Unterm Strich – Thema heute: Video Codecs – Welche gibt es und was ist zu beachten?

In der Videoüberwachung fallen viele Daten an. Um diese Daten zu verarbeiten und die Menge an Daten zu verkleinern gibt es so genannte „Video-Codecs“. Aber was ist ein „Video-Codec“?

Ein Video Codec ist ein Algorithmus, der verwendet wird, um digitale Videodaten zu komprimieren und zu dekomprimieren. Das Wort „Codec“ ist eine Kombination aus den Wörtern „Coder“ und „Decoder“. Der Hauptzweck eines Video-Codecs besteht darin, die Menge an Daten, die zur Speicherung oder Übertragung einer Videodatei notwendig ist, zu reduzieren und dabei die Qualität des Videos bestmöglich zu erhalten. Ein Video- Codec schafft das durch verschiedene Kompressionstechniken wie z.B. die Entfernung von nicht benötigen Informationen oder
einer effizienteren Darstellung von Bildern. Das Video wird entweder bereits beim Aufzeichnen von der Kamera oder dem NVR encodiert (komprimiert). Wenn ein Videoabgespielt wird, dekodiert (entschlüsselt) der Codec die komprimierten Daten und rekonstruiert die Videoframes in Echtzeit und stellt diese auf einem Bildschirm dar. Das übernimmt der NVR. Die heutzutage gängigen Video-Codecs sind H.264, H.265 und AV1. Zukünftig wird auch H.266 eineentscheidende Rolle spielen.

H.264, auch bekannt als MPEG-4 AVC (Advanced Video Codec), ist einer der am häufigsten verwendeten Video-Codecs und wurde 2003 entwickelt. H.264 ist in der Lage, hochauflösendes Videomaterial mit einer deutlich geringeren Datenrate als frühere Codecs darzustellen. Das liegt daran, dass H.264 fortschrittliche Kompressionstechniken wie beispielsweise Inter-Frame Prediction, Transformationscodierung und Entropiecodierung verwendet. H.264 wird in verschiedenen Anwendungen eingesetzt und alle gängigen Kameras und NVRs unterstützen diesen Codec als Standard.

H.265, oft auch bekannt als High Efficiency Video Coding (HEVC), ist ein Video-Codec, der als direkter Nachfolger von H.264 entwickelt wurde. Der Codec wurde 2013 standardisiert und bietet im Vergleich zu H.264 eine noch höhere Kompressionsleistung. H.265 verwendet ähnliche Kompressionstechniken wie H.264, aber hat einige wichtige Verbesserungen. So kann H.265 zum Beispiel bei der Kompression von Videos größere Blöcke verwenden und bietet dadurch eine höhere Kompressionsrate bei gleicher Videoqualität. Die höhere Kompressionsrate von H.265 bedeutet, dass weniger Bandbreite benötigt wird, um dieselbe Videoqualität wie bei H.264 zu erreichen. So lassen sich bis zu 40% Speicherplatz sparen. Damit lässt sich hochauflösendes Videomaterial in UHD platzeffizient speichern. Seit einigen Jahren ist H.265 auch ein fester Standard in Kameras und NVR-Systemen. 2021 verwendeten nur knapp die Hälfte aller Sicherheitskameras H.265, ein Grund dafür sind die höheren Kosten für die Lizensierung von H.265 und der höhere Rechenaufwand der nötig ist im Vergleich zu H.264.

AV1 ist ein neuer, offener Video-Codec, der von der Alliance for Open Media (AOMedia) entwickelt und 2018 standardisiert wurde. AOMedia ist ein Konsortium, das aus Unternehmen wie Google, Apple, Amazon und Microsoft besteht. Das Ziel ist es, einen kostenlosen, offenenn und lizenzfreien Video-Codec zu schaffen, der eine höhere Videoqualität als bisherige Codecs bei geringerer Datenrate bietet. AV1 verwendet eine komplett neue Kompressionsmethode, die auf der Verwendung von Vorhersage- und Transformationsalgorithmen basiert. Außerdem verbessert sich die Unterstützung von HDR-Videos, der hoher Auflösungen wie 4K und 8K und kann dazu beitragen die Bandbreite und Speicherplatzanforderungen von Videoüberwachungssystemen zu reduzieren. Aktuell wird AV1 nur vereinzelt von Kameras und NVRs unterstützt, da es ein relativ neuer Codec ist. Einige Kamerahersteller arbeiten bereits an der Integration von AV1 in ihren Geräten und Software. Es ist zu beachten, dass die Unterstützung von AV1 von der Leistungsfähigkeit der Hardware und Software der Kameras und NVRs abhängt, die möglicherweise ein Upgrade erfordern um AV1 zu unterstützen.

H.266, bekannt als Versatile Video Coding (VVC), ist der Nachfolger von H.265 und wurde 2020 standardisiert. Es baut auf den Grundlagen von H.264 und H.265 auf und bietet eine noch bessere Kompressionsmethode als die Vorgänger. Die Videogröße kann um bis zu 50% verkleinert werden bei gleicher Qualität im Vergleich zu H.265. H.266 ist ein direkter Konkurrent zu AV1. Während AV1 seine Kompression auf der Vorhersage von Bildpixeln aufbaut, verwendet H.266 das sogenannte „Versatile Video Coding“, das die Blockgröße, und die Prognosegenauigkeit optimiert um die Kompressionsrate zu erhöhen. Ein weiterer Unterschied zwischen AV1 und H.266 besteht darin, dass AV1 ein offener, lizenzfreier Codec ist, während H.266 lizensiert werden muss. Zusammenfassend lässt sich sagen, dass sowohl AV1 als auch H.266 bessere Ergebnisse als ältere Codecs liefern. Die Wahl welchen der beiden Codecs man nun nimmt, hängt von verschiedenen Faktoren ab, einschließlich des Anwendungsbereichs und der verfügbaren Unterstützung durch Geräte und Software.