DV-Video
	...oder Digital Video anstelle von „alter“ Analogtechnik

Stark im Kommen sind die digitalen Videocamcorder, die die Analog/Digitalwandlung direkt in der Kamera vornehmen und an den Computer über eine FireWire (i.Link oder auch IEEE 1394) – Schnittstelle einen entsprechenden Datenstrom liefern. [Zum Thema Signalübertragung sehen Sie bitte auch den entsprechenden EDV-TIPP.]

Sie stellen eine gute Alternative zu der „alten“ Analogtechnik dar. Sie kennen solche Systeme sicherlich unter Begriffen wie DV, Digital Video, Digital 8 oder D8. 

Zielrichtung der Industrie für solche Camcorder ist der "semiprofessionelle Einsatz". Also Journalisten, Geschäftsleute, fortgeschrittene PC-Anwender und "Video-Freaks" sollen die Systeme kaufen.

Das dabei genutzte DV Format ist eine komplette Spezifikation für ein digitales Videoformat. 

Unter DV versteht man zuerst einmal die Aufzeichnungstechnik - eher vergleichbar mit VHS oder S-VHS bzw. Hi8 als mit M-JPEG oder MPEG.

Dabei beschreibt DV den Standard für die Aufnahme und die Wiedergabe von komprimierten Bild- und Tondaten, sowie auch die eigentliche Gerätemechanik und das verwendete Videoband.

Die Digitalisierung der Videoinformation ist besonders an die Speicherung der Daten auf Band angepasst. DV arbeitet deshalb mit einem konstanten Datenstrom, da ja auch das Band mit konstanter Geschwindigkeit läuft.

Die eigentliche Bildkomprimierung arbeitet ähnlich wie das M-JPEG-Verfahren mit einer Kompressionsrate von 5:1 bei einer Digitalisierung im 4:2:0-Standard. Wir kommen gleich auf das Thema noch einmal zurück.

Schauen wir uns einmal einen solchen Camcorder im Detail an. Über eine Kameraoptik gelangt das Bild auf einen CCD-Wandler. CCD steht für "Charge Coupled Device", was so viel heißt wie "ladungsgekoppeltes Element", womit schon viel über diese Bauteile gesagt ist. 

Ein CCD ist eine Art Schieberegister, das analoge Signale in Form von elektrischer Ladungen (über die einfallenden Photonen) in MOS-Kapazitäten (MOS = metal oxid silicon) speichert und transportiert. Am Ende des Verschiebevorganges, auf den wir hier nicht näher eingehen wollen, steht eine spezielle Transfer-Zeile, die seriell ausgelesen wird.

Dieser Wandler liefert also nun ein RGB-Bild mit einer Datenrate von etwa 31 MByte/sec. Im nächsten Schritt wird das Signal von RGB auf YUV gewandelt, wobei die Auflösung des Farbanteils um die Hälfte reduziert wird. Wir sprechen hier von dem 4:2:2-Standard. Nähere Einzelheiten dazu finden Sie in meinem Artikel "Signalwege" bzw. "Eine 'TV-Karte' zur Video-Digitalisierung".

Die Bezeichnung 4:2:2 steht also nun für die Anteile von Y (Helligkeit), U=R-Y (Farbdifferenzsignal Rot) und V=B-Y (Farbdifferenzsignal Blau).

Die Datenrate ist über diese Schritte nun auf etwa 20,5 MByte/sec gesunken. 

Je nach Anforderung und damit je nach Qualität gibt es etwas unterschiedliche Standards. Wir unterscheiden DV 4:1:1 (DVPRO), DV50 4:2:2 (DVCPRO50, D9) und das Konsumer-Format DV 4:2:0 (DVCAM).

Wir bleiben noch einen Augenblick beim Konsumer-Format:

Um die Datenmenge nun weiter zu reduzieren, halbiert DV die Farbsignalauflösung noch einmal. Aus 4:2:2 wird 4:2:0. Damit hat jeder Bildpunkt seine eigene Helligkeit, die Farbinformation teilen sich aber auf 4 Pixel auf. Durch diese Maßnahme sinkt die Datenrate nun auf 15,5 MByte/sec. Diese Umwandlung als solche ist allerdings verfahrensbedingt mit Verlusten behaftet. Details finden Sie dazu auch unter http://www.uni-marburg.de/hrz/multimedia/video/bearbeitung/.

Nach der Kompression, die nun erfolgt, beträgt das Datenvolumen 3,125 MByte/sec. Und zwar als konstante Datenrate. Die Komprimierung richtet sich dabei nicht nach dem Bildinhalt bzw. seinen Veränderungen, sondern sie ist fest vorgegeben.

Die Fachleute sprechen bei diesem System von einer DCT-basierten Kompression (Diskreten Cosinus-Transformation), die dazu verwendet wird. 

Der DV-Standard verwendet allerdings damit ein eigenes Verfahren, das ein Editieren zulässt (es werden quasi nur I-Bilder codiert). 

Zu der Datenrate von 3,125 MByte/sec kommt nun noch die Toninformation (entweder eine Stereospur mit 16 Bit-Auflösung oder zwei Stereospuren mit 12 Bit) und weitere Steuerinformationen, wie z.B. der Timecode, mit dem jedes Bild eindeutig adressierbar ist. Dadurch entseht eine Gesamtdatenrate von ca. 3,6 MByte/sec., die nun auf das Band gebracht werden muss.

Bleiben wir noch einen Augenblick beim Ton:

DV-Camcorder bieten in der Regel zwei Wege, die Toninformation aufzunehmen. Der 12-Bit-Modus bietet die Möglichkeit, sich eine Stereo-Spur für eine spätere Neuvertonung freizuhalten. Damit können Sie (geeignete Recorder vorausgesetzt) Kommentare, Interviews oder einfach nur Ihre Lieblingssongs als Hintergrundmusik einspielen. 

Kommt es jedoch unmittelbar auf den Original-Ton an, so nehmen Sie besser den 16-Bit-Modus, denn die Unterschiede bei der Dynamik sind enorm. 16 Bit erlauben 65536 (2 hoch 16) verschiedene Lautstärken, 12 Bit nur 4096 (2 hoch 12). Dies bedeutet viel mehr Rauschen und damit eine deutlich schlechtere Qualität.

Zurück zum Bild:

Die Bildqualität von DV ist vergleichbar mit der von Digital Betacam und das Verfahren eignet sich besonders gut für den nonlinearen Videoschnitt.

Da die Farbauflösung allerdings gegenüber anderen Codecs stärker reduziert ist meinen Video-Freaks, dass die Farben nicht so brillant wie z.B. bei bei Hi8 oder S-VHS sind.

Wenn ich noch etwas Zeit und Lust habe, werde ich versuchen, das aufgrund von zwei vergleichenden Aufnahmen festzustellen.

Eins steht jedoch fest: Im Vergleich mit einer analogen Bildquelle zeichnen sich die DV-Camcorder durch besonders rauscharme Bilder aus. Gerade bei der digitalen Nachbearbeitung von Videomaterial machen sich aber verrauschte Aufnahmen durch ungleich höhere Datenraten als rauscharme Szenen bemerkbar.

Schon aus diesem Grund lohnt sich die Anschaffung eines DV-Camcorders, denn dadurch wird die Qualität deutlich besser als die bisherigen Amateurformate VHS, S-VHS, Video 8 oder Hi8.

Mittlerweile gilt die Qualität von DV sogar als sendetauglich, zumal die Camcorder aufgrund der kleinen Bauform auch in "politisch problematischen Gebieten" problemlos einsetzbar sind.

Symbolfoto für DV-Camcorder

Ein solcher Camcorder verschwindet schon fast in der Hand. Das ist für mich auch der entscheidende Nachteil, denn versuchen Sie das Ding mal ruhig zu halten.

So klein wie der Camcorder, so klein sind auch die Videobänder (Mini-DV).

Eine ganz interessante Alternative war für mich deshalb das neue Format "Digital 8" von Sony. Die neuen Camcorder sind so etwas wie das Bindeglied zwischen alter Analogtechnik und neuem DV-Format.

Sony TRV-125E (Foto by S.Uchrin)

Sie haben nicht nur ein hervorragendes Preis/Leistungsverhältnis (ab ca. 1.500,- DM), sondern sie sind auch abwärtskompatibel für Hi8 und Video 8 - Bänder.

Das heißt, Sie können Ihre alten Hi8-Bänder weiterverwenden und auf diese Bänder im DV-Standard aufzeichnen. Sie können aber auch Aufzeichnungen, die Sie mit einem Hi8-Camcorder gemacht haben, auf einem Digital 8 - Camcorder wiedergeben. Analoge Aufnahmen werden somit über den i.Link-Anschluss digital ausgegeben.

Digital 8 erreicht übrigens die gleiche Bildqualität wie DV, denn die Datenrate ist identisch mit der von DV. Geändert wurde lediglich die Aufnahmestruktur. Das wurde durch die höhere Breite des Video 8-Bandes (8mm) notwendig. Durch die im Vergleich zu DV doppelt so große Kopftrommel konnte ihre Rotationsgeschwindigkeit darüber hinaus von 9.000 upm auf 4500 upm reduziert werden.

Kaufentscheidend waren für mich letztlich zwei Gründe: Einmal der Preis (knapp 1.700,- DM für das o.a. Modell) und zum zweiten das Gewicht. Da hat man richtig was in der Hand und wackelt nicht so rum wie bei den Fliegengewichten.

Im nächsten EDV-TIPP beleuchten wir die Frage, wie das Bild nun vom Camcorder in den PC kommt.