News: Netflix optimiert seine 4K Filme und spart 50% Daten

6.9.2020 - 15:07 Uhr

Netflix bietet - das entsprechende Abo vorausgesetzt - Usern, welche Filme und Serien in 4K sehen wollen, diese nicht nur in Form eines 8-Bit Streams an, sondern als Premiuminhalt auch mit 10-Bit, HFR (High Frame Rate) und/oder HDR (High Dynamic Range).

Die 4K Inhalte wurden bis jetzt mit festen Bitraten von 8, 10, 12 und 16 Mbps und starren Presets (wieviel Mbps pro definierter Auflösung) kodiert - ganz unabhängig vom jeweiligen Inhalt. Seitdem hat Netflix jedoch neue Verfahren wie die spezifische Encodierung pro Film und später sogar pro Einstellung entwickelt, welche optimierte Komprimierungen ermöglichen. Diese Verfahren sowie eine Komprimierung mit variablen Keyframes bzw. GoPs (Group-of-Pictures) wurden bisher jedoch noch nicht für bisher bereits kodierte 4K Premiuminhalte eingesetzt.

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Netflix hat ein großes Interesse an Einsparungen an der Bitrate seiner Videos, weil Bitraten auch hohe Datenvolumen und somit große Infrastrukturkosten bei Netflix selbst und nochmals bei den Usern (bei der mobilen Wiedergabe) verursachen. Netflix treibt deswegen schon seit Jahren die Entwicklung neuer besserer Encodingverfahren voran.

Jetzt hat Netflix angefangen, alle seine (alten) 4K Filme mit neuester Technik neu zu komprimieren: jede einzelne Kameraeinstellung eines Filmes wurde mithilfe von Netflix VMAF Methode mit der jeweils optimalen Bitrate neu dynamisch encodiert. Der VMAF (Video Multi-Method Assessment Fusion) Algorithmus bewertet dabei die visuelle Bildqualität von Videos ähnlich wie Menschen es tun und ermöglicht so bei einem Test von mit unterschiedlicher Bitrate und Parametern komprimierten Videos die automatische Optimierung von maximaler Bildqualität bei minimaler Bitrate.

Zusätzliche Optimierungspotentiale ergaben sich durch Verbesserungen im Codec selbst. Im verlinkten Artikel beschreiben die Netflix Ingenieure, wie sie das 4K 10-Bit Material (und zum Teil auch SD-Videos) neu komprimiert haben und zeigen anhand einiger Bildbeispiele, wie bei einer geringeren Bitrate eine bessere Bildqualität erreicht wurde. Im Durchschnitt war es möglich, durch die dynamische Komprimierung die gleiche Bildqualität wie vorher mit einer um 50% kleineren Bitrate zu erreichen, so reichen jetzt meistens maximal 8 Mbps zur guten Darstellung von 4K Videos aus - vorher waren es 16 Mbps.

In der folgenden Grafik ist gut zu sehen, wie mithilfe der neuen Methode ("optimized ladder") bei gleicher Bitrate eine höhere Auflösung bzw. bei gleicher Bildqualität eine niedrigere Bitrate ausreicht als mit der alten Methode ("fixed ladder"). Als Beispielmaterial wurde hier die Episode eines Thriller-Dramas genutzt.

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Vorteile für die User

Im Verlauf der nächsten Monate wird Netflix erst alle 4K Versionen, dann auch die HDR Versionen aller Filme mittels der neuen Verfahren neu komprimieren. Für Netflix Abonnenten mit hoher Bandbreite bedeutet das, daß sie dieselbe Qualität bei durchschnittlich der Hälfte der Bitrate bekommen. User mit mit eingeschränkter Bandbreite profitieren von einer höheren Qualität bei gleicher (oder sogar geringerer) Bitrate. So können jetzt beispielsweise Zuschauer, die durch ihr Netzwerk auf die 720p Versionen von Filmen beschränkt waren, nun stattdessen 1080p oder eine noch höhere Auflösung wiedergeben. Auch nimmt durch die neue Kodierung die Zahl der störenden Abspielpausen durchs Rebuffering stark ab (um 65% durchschnittlich) .

Zudem können sich alle Zuschauer darüber freuen, daß die meisten Filme mit einer höheren Anfangsqualität starte. Denn wenn bei der Wiedergabe eines neuen Films schnell die ersten Bilder kommen sollen, dann geht dies - je nach vorhandener Bandbreite - immer kurz zu Lasten der Bildqualität, bevor dann genügend Daten für die dauerhafte optimale Wiedergabe da sind - durch die neuen Encodings klappt das jetzt deswegen etwas früher. Auch konnten durch Verbesserungen beim DRM und durch die niedrigere Bitrate ist die Abspielverzögerung neuer Filme um etwa 10% reduziert.

Die Fortschritte von Netflix werden sich auch bei anderen Streaminganbietern niederschlagen, da Netflix sehr offen seine technischen Entwicklungen dokumentiert und die dafür programmierten Tools wie etwa das VMAF quelloffen zur Verfügung stellt.

(thomas)

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