Bildstörungen bei der Standbildwiedergabe

stoerungArtefakte und - wenn auch nicht sichtbarer - Qualitätsverlust sind bei verlustbehafteten Videocodecs zwar unvermeidlich, Bildstörungen wie Flackern oder Verschwimmen sollten jedoch grundsätzlich nicht auftreten. Im Rahmen unserer Qualitätsanalyse für einen namhaften Kunden aus der Industrie stellten wir derartige Wiedergabefehler speziell bei der Wiedergabe von Standbildern dar. Wir beschreiben im Folgenden das Problem der Bildstörungen bei der Standbildwiedergabe und zeigen Ursachen und Lösungen auf.

 

Einleitung

In der Entwicklungsphase kam es innerhalb dieses Videosystems zu zunächst unerklärlichen Problemen. Aufgrund unserer Erfahrung und Kompetenz wurden wir beauftragt, bei der Lösung dieser Probleme zu helfen. Wir gingen dabei vor wie folgt:

  • Auf Basis erster Beobachtungen und der Fehlerbeschreibung durch den Automobilhersteller erstellten wir einen maßgeschneiderten Referenz-Korpus von Testsequenzen und stellten diesen dem Automobilhersteller zur Verfügung.

  • Dieser Referenz-Korpus wurde zweimal in H.264 konvertiert: Einmal im Videosystem des Automobilherstellers (A), einmal durch uns (B). Auf diese Weise erhielten wir zwei auf dem Referenz-Korpus basierende Vergleichs-Korpora, A und B.

  • Vergleichskorpus A nutzten wir zur Suche nach und zur Identifikation von Problemen und Fehlern in der Konvertierungskomponente des Videosystems des Automobilherstellers.

  • Vergleichskorpus B nutzten wir als optimales Beispiel zum Vergleich und zur Gegenüberstellung mit Vergleichskorpus A.

  • Wir führten für beide Vergleichskopora eine Reihe von Analysen, darunter auch die Analyse der Bewegungsvektoren durch. Für die Analysen auf Basis von PSNR und SSIM nutzten wir den originalen Referenz-Korpus zum Vergleich.

Durch die so durchgeführten Analysen konnten wir die Ursachen der bekannten Probleme aufdecken und zusätzlich eine Reihe von weiteren Problemen aufdecken und lösen, welche ansonsten mit hoher Wahrscheinlichkeit erst nach Fertigstellung des Videosystems aufgefallen wären. Durch unsere Hilfe konnten spätere schlechte Testergebnisse in Fachzeitschriften und Unzufriedenheit bei den Kunden des Automobilherstellers vermieden werden. Eines der so aufgedeckten Probleme ist das Problem der Bildstörungen, welches wir Ihnen im Folgenden als Beispiel unserer Arbeit beschreiben wollen.

Das Problem

Bei der Durchsicht der durch den Automobilhersteller konvertierten Testsequenzen des Referenz-Korpus fielen bei der Wiedergabe von Standbildern bereits mit bloßem Auge verschiedene Bildstörungen auf. Diese drückten sich durch ein lokales Flackern und Verschwimmen des Bildinhaltes aus. Um einen Fehler des Wiedergabegerätes auszuschließen, haben wir die entsprechenden Testsequenzen Frame für Frame einer Analyse der Bewegungsvektoren unterzogen. Bei dieser Analyse fielen uns, wie unten gezeigt, einige Ungewöhnlichkeiten auf.

Durch die Visualisierung der Bewegungsvektoren konnten wir das Problem auf fehlerhaft berechnete Bewegungsvektoren zurückführen und dieses so durch Screenshots dokumentieren. Das Problem trat jeweils in den auf I-Frames folgenden P-Frames in besonderer Schwere auf. I-Frames wurden in allen Fällen fehlerfrei wiedergegeben. Da etwa jede halbe Sekunde ein I-Frame im Video-Stream vorhanden ist, ist das Flackern und Verschwimmen beim Betrachten der P-Frames durchgängig sichtbar. Durch diese Beobachtung und den Zusammenhang mit dem Typus des jeweiligen Frames konnten wir die Fehlerursache eindeutig der H.264-Konvertierungskomponente zuordnen und andere Fehlerursachen ausschließen.

Die Lösung

Durch unsere Analyse konnten wir das Problem eindeutig auf die H.264 Konvertierungskomponente innerhalb des Videosystems des Automobilherstellers zurückführen und unsere Schlüsse fundiert dokumentieren. Die Fehler sind für H.264 untypisch, und daher auch nicht auf grundsätzlich falsche Einstellungen zurückzuführen. Aufgrund der Art der beobachteten Fehler ist ein grundsätzlicher Fehler in der H.264 Konvertierungskomponente nicht auszuschließen. Ein Nachbessern und eine eingehende Prüfung der Elektronik muss nun auf Seiten des Herstellers der H.264 Konvertierungskomponente erfolgen.

 

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Gelesen 2627 mal Letzte Änderung am Freitag, 28 November 2014 10:54