Eins ist klar: Um mangelhafte Bildinformation in den Griff zu bekommen, reichen Programme wie TMPGEnc oder der ProCoder von Canopus trotz ihrer vielen Einstellmöglichkeiten alleine leider nicht aus.

Doch genug der Ankündigung - gehen wir Schritt für Schritt vor: 

VHS / S-VHS Video in den PC

Hierzu gibt es so viele Möglichkeiten wie es „Capture“-Karten auf dem Markt gibt. Stefan hat in seinem EDV-Tipp schon einiges geschrieben, daher möchte ich eher oberflächlich darauf eingehen. Dennoch, von hieraus wird maßgeblich die Güte des Videos auf dem PC bestimmt.

Man sollte den Videorecorder auf neutrale Einstellungen setzen. Eine überzogene Schärfe bringt eher Nachteile. Allerdings macht es sich in den meisten Fällen ganz gut, die automatische Rauschunterdrückung des Videorecorders zu aktivieren. Wenn man einen S-VHS Videorecorder oder eine Hi8-Kamera hat, sollte man eine Verbindung zum PC via S-Video den Vorzug geben. Ansonsten geht man über die gelbe Chinch Buchse. Wenn nun alle Verbindungen vorgenommen wurden, man das richtige Programm hat, sollte man das Videobild auf dem Bildschirm des Computers sehen.

1.  Der Aufnahmecodec

Mich überrascht es immer wieder, wie gut ein VHS-Bild auf dem PC Monitor aussieht (ATI, all in wonder Graphikkarte). Wenn man so etwas für den Fernseher hin bekommen könnte wäre es absolute Spitze. Ob und wie weit wir an dieses Bild heran kommen können, werden wir noch sehen. Aber machen wir erst einmal einen Schritt nach dem anderen. 

Kommen wir zuerst zum Aufnahmecodec, d.h. in welcher Art und Weise aufgenommen wird und mit welcher Qualität. Wir nehmen über den Chinch oder S-Video Eingang auf und sind somit auf dem analogen Weg. Soll heißen, es wird eine Wandlung von analogem Signal (Videorecorder) in das digitale Signal (im PC) vorgenommen. Es gibt hier mit Sicherheit breit angelegte Untersuchungen welcher Codec da der beste ist, ich habe mich für den  PIC-Video Codec entschieden. Er kostet für den Privatgebrauch 28 Dollar und ist somit legal und bezahlbar.

Weiterhin ist er als Komprimierungs-Codec sehr "performant" und auch leistungsschwache Rechner können hier mit relativ wenig Problemen das Filmbild aufnehmen. Beim Aufnehmen ist die Qualität (Kompression) über einen Werte-Regler einzustellen.

Bild 1, Quali Regler PIC-Video Codec

Normalerweise nehme ich Videokameraaufnahmen mit dem Wert 18 oder höher auf.

Für das VHS Projekt kann man aber auch ab dem Wert 16 beginnen. Wert 16 ergibt ungefähr eine Datenrate die mit einer MPEG-2 Datenrate von ~11.000kbps vergleichbar ist (~80MB pro Minute), jedoch ist die Bildqualität dem nicht wirklich gleich zu setzen.

Sie ist m.E. nach etwas schlechter. Unter Umständen kann man bei dem Wert 16 Artefakte um Kanten herum ausmachen. Die bessere Qualität bekommt man mit dem Wert 18 - jedoch hat man dann etwa 130.000kB pro Minute (~130MB) aufgenommenen Film auf der Festplatte. Versuchen Sie es am besten selber, mit welchem Wert sie am besten klar kommen. Mehr Film oder mehr Qualität. Eine Einstellhilfe findet sich auch hier.

Bei ausreichender Festplattenleistung kann man auch einen Codec benutzen, der verlustlos bzw. verlustarm arbeitet und die Bilddaten nicht odr nur sehr wenig komprimiert. Hier der Huffyuv-Codec an - jedoch muss mit etwa 30 bis 35 GB pro Stunde Film gerechnet werden.

Nachdem wir uns entschieden haben, mit welchem Codec als auch mit welcher Qualität wir aufnehmen, können wir loslegen. Halten Sie ausreichend Speicherplatz zur Verfügung, nicht dass zum Schluss die letzten 5min Videofilm fehlen. Eine grobe Abschätzung kann man wie folgt angehen: 

Nehmen Sie eine oder zwei Minuten Film mit dem eingestellten Wert X auf. Rechnen Sie es dann einfach auf Ihre Gesamtlaufzeit des Films herauf und schon haben sie eine grobe Vorstellung vom Platzbedarf.

2.  Die Aufnahme

So, es geht los. Mit welchem Programm sollte ich nun aufnehmen? Auch hier gibt es viele verschiedene Möglichkeiten als auch Meinungen. Da wir analog aufnehmen, bietet sich hierzu u.a. VirtualDub oder die Software, die mit der einzelnen Video Karte mitgekommen ist, an. Da ich eine „all in wonder“ Graphikkarte von ATI habe, kann ich ohne Probleme mit dieser aufnehmen und bekomme ausgesprochen gute Ergebnisse.

Da dies eine spezielle Lösung ist, möchte ich lieber auf VirtualDub (oder auch kurz: "VD") eingehen. Wie mit VD aufgenommen wird, ist sehr ausführlich im Netz beschrieben. Daher soll hier nur grundlegend aufgezeigt werden, wie ich die Aufnahme an sich optimieren kann. Die Aufnahme kann in zwei Kategorien unterteilt werden. Erstens VHS nach DVD und zweitens S-VHS nach DVD.

Die alte VHS Kassette, selbst mit eigenen Videoaufnahmen, kann einfach nicht die max. Bildqualität einer S-VHS Aufzeichnung oder der des TVs erreichen. Daher kann hier nur bis zu einem gewissen Punkt die Aufnahme verbessert werden. Mehr würde dann keine bessere Bildqualität mehr bringen, sondern nur die Rechenzeit verlängern.

S-VHS nach DVD hat deshalb eine so große Bedeutung, da es viele Videofilmer mit älteren, analogen Kameras gibt und diese haben eine S-VHS Auflösung bzw. Technik. Da der Videofilmer im Regelfall höhere Ansprüche an das Ergebnis stellt, kann hier das letzte Quäntchen an Bildqualität mit ein paar Tricks heraus gekitzelt werden.

Zur Aufnahme VHS nach DVD:

Gerade bei der Aufnahme ist weniger mehr. Soll heißen, ein Dazuschalten von Filtern muss kein besseres Ergebnis bringen. Im Gegenteil, das Ergebnis kann schlechter werden. Da ich im Nachhinein immer besser beurteilen kann, welchen speziellen Filter ich zuschalten sollte, ist oft "Versuch und Irrtum" angesagt.

Auch muss der Unterschied von progressiv und interlaced Filmen gemacht werden. Beiträge und Reportagen sind oft als interlaced Material gedreht worden und sind auch so auf der Videokassette. Kinospielfilme hingegen sind progressiv, da sie ja von einem belichteten Film kommen. Natürlich sind auch sie auf der Videokassette interlace abgelegt, der Ursprung jedoch ist progressiv und somit sind "Field A" und "Field B" nicht unterschiedlich. 

Bei einer Aufnahme mit VD kommt oft der Rauschfilter zum Einsatz. Wenn es unbedingt sein muss, dann aber nur in geringem Mass. So zwei, drei oder vier Zähler/Striche sind genug, denn der Filter produziert u.a. einen gewissen Nachzieheffekt. Zusätzlich muss man unbedingt beachten, dass eingeschaltete Filter eine Menge Rechenpower benötigen. Für leistungsschwache Rechner ist das somit nichts.

Bild 2, VD 1.4.9deutsch, Rauschfilter

Auch sollte man sich im Klaren sein, dass das Bild an den Rändern immer „Fehler“ hat, die im Nachhinein sowieso weggeschnitten werden sollten. Also hat es Sinn, diese schon gleich bei der Aufnahme abzuschneiden. Das spart bei Rechnenleistung und gerade bei Spielfilmen mit schwarzem Balken ist der Effekt (auf schwachen Rechnern) deutlich spürbar.

Bild 3, Randfehler

Wie Sie ja wissen, nehmen wir analoges Videomaterial meist mit 704 x 576 (4:3) Pixeln auf. Auf dem Fernseher ist aufgrund des Overscans nicht das ganze Bild sichtbar, daher kann das sichtbare Bild (Motion Area) geringer ausfallen, was uns später auch beim Encoden z.B. mit TMPGEnc zu gute kommt.

Es hat sich durch viele Versuche von diversen Mitstreitern gezeigt, dass eine Motion Area von 672 x 544 bei einer Video-Originalgröße von 704 x 576 vollkommen ausreicht, damit ein Vollbild auf dem Fernseher zu sehen ist. Der Rest bis zum eigentlichen Bildformat von 704 x 576 wird mit einem schwarzen Rand von jeweils 16 Pixeln aufgefüllt, dazu später mehr.

Da unsere unsauberen Ränder genau im schwarzen Bereich liegen, kann man natürlich auch gleich diese Ränder bei der Aufnahme wegschneiden, so dass man später dies nicht mehr vornehmen muss.

Aber Vorsicht !! Immer nur Randwerte eintragen, die die interlaced Struktur nicht zerstören. Daher müssen die Werte oben und unten immer durch zwei teilbar sein. Auch das dadurch resultierende restliche Bild sollte immer durch zwei eine gerade Zahl ergeben.

Beispiel 1: 

Aufgenommen mit 704 x 576 Pixel, oben 8 unten 10 Pixel weggeschnitten. Ergebnis 576 – 8 – 10 = 558 Pixel, 558 / 2 = 279 Pixel für eine Bildhälfte, also von der Mitte jeweils nach oben und unten. Wie wir sehen, ist das falsch !! Das Restbild muss immer durch zwei eine gerade Zahl ergeben, sonst zerstören wir die interlaced Struktur.

Beispiel 2: 

Aufgenommen mit 704 x 576 Pixel, oben 16 unten 16 Pixel weggeschnitten. Ergebnis 576 – 16 – 16 = 544 Pixel, 544 / 2 = 272 Pixel für eine Bildhälfte, also von der Mitte jeweils nach oben und unten. Wie wir sehen, ist das Ergebnis richtig, denn 272 ist ein vielfaches von 2 !!

Bild 4, Bei Aufnahme Bild zurecht schneiden

Man kann sich somit seine optimierten Werte merken und immer einsetzen, denn es werden bei Ihrem System immer dieselben Werte herauskommen. Wenn sinnvoller Weise ein Macroblock optimiertes Bild von 672 x 544 Pixeln zum Einsatz kommen soll, dann kann man rings herum schon 16 Pixel bei der Aufnahme wegschneiden. Dann nur noch aufnehmen und der Film ist in seiner Rohfassung auf der Festplatte. Wie es dann weiter geht und welche Filter jetzt zum Einsatz kommen können, werden wir etwas weiter unten sehen.

Eine Anmerkung nebenbei: Sie sollten Ihren Dateien einen Namen geben, mit der Sie diese a) eindeutig wieder finden und b) auch noch nach zwei Tagen zuordnen können. Mal so ein Beispiel: 

vhs_band1_vd149_r3_pic18_280303_01
vhs_band1_ati_pic16_280303_01

Sie haben dann immer die Möglichkeit, eine Zuordnung mit wenigen Blicken vorzunehmen. Aber ich denke, da hat jeder ein eigenes Konzept.
 

Kommen wir nun zur anspruchsvolleren Variante. Bei der S-VHS Aufnahme, gerade von der Videokamera, kann man von Anfang an recht trickreich die Bildqualität verbessern. Natürlich ist diese Variante auch für die VHS Kassette einzusetzen, jedoch wird das Bild m.E. nicht mehr deutlich besser. Der Gesamtaufwand hält sich in Grenzen, jedoch ist zu beachten, dass analoge Camcorder Aufnahmen z.B. Hi-8, S-VHS etc. nicht die Auflösung einer digitalen Kamera haben. Somit wird das Bild einfach nicht die Qualität einer, wenn auch schlechten Digitalaufnahme bekommen.

An dieser Stelle möchte ich einen „Trick“ für Camcorderaufnahmen zum besten geben, der im eigentlichen Sinn keine Verbesserung in technischer Sicht bedeutet. Es ist vielmehr ein Vorbereiten, bevor der Film auf das Videoband in der Kamera aufgenommen wird. Diese Vorgehensweise hat sich in der Vergangenheit sehr positiv auf das eigentliche Filmbild ausgewirkt, zumal man zusätzlich die Möglichkeit hat, ein recht sauberes 16:9 Bild zu erzeugen.

Aufnahme mit der Videokamera

Dieser Trick stammt aus der Zeit, als ich diese Aufnahmen auf SVCD gebracht habe. Hierbei musste man ganz einfach am Bild sparen.

Beim Filmen mit der Videokamera sollte man von vornherein das Filmbild, also das Geschehen, in einem sinnvollen Bildbereich platzieren. Das ist natürlich nicht neu, jedoch fällt einem das nicht immer ganz leicht. Welcher Bereich soll dass nun sein?

Ist eigentlich ganz einfach, es ist der 16:9-Filmbereich. Man hat den Vorteil, dass das Geschehen nicht aus dem Bild läuft und so nebenbei bleibt Ihnen die Möglichkeit, den Film später im 16:9 Letterbox, eventuell sogar im 16:9 anamorphen Format, zu erstellen. Wie soll ich aber diesen Bereich bei der Aufnahme erkennen, wenn ich keine Umschaltung oder automatische Einblendung im Sucher habe?

Ganz einfach, ich baue mir den Bereich in meinen Sucher ein. Bei den Videokameras kann man im Regelfall das Okular abnehmen und blickt dann direkt auf den Okularmonitor.

Bild 5, Kamera mit abgenommenen Okular

Ich messe mir die lichte Weite vom Monitor aus. Jetzt brauche ich einen x-beliebigen Aufkleber und Tesafilm. Vom Aufkleber brauche ich nur das glatte Trägerpapier, der Aufkleber selbst kommt in den Müll. Ich klebe nun den Tesafilm (Hochtransparent) auf das glatte Trägerpapier.

Wenn meine lichte Weite des Monitors z.B. 10 x 7,5 mm ist (4:3), dann hat das 16:9 Bild 10 x 5,6 mm. Ich zeichne mir jetzt zwei parallele Striche mit einem Overhead-Stift (wasserfest) auf den Tesafilm, der Abstand beträgt ungefähr 5,5 mm. Da ich das natürlich nicht ganz genau hinbekomme und der Strich viel zu breit ist, muss ich nun noch mit dem Skalpell den zu breiten Strich oben und unten abschneiden. Zurück bleiben zwei hauchdünne Striche, welche den 16:9 Filmraum sehr gut abbilden. Dann wird der Tesafilm vom Trägerpapier mit einer Pinzette entfernt und direkt und mittig auf den Suchermonitor geklebt. Voilá, der 16:9 Filmbereich.

Bild 6, Tesafilm auf Suchermonitor

Beim Durchblick durch das Okular sieht man dann folgendes:

Bild 7.1 und 7.2, Sicht durch das Okular

Bild 8, Original Bild

Natürlich hat man genau genommen noch keine Verbesserung der technischen Bildqualität erreicht. Jedoch ist jetzt das Geschehen immer an der richtigen Stelle und lässt für Spielchen genug Raum. Wenn man sich für das 16:9 Letterboxformat entscheidet, schneidet man den Menschen nicht auf der Hälfte den Kopf ab, zumal sich ein für meinen Geschmack homogeneres Gesamtbild bei der Aufnahme ergibt, ein nicht zu unterschätzender Vorteil.

Überspielen auf den Computer

Weiter oben haben wir das Grundsätzliche ja schon erfasst, nur muss jetzt der Film in den Computer. Wir nehmen also VD incl. Rauschfilter - wie oben schon einmal aufgeführt. Jetzt jedoch wird es trickreich, denn wir wollen ja die analoge Aufnahme verbessern. Verbessern heißt in diesem Fall, wir wollen die typisch analogen Schwachstellen wie z.B. Rauschen/Fransen an Objektkanten vermindern und das meist etwas stärker verrauschte Bild „glätten“. Wir sind zwar noch nicht bei den Filtern und der Bearbeitung des Videos angelangt, aber es ist eine Vorarbeit mit den dazugehörigen Überlegungen notwendig.

Bei der Umrechnung in das SVCD Format haben wir einen grossen Teil der Rauschminimierung über die Verringerung der Auflösung erreicht, auf dem man somit auch hierbei aufbauen könnte. Bei der SVCD natürlich auf Kosten der Auflösung und damit verbunden eine deutliche Verschlechterung der gesamten Bildschärfe als auch der Bildinhalte. Bei uns fällt dies aber durch das DVD Bildformat von 704 x 576 Pixeln etwas anders aus.

Wir haben gesagt, dass man die VHS Videostreifen mit 704 x 576 Pixeln aufnimmt. Man kann jedoch in VD auch das Format 720 x 576 einstellen. Also können wir nun, wenn die Leistung vom Rechner groß genug ist, im 720 x 576er Format aufzeichnen.

Auch muss die Graphikkarte mitspielen. Wenn Sie eine Karte haben, die den kompletten Bereich von 720 Pixel mit bewegtem Bild ausfüllt, nach Norm also falsch funktioniert, können Sie dies nutzen, um genau diese analogen Schwächen im Bild zu vermindern.

Bild 9, 704 zu 720 Pixel

Der Unterschied von 704 auf 720 sind 16 Pixel (siehe Bild 9). Diese 16 Pixel sind genau genommen nur ein zugelassener Overscan im DVD Format. Der Film an sich spielt sich eigentlich nur im Bereich der 704 Pixel ab. Bei der Formatumrechnung nehme ich jedoch bewusst verzerrt, also zu breit, auf und das um den Faktor 720 / 704.

Der nächste Schritt ist die Entscheidung, welche Motion Area (MA) ich in meinem nachher zurecht gerechneten 704 x 576er Bild haben möchte. Nur noch einmal zur Wiederholung, die Motion Area ist der Bildbereich, indem das Filmbild zu sehen ist. Zur Auswahl stehen:

Bei einer Höhe von 512 Pixel ist ein kleiner, schwarzer Strich oben und unten am Fernseher zu sehen, welches daher im allgemeinen nicht genommen wird. 

Was soll das, bzw. welchen Vorteil habe ich davon?

Die Profis, die hier mitlesen, werden im Folgenden sicherlich geteilter Meinung sein und damit haben wir auch schon das Dilemma. Zum einen wollen wir soviel wie möglich vom Original erhalten, zum anderen das Bild von den kameraspezifischen, analogen Fehlern befreien. Es gibt zwei grundsätzliche Ansatzpunkte, wobei jeder für sich Vorteile bietet.  

Die erste Möglichkeit belässt das Bild mit 704 Pixeln, wie es ist und schneidet nur den Rand mit umlaufend 16 Pixeln weg. Die Filter wirken somit direkt auf das Bild. Der große Vorteil ist, dass sich keine Fehler durch die Umrechnung von einem Format in das andere ergeben. Treppen-, Moriée- und Unschärfeeffekte bleiben aus. Die Originalschärfe bleibt weitgehend erhalten. Rauschen und unsaubere Kanten können nur direkt über die Filter kompensiert werden.

Zum zweiten kann man, wie oben beschrieben, verzerrt aufnehmen (z.B. mit 720 Pixeln) und das Bild dann auf das gewünschte Bildformat zurecht rechnen. Entweder für das 704er oder 720er Format.

Der sicher vielen Lesern bekannte "mb1" hat dazu in seinen Untersuchungen schon einmal klar aufgezeigt, dass sich ein Umrechnen in ein anderes Format nicht wirklich lohnt und auch Nachteile hat. Aber, und hier liegt m.E. der Unterschied, es war ein sehr gutes Bildmaterial von einer Digital-Cam.

Bei einer analogen Aufzeichnung haben wir immer ein gewisses Kantenfransen und zuweilen auch starke Bildfehler, sei es nun Rauschen, Jitter etc. Diesem Fehler kann man sehr gut begegnen, indem man u.a. eine Formatumrechnung vornimmt.

Um diesen Effekt einmal besser zu ergründen, sei jedem der Tipp gegeben, verchromte Rohre zu filmen. Hier spiegelt sich im allgemeinen die Umgebung wieder bis hin zu sehr hellen Stellen, die dann wiederum ein typisches, analoges Rauschen an den Farbübergängen ergeben.

Wie sollte man die Formatumrechnung ansetzen? 

Für die DVD gelten zwei Bildformate, 704 x 576 und 720 x 576 Pixel. Das ist die gesamte Fläche, die für das Bild zur Verfügung steht. Um Platz zu sparen, kann nun rings herum ein kompletter Macroblock, also 16 Pixel, in schwarz ausgeführt werden. Somit bleiben, bei der Auswahl eines Vollbildes, als Motion Area (MA) folgende Pixel übrig:

Jetzt bieten sich zwei Strategien an:

Horizontales Stauchen des Bildes. Ich nehme mit 720 x 576 Pixeln auf und schneide oben und unten 16 Pixel weg. Rechts und Links werden nur die notwendigen, unsauberen Ränder entfernt. Das Bild ist um den Faktor 720/704 breiter und wird nach dem Wegschneiden des rechten und linken Randes um genau diesen Wert horizontal zusammen gedrückt.

Beispiel: 

Aufnahme mit 720 x 576 => oben/unten –16 Pixel, rechts -7 und links -2 Pixel (rechts und links sind abhängig vom Equipment !! ). Damit ergibt sich ein Bild von 711 x 544 Pixel. Der Wert 711 wird nun um den Faktor 720/704 horizontal gestaucht, da wir um diesen Wert zu breit aufgenommen haben. Heraus kommt ein Bild mit 695 x 544 Pixeln. Da wir ein Video mit 704 x 576 Pixeln haben wollen und die MA nur 672 x 544 Pixel beträgt, müssen wir noch insgesamt 695 – 672 = 23 Pixel nach dem Umrechnen wegschneiden. Das kann rechts, links oder auf beiden Seiten geschehen und auch ungleiche Werte annehmen können. Natürlich kann man auch auf 720 x 576 mit einer MA von 688 x 544 zurecht schneiden. In der Rechnung würden dann 695 – 688 = 7 Pixel stehen. 

Dieses Vorgehen hat den großen Vorteil, dass ich die horizontalen Linien belasse und diese nicht in die Umrechnung einbeziehe. Vertikale Verringerung kann unter Umständen einen deutlichen Treppeneffekt und Flimmern erzeugen. 

Horizontales und vertikales Stauchen des Bildes

Nehmen wir als Beispiel die Vollbildvariante bei einem Video von 704 x 576 mit einer MA von 672 x 544 Pixel. Wir müssen nun diese MA in das verzerrt aufgenommene Bild umrechnen, damit wir wissen, wie viel vom verzerrten weggenommen werden muss. 

Bei jedem System werden die „schlechten“ Ränder immer ein wenig unterschiedlich sein, daher nehme ich bei unserer Beispielrechnung meine Werte. Diese sind oben 3, unten 11 und rechts 5 Pixel schlechte Pixel. Wiederum muss nun der eingestellte Wert aber immer durch zwei zu teilen sein. Es ergibt sich somit ein Bild von oben 4, unten 12 und rechts 6 Pixel, wir erhalten 714 x 560 Pixel. Das ist das „vergleichende“ Bild, auf das wir unsere MA von 672 x 544 umrechnen müssen.

Jetzt müssen wir unsere MA verzerren. Dies mit dem Verhältnis von (720 / 704) Pixeln.

Mit dieser Breite würden wir aufnehmen, wenn wir direkt im 720er Modus, jedoch mit geschnittenen Rändern aufnehmen würden (687 x 544). Da wir aber kleiner sind als das verzerrte Bild, müssen wir dieses Format noch in die maximale Höhe von 560 Pixeln anpassen. Damit man es leichter hat, rechnet man über den Weg der quadratischen Pixel. Also kommt noch dieser Zwischenschritt dazu.

Jetzt müssen wir das Bild auf eine Höhe von 560 Pixel bringen.

Jetzt wieder horizontal auf das wahre Format umrechnen

Es ergibt sich das wahre Format von 708 x 560Pixel. Daraus folgt die Differenz von:

Wir sehen jetzt, dass wir am geschnittenen, originalen Bild horizontal noch 6 Pixel wegnehmen müssen. Somit ergibt sich aus dem originalen Bild, das oben 3, unten 11 und rechts 5 fehlende Pixel hat, nun ein Kürzen des Bildes von:

Wobei die letzen beiden Werte ein Mittenausschnitt des Bildes darstellen. Es könnten natürlich auch rechts und links gleiche Werte weggeschnitten werden, sofern sich das rechnerisch ergibt. Die resultierende Bildgröße ist somit 708 x 560 Pixel.

Nach dem Wegschneiden der Ränder können wir dieses Bild nun direkt in das Format 672 x 544 umrechnen und haben damit eine Verringerung von rund 6% erreicht, die gerade so ausreicht, um keine merklichen Bildverluste zu bekommen und dennoch der Vorteil der Größenreduktion maximal nutzen zu können. Vielleicht ging das jetzt ein bisschen schnell, wer mehr über Bildverhältnisse wissen möchte, der sei auf die einschlägige Literatur hingewiesen.

!!! An dieser Stelle möchte ich noch einmal genau darauf hinweisen, dass dies ein Trick ist, um S-VHS (Hi-8) Videokamera Aufnahmen unter bestimmten Bedingungen zu verbessern und nichts mit den normalen Umrechnungen einer DVD zu tun hat, da hier „andere Umrechnungsverhältnisse“ und Gesetze zum Tragen kommen !!!

Das Gleiche kann man natürlich auch für den 16:9 Letterboxfall machen. Da wir, wenn man sich an die zwei Linien gehalten hat, jetzt alles im Bild haben, sollte uns das Umrechnen wiederum leicht gelingen. Nur muss es diesmal die Höhe von 448 Pixeln sein. Somit ist oben und unten jeweils die Differenz auf 448 Pixel gleichmäßig weg geschnitten. Ansonsten bleibt alles beim alten. Mit dieser Grundidee kann man nun loslegen und die Bearbeitung des Videos vornehmen.

Wie wir sehen, gibt es zwei Ansätze für das Video, belassen oder Formatumrechnung.

Eine generelle Aussage, wann man was nehmen soll,  kann man hier eigentlich nicht machen. Es ist sehr abhängig vom Ausgangsmaterial. Die Formatumrechnung hat m.E. nach große Vorteile bei verrauschtem Material, auch um z.B. Bildfehler bei alten VHS Kassetten auszubügeln. Auch werden ausgefranste Kanten weniger ausgefranst, da sich durch die Umrechnung die Fransen horizontal verkleinern. Bei Aufnahmen die brillant genug sind, kann man auf den Formattrick verzichten und die Vorteile des etwas schärferen 704er Bildes nutzen ohne Fehler zu bekommen.
 

3.  Video bearbeiten

Kommen wir zum eigentlichen Hauptteil dieses Beitrags. Das Video liegt in der Rohfassung auf dem Rechner. Alle guten und schlechten Eigenschaften sind immer noch vorhanden, daher gilt es jetzt diese zu charakterisieren und dann einzuordnen. Von der Farbabweichung, Kontrast, Gammawert bis hin zur Rauschunterdrückung als auch zum Nachschärfen. Es sei auch hier angemerkt: „Weniger ist mehr“. Warum - werden sich nun einige fragen?

Ganz einfach, jedes Eingreifen mit Filtern verändert das Original, oft gehen dadurch Einzelheiten verloren oder werden unrealistisch betont. Daher muss genau betrachtet werden, welcher Filter noch Sinn hat. Es ist daher nur tendenziell aufzuzeigen, in welcher Reihenfolge Filter einzusetzen sind. Mit den Beiträgen aus dem DVD-SVCD-Forum.de (VHS Video digitalisieren und KVCD, "ein Film auf eine CD") konnten in der Vergangenheit doch viele Filter als auch Erkenntnisse gesammelt werden. Nicht zu vergessen ist die Vorarbeit von "Kika" und "mb1", die Sie in zahlreichen Veröffentlichungen im Internet nachlesen können.

Für einen auf DVD überspielten Film gelten etwas andere Vorzeichen, als die für ein SVCD Film. Wir haben durch die hohe Datenrate wenig bis keine Probleme mit Verblockungen. Auch kann dadurch auf die bestmögliche Bildqualität geachtet werden ohne irgend welche „Verrenkungen“ in der Matrix vornehmen zu müssen. Weiterhin kann zu 100% das interlace Bild genommen werden, Deinterlacen ist nicht mehr notwendig. Mit diesen Aussichten können wir nun die ersten Filter bemühen.

Der Aufbau der Filter, also die Reihenfolge in VD, hat wesentliche Bedeutung auf das Endergebnis. Im Regelfall bekämpft man zuerst das Rauschen, dann Resizen und zum Schluss noch ein wenig Schärfen und Kontrast dazu geben. Obwohl man mit dieser Reihenfolge etwas variieren muss, kann man sich prinzipiell daran halten.

Zuallererst jedoch sollte man den Filter null transform in VD einsetzen. Dieser Filter macht absolut nichts. Er dient einzig dazu, das Bild auf das gewünschte Format zurecht zu schneiden (croppen), wenn dies nicht schon bei der Aufnahme vorgenommen wurde. Sollte alles richtig sein, kommen danach die eigentlichen Filter. Ich habe bisher in meinen Versuchen keinen Nachteil feststellen können, wenn der Filter null transform an erster Stelle steht.

Hauptfehler von überspielten VHS und S-VHS Videos sind Farbfehler in den einzelnen Zeilen [1] bzw. in ganzen Bereichen [2], die sich meist als gelb - magenta (rosa) Linien und Schlieren bemerkbar machen. In Wirklichkeit ist es ein Rot – Grün Fehler, der m.E. durch sogenannte „phase shifts“ produziert werden. In den meisten Fällen kann man einen solchen Fehler nicht übersehen, zumal er eigentlich immer bei VHS und S-VHS Videos auftritt.

Bild 10, Farbfehler

Um diesen Fehler zu beheben, kann man nur zwei Filter benutzen. Erstens den rmPAL Filter von Peter Schweizer. Er wird einfach als erster Filter geschaltet und bekämpft wirkungsvoll den bunten Linienfehler.

Bild 11, rmPAL Filter

Wie man jedoch erkennen kann, ist im Bereich zwei immer noch ein bunter Schatten zu sehen. Einen solchen Fehler kann dieser Filter nicht beheben. Hier kommt der zweite, sehr wirkungsvolle und schnelle Filter zum Einsatz, der chroma noise reduction Filter von Gilles Mouchard. Er kann zusätzlich noch Rauschen und Farbverfälschungen heraus filtern, was in unserem Fall sehr von Vorteil ist. Das Ergebnis ist selbst mit den Standardeinstellungen absolut sauber.

Bild 12, Chroma noise reduction mit Standard Einstellungen

Da dieser Filter besonders das Rauschen wirkungsvoll verringert, wird er auch vor allen anderen Filtern geschaltet, zumal die Linienfehler damit meistens verschwunden sind. Es sind somit zwei Filter in einem und kann in sehr vielen Fällen alleine herhalten.

Es gibt dennoch Situationen, in denen der "chroma noise reduction Filter" alleine nicht ausreicht. Ich habe dieses Phänomen bei einer S-VHS Aufnahme von einem Konzert feststellen müssen. Hier schafft es der Filter einfach nicht, die starke Linienbildung zu eliminieren. Für diesen Fall, und wenn man auf Nummer sicher gehen will, sollten beide Filter hintereinander geschaltet werden. Leider kostet dies Rechenzeit (~ +25%), aber für ein perfektes Startbild muss diese Kombination zum Einsatz kommen.

Also können wir jetzt die ersten Filter in folgender Reihenfolge schalten:

Bisher haben wir auf einer unteren Ebene in das Bild eingegriffen und nur Basisfehler behoben. Wir haben lediglich das Bild so weit aufbereitet, dass mit ihm gearbeitet werden kann. Das Bild ist sozusagen in einer "Startposition" und kann für die verschiedenen Fälle präpariert werden.

Nach welcher Strategie sollte man weiter verfahren? Hier streiten sich sicherlich ein wenig die Geister, aber ein Orientieren an der Fotoretuschierung hilft hier weiter.

Zuerst einmal sollte das Rauschen verringert werden. Haben wir ja schon ein wenig gemacht. Dann kommt das Umrechnen in ein anderes Format, wenn über den Formatweg gegangen wird. Dann ein wenig das noch vorhandene Rauschen bekämpfen, dann schärfen und dann Farben korrigieren. Das ist so die grobe Linie, die man aufzeigen kann. Im Einzelnen kann sich die Reihenfolge ändern, da wir ja keine Fotos retuschieren.

Wenn also gewollt, kann jetzt der dynamic noise reduktion Filter ein wenig eingesetzt werden. Über 4 oder 5 darf man auf keinen Fall einstellen, da sonst zu sehr, auch in die Interlacedstruktur, eingegriffen werden könnte. Meist benutze ich 2 oder 3.

Wie ich schon weiter oben beschrieben habe, ist gerade bei bestimmten Aufnahmen ein Verringern der Bildgröße sinnvoll. Also kommt anschließend die Umrechnung in das Zielformat.

Ich benutze den VD internen Filter resize, da hier u.a. die bicubische Stärke ausgewählt werden kann. Bei Donald Grafts Filter smart resize ist dies leider nicht möglich und daher kommt er für ein Umrechnen für mich nicht in Frage. Ich möchte so viel wie möglich an Bildinformationen in das neue Bildformat übernehmen, jedoch will ich auch das Rauschen verringern, was ja auch Sinn und Zweck der Formatrechnerei sein soll. Zwar lässt die lineare Interpolation das Rauschen sehr stark verschwinden, jedoch verringert sie Einzelheiten und das Bild wird im Allgemeinen ein wenig weich, wenn man eine komplette Umrechnung vornimmt.

Bei einer horizontalen Verringerung kann die bilineare Reduktion recht gute Ergebnisse bringen. Gerade bei rauschigen, alten oder VHS Aufnahmen bringt diese Einstellung einen deutlichen Vorteil. Leider muss in den meisten Fällen dann an anderer Stelle vorsichtig nachgeschärft werden. Nachdem ich horizontal gestaucht habe, bleibt ja noch etwas zuviel Bild übrig. Dass muss danach wieder mit dem null transform Filter korrigiert bzw. abgeschnitten werden.

Die bicubische Interpolation ist oft bei den Hi-8 Aufnahmen der richtige Weg, wobei ich persönlich mit dem Wert 0,75 einen sehr guten Mittelweg zwischen Rauschreduktion und Detailtreue erreichen kann. Wer mehr Wert auf die Details legt, der ist mit dem Wert 1,0 besser bedient, jedoch wird das Bild etwas unruhiger. Zu achten ist auf den Schalter „Interlaced“ wenn man Interlacedmaterial hat, da ansonsten die Zeilenstruktur zerstört und das Bild unbrauchbar wird.

Bild 13, Resize-Filter mit Interlaced Funktion

Für diejenigen, die jedoch ganz auf eine Umrechnung verzichten wollen, empfehle ich beim Aufnehmen die Cropping Funktion von VD zu nutzen und gleich den Rand mit jeweils 16 Pixeln wegzunehmen. Damit ergibt sich dann automatisch eine motion area von 672 x 544 Pixeln (siehe Bild 4).

Nachdem wir nun das Bild in die richtige Ausgangssituation und das richtige Format gebracht haben, kommen wir bei der einfacheren Variante zum Abschluss. Nicht alles Rauschen wurde herausgerechnet, daher ist es jetzt ratsam, noch einmal ein kleines bisschen das Rauschen heraus zu nehmen. Hierzu empfehle ich den dynamic noise reduktion (DNR) Filter, ein alter Bekannter. Er wird auch oft bei den Pseudoavis heran gezogen, um ein klareres Bild zu bekommen.

Damit das Bild nicht zu tot wirkt wird hier nur gering gefiltert. Die meiste Arbeit wurde ohnehin schon im Vorfeld von den jeweiligen Filtern abgenommen. Daher sollte hier der Wert nicht über vier, vielleicht mal bis sechs, ansteigen. In den meisten Fällen reicht die Stärke zwei, wobei dies wiederum am Filmmaterial als auch am eigenen Empfinden liegt. Hier muss ein wenig probiert werden.

Stellt sich die Frage, warum man diesen DNR Filter nicht von vornherein an den Anfang stellen sollte? Nun, da wir einen Fehler in den field shifts haben und sich hierdurch die Linien- als auch die Farbfehler ergeben, sollten sie zuerst einmal beseitigt ohne jedoch vorher von einer Rauschunterdrückung gestört zu werden. Dieser DNR Filter egalisiert zum Teil zu stark, um noch ausreichend genau die Fehler erkennen zu können. Ein klareres Erkennen hat, wenn auch nur geringe, Vorteile für die Rechengeschwindigkeit.

Ein weiteres Problem kann die Zerstörung der eindeutigen interlaced Kammstruktur darstellen. Bei eher hohen Werten kann ein kleiner Kamm der aus langsamen oder kleinen Kamerabewegungen resultiert, als Rauschen angesehen und glatt gebügelt werden. Bei kleinen DNR Werten und kleinen Kamerabewegungen geht es meist gut, zumal das Rauschen im Regelfall in den stehenden Bereichen des Bildes als auch in großflächigen, meist dunklen Bereichen, sehr gut auszumachen ist. Für diese Bereiche benutzt man deshalb im Regelfall den Filter und daher ist eine gute Aufbereitung im Vorfeld wichtiger als eine Hammermethode mit der Rauschunterdrückung, zumal sich der Rauschfilter in diesen extremen Bildsituationen äußerst schwer tut.

Die Zerstörung bzw. das Herausrechnen von Interlacestrukturen durch eingesetzte Filter ist ein größeres Problem, da man bei einigen Filtern eine Interlaceerkennung nicht einschalten kann, jedoch ist ein Erkennen oft sehr wichtig und gewollt. Damit steckt man durchaus in einem Dilemma. Der Rauschfilter (oder ein anderer) kann eine interlace Struktur nicht erkennen, gebraucht wird er aber, gerade auf den großen Flächen mit wenig Bewegung und somit auch mit wenig „Anzeichen“ einer Kammstruktur. Es soll ja auch von Zeile zu Zeile verglichen und egalisiert werden, um das störende Rauschen zu verringern. Also muss für diesen Fall eine Lösung her. Gerade wenn mit der Größenumrechnung gearbeitet wird, kommt im Anschluss oft ein Schärfefilter dazu, bei dem genau dieses Problem vorrangig wird. 

Bei der aufwendigeren Variante kommt nun eine Schärfeanhebung, da die Formatumrechnung eine leichte Unschärfe ergibt. Diese Unschärfe ist so gering, dass man durchaus auf ein Nachschärfen verzichten kann, aber bei Videokamera Aufnahmen möchte man das "beste" Bild haben und daher bietet es sich an, hier nach zu schärfen.

Bisher haben wir die Filter unabhängig von der Bildstruktur eingesetzt, was bedeutet, es wurde keine Rücksicht auf die Interlacestruktur genommen. Das war bisher auch nicht nötig, da unsere Filter in ihren Einstellungen diese Struktur nicht beschädigten. Wenn wir jedoch schärfen wollen, sieht es schon anders aus.

Beim Schärfen wird um eine Kante oder um ein Objekt eine Kontrasterhöhung erzeugt, meist mit einem Radius von mehreren Pixeln. Wenn ich also einen Interlacekamm habe, kann dies nicht mehr sauber ausgeführt werden, da ich ja von Zeile zu Zeile operiere und somit von Pixel zu Pixel. Weil die eine Zeile zur anderen zeitversetzt aufgenommen wurde, ist im Zweifelsfall das Bild unterschiedlich und der erforderliche Kontrastrand von mehreren Pixeln oder auch Zeilen kann somit nur noch bedingt oder gar nicht eingefügt werden.

Wie kann man dies nun umgehen? Bei Filtern, die gravierend in die Interlacestruktur eingreifen, soll mit einem Aufsplitten der beiden Halbbilder dieses Problem vermieden werden. Hierzu gibt es in Virtual Dub den Filter deinterlace.

Bild14, deinterlace Filter in VD

Diesen Filter benutzen wir nicht zum deinterlacen, sondern um das Bild horizontal zu strecken bzw. aufzutrennen. Hierbei nimmt der Filter das Interlace Bild und stellt links die ungeraden und rechts die geraden Zeilen dar. Somit ist in jedem Bereich ein zeitgleicher Bildinhalt

Bild 15, deinterlace Filter in deutsch

womit das Filmbild dann so aussieht:

Bild 16, aufgesplitetes Bild

Mit diesem aufgesplitteten Bild kann der Schärfefilter sauber arbeiten. Wie schon erwähnt, sollten alle Filter die einen stärkeren Eingriff ins Bild vornehmen, nur innerhalb dieser „Klammer“ des deinterlace Filters eingesetzt werden. Auch starke Rauschfilter bzw. hohe Einstellwerte kommen nur hier zum Einsatz. Nach erfolgtem Einsatz der Filter wird mit dem deinterlace Filter das Bild wieder zusammen gefügt.

Bild 17, deinterlace Filter zusammenfügen

Welcher Schärfefilter sollte jedoch benutzt werden? VD bietet verschiedene Filter in unterschiedlicher Komplexität als auch mit unterschiedlichem Ergebnis an. Wichtig ist, dass sich der Filter genau regeln lässt und keine Bereiche schärft, die nicht geschärft werden sollen. Eine „Intelligenz“ des Filters muss also vorhanden sein. In VD finden wir folgende Filter: 

Sharpen, msharpen, xsharpen und unsharp mask

Von sharpen VD eigener Filter muss ich abraten. Dieser Filter ist zu ungenau und schärft einfach alles. Der einzige Vorteil dieses Filters ist die Geschwindigkeit. Dann kommt der Filter xsharpen von Donald Graft. Mit ihm kann schon etwas genauer geregelt werden, was scharf werden soll und was nicht. Leider kann man nur sehr bedingt sehen was geschärft wird. 

Dies ist sicherlich der Grund, warum Donald Graft den Filter msharpen kreiert hat. Mit diesem Filter kann man sehr genau feststellen, was scharf wird, da es die Funktion „show sharpened areas“ gibt. Bei eingeschalteter Vorschaufunktion bekommt man eine excelente Übersicht der Bereiche die geschärft werden.

Bild 18, msharpen Filter

Der Filter ist sehr feinfühlig einzustellen, erkennt auch die Kanten eine Idee besser als der nachfolgende Filter unsharp mask. Die Einstellungen, die in etwa mit dem unsharp mask Filter vergleichbar ist sind:

Bild 19, msharpen Einstellungen

Leider hat er einen entscheidenden Nachteil. Er ist extrem langsam und man braucht daher eine menge Rechenpower um ihn wirklich nutzen zu können. Für die meisten Rechensysteme ist er nicht zu gebrauchen, da mit ihm die Rechenzeit unerträglich lang wird. Meine Empfehlung ist, erst über 2,5GHz diesen Filter einzusetzen.

Kommt zum Schluss noch der Filter unsharp mask, wiederum von Donald Graft, welcher mein Favorit ist. Diesen Filter findet man auch in der digitalen Bildbearbeitung, und das nicht zu unrecht. Das einzige was fehlt ist die Vorschaufunktion, so dass man sich mit dem „Überregelungstrick“ behelfen muss.

Bild 20, unsahrp mask Überreglung

Zuerst muss man den Regler „strength“ auf Maximum stellen (Wert 250), dann den Filter schließen. Es stellen sich jetzt weiße Stellen im Bild ein, die genau anzeigen, in welchem Bereich geschärft wurde. Wenn man nun mit dem Regler „threshold“ herum spielt, wird man erkennen, wie sich die weißen Bereiche verändern bzw. weniger werden. Hier sollte mindestens so weit zurück gegangen werden, dass homogene Flächen keine weißen Punkte mehr aufweisen. Da wir innerhalb des deinterlace Filters arbeiten und das Bild aufgesplittet ist, dürfen wir natürlich keinen Haken bei „interlaced source“ machen.

Bild 21, unsharp mask Bild überbetont

Die Überbetonung ist im linken Bild (rechts ist das Original) deutlich an den weissen Stellen zu erkennen. Der Radius (diameter)  sollte auf „drei“ eingestellt sein. Mit dem Regler „threshold“ wird die Empfindlichkeit der erkannten Objekte eingestellt. Für selbst gedrehte Aufnahmen wird man so zwischen 10 bis 15 liegen. Bei meinen Versuchen und meinem Equipment hat sich 14 als der beste Kompromiss heraus gestellt.

Folgende Einstellungen sind somit sinnvoll:

Radius = 3, strength = 6 bis 12, threshold = 10 bis 18 (abhängig von der Quelle)

Bei meinen Filmen habe ich die Einstellung 3 / 9 / 14 gewählt und hatte zu 98% die richtige Schärfeanhebung.
 

Es ist zu beachten, dass die analoge Schwäche u.a. das Kantenrauschen ist. Wenn ich zu viel Schärfe dazugebe, dann bekommt das Bild an feinen Details ein leichtes Flimmern bzw. das Rauschen wird im Kantenbereich wieder stärker. Somit haben wir das zurück, was wir eigentlich vermeiden oder auch durch die Bildgrößenreduktion wegrechen wollten. Auch bekommt man ein Überzeichnen des Bildes, was sich wiederum in Doppellinien an Kanten bemerkbar macht. Es ist somit Vorsicht geboten, um das Bild nicht zu überziehen. Direkt im Anschluss daran kann man nun noch einmal den DNR Filter einsetzen, um die Kanten zu beruhigen. Der maximale Wert beträgt hier 3.

Nachdem man seine Filter eingesetzt hat, schließt man den deinterlace Filter wieder und kann zum Schluss noch Farb- und Kontrastwerte mit den entsprechenden Filtern korrigieren. Dazu vielleicht ein anderes mal von meiner Seite etwas genaueres. 

Zusammenfassend kommen folgende Filterkombinationen als Vorarbeit zum Einsatz: 

Aufnahmen mit 704 x576 Pixeln:

Bild 22, mit Schärfeanhebung

Ohne Schärfeanhebung entfällt alles zwischen den deinterlace Filtern, auch die Filter an sich. Die erste dynamic noise reduction sollte in diesem Fall auf den Wert 4 bis6 angehoben werden.

Aufnahmen mit 720 x576 Pixeln und horizontaler Stauchung:

Bild 23, 720 zu 704 Pixeln horizontal gestaucht

Man sieht deutlich, dass zwei mal der Filter null transform zum Einsatz kommt. Beim ersten mal um den schlechten Rand weg zu schneiden, beim zweiten mal um den noch vorhandenen Überstand nach der Reduktion zu kappen. Natürlich kann man dies auch in einem Gang machen, der Übersicht halber und fürs bessere Verständnis habe ich aber darauf verzichtet. 

4. AVI an TMPEGnc übergeben

Wie jeder sehen wird, ist das Endergebnis ein Bild, welches nur die Motion Area von 672 x 544 Pixeln beinhaltet. Es ist jedoch so, dass wir ja eigentlich eine DVD mit 704 x 576 Pixeln haben wollen. Wie geht es also weiter? 

In VD gibt es die Möglichkeit, einen so genanten Frameserver zu aktivieren. Stefan und viele andere auch  haben dieses Thema schon besprochen. Daher möchte ich an dieser Stelle genau darauf verweisen, weil dort genau erklärt ist, wie man ihn aktiviert.

Wir aktivieren also unseren Frameserver und geben der Datei einen schönen Namen, wobei die Endung .avi heißen sollte. Wir starten TMPGEnc und laden unter „video source“ das soeben erstellte AVI-File.

Jetzt gehen wir rechts unten auf „Settings“ und konfigurieren nun das erste Menü „Video“. Hierbei ist es wichtig, die wahre Videogröße von 704 x 576 Pixeln unter der Funktion „size“ einzugeben.. Dann muss TMPGEnc noch gesagt werden, wie groß die motion area ist. Dies geschieht im zweiten Reiter mit der Bezeichnung „advance“. Hier gibt es weiter unten die Funktion „clip frame“. Anklicken, dann geht ein Fenster auf.

Zuerst unter dem Button „clip frame“ alle Werte auf Null setzen. Dann auf den mittleren Button „arrange setting“ klicken. Hier auf das pulldown Menü „arrange methode“ gehen und auf „center (custom)“ einstellen. Jetzt wird das Feld „pixels“ weiß und man kann von Hand seine Eintragungen vor nehmen. Hier wird das von uns eingestellte avi Format, also die Motion Area, definiert und eingetragen. In unserem Beispiel waren es 672 x 544. Natürlich können hier alle möglichen Größenangaben stehen. Dies ist abhängig von meiner jeweiligen Motion Area. Bei einem 16:9 Film würden dann z.B. 672 x 432 Pixel stehen. Wenn wir diese Werte so eingeben, rechnet TMPGEnc die Bildgröße nicht um und unser vorher eingestelltes Video bleibt erhalten.

So, dass ist eigentlich auch schon alles, denn die anderen Einstellungen sind wie gehabt. Damit sollte nun eine Bildqualität heraus kommen, die natürlich die SVCD-Variante übertrifft. Bei Interlace-Filmen allemal.

Viel Spaß beim Probieren 

Gruß
ANDREAS

ViSdP: Andreas Riel, Marwitz