HDTV oder die Speicherung von hochaufgelösten Kinofilmen auf der Blu-Ray Disc. Maßgeblich beteiligt an den technischen Inhalten des internationalen Standards waren die Spezialisten um Prof. Dr.-Ing. Thomas Wiegand des Fraunhofer HHI. Darüber hinaus war Wiegand auch einer der Leiter des H.264/AVC-Standardisierungsteams und hat den Standard als Editor verfasst. Im August 2008 wurde das gesamte H.264/AVC-Standardisierungsteam der ITU-T/ISO/IEC in Los Angeles mit dem Primetime EMMY Fernsehpreis 2008 in der Kategorie Technik geehrt. Ein weiterer EMMY, der Daytime EMMY Fernsehpreis wird den Leitern des H.264/AVC-Standardisierungsteams im Januar 2009 in Las Vegas übereicht. Verblüffend ist die Dynamik des Prozesses: Was noch vor fünf Jahren nur als Beschreibung in einem Word-Dokument auf Wiegands Rechner vorlag, ist heute der dominierende Video-Standard geworden und wird milliardenfach eingesetzt. Gegenüber seinen Vorgängerstandards benötigt das H.264-Verfahren ohne Verschlechterung der Qualität für die Speicherung eines Videos nur noch weniger als die Hälfte an Bits. Möglich machen dies beispielsweise Verfahren, die mehrere vorhergehende Bilder eines Videos dazu nutzen, um gleich bleibende Bildteile „vorhersehen“ zu können. So müssen als Videosignal nur noch die Teile des Bildes übertragen werden, die sich im Abgleich von Bild zu Bild tatsächlich verändern. Und Bewegungen innerhalb des gezeigten Bildes werden mit einer Genauigkeit von einem Viertel Bildpunkt erkannt und bei der Bildkompression berücksichtigt.

Ein Problem wurde mit H.264/AVC aber noch nicht gelöst: Kommt es bei der Liveübertragung aus dem Stadion zu einer kurzzeitigen Störung des Übertragungskanals, kann dem Zuschauer ein wichtiges Tor entgehen. Damit der Fernsehgenuss etwa auch beim Handy-TV nicht zu kurz kommt, reicht es daher oft nicht aus, eine einfache H.264-Codierung zu verwenden. Vielmehr muss sichergestellt werden, dass das Fernsehsignal in irgendeiner brauchbaren Form immer empfangen werden kann. Genau dies erlaubt eine am Fraunhofer HHI entwickelte Erweiterung des H.264-Standards. Die für die Bearbeitung der Fernsehbilder eingesetzten Kodierverfahren werden dazu durch eine zusätzliche skalierbare Komponente ergänzt. Damit lässt sich ein gemeinsames Videosignal erzeugen, das gleichzeitig die Bildinformationen für unterschiedliche Ausgabeformate überträgt. Aus dem gemeinsamen Signal werden je nach Endgerät Bilder mit unterschiedlicher Auflösung, Bildwiederholrate oder Bildqualität herausgefiltert. Auch kann das niedrig aufgelöste Videosignal damit besser geschützt werden als der Rest. Dadurch wird die Wahrscheinlichkeit für den Empfang dieses Teils des Signals erheblich gesteigert, so dass es künftig kaum mehr passieren dürfte, dass aufgrund einer Übertragungsstörung der entscheidende Schuss auf das Tor verpasst wird.

Die Vielfalt der Übertragungsmöglichkeiten ist speziell für eine Ausweitung des Programmangebotes für das Handy-TV derzeit eher ein Hindernis. Denn je nach Gerätetyp und Mobile-TV-Anbieter werden unterschiedliche Übertragungsstandards genutzt. Für die Fernsehanstalten bedeutet dies unter anderem, dass sie ihre Inhalte für jedes Übertragungsformat einzeln aufbereiten müssen. Auch hierfür wurde mit Beteiligung des Fraunhofer HHI inzwischen eine technische Lösung entwickelt. Eine Erweiterung des DAB-Standards (T-DMB) bietet nun ein gemeinsames Übertragungsprotokoll an, das über alle Übertragungswege genutzt werden kann. Damit haben auch die Gerätehersteller künftig einen Vorteil, da sie für einen optimalen Kundennutzen nicht wie bisher unterschiedliche Technologien in ein Endgerät integrieren müssen.