Bewegungsschätzungs-Simulator

Die Bewegungsschätzung ist der Flaschenhals der Videokompression. Ein Makroblock der Größe 16x16 wird im Referenzbild innerhalb eines Suchfensters mit dem Kandidaten verglichen, der die niedrigste Summe der absoluten Differenzen (SAD) liefert. Die erschöpfende Vollsuche wertet alle (2r+1)² Positionen aus, was langsam ist. Schnelle Algorithmen wie Diamond- und Hexagon-Suche prüfen nur einen Bruchteil der Punkte, indem sie das Suchzentrum iterativ verschieben und abbrechen, sobald das Minimum in der Mitte des Musters liegt. Fahre mit der Maus über einen Block, um sein Suchfenster und die Kandidatenbewertungen in Echtzeit zu sehen.

Aufeinanderfolgende Videobilder sind fast identisch, deshalb speichert ein Codec das aktuelle Bild nicht vollständig, sondern beschreibt es als verschobene Teile des vorherigen Bildes. Jeder 16×16-Block erhält einen Bewegungsvektor zu seiner besten Entsprechung plus ein kleines Residuum für alles, was die Verschiebung nicht erklärt. Merke: Sanfte Kameraschwenks lassen sich hervorragend komprimieren, weil ein einziger Vektor Tausende Pixel ersetzt.

Der Encoder fragt nie, was sich tatsächlich bewegt hat — er sucht nur den Block mit der kleinsten SAD. In flachen oder verrauschten Regionen kann der Gewinnervektor daher völlig absurd zeigen, ganz anders als die wahre Verschiebung. Ziehen Sie den Rausch-Regler hoch und sehen Sie zu, wie das Vektorfeld ins Chaos zerfällt. Deshalb taugen Bewegungsvektoren schlecht als optischer Fluss, aber bestens zur Kompression: Sie dienen der Bitrate, nicht der Physik.