MPEG

Kurz: Eine Familie von Standards zur Kompression von Video- und Audiodaten, benannt nach der “Moving Picture Experts Group”, die sie entwickelt.

Genauer: Nutzt verlustbehaftete Kompression — Videoframes werden nicht einzeln, sondern als Differenzen zueinander gespeichert, was riesige Größenvorteile gegenüber unkomprimiertem Video bringt. Bekannte Ableger: MP3 (Audio) und MP4 (Video-Container).

Im Detail

Der entscheidende Trick der Video-Kompression ist, dass sich aufeinanderfolgende Frames in einem Video meist nur wenig unterscheiden — statt jedes Bild einzeln wie ein eigenständiges JPEG zu speichern, hält MPEG nur in regelmäßigen Abständen ein vollständiges Referenzbild (“Keyframe” oder I-Frame) fest und speichert dazwischen nur die Unterschiede zum vorherigen (und teils nachfolgenden) Frame — das spart enorm Platz, weil sich in den meisten Videoszenen nur ein kleiner Bildbereich pro Frame wirklich ändert.

Wichtig ist die Unterscheidung zwischen Codec (der eigentliche Kompressionsalgorithmus, z. B. H.264/AVC, H.265/HEVC, AV1) und Container-Format (die Hülle, die komprimiertes Video/Audio zusammen mit Metadaten bündelt, z. B. MP4, MKV, WebM) — ein MP4-Container kann theoretisch verschiedene Codecs enthalten, auch wenn H.264 in MP4-Dateien am gebräuchlichsten ist. Neuere Codecs wie H.265 oder AV1 erreichen bei gleicher wahrgenommener Qualität deutlich kleinere Dateien als ältere MPEG-Generationen, benötigen dafür aber mehr Rechenleistung zum Kodieren/Dekodieren.

Die MPEG-Standardfamilie

Die Moving Picture Experts Group hat seit den frühen 1990er-Jahren mehrere nummerierte Standards veröffentlicht: MPEG-1 (1993, u. a. Basis für MP3-Audio und VideoCDs), MPEG-2 (1995, Grundlage für DVDs und digitales Fernsehen), MPEG-4 (ab 1998, sehr breite Standard-Familie, aus der u. a. das H.264/AVC-Videocodec und das MP4-Containerformat hervorgingen) und neuere Weiterentwicklungen wie MPEG-H (u. a. H.265/HEVC). Jede Generation verbesserte die Kompressionseffizienz erheblich — H.265 benötigt bei vergleichbarer Qualität etwa halb so viel Datenrate wie sein Vorgänger H.264.

Streaming und adaptive Bitrate

Moderne Video-Streaming-Dienste nutzen zusätzlich adaptive Bitrate-Verfahren (z. B. HLS oder MPEG-DASH): Ein Video wird beim Encoding in mehrere Qualitätsstufen kodiert, und der Player wechselt je nach verfügbarer Netzwerkbandbreite live zwischen diesen Stufen — bei schlechter Verbindung automatisch auf niedrigere Auflösung, ohne die Wiedergabe zu unterbrechen. Diese Segmentierung in kurze, unabhängig abspielbare Chunks (typisch 2-10 Sekunden) ist einer der Gründe, warum modernes Streaming trotz schwankender Internetverbindungen meist ohne komplettes Puffern-vor-dem-Start auskommt.

Lizenzfragen

Ein oft übersehener Aspekt: Viele MPEG-Codecs (insbesondere H.264 und H.265) sind patentgeschützt und erfordern Lizenzgebühren für kommerzielle Nutzung in Hardware/Software, verwaltet über Patentpools wie MPEG LA. Das hat die Entwicklung lizenzfreier Alternativen wie AV1 (von der Alliance for Open Media, u. a. Google, Netflix, Mozilla) vorangetrieben, das inzwischen von den meisten großen Browsern und Plattformen unterstützt wird und bei gleicher Qualität oft noch kleinere Dateien als H.265 erzeugt.

Siehe auch: JPEG, Komprimieren, Dekomprimieren