DE102006016549A1

DE102006016549A1 - Streaming media providing method for e.g. Internet, involves coding compressed digital video source material into stream-like video data, and storing video data as streaming dataset for transmission with original television image resolution

Info

Publication number: DE102006016549A1
Application number: DE200610016549
Authority: DE
Inventors: Juergen Karu; Werner Vitztum
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2006-04-07
Filing date: 2006-04-07
Publication date: 2007-10-11

Abstract

The method involves providing a digital video source material in a television image format, and preparing the digital video source material, where a frame rate reduction takes place. The preparation includes cleaning of the digital video source material from MPEG and JPEGartifacts. The prepared materials are compressed and coded into stream-like video data. The stream-like video data is stored as streaming dataset for a transmission with an original television image resolution, even at a reduced frame rate. Independent claims are also included for the following: (1) a method for transmitting streaming media in television image format (2) a system for transmitting streaming media to a communications network.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Erstellen von Streaming Media sowie ein Verfahren und System zum Übertragen von Streaming Media in einem Kommunikationsnetzwerk.The The invention relates to a method for creating streaming media and a method and system for transmitting streaming media in a communication network.

Die digitale Bildverarbeitung hat in den letzten Jahren durch immer leistungsfähigere Grafikchips einen großen Aufschwung erfahren. Beim Digitalisieren von Video-Daten ergeben sich jedoch extrem große Datenmengen So fällt beispielsweise bei einem Fernsehbild in der Auflösung von 720 × 576 Bildpunkten mit 16 Bit Farbdarstellung 1,35 MB an Daten pro Einzelbild an. Wenn man diese anfallende Datenmenge nun noch mit 25 Einzelbilder pro Sekunde übertragen will, entsteht ein gigantischer Datenstrom von 33,75 Mbit/s. Dies macht klar, daß ohne eine entsprechend starke Komprimierung der digitalisierten Bilddaten – die in der Regel verlustbehaftet ist, um ausreichende Ergebnisse zu erzielen – keine praktisch sinnvolle Verarbeitung und Übertragung von digitalisierten Videosequenzen möglich ist. Die entwickelten Kompressionstechniken, wie etwa MPEG-2, erfordern jedoch sehr hohe Rechenleistungen, die erst in jüngster Zeit dank leistungsstarker DSP und Graphikchips auch auf Benutzerendgeräten des Massenmarkts verfügbar sind.The Digital image processing has been through in recent years more powerful Graphics chips a big one Experience upswing. When digitizing video data yield but extremely large Data sets Sun falls For example, in a television picture in the resolution of 720 × 576 pixels with 16-bit color display 1.35 MB of data per frame. If this accumulating amount of data now with 25 frames per Transfer second wants, creates a gigantic data stream of 33.75 Mbit / s. This make it clear that without one correspondingly strong compression of the digitized image data - the in which is usually lossy to obtain sufficient results - not practical meaningful processing and transmission of digitized video sequences possible is. The developed compression techniques, such as MPEG-2, require However, very high computing power, which only recently thanks to powerful DSP and graphics chips are also available on consumer terminals of the mass market.

Mit Hilfe der Videokompression läßt sich einerseits die Datenrate eines digitalisierten Videosignals bezw. der Platzbedarf einer gespeicherten Videodatei um ein Vielfaches verkleinern. Andereseits hat sich parallel zu der steigenden Rechner- bzw. Graphikleistung auch die Bandbreite in dem größten öffentlichen Kommunikationsnetzwerk, dem Internet, erheblich gesteigert. Insbesondere mit der flächendeckenden Einführung von DSL ist ein breitbandiger Internetzugang für einen Großteil der Bevölkerung technisch möglich und, aufgrund der Liberalisierung des europäischen Telekommunikationsmarktes, auch finanziell erschwinglich geworden. DSL erstellt dabei Bandbreiten im Bereich von einigen Mbs/Sekunden über die ADSL-Technik zur Verfügung.With Help of video compression can be on the one hand the data rate of a digitized video signal BEZW. the space requirement of a stored video file many times over out. On the other hand, it has parallel to the increasing computer or graphics performance also the bandwidth in the largest public Communication network, the Internet, significantly increased. Especially with the area-wide introduction DSL is a broadband Internet access for a large part of the population technically possible and, due to the liberalization of the European telecommunications market, too become financially affordable. DSL creates bandwidths in the range of several Mbs / sec over ADSL technology.

Durch die oben genannten Entwicklungen wurde sogenanntes Videostreaming von Streaming Media über das Internet oder in einem Intranet möglich. Streaming Media ist dabei der Oberbegriff von Streaming Audio und Streaming Video und bezeichnet die von einem Kommunikationsnetzwerk, beispielsweise dem Internet, empfangenen und gleichzeitig wiedergegebenen Audio- und Videodaten. Dem Vorgang der Übertragung nennt man Streaming. Videostreaming über das Internet ermöglicht Anwendungen wie Internetradio Video on Demand und Internetfernsehen (IPTV).By the above developments became so-called video streaming from streaming media over the internet or in an intranet possible. Streaming Media is the generic term of streaming audio and streaming video and denotes that of a communication network, for example the Internet, received and simultaneously played back audio and video data. The process of transfer is called streaming. Video streaming over the Internet enables applications like Internet Radio Video on Demand and Internet TV (IPTV).

Für das Videostreaming wird eine sogenannte Streamingvideo als eine Streamingdatei mittels digitaler Bildverarbeitungssoftware vorab erstellt und auf einem über das Internet zugänglichen Server abgespeichert. Streaming in diesem Zusammenhang bedeutet, daß die Streaming Media bzw. Streaming Dateien im Gegensatz zum normalen Download nicht zunächst lokal auf dem Computer des Betrachters gespeichert werden müssen, sondern daß die Wiedergabe bereits während der Übertragung der Daten erfolgen kann. Dabei gibt es zwei Ansätze: Beim progressiven Streaming wird für die Übertragung der Daten nur ein gewöhnlicher HTTP-Server benötigt. Der für die Wiedergabe benötigte Player puffert die empfangenen Daten und beginnt automatisch mit der Wiedergabe, wenn sein Puffer bis zu einem bestimmten Prozentsatz gefüllt ist. Gleichzeitig werden die weiterhin eintreffenden Daten zwischengespeichert. Diese Methode ist nur für kurze Videoclips geeignet.For video streaming is a so-called streaming video as a streaming file using digital image processing software created in advance and on a via the Internet accessible Server saved. Streaming in this context means that the Streaming media or streaming files as opposed to normal Do not download first but must be stored locally on the viewer's computer that the Play already during the transmission the data can be done. There are two approaches: progressive streaming is for the transfer the data just an ordinary one HTTP server needed. The for needed the playback Player buffers the received data and starts automatically with playback, if its buffer up to a certain percentage filled is. At the same time, the incoming data will be cached. These Method is only for short video clips suitable.

Das sogenannte Realtime-Streaming oder Echtzeitstreaming nutzt dagegen spezielle properitäre Protokolle und Server für die Übertragung der Daten, bei denen eine Kommunikation und Synchronisierung zwischen dem Server und Player erfolgt.The so-called real-time streaming or real-time streaming uses it special proprietary Protocols and servers for the transfer the data, where communication and synchronization between the server and player takes place.

Diese Form des Streamings ermöglicht jederzeit den wahlfreien Zugriff auf beliebige Positionen im Datenstrom, wodurch „Vor- und Zurückspulen" ermöglicht wird.These Form of streaming allows anytime random access to any position in the data stream, whereby and rewinding ".

Bei dem üblichen Bildgrößen von unter 240 × 180 Bildpunkten für die Bandbreiten die bei der Übertragung mit Modem oder ISDN möglich sind, sind bestenfalls Reden und Diskussionen ein geeigneter Inhalt für Übertragungen. Eine bessere Bildqualität und ein besseres Bild ist erst ab einer Anbindung des Benutzers mittels DSL möglich und sinnvoll.at the usual Image sizes of under 240 × 180 Pixels for the bandwidths in the transmission possible with modem or ISDN are at best speeches and discussions an appropriate content for transfers. A better picture quality and a better picture is only from a connection of the user means DSL possible and useful.

Ein Beispiel für Videostreaming ist beispielsweise auf der Homepage des Fernsehsenders ZDF für dessen Nachrichtensendung "heute" zu finden (siehe http://www.heute.de/zdfheute). Will der Benutzer hierbei eine aufgezeichnete und digitalisierte Fernsehsendung sehen, wird er zur Eingabe seiner Bandbreite aufgefordert, um ihm ein entsprechend vorbereitetes Streamingvideo anzubieten. Aber selbst mit der DSL-Bandbreite von 512 KBit/s wird bei Vergrößerung des scheinbaren normalen Fernsehbildes feststellbar, daß die Übertragung mit einer Bildauflösung erfolgt, die weder dem terrestrischen TV Standdard noch dem digitalen SD (Standard Deifinition) Fernsehstandard von PAL entspricht. Das bedeutet, daß die derzeitigen Techniken zum Erstellen von Streaming Media nicht in der Lage, sind die volle Bildauflösung für Videosignale im Fernsehbildformat PAL zu übertragen. Dies liegt daran, daß SD im Digitalfernsehen (SD) eine Auflösung mit 720 × 576 Pixel festlegt und darüber hinaus die Wiedergabe mit 25 Bildern pro Sekunde (fps) vorsieht. Die dadurch entstehende Datenrate, die beim Streaming zu übertragen wäre, führt bei den derzeit möglichen Kompressionstechniken und der Bandbreite von DSL nicht zu befriedigenden Ergebnissen. Eine zu starke Komprimierung verursacht schon bei geringen "Verunreinigungen" im Bild deutliche Kompressionsartefakte, die den Seheindruck stark beeinträchtigen.An example of video streaming, for example, on the homepage of the television channel ZDF for its news program "today" to find (see http://www.heute.de/zdfheute). If the user wishes to see a recorded and digitized television program, he is asked to enter his bandwidth in order to offer him a correspondingly prepared streaming video. But even with the broadband bandwidth of 512 kbps, as the apparent normal television picture is enlarged, it can be seen that the transmission is at an image resolution that does not correspond to either the terrestrial TV standard or the digital SD (Standard Deifinition) television standard of PAL. This means that the current techniques for creating streaming media are not able to transmit the full picture resolution for video signals in the TV picture format PAL. This is because SD sets a resolution of 720 × 576 pixels in digital television (SD) and also provides playback at 25 frames per second (fps). The resulting data rate, which would be transmitted during streaming, leads to the currently possible compression sion techniques and the bandwidth of DSL are not satisfactory results. Too much compression causes noticeable compression artifacts even at low "impurities" in the image, which strongly affect the visual impression.

Es ist daher eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ein Verfahren zur Erstellung von Streaming-Media vorzusehen, daß bei vorgegebenen Bandbreiten für die Übertragung mit dem Streamingverfahren von Videos in Fernsehauflösung ermöglicht, sowie ein Verfahren und System zum Übertragen von derart erstellten Streaming-Media.It Therefore, an object of the present invention is a method for the creation of streaming media provide that at given bandwidths for the transmission with the streaming process of videos in television resolution, and a method and system for transmitting such created Streaming media.

Diese Aufgabe wird durch die Merkmale der Ansprüche 1, 11 und 13 gelöst. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen sind Gegenstand der Unteransprüche.These The object is solved by the features of claims 1, 11 and 13. Further advantageous embodiments and developments are the subject the dependent claims.

Eine bevorzugte Ausfürhungsform des erfindungsgemäßen Verfahren zum Erstellen von Streamingmedia verwendet dabei folgende Schritte.A preferred embodiment the method according to the invention to create Streamingmedia uses the following steps.

Zunächst wird mit den herkömmlichen digitaler Videobearbeitung aus der "Konserve" das digitalisierte Videoquellmaterial bereitgestellt. Das analoge Rohmaterial kann dabei ein 35mm- oder 16mm Kinofilm mit einer Bildrate von 24fps bzw. ein PAL oder NTSC Fernsehfilm mit einer Bildrate 25 bzw. 30 fps (auch 23,98, 29,97, 50, 59,94 oder 60 fps) sein, daß in digitale SD Auflösung gebracht wird.First, will with the conventional ones digital video editing from the "preserve" the digitized video source material provided. The analogous raw material can be a 35mm or 16mm movie with a frame rate of 24fps or a PAL or NTSC TV movie with a frame rate of 25 and 30 fps (also 23.98, 29.97, 50, 59.94 or 60 fps), that in digital SD resolution is brought.

Danach folgt eine umfangreiche Aufbereitung des in digitaler SD Auflösung vorliegenden, die auch Prefiltering, genannt wird. Das Prefiltering umfaßt unter anderem ein Reinigen des Bildmaterial von Artefakten aus der Digitalisierung, wodurch die Kompressionseffizienz gesteigert werden kann.After that follows a comprehensive treatment of the present in digital SD resolution, which is also called Prefiltering. Prefiltering includes under other a cleaning of the image material of artefacts from the digitization, whereby the compression efficiency can be increased.

Wird zum Beispiel das Filmkorn bei analogen Aufnahmen wie zB. 16 oder 35 mm Film reduziert bzw. eliminiert, kann der nachfolgende Kompressor deutlich effizienter arbeiten. Dies kommt einer Reinigung des Filmmaterials von Artefakten gleich. Sofern das Quellmaterial 16 oder 35 mm Film ist, kann der nachfolgende Kompressor um nochmals ca. 20–30% effizienter arbeiten. Die Angabe der Reduktion ist von vielen Faktoren abhängig, so von der Filmempfindlichkeit und auch nachfolgender Postproduktion oder Animation. Daher ist die Reduktion des Datenstromes im Anwendungsfalle verschieden.Becomes For example, the film grain in analog recordings such as. 16 or 35 mm film reduces or eliminates, the subsequent compressor can clearly work more efficiently. This comes to a cleaning of the film material of artifacts alike. Unless the source material is 16 or 35 mm film is, the subsequent compressor can be about 20-30% more efficient work. The specification of the reduction depends on many factors, so from the film sensitivity and also post-production or animation. Therefore, the reduction of the data stream is in the case of application different.

Auch könne Artefakte aus der Kompression bereits digitalisierten Quellmaterial bzw. der Farbkompression vorhanden sein. Die Artefakte können unterschiedlich sein, wie zB. Lichtsäume von MiniDV bzw. MJPEG Kompression. Diese Artefakte werden ebenfalls vor der Kompression reduziert. Je nach Quellmaterial ergibt sich wieder eine unterschiedliche Reinigung und Vorbereitung für die spätere Effizienz des Kompressors. Faktorder Reduktion im Kompressorzwischen null und ca. 15%Also could artifacts from the compression already digitized source material or the Color compression be present. The artifacts can be different, such as. halos from MiniDV or MJPEG compression. These artifacts will as well reduced before compression. Depending on the source material results Again a different cleaning and preparation for later efficiency of the compressor. Factor reduction in the compressor between zero and about 15%

Bei digitaliserten Fersehbilder im interlaced Modus können Halbbildartefakte auftreten, die beim Prefiltering beseitigt werden. Ferner kann das Prefiltering noch ein Entrausehen, ein Anpassen der Chroma an Luma-Auflösung, ein Entzerren anarmorphotischer Pixel, eine Korrektur des Farbraumes enthalten, um die Bildqualität des digitalisierten Videoquellmaterials möglichst gut für die anschließende Kompression vorzubereiten.at digitized television images in interlaced mode can use field artifacts occur during Prefiltering be eliminated. Furthermore, the Prefiltering an undo, adjusting the chroma to luma resolution, a Equalizing anarranphotic pixels, a correction of the color space included to the picture quality of the digitized video source material as well as possible for the subsequent compression prepare.

In dieser Phase erfolgt aber insbesondere eine Bildratenreduktion von den oben genannten Bildraten, wie sie nach dem digitalisieren von Film- oder Fernsehmaterial vorliegen. Diese Reduktion führt letztlich zu einer erhebliche Reduktion an Bilddaten, die als Streamingfile übertragen werden müssen.In However, this phase is carried out in particular a frame rate reduction of the above frame rates as they digitize after Film or television material available. This reduction ultimately leads to a significant reduction in image data transmitted as a streaming file Need to become.

Nach dem Aufbereiten (Prefiltering) erfolgt die für das Streaming erforderliche Komprimierung. Dabei werden derzeit die Standards AVC H.264, VC1 oder Real bevorzugt. Es kann dabei jedes auf dem Markt befindliche Compressionsprogramm verwendet werden, da das Prefiltering auf den Kompressions-Algorithmus abgestimmt ist. Somit ergibt sich eine vollkommene Kompatibilität zu allen aktuellen Internettauglichen Videoabspielsystemen und Browsern. Alle marktüblichen Kompressoren arbeiten nach dem Prefiltering um bis zu ca. 75% effizienter und ergeben somit Dateien, die um bis zu 75% kleiner sein können als ohne das vorgeschaltete Pre-Filtering und das bei scheinbar identischer Qualität. Dieser Vorteil schlägt sich in der Übertragungsrate nieder und ermöglicht eine Übertragung in Standard-Definition (also entsprechend PAL bzw. NTSC) schon ab einer DSL-Internetverbindung von ca. 512 KB/S.To The pre-processing required for the streaming (Prefiltering) Compression. Currently, the standards AVC H.264, VC1 or Real preferred. It can be any compression program available on the market can be used because the prefiltering on the compression algorithm is tuned. This results in a perfect compatibility with all current Internet-compatible video playback systems and browsers. All commercially available Compressors work up to approx. 75% more efficiently after prefiltering result in files that can be up to 75% smaller than without the upstream pre-filtering and the apparently identical Quality. This Advantage beats settle in the transmission rate and allows a transmission in standard definition (ie according to PAL or NTSC) already off a DSL Internet connection of about 512 KB / s.

Die komprimierten Videodaten wird in weiterer Folge übernommen und mittels verschiedener Codierungssoftware in Streaming Media (streamingfiles) der unterschiedlichen Formate codiert. Als Ausgangsbasis dient ein File das direkt aus dem Kompressor kommt. Es entfällt hier ein Umkodieren in ein anderes, für die Codierungssoftware lesbares Format (Container) und damit tritt kein Qualitätsverlust ein. Dies führt wiederum zu einer Reduktion der Datenrate sowie der Dateigröße, was wiederum zu einem kleinerem File physikalisch am Streamingserver führt.The compressed video data is subsequently taken over and by means of various encoding software in streaming media (streaming files) of different formats coded. The starting point is a file directly from the compressor comes. It is omitted Here a recoding into another, readable for the encoding software Format (container) and thus no quality loss occurs. This in turn leads to a reduction of the data rate as well as the file size, what in turn leads to a smaller file physically on the streaming server.

Schließlich wird die so erstellten streamfähigen Daten als Streamingdatei für eine Übertragung mit der ursprünglichen Fernsehbildauflösung, aber reduzierter Bildrate gespeichert.Finally will the so created streamable Data as streaming file for a transmission with the original one TV picture resolution, but reduced frame rate saved.

Für diese Streamingfiles kann individuell eine Streamingsteuersoftware, z.B. ein Videomonitor programmiert sein, in welchem die Files dann abgespielt werden. Dieser Videomonitor enthält neben dem Wiedergabefenster für das Streamingfile auch Steuerungselemente zur Bedienung des Files sowie eine manuelle Playerauswahl und damit in direktem Zusammenhang eine manuelle Auswahl des Streamingfiles. Des weiteren enthält der Videomonitor ein umfangreiches Hilfetool, mit dem eine Analyse der Internetverbindung und der installierten Player serverseitig durchgeführt werden kann. Mittels FTP werden diese Files auf einen Videoserver geladen, ebenso wie die dazu programmierten Seiten (Videomonitor). Diese Programmierung enthält einerseits eine Verknüpfung zur automatisierten Überprüfungssoftware der Bandbreite und andererseits eine automatisierte und programmierte Abfrage der installierten Player am Endgerät. Optional kann auch ein Dialog mit einem Videostreamnachfrager geführt werden und so Angaben zur client-seitigen Hardware gewonnen werden.For these streaming files can be customized a streaming control software, such as a video monitor to be programmed, in which the files are then played. In addition to the playback window for the streaming file, this video monitor also contains control elements for the operation of the file as well as a manual player selection and thus, in direct connection, a manual selection of the streaming file. Furthermore, the video monitor contains a comprehensive help tool, with which an analysis of the Internet connection and the installed players can be performed on the server side. By means of FTP, these files are loaded on a video server, as well as the programmed pages (video monitor). On the one hand, this programming contains a link to the automated bandwidth checking software and, on the other hand, an automated and programmed query of the installed players on the terminal. As an option, a dialog with a video stream requestor can be made to obtain information about the client hardware.

Aufgrund dieser Abfrageergebnisse wählt der Streamingserver das dementsprechend für den anfragenden Client optimierte Streamingfile aus und streamt es über das jeweilige Kommunikatiosnetzwerk zum Videostreamnachfrager. Damit wird letztlich ein Betriebsverfahren für ein Streamingvideosystem bereitgestellt, daß das erfindungsgemäße Verfahren zum Erstellen von Streaming Media verwendet.by virtue of selects these query results Streaming server optimized accordingly for the requesting client Streamingfile and streams it over the respective communication network to the video stream requester. This ultimately becomes an operating procedure for a Streaming video system provided that the inventive method used to create streaming media.

Um eine bestmögliche Wiedergabe am Client zu gewährleisten, sollte der Streamingserver bevorzugt so nahe wie möglich, am nationalen Information Exchange Server (IEX) angebunden sein. Diese physikalische und routingtechnische Nähe gewährleistet auch einen hochgereihten Routingeintrag in den Routinglisten des IEX sowie der damit verbundenen DNS Servern und damit minimale Reaktionszeit zwischen dem die Streaming Media abrufenden Client und dem ausliefernden Streamingserver.Around a best possible To ensure playback on the client the streaming server should be as close as possible to the streaming server National Information Exchange Server (IEX). This physical and routing-technical proximity guaranteed also a high ranked routing entry in the routing lists of the IEX and the associated DNS servers and thus minimal reaction time between the streaming media retrieving client and the delivering one Streaming Server.

Die Reduktion der Bildrate des digitalisierten Rohmaterials vor der Streamingkodierung bzw. -komprimierung beruht auf folgenden Überlegungen, die ein historisch gewachsenes Vorurteil überwinden.The Reduction of frame rate of digitized raw material before Streaming encoding or compression is based on the following considerations, the overcome a historical prejudice.

"Als die Bilder laufen lernten", gab es noch keine Vorgaben, wie viele Bilder pro Sekunde wiedergegeben werden müssen, um eine flüssige und natürlich erscheinende Bewegung darstellen zu können. Die ersten Kameras, wie auch Filmprojektoren wurden ja auch noch mit der Hand "gekurbelt" oder mit Federwerken betrieben, was eben den Bewegungscharakter der Stummfilme bzw. "Slapstick" ausmachte. In der weiterer technischer Entwicklung wurden dann über Uhrwerke und Rotationsblenden schnellere und konstantere Bildfrequenzen eingeführt. Dies war am Anfang die Wiedergabe von 18 Bildern in der Sekunde. Während ein Filmkader in das Projektor-Fenster für die Wiedergabe transportiert wurde, wurde der Transport durch eine Sektorenblende ausgeblendet und erst beim Einrasten des Filmkaders im Projektionsschacht die Blende für die Projektion geöffnet. In der Wiedergabe war so also zwischen jedem Filmkader eine kurze schwarze Bildpause. 18 Bilder in der Sekunde wurden mit der kurzen schwarzen Pause dazwischen als nicht flüssig genug empfunden. Mit der Zeit merkte man, daß man mit einer Erhöhung der Bildrate auf 24 Bilder pro Sekunde ein Verbeseerung in der Bewegungsdarstellung bzw. -wahrnehmung erzielen konnte. Diese Wiedergabefrequenz ist bis heute der Standard der Filmindustrie."When the pictures are running learned, "it said still no presets, how many pictures per second played Need to become, to a liquid and of course to be able to represent the appearing movement. The first cameras, like Film projectors were also cranked by hand or with spring mechanisms operated, which was just the movement character of the silent films or "slapstick". In the Further technical development then became faster via clockworks and rotary shutters and more constant frame rates introduced. This was the beginning of the Playback of 18 frames per second. While a movie cadre in the projector window for the Playback was transported, the transport was through a sector shutter hidden and only when snapping the film caders in the projection slot the aperture for the projection is opened. In the playback so between each film cadres was a short black picture break. 18 pictures a second were taken with the short one black break in between as not fluid enough felt. With the Time you noticed, that you with an increase the frame rate to 24 frames per second a verbeseerung in the motion representation or perception could achieve. This playback frequency is until today the standard of the film industry.

In den 1950er Jahren hat sich dann das Fernsehen etabliert. Vereinfacht gesagt, erfolgte die Übertragung der Bilder aufmoduliert auf die 50 bzw. 60 Hz der Netzfreuquenz mit je 2 Halbbildern (im sogenannten Interlaced-Modus), die mitsammen ein "Vollbild" in 1/25 bzw. 1/30 Sekunde wiedergaben. Die Synchronisation auf 50 Hz. bekam den Namen PAL und ist in Europa, Arabien und Australien vertreten, die 60 Hz. Variante bekam den Namen NTSC und wird in Amerika und Ostasien, also allen Ländern mit 60 Hz Netzfrequenz verwendet.In then the television has established itself in the 1950s. simplified said, the transfer took place of the pictures modulated on the 50 or 60 Hz of the mains frequency with 2 fields each (in the so-called interlaced mode), which together a "fullscreen" in 1/25 or 1/30 Second played. The synchronization to 50 Hz. Got the name PAL and is represented in Europe, Arabia and Australia, the 60 Hz. Variant got the name NTSC and is used in America and East Asia, So with all countries 60 Hz mains frequency used.

Es ergab sich nun die Problematik, wie Filmmaterial von 24 auf 25 bzw. 30 Bilder umgewandelt werden könnte. Die 24 Bilder wurden beschleunigt, bzw. durch eine neu eingeführte Bildfrequenz von 25 Bildern pro Sekunde bei Filmkameras gelöst (das sogenannte PAL speed-up). Die Bildfrequenz von 25 Bilder in der Sekunde ergaben jedoch ein Problem beim Umwandeln in 30 Bilder pro Sekunde. 24 Bilder auf 30 Bilder zu beschleunigen war mathematisch deutlich einfacher. Man bediente sich dem sogenannten 2:3:2:3 Pulldown. Es wurde und wird also jedes Dritte Bild (Kader) bei dieser Umwandlung verdoppelt. Dies hatte den Nebeneffekt, dass es bei dieser Umwandlung keine perfekte Bewegungsharmonie mehr gibt. Gerade in den NTSC Gebieten hat man sich also an eine etwas "holprige" Bewegungswiedergabe gewöhnt. Diese Situation gilt bis heute. Die Film und Fernsehindustrie hat sich in ihrer Denkweise von dieser historischen Situation noch nicht gelöst und haftet ihr nach wie vor an, zumindest gedanklich.It The problem now arose, such as footage from 24 to 25 or 30 pictures could be converted. The 24 images were accelerated, or through a newly introduced frame rate of 25 frames per second on film cameras (the so-called PAL speed-up). However, the frame rate of 25 frames per second resulted Problem when converting to 30 frames per second. 24 pictures on 30 To accelerate pictures was much easier mathematically. you used the so-called 2: 3: 2: 3 pulldown. It became and will be So every third image (squad) doubles in this conversion. This had the side effect that there is no such conversion perfect harmony of movement gives more. Especially in the NTSC areas So you have a somewhat "bumpy" motion playback used. This situation is still valid today. The film and television industry has In their way of thinking, this historical situation has not yet been solved and held liable you still, at least mentally.

In den letzten haben sich sogenannte Framerate-Konverter etabliert, die die höchstqualitative Umwandlung von 25 auf 30 Bilder pro Sekunde ermöglicht, somit ist der Wanddel zwischen 50 und 60 Hz synchronisiertem Film- und Videomaterial heute kein Problem mehr. Grundsätzlich wurde aber nicht die Wiedergabefrequenz von 24, 25 oder 30 Bildern pro Sekunde in Frage gestellt, da man sie offenbar für eine flüssige Bewegungswiedergabe für notwendig erachtet hat.In The last ones have become known as frame rate converters the the highest quality conversion from 25 to 30 frames per second, so that's the twist between 50 and 60 Hz synchronized film and video today no Problem more. in principle but was not the playback frequency of 24, 25 or 30 frames per Second questioned, as they apparently necessary for a smooth motion playback has considered.

Wie angemerkt haben diese drei Verfahren einen historischen Hintergrund, der heute technisch überholt ist. Die Streaming-Technologie ermöglicht es heute, jede beliebige Bildrate zu erzeugen und wiederzugeben. Schwarze "Zwischenbilder" durch die Sektorenblende oder 50 bzw. 60 Hz zwangssynchronisierte Filme sind zwar in der digital Videowelt ohne Bedeutung, aber offenbar gelten die Bidlraten von 24, 25 bzw. 30 fps immer noch als Voraussetzung für die flüssige Wiedergabe von Bewegung.As noted, these three methods have a historical background, today technically obsolete is. The streaming technology makes it possible today, any Create and play frame rate. Black "intermediate images" through the sector aperture or 50 or 60 Hz forcibly synchronized films are indeed in the digital Videowelt without meaning, but obviously the Bidlraten of 24, 25 or 30 fps is still a prerequisite for smooth playback of movement.

Die Anmelderin hat jedoch die üblichen Denkpfade verlassen und mit niedrigeren Bidlraten bei hoher SD Auflösung experimentiert und dabei überraschenderweise festgestellt, daß eine Bildratenreduktion vor der Komprimierung von digitalen Videodaten in SD Auflösung bis zu einem gewissen Grad keine nennenswerten Qualitätseinbußen hinsichtlich der Bewegungsdarstellung verursacht. Mittels iterativer Bildratenreduktion und anschließender Bildanalyse konnte eine erhebliche Bildratenreduktion erreicht werden, ehe invertierte Bewegungsartefakte auftraten.The Applicant, however, has the usual thought trails leave and experimented with lower bit rates at high SD resolution and surprisingly found that a Frame rate reduction before compressing digital video data in SD resolution to a certain extent no significant loss of quality in terms of causing the motion representation. By means of iterative frame rate reduction and subsequent image analysis a significant frame rate reduction could be achieved before inverted Motion artifacts occurred.

Die Erklärung hierfür ist ebenso einleuchtend wie überraschend. So haben Computerbildschirme bzw. Computer-Grafik-Systeme eine an sich schlechtere, wahrnehmbare Aktualisierungsrate als spezielle Videoprozessoren und Videoabspielsysteme. Dies führt zum "Verwischen" einzelner Bilder des Datenstromes. Dieses Verwischen führt durch die unzureichende Bildwiederholfrequenz, bzw. Bildaufbau pro Zeiteinheit zu einer "QuasiÜberblendung" der einzelnen Bilder des Videostromes. In der Praxis wirkt sich dies so aus, dass auch bei vollständig vorhandener Datenrate (Bildrate) nicht alle Einzelbilder dargestellt werden können, auch wenn diese tatsächlich im Datenstrom vorhanden sind.The statement therefor is as obvious as it is surprising. So have computer screens or computer graphics systems on worse, noticeable refresh rate than special video processors and video player systems. this leads to to "blur" individual images of the data stream. This blurring leads through the inadequate Refresh rate, or image buildup per unit of time to a "Quasiüberblendung" of the individual images of the video stream. In practice, this also works out at complete existing data rate (frame rate), not all individual images are displayed can, even if these are actually are present in the data stream.

Dieser Quasi-Überblendung aufgrund technischer Unzulänglichkeit der derzeit gängigen Internet-Endgeräte (PC) wird ein ermittelter Durchschnittswert zugrunde gelegt, der von der Bewegung des Filminhaltes abhängig ist. Dieser wird in den Datenstrom des erfindungsgemäßen Verfahrens als mathematischer Baustein mit einkalkuliert wird. Somit verwendet die Erfindung weniger als die herkömmlichen 24, 25 oder 30 (29,97) Bilder pro Sekunde. Die Werte sind bei jedem Videomaterial verschieden, liegen aber in der Regel zwischen 15 und 23 Bildern pro Sekunde und überblenden diese wieder am Endgerät durch dessen oben erwähnten technischen Beschränkungen, was zu einem kontinuierlichen Datenfluss bzw. flüssigen Bewegungsdarstellung führt.This Quasi-fade due to technical inadequacy the currently common Internet terminals (PC) is based on a calculated average value depends on the movement of the movie content. This one is in the Data stream of the method according to the invention is calculated as a mathematical building block. Thus used the invention less than the conventional 24, 25 or 30 (29,97) Frames per second. The values are different for each video material, but are usually between 15 and 23 frames per second and crossfade this again on the terminal by the above mentioned technical limitations, what a continuous flow of data or fluid motion representation leads.

Durch die Überblendung wird also ein bisher nicht wahrgenommener Spielraum zum Auslassen von Einzelbildern vor der Komprimierung für die Streamingdatenerzeugung geschaffen, welchen das erfindungsgemäße Verfahren durch die angesprochene Bildratenreduktion ausnutzt, ohne dass eine deutliche Qualitätseinbuße stattfindet. Durch dieses kontrollierte Auslassen der Bilder wird der Datenstrom unter einem vergleichbaren Datenstrom mit vollen 25 (zB. Europa, 50Hz-Netzstrom) oder 30 Bildern (zB. USA, 60 Hz. Netzstrom) reduziert. Die Folge ist eine Reduktion der Datenmenge, die beim anschliessenden Streaming über das Kommunikationsnetzwerk (Internet oder Intraet) transportiert werden muß, durch Frame-Blending um bis zu ca. 50%.By the crossfade So is a previously unperceived scope for omitting Frames before compression for streaming data generation created, which the inventive method by the mentioned Exploits picture rate reduction, without a significant loss of quality takes place. This controlled omission of the images, the data stream is under a comparable data stream with a full 25 (eg Europe, 50Hz mains current) or 30 Images (eg USA, 60 Hz. The result is a reduction the amount of data that will be used during the subsequent streaming via the Communication network (Internet or Intraet) are transported must, through Frame blending by up to approximately 50%.

Im Ergebnis ermöglicht das erfindungsgemäße Verfahren damit den Transport von Videodaten in SD Auflösung (d.h. TV- und filmtauglich) mit einer geringeren Bildrate als das originäre Material, ohne dabei eine erkennbaren Verlust in der Qualität der Bewegungswiedergabe zu haben. Der frei werdende Speicher-Headroom wird für Bildqualität und Auflösung benutzt und nicht für die aus historischer Sicht notwendige Übertragung der einer hohen Bildrate. Folglich wird das Videostreaming im Internet in höherer Bildqualität bei einer Bandbreite bereits ab DSL möglich, und zukünftig auch von HDTV ab xDSL und ADSL2.in the Result enabled the inventive method Thus, the transport of video data in SD resolution (i.e., TV and film suitable) with a lower frame rate than the original material, without losing one noticeable loss in the quality of motion reproduction too to have. The freed up memory headroom is used for image quality and resolution and not for the historically necessary transfer of a high Frame rate. As a result, video streaming on the Internet becomes higher in picture quality Bandwidth already possible from DSL, and in the future also from HDTV from xDSL and ADSL2.

Die Aufbereitung bzw. das Prefiltering nutzt also die technische Unzulänglichkeiten der derzeit verbreiteten Endgeräte aus, deren Potential für die Bildratenreduktion bisher noch nicht erkannt wurde. Die technischen Unzulänglichkeiten unterliegen jedoch einem dynamisch evolutionärer Prozess und werden sich vermutlich in den nächsten Jahren reduzieren. Gleichzeitig wird sich jedoch die Bandbreite des Internets erhöhen und so kann mit dem erfindungsgemäßen Verfahren ein dynamisch höherer und wachsender Qualitätslevel erreicht werden. Unter Berücksichtigung dieser Faktoren ist heute bereits eine Übertragung im Internet ab DSL gewährleistet, die das terrestrische Fernsehen an dargestellten Bildpunkten übertrifft.The Preparation or Prefiltering therefore uses the technical shortcomings the currently widespread terminals out, their potential for the frame rate reduction has not yet been recognized. The technical shortcomings However, they are subject to a dynamic evolutionary process and will become probably in the next Reduce years. At the same time, however, the bandwidth of the Internet increase and so can with the inventive method a dynamic higher and higher growing quality level be achieved. Considering These factors are already a transmission on the Internet from DSL today guaranteed, the exceeds the terrestrial television on displayed pixels.

Nimmt man die vorhandene Netzbandbreiten läßt sich darauf mit Hilfe der Erfindung ein funktionierendes Video on Demand System aufsetzen, das zumindest die Qualität von terrestrischem TV erreicht, jedoch mit höherer Leitungsgeschwindigkeit auch HDTV transportieren kann. Die Netzqualität und Verbindungsgeschwindigkeit wird sich aber in den nächsten Jahren erheblich steigern. Aber auch davon kann man mit Hilfe der beschriebenen Erfindung profitieren, denn das System wächst sozusagen mit und ermöglicht dann erhebliche Qualitätssteigerungen gegenüber heute. Das erfindungsgemäße System mit der bildratenreduzierten Streamingfileerstellung kann die Bandbreiten automatisch überprüfen und die entsprechende vorhandene Übertragungsgeschwindigkeit optimal für Bildqualität und Bildgröße von SD bis FULL-HDTV dynamisch ausnutzen.takes You can use the existing network bandwidths with the help of Invention to set up a working video on demand system, that at least the quality from terrestrial TV, but with higher line speed can also transport HDTV. The network quality and connection speed but will be in the next Significantly increase years. But you can also do that with the help of benefit as the system grows, so to speak with and allows then significant quality improvements across from today. The system according to the invention With the frame rate reduced streaming file creation, the bandwidths automatically check and the corresponding existing transmission speed optimal for picture quality and image size of SD to FULL HDTV dynamic exploit.

Ebenso kann der vom Erfinder erkannte Spielraum, der beim Prefiltering ausgenutzt wird durch systematisches Verbessern des Prefilterings und der Kompression zu noch geringeren Datenströmen bei gleicher Bildqualität führen bzw. zu einer Steigerung der Bildqualität bei identischen Bildraten.Likewise, the inventor recognized Scope, which is exploited in the Prefiltering by systematically improving the Prefilterings and the compression to even lower data streams with the same image quality lead to an increase in image quality at identical frame rates.

Claims

Method for creating streaming media with following steps: a) Provision of digital video source material in a television picture format; b) preparing the digital video source material, wherein a frame rate reduction takes place; c) Compressing the processed digital video source material; d) Coding of the processed digital video source material to streamable video data and e) Save the streamable video data as a streaming file for a transmission with the original one TV picture resolution, but reduced frame rate.

The method of claim 1 or 2, wherein the treatment digital video source material further cleaning the digital Contains video source material of artifacts to increase compression efficiency.

Method according to one of the preceding claims 1 to 2, wherein the preparation of the digital video source material further a ginning contains, if the video source material is footage.

Method according to one of the preceding claims 1 to 2, wherein the preparation of the digital video source material further contains a removal of field artifacts when the video source material TV material in interlaced mode.

Method according to one of the preceding claims 1 to 4, wherein the preparation of the digital video source material further contains a correction of the color space.

Method according to one of the preceding claims 1 to 5, wherein the preparation of the digital video source material further an adaptation of chroma to luma dissolution.

Method according to one of the preceding claims 1 to 6, wherein the preparation of the digital video source material further includes equalization of anamorphic pixels.

Method according to one of the preceding claims 1 to 7, wherein the preparation of the digital video source material further a reduction of MPEG and Contains JPEG artifacts.

Method according to one of the preceding claims 1 to 7, wherein the preparation of the digital video source material further contains a noise.

Method according to one of the preceding claims 1 to 8, wherein the frame rate reduction flexible depending on various Bandwidth values are made and a variety of bandwidth-optimized Streaming files are created and saved.

Method of transmission streaming media in TV picture resolution with reduced frame rate in a communication network with the following steps: a) Receiving a streaming request; b) Determine the available bandwidth for the streaming connection; c) Choose a correspondingly optimized streaming file depending on from the bandwidth; d) Structure of the streaming connection and e) Transfer the selected one Steamingdatei.

Method of transmission streaming media of claim 11, wherein in addition to determining the bandwidth a query from the receiver installed playback software and hardware and the selection of the depending on the installed playback software. and hardware.

System for transmission by streaming media in a communication network with a) at least one streaming server on which the according to claim 10 created streaming files are stored, b) at least a streaming client that has software to play the streamed Streamingmedia is installed and the one with the at least one Streaming server over the communication network is connected, and c) a device for determining the bandwidth of the streaming connection between streaming server and Streamingclient and Select an optimized streaming file in TV resolution with reduced frame rate.