Führt eine Erhöhung der Framerate ohne Änderung der Bitrate zu einem Qualitätsverlust?


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AFAIK, die Bitrate ist die Anzahl der Bits pro Sekunde . Nehmen wir also an, ich habe zwei Videos, die beide denselben Codec, dieselben Bitrateneinstellungen und dieselbe Auflösung verwenden. Wenn die erste eine Framerate von 25 fps hat, die zweite jedoch mit 50 fps, bedeutet dies, dass die zweite eine drastisch geringere Qualität aufweist, da die verfügbaren Bits für jede Sekunde des Videos auf doppelt so viele Frames aufgeteilt werden müssen ?

Oder wird dieser Effekt durch Bewegungskompensation (z. B. durch mehr P-Frames und weniger I-Frames) oder ähnliches verringert?

Antworten:


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Wenn das Ergebnis der Erhöhung der Bildrate darin besteht, dass mehr Pixel pro Sekunde angezeigt werden, bedeutet die Beibehaltung der Bitrate mit ziemlicher Sicherheit einen Verlust an Gesamtqualität. Nicht alle derartigen Verluste sind zu beanstanden oder sogar notwendigerweise spürbar. Wenn die Bitrate beispielsweise 30 Mbit / s beträgt und Sie sie auf 15 Mbit / s reduzieren, werden dies wahrscheinlich nicht viele Leute bemerken.


Was meinst du mit "wenn"? Wissen Sie nicht genau, ob dies tatsächlich der Fall ist, oder gibt es Szenarien, in denen diese Regel nicht gilt? Natürlich haben Sie Recht, wenn Sie sagen, dass eine Reduzierung der Bitrate bei hoher Bitrate kaum spürbar ist. In diesem Fall ist dies eine etwas theoretische Frage. Es kann jedoch einen tatsächlichen Unterschied machen, wenn Sie zunächst eine niedrige Bitrate haben .
MoritzLost

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Das einzige Szenario, in dem dies nicht zutreffen würde, ist, dass Sie die Auflösung Ihres Videos entsprechend der Erhöhung der fps verringern. In jedem anderen Fall wird durch Erhöhen der Bildrate ohne Erhöhen der Bitrate die für jeden Rahmen verfügbare maximale Information verringert, z. B. die Qualität verringert. Wie stark es abnimmt, hängt von Ihrem Ausgangsmaterial und Ihrer Bitrate ab.
PTS

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Heute Codecs sind in der Tat klug , und Sie brauchen nicht die Bitrate zu verdoppeln , wenn Sie die Bildrate verdoppeln , aber ich empfehle es zumindest um etwa ein Drittel des ursprünglichen Wertes zu erhöhen (vorausgesetzt , dass der ursprüngliche Wert war nicht schon zu viel)
PTS

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@ Gin-San - Mein "Wenn" sollte den Fall abdecken, in dem Sie beispielsweise 50i vs 25p codieren. Es wäre vielleicht klarer gewesen zu sagen, dass Sie bei jeder Erhöhung der Pixelrate bei gleicher Bitrate eine geringere Qualität erhalten. Wie der Professor betont, ist die Beziehung nicht linear - moderne Codecs eignen sich gut für den Fall, dass hinzugefügte Frames im Wesentlichen ähnlich sind.
Jim Mack

Beachten Sie jedoch, dass auch hier die zeitliche Qualität eine Rolle spielt. Das Verdoppeln der Bildrate verringert die Gesamtqualität wesentlich weniger als das Halbieren der Bitrate, da unsere Augen nur so schnell so viele Informationen aufnehmen können und das Mischen zwischen den Bildern dazu führt, dass ein Großteil des Verlusts pro Bild wiederhergestellt wird. (Daher muss sich die Bitrate nicht verdoppeln.)
AJ Henderson

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Dies ist eine komplizierte Frage, die keine genaue Antwort hat. Im Allgemeinen ist die Qualität wahrscheinlich niedriger, aber die höhere Bildrate ist zunächst eine höhere "Qualität".

Bei Videos muss man bedenken, dass zeitliche Informationen Teil der Qualität sind. Wenn Sie die Bildrate verdoppeln, nimmt die Qualität jedes einzelnen Bilds ab, aber Sie werden doppelt so viele davon sehen und die Auswirkungen von Dingen wie Rauschen können sich unter den Bildern ausgleichen.

Darüber hinaus funktioniert die moderne Komprimierung, indem ein Frame mit benachbarten Frames verglichen wird. Wenn Sie die Bildrate erhöhen, wird die Änderungsmenge zwischen den Bildern verringert, sodass auch die zum Speichern der Änderung erforderliche Datenmenge verringert wird, da weniger Änderungen zwischen den Bildern vorgenommen werden.

Rein theoretisch ist es für die Qualität am wichtigsten, wie viele Informationen im Laufe der Zeit vor unsere Augen gestellt werden. Daher ist es möglicherweise sogar theoretisch möglich, eine Version mit höherer Bildrate eines Videos zu erstellen, die gleichzeitig eine höhere Gesamtqualität aufweist Bitrate als Version mit niedrigerer Bildrate.

Bei einem hypothetischen perfekten Codierungs- und Komprimierungssystem bestimmt die Rate aussagekräftiger Informationen, die unseren hypothetischen perfekten Augen pro Sekunde präsentiert werden, die Qualität. Das Problem ist, dass solche Hypothesen nicht existieren. Unsere Augen sind unvorhersehbar verlustbehaftet in Bezug auf die Informationen, auf die sie im Laufe der Zeit achten. In einigen Fällen führt eine höhere Bildrate zu einer größeren Qualitätssteigerung als in anderen. In ähnlicher Weise ist auch die Komprimierung und Codierung nicht perfekt, sodass einige Arten von Inhalten mit mehr Aufwand mehr Aufwand für die Codierung und Komprimierung erfordern und andere mehr Rauschen erzeugen, das am besten durch höhere Bildraten berücksichtigt wird, während andere möglicherweise niedrigere Bildraten erfordern aber höhere Details pro Frame.

Praktisch überwindet der Aufwand für das Speichern von Teilen des Rahmens, die sich nicht leicht komprimieren lassen, im Allgemeinen die Vorteile der erhöhten Bildrate, was zu einem Qualitätsverlust führt, wenn die Bildrate verdoppelt wird, ohne die Bitrate zu erhöhen, aber es ist nicht annähernd so bedeutend wie Ein Qualitätsverlust, wie Sie ihn erhalten würden, wenn Sie die Bitrate halbieren würden.

Darüber hinaus ist der Qualitätsverlust der komprimierten Version gegenüber dem Original für die höhere Bildrate viel höher, selbst wenn die relative Qualität zwischen der Version mit niedrigerer und höherer Bildrate viel näher ist (da das Video mit niedrigerer Bildrate zu Beginn eine viel geringere Qualität aufwies mit).

Sie müssen nur die Bitrate ausreichend erhöhen, um den durch Ineffizienzen bei der Codierung und Komprimierung der zusätzlichen Rahmendaten verlorenen Overhead auszugleichen. Wie ProfessorSparkles hervorhob, ist eine zusätzliche Bitrate von etwa 1/3 wahrscheinlich ein guter Ausgangspunkt, um herauszufinden, was Sie zur Aufrechterhaltung der subjektiven Qualität benötigen. Sie hängt jedoch stark von den von Ihnen codierten Videoinhalten sowie den Codecs und Datenraten ab gebraucht.

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