Die häufigsten Probleme mit MPEG-2 Codecs

Ein schlauer Mensch hat einmal gesagt, dass digitale Videobearbeitung am Computer keine exakte Wissenschaft ist. Die große Zahl an Codecs zur Videokomprimierung macht das nicht leichter. Wir werfen einen Blick auf die häufigsten Probleme mit MPEG-2, einem der wichtigsten Codecs.

Warum gibt es so viele Codecs?

Eine berechtigte Frage. Immerhin könnte man ja vermuten, dass es für die relativ einfache Aufgabe, Videos im digitalen Format zu erzeugen, eine Universallösung gibt. Und tatsächlich verspricht so gut wie jeder Programmierer eines neuen Codecs, dass er nun den Stein der Weisen gefunden hat, der die perfekte Balance zwischen hoher Qualität und geringer Dateigröße bietet.

Denn darum geht es bei Codecs hauptsächlich:

• Rohe Videodaten verbrauchen Unmengen an Speicherplatz,
• belasten die CPU-Geschwindigkeit des Abspielgeräts und
• sind für die Nutzung im Internet (geschweige denn für die Übertragung von Echtzeit-Video in Live-Formaten) schlicht nicht geeignet.

Noch in den 90er Jahren war digitales Video daher immer nur ein schlechter Kompromiss, weil die Qualität hinter analogen Formaten zurückstand. Ähnlich wie mp3 bei der Kompression von Audiodateien einen Durchbruch brachte, der die Reduzierung von Dateigrößen bei Erhaltung einer akzeptablen Qualität ermöglichte, hat der MPEG-Standard der Videobetrachtung am Computer zum Durchbruch verholfen.

Ganz problemlos läuft das aber selten, denn die Kombinationen aus

• Betriebssystemen,
• Grafikkarten,
• Videosoftware zur Bearbeitung,
• Abspielsoftware bzw. Abspielgeräten und
• Aufnahmegeräten

sind nahezu unendlich.

Es ist also kaum möglich, einfache Lösungen für alle User zu finden, die immer und unter allen Umständen funktionieren.

Warum gibt es fast keine einfache Lösungen bei MPEG2?

Um die Probleme mit MPEG2 zu verstehen, müssen wir zunächst kurz erklären, worum es bei diesem Videocodec überhaupt geht. Prinzipiell ist MPEG eine Weiterentwicklung der bekannten JPEG-Kompression für Fotos und Bilder – nur eben für Bewegtbilder. Daher findet man häufig auch noch heute die Bezeichnung Motion-JPEG bzw. MJPEG. Später wurde das einfach verkürzt auf MPEG. Schon bald zeigte sich, dass der ursprüngliche MPEG-1-Standard unzureichend war. Er bot zwar bereits eine für damalige Verhältnisse gute Ratio zwischen Kompression, Dateigröße und Bildqualität, doch für mehr als einfache Video-CDs (VCD) taugte das Ergebnis in der Regel nicht. Da gerade für den Versand von Videos im Internet die Dateigröße über die Qualität gestellt wurde, war MPEG1 für viele eine ideale Lösung, als es noch kein YouTube oder andere Videoplattformen gab.

Mit MPEG-1 erzeugt man die Komprimierung über Schlüsselbilder und verkleinerte Parameter, die ideal für Video-CDs sind, die man auf handelsüblichen DVD-Playern abspielen kann. Digitales Video ist aber nicht nur eine Sache für Computerfreaks. Digitales Fernsehen und DVDs beruhen ebenfalls auf dem MPEG-Standard. Allerdings war MPEG1 nicht geeignet, um eine echte Alternative zu den analogen TV-Standards zu bieten.

Die Konsequenz war die Entwicklung von MPEG2

Dabei handelt es sich um eine sehr effiziente Komprimierung, die für die Auflösung des PAL-Formats geeignet war und eine Datenrate von bis zu 8 Mbit/s ermöglichte (die bei DVDs aber meist nur bei 6 Mbit/s liegt). Eine MPEG-2-Datei, die mit diesen Parametern konfiguriert wurde, kann auf den meisten DVD-Playern abgespielt werden. Auch digitales Fernsehen im DVB-T-Standard wird in diesem Format gesendet (allerdings wird es bald überall durch das HD-Signal ersetzt).

Bild und Ton asynchron? Typisch für Videos mit MPEG2

Die Kompression von Daten ist sinnvoll, weil man dadurch viel Speicherplatz einsparen kann. Das ist nicht nur relevant, um die Festplatte nicht übermäßig zu füllen, sondern auch für die schnelle Übertragung von Daten im Internet wichtig. Bei der Komprimierung im MPEG-Standard wird mit Schlüsselbildern gearbeitet. Eine Sekunde Videomaterial hat 24 bzw. 25 Einzelbilder. Anstatt nun alle Einzelbilder speichern zu müssen, verwenden Kompressionsverfahren wie MPEG1 und MPEG2 Schlüsselbilder. In weiteren Ebenen werden nur die Veränderungen des ursprünglichen Schlüsselbilds gespeichert.

Die Effizienz beim Speicherplatz bzw. der Dateigröße ergibt sich aus der Differenz zwischen dem kompletten Bildinhalt und den Veränderungen. Der Qualitätsverlust beim Betrachten ergibt sich aus den Parametern, die man bei der Kompression festlegt. Je besser die Qualität, desto größer der Speicherplatzbedarf. Vermutlich am nervigsten ist für den Betrachter eines Films, wenn Video und Ton asynchron laufen. Das kann verschiedenste Ursachen haben. Tritt es nach dem Importieren eines Videos auf den PC oder nach dem Ausspielen des fertig geschnitten Films auf, liegt es sehr oft an sogenannten gedroppten Frames.

Beim Grabben (also dem Aufzeichnen von digitalen Videomaterial in Echtzeit) muss der PC die Daten sehr schnell verarbeiten. Je nach PC und Grafikkarte kommt es vor, dass die Bilder zu schnell hereinkommen. Da man bei 25 Bildern pro Sekunde das eine oder andere einfach „unter den Tisch“ fallen lassen kann, ohne dass man das bei der Betrachtung merken würde, machen viele Programme genau das: Sie „droppen“ Frames. Besonders bei kurzen Filmen ist das noch kein Problem. Werden aber bei einem 90-Minuten-Film immer wieder Frames ausgelassen, laufen Bild und Ton zwangsläufig irgendwann auseinander.

Was viele nicht wissen: MPEG-2 und ähnliche Verfahren beziehen
sich nur auf das Bild und nicht auf den Ton, der parallel über ein
Audio Codec gespeichert wird.

Bei der DVD hat man etwa üblicherweise die Wahl zwischen verschiedenen Tonspuren und Tonformaten (z. B. Dolby DTS, AC3 etc.). Auch das Speichern verschiedener Sprachversionen ist auf diese Weise möglich. Divx, eine Weiterentwicklung des Codecs MPEG2, unterstützt diese Funktionen zum Beispiel ebenfalls. Gängige Decoder unterstützen Divx heute praktisch immer.

Microsoft macht es neuerdings schwerer, MPEG2 zu nutzen

Wenn Sie an einem PC unter Windows mit „Bordmitteln“ Videobearbeitung vornehmen möchten oder DVDs anschauen wollen, stellen Sie fest, dass das gar nicht so einfach möglich ist. Um MPEG2 abspielen zu können, müssen die Hersteller von Decodern (egal ob in Software oder Hardware wie DVD-Playern) eine Lizenzgebühr bezahlen.

Bis Windows 8.1 war es möglich, MPEG2 Codecs durch Download und Installation des Media Players zu bekommen. Doch Microsoft hat mit der Einführung von Windows 10 aufgehört, MPEG2 zu unterstützen, um die Lizenzgebühren zu sparen. Man muss also ein Pack mit Codecs installieren und ggf. Lizenzgebühren zahlen oder kostenlose Lösungen suchen. Aber Vorsicht: Nicht alle dieser Lösungen sind auch legal.

In der Regel enthalten DVD-Decoder in Abspielsoftware bereits MPEG2 Codecs, aber diese lassen sich nicht automatisch in jeder Videobearbeitungs-Software nutzen. Kostenpflichtige Schnittprogramme enthalten aber in der Regel auch eine Lizenz für MPEG2.

Fazit: Ohne MPEG2 geht kaum etwas bei digitalen Videos

MPEG2 ist ein Standard, den man mit seinen Macken gerade bei der Bearbeitung in Schnittprogrammen verfluchen mag. Die vielen Parameter, die man verändern kann, machen das nicht einfacher, denn einen kohärenten Standard gibt es einfach nicht, wenngleich natürlich Empfehlungen für bestimmte Profile je nach Anwendungszweck existieren, die man nutzen kann.

Für die zahllosen individuellen Probleme gibt es fast nie eine pauschale Lösung – schon eine andere Grafikkarte kann dazu führen, dass eine Einstellung nicht funktioniert, die bei anderen prima läuft. Am besten fährt man, wenn man sich nach Möglichkeit schon bei der Erzeugung von Videomaterial an die üblichen Profile hält und nicht eigene Veränderungen einbaut, die später zu Kompatibilitätsproblemen führen können.

Doch ohne MPEG2 ist die moderne Welt des digitalen Fernsehens und der Videostreams im Internet kaum denkbar.

Infografiken: ©Schwarzer.de
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