Filtereinstellungen für VHS in AVIDEMUX
Teil 1: Hinweise zur Aufnahme von VHS (Capturing)
Teil 3: Hinweise zur Einstellung des X264 Codecs (deutsch oder Englisch)
Auflösung von VHS
VHS-Videos besitzen eine Bildauflösung von etwa 576 Zeilen (mit
320 Punkten bzw. maximal 160 Sinusschwingungen innerhalb einer Zeile). Davon
werden nacheinander im Zeilensprungverfahren Halbbilder mit jeweils 288 Zeilen
übertragen. Die Bildwiederholrate beträgt 50 Halbbilder pro Sekunde
(576i50). Rechenrisch ergäbe das eine Vollbildrate von nur 25 Bildern pro
Sekunde, diese würde aber kein fließendes Bild mehr ergeben.
In Wirklichkeit werden nämlich nacheinander nicht die geraden und ungeraden
Zeilen eines 25 Hz-Vollbildes übertragen, sondern die beiden Halbbilder stammen
aus zwei unterschiedlichen 50 Hz-Vollbildern.
Diese ursprünglichen 50 Hz-Vollbilder müssen zunächst durch ein Deinterlacing-Filter wieder rekonstruiert werden. Dies ist die Grundlage für jede weitere Rausch-Filterung, weil nur auf diese Art ein Bildstrom gewonnen wird, der dem vollständigen Ursprungssignal entspricht (nämlich räumlich 576 Zeilen und zeitlich 50 fps).
Die Farbauflösung bei VHS ist übrigens sehr viel schlechter, was Bedarf nach speziellen VHS-Videofiltern weckt. Dazu unten mehr.
Typische Filter Kaskade für VHS in Avidemux
Videofilter in AVIDEMUX für VHS
1. Yadif (hochwertiger Deinterlacer), als Strategie unbedingt Bob, zeitliche
& räumliche Prüfung
auswählen!
Rekonstruiert den originalen Bilddatenstrom zu einem zeitlich voll aufgelösten Vollbild (576p50). Zwingende Voraussetzung für eine nachfolgende Rauschfilterung.
2. Zuschneiden (Crop) (720 × 576 --> 720 × 566)
Meist gibt es bei VHS ein unruhiges Zittern der ersten Bildzeilen, das im
komprimierten Video viel Bandbreite schlucken würde.
Ebenso zeigen die untersten Zeilen oft Zittern und Aussetzer.
Das Crop-Filter schneidet diese Zeilen einfach ab.
Alternativ könnte man diese Zeilen auch mit schwarzen Balken maskieren. Diese
müssten aber im Videobild mitkodiert werden und würden dadurch die Datei
sinnlos vergrößern.
Als dritte Alternative kann man versuchen, die gestörten Zeilen zu maskieren und
nur in diesem Bereich einen Rauschfilter mit großem zeitlichem
Verschmierungsfaktor anzusetzen.
Auf jeden Fall gilt: Immer erst diese unruhigen Zeilen abschneiden oder maskieren, sonst werden diese Störungen durch spätere Rauschfilter und Glättung in intakte Bildbereiche verschmiert.
3. MPlayer hqdn3d (hochwertiger Denoiser)
Dieser hochwertige (aber langsame Rauschfilter) arbeitet hier mit den
Standardeinstellungen.
Bei sehr verrauschten Videos mit wenig Bewegung kann man die zeitliche Filterung auf
temporal: 8 erhöhen. Das hat den Vorteil, das Bild
räumlich nicht allzu sehr weichzuzeichnen. Werte von temporal:
> 10 ergeben jedoch ein deutliches träges Nachziehen schneller
Bewegungen, die man im Video sehen kann.
Zum Testen der Filtereinstellungen ist es sinnvoll, einige Sekunden einer Szene zu rendern, die schnelle Bewegungen enthält. Tu dies mehrmals mit unterschiedlichen Filtereinstellungen. Durch ansehen des Testscreenshots in der Filtersektion von Avidemux kannst du das zeitliche Verhalten des Filters nämlich nicht beurteilen.
4. Mplayer Größe ändern
Moderne Videocodecs arbeiten mit Pixelfeldern von 4×4, 8×8 und
16×16. Deshalb sollte das Zielformat bei der
Größenänderung in X- und Y-Richtung immer ein Vielfaches von 16
darstellen.
Im Filter Mplayer Resize
aktivierst du zu diesem Zweck die Checkbox [x] 16 aufrunden. Wenn du nun mit dem Schieberegler die
Zielgröße änderst, springt das Format auf die nächstliegenden
Vielfachen von 16 und zeigt zugleich den dabei entstehenden Fehler in X- und
Y-Richtung an. Bei der im Beispiel gewählten Auflösung entsteht in
Richtung X-Richtung eine leichte Streckung um 0,5%, die optisch nicht ins Auge
fällt. Sie ergibt sich durch das vorherige Entfernen von 10 Pixeln am oberen und
unteren Bildrand.
So findest du eine gute Zielauflösung:
Das Beispielvideo war recht unscharf. Ich habe ein kurze Testszene einmal mit voller
Auflösung und einmal mit 288 Zeilen gerendert und mit VLC jeweils einen
Screenshot erstellt. Den Screenshot der 288-er Auflösung habe ich
anschließend auf doppelte Größe skaliert. Nun konnte ich durch Hin-
und Herschalten zwischen beiden Screenshots sehen, dass bei Verringerung auf 288
Zeilen keine Bildinformation verloren ging.
Bei VHS-Videos in guter Bildqualität kann durchaus eine höhere Auflösung bis hin zu vollen 576p angeraten sein.
Die Einstellung Lancos erzeugt schärfere Kanten, was zwar Bandbreite im Zielvideo frisst, aber besser aussieht.
4. Asharp (Leichtes Nachschärfen mit Unschärfemaske), nur bei unscharfen Kopien verwenden!
Dieses Filter stellt eine Unschärfemaske dar, wie man sie aus Bildbearbeitungsprogrammen kennt. Durch den einstellbaren Schwellwert verhindert man die Schärfung von kleineren Details (Rauschen).
Nachschärfen ist nur bei unscharfen Kopien sinnvoll. Es erhöht den Bandbreitebedarf des Zielvideos.
5. Resample Bilder (Zwischenbilder erzeugen mit 50 frames per second)
Dies korrigiert die Bildwiederholrate, die bei Capturen von VHS immer von 50 fps
abweicht.
Wähle den Wert Neue Bildrate: 50,000
Eine genaue Erklärung dazu gab es in Teil 1.
Wenn es auf schnelle Bewegungen nicht so ankommt, kannst du auch mit einer Bildwiederholrate von 25 fps rendern. Dadurch benötigt das Rendern nur 50% der Zeit. Die Dateigröße verringert sich nicht ganz so stark, weil X264 auch die zeitliche Componente von Videos sehr effektiv packt. (Bei einem Film mit wenig Bewegung erreichte ich bei 25 fps eine Verringerung der Dateigröße auf 65%.)
So findest du die optimale Bildgröße für dein fertiges Video
Von der Bildgröße hängt die Größe deiner Zieldatei ab und ebenso die Zeit, die du zum Encoden brauchst.
VHS-Material mit 720×576 Auflösung ergibt nach Encoding mit X264 etwa 1,2 GB/h.
Die Zeit zum Encoden ist 4,5 Stunden pro Stunde.
Mit der halben Auflösung dauert das Encoden nur noch 1,5 Stunden pro Stunde. Die Zieldatei ist nur noch 255 MB/h groß.
Fertige einen Screenshot deines Videos an. Wähle dazu ein Bild mit vielen Strukturen. (In Avidemux kannst du den Slider für die Videoposition verschieben und so ein geeignetes Bild suchen).
Öffne Irfanview und füge den Screenshot ein. Speichere das Bild als Tiff. Nun reduziere in Irfanview die Auflösung des Bildes auf 50% und speichere es unter anderem Namen.
Unter Irfanview - Optionen - Einstellungen - Vollbildmodus aktiviere [x] Resample Funktion benutzen
.
In Irfanview musst du nun den Vollbildmodus aufrufen. Das Bild soll auf die volle Bildschirmgröße skaliert sein. Wenn du beide Bilder in ein leeres Verzeichnis gespeichert hast, kannst du nun eines der Bilder öffnen und mit der Leertaste zwischen den Bildern umschalten. Qualitätsunterschiede sind so deutlich sichtbar.
Falls Details in der halben Auflösung verloren gegangen sind, kannst du es mit einer 75% Auflösung versuchen.
Die Art des Resizing-Algorhithmus spielt beim Verkleinern keine Rolle. Für das Verkleinern kannst du immer den schnellsten Algorithmus wählen.
Resize-Filter von Avidemux
Die End-Bildgröße sollte in jeder Richtung Vielfache von 16 Pixeln betragen.
Wähle dazu in Avidemux den Resize-Filter. Mit dem Slider kannst du den gewünschten Maßstab in % einstellen und dann klicke auf Round to the Nearest Multiple of 16
.
Wunschliste: VHS Videofilter, die die Welt noch braucht
 Originales Farbbild |
Luminanz (scharf) |
 Simulierte Croma-Artefakte bei VHS (Unscharf in links-rechts Richtung und nach unten versetzt) |
 Gesamtwirkung im VHS-Bild |
Abb. 2: Simulation typischer VHS-Artefakte: Horizontale Farbverschmierung und Croma-Versatz nach unten
Das Croma-Bild sieht genau genommen so aus. Weil man da nicht viel erkennt, enthält das obere Croma-Beispielbild auch Luminanz.
Gesuchtes Video Filter #1: Ersetzen von ausgefallenen Zeilen oder Zeilenbereichen (Repair VHS Dropouts)
Jeder bessere VHS-Player ersetzt automatisch fehlende Zeilen (Dropouts im Bandkontakt) durch den Inhalt der vorhergehenden Zeile, die in einer Verzögerungsleitung vorrätig gehalten wird. Der entstehende Bildeffekt ist viel weniger störend als ein schwarzer Strich, aber trotzdem auffällig. Leider lässt sich diese Korrektur nicht abschalten.
Ein digitales Filter könnte gestörte Zeilen sehr viel eleganter, nämlich aus dem temporalen Kontext korrigieren: Es würde fehlenden Zeilen durch Inhalte der zeitlich davor oder danach liegenden selben Zeile ersetzen.
Dazu müssten aber die oben erwähnten Eingriffe der Verzögerungsleitung erkannt und maskiert werden, was nicht ganz leicht sein dürfte.
Gesuchtes Video Filter #2: Farbversteilerung (Enhance color edges, Steepening of colour signal transients)
 Unscharfes Farbbild |
 Scharfer Luminanz-Kanal |
 Flankenversteilertes VHS-Bild (nur oberhalb des Graubalkens schärfer!) |
Da beim Analogfernsehen die Farbinformation mit geringer Auflösung als das Schwarzweißbild übertragen wird, sieht man an Objektkanten oft ein Nachbluten der Farben nach rechts.
Eine Schaltung zur Farbversteilerung
erzeugt mit einem Kunstgriff
nachträglich einen steilen Farbübergang an Objektkanten. Dazu wird das
schärfere Helligkeitssignal auf sprunghafte Änderungen untersucht. An
solchen Positionen wird das stetige Farbsignal durch einen gesampelten Farbwert
ersetzt, wie er vor der Kante auftrat. Nach dem Flankenende des Helligkeitssignals
springt der Farbkanal dann auf den neuen Zielwert. Seit Anfang der 80-er Jahre ist
diese Baugruppe in Farbfernsehern üblich.
Bei VHS-Kassetten ist die Auflösung der Farbinformation noch schlechter. Farbe
wird nur mit deutlich reduzierter Auflösung aufgezeichnet. Pro Zeile werden nur
etwa 30-40 unterschiedliche Farbwerte gespeichert.
VHS nutzt außerdem ein System zur Farbrausch-Reduktion, in dem die Farbwerte
mehrerer Zeilen zusammengemischt werden, so dass auch die vertikale
Farbauflösung deutlich sinkt und verschmiert. Trotz der Rauschreduktion flimmern
Bildflächen mit starker Farbsättigung heftig. Eine weitere Folge der
Farbrauschreduzierung ist das „Ausbluten“ der Farbe bei mehrfachen
Video-Kopien.
Die digitale Variante eines Filters zur Farbversteilerung wäre daher bei VHS-Aufnahmen absolut hilfreich. Es
könnte in horizontaler Richtung die PAL-typischen Farbflanken versteilern.
Zusätzlich aber auch das Croma-Bild in vertikaler Richtung überarbeiten, und
damit die Unschärfe aus Mittelwertbildung im VHS-Player reduzieren.
(Mit Schärfen des Croma-Kanals kann beides nicht erreicht werden, weil die
Kantendetails im Croma-Kanal gar nicht vorhanden sind. Man erhielte auf diese Weise
nur mehr Rauschen.)
Gesuchtes Video Filter #3: 2D Fourieranalyse von Videobildern zur Anzeige der real vorhandenen Bildschärfe des Quellmaterials und des Rauschhintergrundes
Die Analyse mit Fouriertransformation würde auf einen Blick anzeigen, wie viele Details ein Videobild enthält.
Dieses Filter könnte darauf aufbauend einen Wert für die Zielauflösung vorschlagen, bis zu der das Video ohne Detailverlust in der Auflösung verkleinert werden kann.
Gesuchtes Video Filter #4: Entferne Zeilenversatz des PAL Farbsignals (Remove PAL croma line offset)
Abb. 3: Farbversatz im VHS-Bild
Da zur Dekodierung des PAL-Signals jeweils die Information der aktuellen sowie der
vorherigen Zeile benötigt werden, durchläuft das eingehende PAL-Signal im
Empfänger eine Verzögerungsleitung mit einer Laufzeit knapp von der
Länge einer Fernsehzeile (63,943 μs) zur Speicherung. Ausgegeben
wird jeweils ein Mittelwert zwischen dem gerade einlaufenden und dem aus der
vorigen Bildzeile gespeicherten Signal.
Dadurch verschiebt sich die Farbinformation um eine halbe Zeile nach unten, was
besonders unangenehm bei mehrfach kopierten Videokassetten auffällt, da bei jedem
Kopiervorgang eine weitere Verschiebung entsteht (siehe Abb. 3).
Zur Korrektur müsste das PAL-Farbsignal in diesem Filter um eine frei wählbare Anzahl von n halben Zeilenhöhen wieder nach oben verschoben werden. Die unteren Zeilen müssten mit Kopien aus einer frei wählbaren unterer Zeile aufgefüllt werden. (Frei wählbar deshalb, weil die untersten Zeilen oft durch Störungen unbrauchbar sind.)
Noch genauer wäre eine Rekonstruktion der Farbinformation durch zusätzliche Analyse der zeitlichen Vorgänger und Nachfolgebilder.
Ich bitte um Eure Ergänzungen und Rückmeldungen, wenn jemand eines der hier genannten Filter in freier Wildbahn entdeckt.
Nach dem Filtern geht es weiter mit dem Video-Encoding.
Quellenangabe: Texte teilweise aus Wikipedia entnommen, Originalfoto aus Wikipedia
