AVC HD

AVCHD-Logo

Advanced Video Codec High Definition (engl. Fortgeschrittener Video Codec hoher Auflösung), kurz AVCHD, ist ein digitales Aufzeichnungsformat für Consumer- und Prosumer-Camcorder mit Aufzeichnung auf digitale Datenträger, wie zum Beispiel DVDs, SD-Karten, Memory Sticks, Festplatten oder Festspeicher. Es verwendet den H.264/MPEG-4 AVC-Codec und steht in direkter Konkurrenz zu den Formaten MiniDV und besonders HDV, welches das ältere MPEG-2 verwendet.

Entstehung und Verbreitung

Der Standard Advanced Video Codec High Definition wurde gemeinsam von den Unternehmen Matsushita (Panasonic) und Sony entwickelt, und am 11. Mai 2006 vorgestellt. Die beiden Unternehmen halten auch die Rechte an AVCHD als Markenzeichen.

Am 13. Juli 2006 wurde der Beginn der Lizenzvergabe angekündigt. Das Format wird aktuell auch von Canon unterstützt. Eine Unterstützung durch Produkte von Pioneer, Samsung und Sharp ist angekündigt. Die Lizenzen werden für Aufnahme- und Wiedergabegeräte, sowie für Software vergeben.

AVCHD Lite

Der am 27. Januar 2009 vorgestellte Standard AVCHD Lite^[1] entspricht mit der einzigen Einschränkung, dass er sich für Videoaufnahmen nur auf das Zeilenformat mit 720 Zeilen (720p) beschränkt und somit bei Videoaufnahmen das Zeilenformat 1080i nicht unterstützt, in allen anderen Spezifikationen dem AVCHD-Standard. AVCHD Lite ist zunächst nur für Camcorder und Digitalkameras vorgesehen, deren Videoaufnahmen auf jedes Wiedergabe- oder Aufzeichnungsgerät, das dem AVCHD-Standard entspricht, übertragen werden können. Die Tatsache, das aus den entsprechend dem Standard AVCHD Lite aufgezeichneten Videodaten bei der Wiedergabe durch eine Hochskalierung auch Videoformate mit höherer Zeilenzahl generiert werden können (siehe zum Beispiel auch Zeilenverdoppler), steht dem Standard AVCHD Lite nicht entgegen.

Hardware

Canon HG10 HDD-basierter AVCHD-Camcorder

Sony, Panasonic und Canon haben 2006 erste AVCHD-Camcorder auf den Markt gebracht. Auch Blu-ray-Spieler unterstützten dieses Format in der Regel. Dabei werden nicht nur selbsterstellte Blu-ray Disks (BD-R/RE), sondern auch Filme auf DVD-Rohlingen akzeptiert, die sogenannte Mini Blu-ray oder auch AVCHD-Disc. Die Daten sind im Universal Disk Format (UDF) Version 2.5 oder höher auf den Discs gespeichert. Dies kann zu Leseproblemen auf PCs führen, da erst ein entsprechender UDF-Treiber installiert werden muss, bevor die Disks lesbar sind (gilt z.Z. für WinXP und Linux). Entsprechende Produkte können mit einem lizenzierten Logo (siehe Abbildung) versehen werden. Die Sony Playstation 3 ist (ab Firmware-Version 1.9) in der Lage, AVCHD Videos von einem Memory Stick oder einer externen Festplatte abzuspielen, wobei durch die fehlende Unterstützung des NTFS Dateisystems die Größe der AVCHD Dateien auf 4 GB begrenzt ist. Der WD TV HD Media Player kann ebenfalls AVCHD Videos von einer externen USB-Festplatte abspielen und unterstützt u.a. das NTFS Dateisystem, wodurch Dateien größer als 4 GB unterstützt werden. 4 GB werden bei HD Aufnahmen nach ca. 40 Minuten Aufnahmedauer erreicht.

Software

Das Format wird von mehreren Herstellern von Videoschnittsoftware unterstützt. Mit der Version 7e wurde in Sony Vegas der Import von AVCHD-Daten implementiert. Andere Möglichkeiten sind unter anderem mit den neueren Versionen von Adobe Premiere, iMovie HD, Nero 7/8/9, Pinnacle Studio, Grass Valley EDIUS, Corel Ulead Videostudio, Magix Video Deluxe oder Final Cut Pro sowie Final Cut Express und MacroSystem gegeben.

Technik

Der Advanced Video Codec High Definition basiert auf dem MPEG-4 Standard AVC/H.264 (MPEG–4 Part 10). Die erste Definition dieses Formats trägt den Namen AVCHD-Format Version 1.0.

Video

Neben den etablierten Fernsehnormen mit 480 Zeilen (siehe NTSC) und 576 Zeilen (siehe PAL oder SECAM) in den Bildseitenverhältnissen 4:3 und 16:9 werden auch die Modi 720p/(30/25/24), 1080i/(60/50) und 1080p/24 im Bildseitenverhältnis 16:9 unterstützt. Als Kompressionsmethode für die Videosignale wird MPEG-4 AVC/H.264 verwendet.

In den Spezifikationen der oben genannten Anbieter findet sich zusätzlich die Bildauflösung 1440 x 1080 für das 16:9 Format, die aber nicht konform mit dem Standard H.264 ist, da dieser für die HD-Darstellung in 16:9 ausschließlich quadratische Pixel vorsieht.

Die Videosignale werden im MPEG-4-Datenkompressionsstandard aufgezeichnet, um diese dann in einen MPEG-2-Transport-Datenstrom zu übertragen. Das Abspielen erfolgt mit einer Datenrate von zum Beispiel 6, 9, 13, 18 oder 24 Megabit/s (zuzüglich Ton und Metadaten).

AVCHD benutzt ein skalierbares Kompressionsverfahren (MPEG-4) mit unterschiedlicher Verarbeitungstiefe und sieht eine interne Bildstruktur mit einer Group of Pictures von bis zu 15 Bildern (Frames) vor. Die Farbabtastung erfolgt in AVCHD mit 8 bit, 4:2:0.

Audio

Für Audiosignale steht das komprimierte Aufzeichungsverfahren Dolby Digital (AC-3) mit einer Bitrate 64 bis 640 kbps und für 1 bis 5.1 Kanäle zur Verfügung. Alternativ kann auch im linearen PCM-Verfahren mit einer konstanten Bitrate von 1,5 Mbps für 2 Kanäle, aber auch variabel mit 1 bis 7.1 Kanälen gearbeitet werden. Sonys Playstation 3 unterstützt auf AVCHD zusätzlich auch DTS.

Videoschnitt

Problematisch ist beim Advanced Video Codec High Definition derzeit noch die sich erst entwickelnde Schnittverarbeitung. Selbst bei Rechnern mit 3 Gigahertz Dual Prozessor und 2 Gigabyte Arbeitsspeicher kann es noch zu Renderzeiten kommen. Der Rechenaufwand ist stark abhängig von der Verwendung der Kodieroptionen und davon, wie gut die Rate-Distortion-Optimierung eingestellt ist. AVC-Encoder mit guter Performanz haben etwa die acht- bis zehnfache Komplexität eines MPEG2 Encoders und die Dekodierung ist etwa dreimal aufwändiger als bei MPEG-2. Die Echtzeitgrenze (30 Frames) für einen Zweikernprozessor liegt mit Benutzung des CABAC Codec bei 10 Mbit/s, mit Vierkernprozessor bei 15 Mbit/s. Ohne CABAC liegen beide Systeme oberhalb von 20 Mbit/s.

Die professionelle Schnittsoftware FinalCut Pro von Apple geht im Videoschnitt von AVCHD Material einen anderen Weg. Bereits bei der Übertragung des AVCHD Materials auf einen MacOS X kompatiblen Computer wird das Format in Apple ProRes 422 oder Apple Intermediate umgewandelt. Zwar beansprucht dieser auf dem Speichermedium während der Bearbeitung erheblich mehr Platz, jedoch entfallen dabei weitestgehend Renderzeiten und es ist möglich, auch Material anderer Formate im gleichen Projekt mit zu verwenden. Weiterhin entfallen weitere Beeinträchtigungen durch wiederholtes Rendering während der Bearbeitung. Die finale Schnittversion kann dann anschließend entsprechend der Erfordernisse in ein adäquates Format transkodiert werden. Dies ermöglicht zum Beispiel auch die Erstellung einer Blu-ray Disk, die auf handelsüblichen Playern abgespielt werden kann.

AVCHD wird derzeit überwiegend zum Speichern auf DVD, Festplatte oder Speicherkarte verwendet. Der Schnitt von Filmen war ursprünglich weder in diesem Format, noch im MPEG-2-Format vorgesehen. Erst durch die starke Nachfrage der Nutzer nach einer Lösung mit geringen Bandbreiten bei steigenden Bildauflösungen wurden auch Software-Schnittlösungen angeboten.

Datenrate

Der gesamte Standard ist bis zu einer Bandbreite (Level 5.1 / H444 Profile) von 960 Megabit pro Sekunde und einer Bildauflösung von bis zu vier Millionen Bildpunkten definiert. Die üblichen zu verwendenden Datenraten lagen Ende 2008 je nach Bildauflösung und Kompressionsrate zwischen 5 und 24 Megabit pro Sekunde. Dies entspricht einer Aufzeichnungsdauer von etwa 5 (bei 24Mb/s) bis 26 Minuten (bei 5Mb/s) pro Gigabyte. Schnelle (Class 6) Marken-SDHC Karten mit 16GB Kapazität sind (Ende 2008) für rund 25 Euro erhältlich.

Hintergrund

AVCHD wurde von der Motion Picture Expert Group geschaffen und von den Firmen Sony und Panasonic in Produkte umgesetzt, da man nicht länger ausschließlich auf Speichermedien mit Laufwerken setzen wollte, wie zum Beispiel Bandlaufwerke, Festplatten oder DVD-Laufwerke.

Vergleich mit Bandaufzeichnung

Das Magnetband bietet Möglichkeiten, große Datenmengen auf einen vergleichsweise günstigen Datenträger zu speichern. So können auf einem Mini-DV-Band etwa 13 Gigabyte abgespeichert werden. Preiswerte Speicherkarten standen im Mai 2008 für bis zu 16 Gigabyte zur Verfügung, haben jedoch einen deutlich höheren Preis. Da ein wesentlicher Vorzug von AVCHD jedoch darin liegt, dass bei einer identischen Datenrate gegenüber MPEG-2 eine deutlich höhere Speicher-Effizienz erreicht wird, relativieren sich die Mehrkosten, d.h. die Kosten pro Zeit nähern sich an.

Zudem wird es im Bereich der Consumer-Videotechnik durch AVCHD erstmals möglich, die gesamte HD-Auflösung von 1920 x 1080 Bildpunkten ohne Interpolation aufzuzeichnen, wenn auch die meisten der 2008 am Markt befindlichen Camcorder diese Auflösung weiterhin nur durch Interpolation erreichen.

Schließlich ist durch die Benutzung moderner Speichermedien nicht nur sequentieller, sondern auch wahlfreier Zugriff auf die Daten möglich.

Siehe auch

• Videoformat
• Digital Video
• High Definition Video
• Videokamera
• Liste von Videofachbegriffen
• DVD-Player / DVD-Recorder

Literatur

• Wolfgang Wunderlich: Digitales Fernsehen HDTV, HDV, AVCHD für Ein-und Umsteiger ISBN 978-3-00-023484-2

Weblinks

• AVCHD information web site (englisch)
• Pressemitteilung von Panasonic
• Pressemitteilung von Sony (englisch)
• Website mit umfassendem Hintergrundbericht zu AVCHD

Einzelnachweise

1. ↑ AVCHD Information Web Site