Bitrate eines Full-HD-Videos und seine Übertragung über Glasfaser

Die Aufgabe

Aufgabe 2.4

a) Sie nehmen ein Video der Dauer 10 Minuten in Full-HD-Auflösung (1920 x 1080 Pixel) und True-Color-Darstellung (RGB mit je 8 Bit) mit 30 Bildern pro Sekunde auf. Eine Datenkompression finde nicht statt.

Berechnen Sie die resultierende Bitrate $r_b$ !

b) Wie lange würde es dauern, um die entstandene Videodatei über einen Glasfaser-Anschluss mit der mittleren Netto-Bitrate $r_b$ = 1000 Mbit/s zu übertragen?

In a) ist die Bitrate $r_b$ gesucht: wie viele Bits das Video pro Sekunde erzeugt. In b) soll die ganze Videodatei über eine Leitung mit 1000 Mbit/s geschickt werden; gesucht ist die Dauer. Achtung: In b) heißt die Übertragungsrate der Leitung im Blatt ebenfalls $r_b$ . Wir nennen sie zur Unterscheidung $r_L$ (L für Leitung) und die Bitrate des Videos $r_b$ .

Merke: Bits pro Sekunde = Bits je Pixel · Pixel je Bild · Bilder pro Sekunde. Übertragungszeit = Datenmenge : Übertragungsrate.

a) Bits je Pixel, Pixel je Bild, Bits je Bild, dann mal 30.
b) Mit der Dauer die Größe der Datei berechnen.
b) Die Größe durch die Rate der Leitung teilen.

Ein Pixel: 24 bit

3 \cdot 8\ \text{bit} = 24\ \text{bit je Pixel}

Aus Skript 1, Folie 1-34 („Bilder“): Ein Bild ist ein Raster aus

n_x \times n_y

Pixeln (Bildpunkten). Bei Farbe bekommt jedes Pixel 24 bit: je 8 bit für Rot, Grün und Blau (RGB).

True Color mit „RGB mit je 8 Bit“ ist genau diese Farbdarstellung. Jede der drei Farben hat $2^8 = 256$ Helligkeitsstufen.

Ein Bild: 2.073.600 Pixel

1920 \cdot 1080 = 2\,073\,600\ \text{Pixel je Bild}

Full HD hat 1920 Pixel in der Breite und 1080 in der Höhe. Jede Zeile hat 1920 Pixel, und es gibt 1080 Zeilen.

Schritt 0Die Aufgabe

Schritt 1Ein Pixel: 24 bit

Schritt 2Ein Bild: 2.073.600 Pixel

Abbildung 1

Die Aufgabe

Ein Pixel: 24 bit

Ein Bild: 2.073.600 Pixel