Das AVCHD-Format hat sich als wichtiger Standard für die Aufnahme von hochauflösendem Video etabliert, insbesondere bei Camcordern und einigen Digitalkameras. Entwickelt von Sony und Panasonic, bietet es eine effiziente Möglichkeit, HD-Video auf verschiedenen Speichermedien zu speichern. Ursprünglich für die Aufzeichnung auf 8-cm-DVDs konzipiert, wurde seine Anwendung schnell auf Festplatten und Speicherkarten ausgeweitet, was den Nutzern mehr Flexibilität und längere Aufnahmezeiten ermöglichte.
Was ist AVCHD?
AVCHD (Advanced Video Coding High Definition) ist ein Format zur Aufzeichnung und Wiedergabe von hochauflösendem Video. Es basiert auf dem hochkomprimierten H.264/MPEG-4 AVC Standard für die Videokompression. Dieser Codec ist bekannt für seine hohe Kompressionsrate bei guter Bildqualität, was ihn ideal für die Speicherung großer Mengen von HD-Video auf Speichermedien mit begrenzter Kapazität macht.
Für die Audiokompression unterstützt AVCHD sowohl Dolby Digital (AC-3) als auch unkomprimiertes lineares PCM-Audio. Es werden sowohl Stereo- als auch Mehrkanal-Surround-Konfigurationen (bis zu 5.1 Kanäle) unterstützt. Die Audio-Datenrate kann von 64 kbit/s bis 640 kbit/s reichen, wobei in der Praxis oft Raten von 256 kbit/s und 384 kbit/s beobachtet werden. Professionelle Modelle bieten manchmal die Option für unkomprimiertes LPCM.
Neben Video und Audio bietet AVCHD auch benutzerfreundliche Funktionen zur Verbesserung der Medienpräsentation. Dazu gehören Menünavigation, einfache Diashows und Untertitel. Das Navigationssystem ähnelt dem von DVD-Video und ermöglicht den Zugriff auf einzelne Videos über einen gemeinsamen Startbildschirm. Diashows können aus einer Abfolge von AVC-Standbildern erstellt und mit Hintergrundmusik unterlegt werden. Untertitel werden in einigen Camcordern verwendet, um Aufnahmen mit einem Zeitstempel zu versehen.
Audio-, Video-, Untertitel- und Zusatzstreams werden in einen MPEG-Transportstrom gemultiplext und als Binärdateien auf dem Speichermedium gespeichert.
Die Dateistruktur
Die Dateisystemebene von AVCHD leitet sich von der Blu-ray Disc Spezifikation ab, ist aber nicht identisch. Auf Speicherkarten und HDDs wird üblicherweise das FAT-Dateisystem verwendet, während optische Discs UDF oder ISO 9660 nutzen. Ein Unterschied zur Blu-ray Disc ist die Verwendung der älteren „8.3“-Dateibenennung anstelle von langen Dateinamen. Dies könnte auf Patentlizenzen für FAT-Implementierungen mit langen Dateinamen zurückzuführen sein.
Ein weiterer Unterschied ist der Speicherort des BDMV-Verzeichnisses, das die Mediendateien enthält. Auf DVD-basierten Camcordern befindet sich das BDMV-Verzeichnis auf der Stammebene, ähnlich wie bei Blu-ray Discs. Auf HDD-basierten Camcordern kann sich das BDMV-Verzeichnis in einem AVCHD-Verzeichnis befinden, das sich auf der Stammebene befindet. Solid-State-Camcorder von Panasonic und Canon verschachteln das AVCHD-Verzeichnis häufig innerhalb eines PRIVATE-Verzeichnisses.
Nach einem Standard, der von vielen Digitalkameraherstellern vereinbart wurde, haben Solid-State-Camcorder ein DCIM-Verzeichnis auf Stammebene für Standbilder.
Übertragung und Bearbeitung
AVCHD-Aufnahmen können auf einen Computer übertragen werden, indem der Camcorder über USB verbunden wird. Wechselmedien wie SDHC- und Memory Stick-Karten oder DVDs können direkt am Computer gelesen werden. Das Kopieren von Dateien von einem AVCHD-Camcorder oder Wechselmedien ist schneller als von bandbasierten Camcordern, da die Übertragungsgeschwindigkeit nicht durch die Echtzeitwiedergabe begrenzt ist.
Ähnlich wie die Bearbeitung von DVCPRO HD- und HDV-Videos einst teure High-End-Computer erforderte, benötigt auch die Bearbeitung von AVCHD-Videos leistungsstarke Maschinen. Im Vergleich zu HDV erfordert AVCHD 2-4 Mal mehr Rechenleistung für die Echtzeitwiedergabe, was eine größere Belastung für die CPU und die Grafikkarte des Computers darstellt. Verbesserungen bei Multi-Core-Prozessoren und der Beschleunigung durch Grafikprozessoren haben die AVCHD-Wiedergabe jedoch auf Mainstream-Desktops und -Laptops gebracht.
Videoformate im Detail
AVCHD unterstützt eine Vielzahl von Videoauflösungen und Scan-Methoden. Die Spezifikation wurde 2011 erweitert, um neue Formate aufzunehmen. Die Lizenzierungsstelle definiert verschiedene Bezeichnungen für Produkte, die bestimmte Funktionen erfüllen. Die meisten AVCHD-Camcorder unterstützen nur eine Auswahl der im Standard erlaubten Video- und Audioformate.
Interlaced Video
AVCHD unterstützt sowohl Standard Definition (AVCHD-SD) als auch High Definition (AVCHD 1080i) interlaced Video. AVCHD 1080i ist auf den meisten AVCHD-Camcordern verfügbar und manchmal der einzige Aufnahmemodus. AVCHD-SD wird in einigen spezifischen Modellen verwendet, ist aber nicht mit Consumer-DVD-Playern kompatibel, da es AVC anstelle von MPEG-2 Part 2 verwendet. AVCHD-SD kann jedoch auf einem Blu-ray Disc Player ohne Neukodierung abgespielt werden.
Interlaced Video wurde ursprünglich für die Wiedergabe auf Kathodenstrahlröhrenfernsehern entwickelt. Material, das für die interlaced Präsentation aufgenommen wurde, kann beim Skalieren, Filmen oder Betrachten auf einem Computer oder einem anderen progressiven Scan-Gerät ohne ordnungsgemäßes Deinterlacing Kamm- oder Geistereffekte aufweisen.
Einige AVCHD 1080i Camcorder können progressive Videos aufnehmen und diese innerhalb eines interlaced Streams aufzeichnen, indem sie Techniken aus der Fernsehbranche übernehmen. Insbesondere wird Progressive Segmented Frame (PsF) in einigen Panasonic-, Canon- und Sony-Camcordern verwendet. Die 2:3-Pulldown-Technik wird in einigen 60-Hz-Versionen von Canon- und Panasonic-Camcordern verwendet, um 24-Frame/s progressive Videos aufzunehmen.
Progressive-Scan Video
Von Anfang an unterstützte die AVCHD-Spezifikation den progressive 720p Aufnahmemodus mit Bildraten von 24 und 60 Bildern/s (für 60-Hz-Modelle) und 50 Bildern/s (für 50-Hz-Modelle). Bildraten von 25 Bildern/s und 30 Bildern/s sind im 720p-Modus nicht direkt verfügbar, können aber durch Bildwiederholung simuliert werden.
Bis zur Einführung des AVCHD Progressive Modus war native Progressive-Scan-Video für 1080p-Auflösung nur in der 24-Bilder/s-Variante verfügbar. Im Jahr 2010 stellte Panasonic Camcorder mit 1080p50/60 Progressive-Scan-Modus vor. Dieser Modus wurde 2011 offiziell als Teil des 2.0-Zusatzes in die AVCHD-Spezifikation aufgenommen und als AVCHD Progressive bezeichnet. Dieser Modus verwendet dieselbe AVCHD-Ordnerstruktur und Containerdateien mit einer maximalen Bitrate von 28 Mbit/s.
Audioformate
Die meisten AVCHD-Camcorder zeichnen Audio mit der Dolby Digital (AC-3) Kompression auf. Stereo- und Mehrkanal-Audio wird unterstützt. Die Audio-Datenrate kann von 64 kbit/s bis 640 kbit/s reichen. Einige professionelle Modelle ermöglichen die Aufnahme von unkomprimiertem linearem PCM-Audio mit einer Bitrate von 1,5 Mbit/s (2 Kanäle).
Speichermedien für AVCHD
Die AVCHD-Spezifikation erlaubt die Verwendung verschiedener Speichermedien:
| Medium | Vorteile | Nachteile |
|---|---|---|
| 8 cm/12 cm DVD | Vertraut, relativ günstig, Wiedergabe auf vielen Blu-ray Playern, Langzeitspeicherung möglich. | Mögliche kürzere Lebensdauer, wiederbeschreibbare DVDs teurer, Finalisierung nötig, Double-Layer weniger robust, 8 cm Discs drehen, nicht auf allen Playern abspielbar, Datenrate begrenzt (max 18 Mbit/s), geringe Kapazität (ca. 15 Min auf 8 cm SL bei 12 Mbit/s), anfällig für Vibrationen, 8 cm Discs passen nicht in alle Slot-Loading Laufwerke. |
| Festplatte (HDD) | Hohe Kapazität, lange Aufnahmezeiten. | Empfindlich gegenüber Luftdruck (>3000 m), anfällig für mechanische Erschütterungen, nicht entnehmbar (USB-Übertragung nötig, oft mit Netzteil), Geräusche der Schreibköpfe hörbar, Austausch schwierig. |
| Solid-State Speicherkarte (SD/SDHC/SDXC, Memory Stick) | Kompakt, leicht, schneller Start, unempfindlich gegenüber Magnetfeldern, widerstandsfähiger (Druck, Feuchtigkeit, Vibration), einfach zu sichern, gemischter Inhalt möglich, geräuschlos, weniger anfällig bei Stürzen, direkte Wiedergabe auf vielen Geräten. | Teurer pro Minute, mögliche Verschleißprobleme (MLC vs SLC), anfällig für elektrische Schäden/Hitze, Datenkorruptionsrisiko. |
| Integrierter Solid-State Speicher | Ermöglicht kleinere Camcorder, immer verfügbar. | Nicht entnehmbar (USB-Übertragung/Sicherung nötig), kann nicht separat gespeichert/geteilt werden, Austausch schwierig. |
AVCHD-Varianten und Branding
Panasonic und Sony haben verschiedene Markennamen für professionelle oder vereinfachte Versionen von AVCHD entwickelt.
- AVCHD Lite: Eine Untermenge von AVCHD, beschränkt auf 720p60, 720p50 und 720p24. 25fps/30fps werden durch Bildwiederholung simuliert. Scheint weitgehend durch andere Formate ersetzt worden zu sein.
- AVCCAM: Panasonics Marke für professionelle AVCHD-Camcorder. Beworben mit Funktionen wie 1/3-Zoll-Progressive-3CCD-Sensor (inzwischen oft durch CMOS ersetzt), XLR-Mikrofoneingang, Solid-State-Medien und 24 Mbit/s Aufnahme. Einige dieser Merkmale sind jedoch nicht exklusiv für AVCCAM.
- AVCHD Pro: Panasonics Bezeichnung für Camcorder, die Consumer-Komponenten mit einem schultermontierten Gehäuse kombinieren, um einen „Pro-Style“ zu ermöglichen.
- NXCAM: Sonys Marke für professionelle Video-Produktlinien, die das AVCHD-Format verwenden. NXCAM-Camcorder bieten 1080i, 1080p und 720p Aufnahmemodi.
HA1920 und Panasonic Modi
HA1920, HG1920, HX1920 und HE1920 sind spezielle Aufnahmemodi bei einigen Panasonic Camcordern. Sie alle nehmen mit der gleichen Bildgröße (z. B. 1920x1080, daher die „1920“) und der gleichen Bildrate auf. Der Unterschied liegt in der Aufnahmequalität und damit in der Aufnahmekapazität.
Der Standardmodus bei diesen Kameras nimmt im Progressive-Scan-Modus auf, bei dem Daten für jedes Pixel in jedem Bild erfasst werden, was die bestmögliche Qualität liefert. Die speziellen HA/HG/HX/HE-Modi verwenden interlaced Bilder. Hierbei erfasst die Kamera für jedes Bild nur Daten für jede zweite Zeile und kombiniert diese mit den Zeilen des vorherigen Bildes, um ein künstliches Bild zu erstellen. Das Ergebnis ist, dass weniger Daten aufgezeichnet werden müssen (was die Aufnahmekapazität erhöht), aber das Bild bei Bewegung weniger klar ist.
Die Bildqualität nimmt in dieser Reihenfolge ab: HA > HG > HX > HE. Entsprechend nimmt die Aufnahmekapazität zu: HE > HX > HG > HA. Dies liegt wahrscheinlich an unterschiedlichen Kompressionsgraden. Zum Beispiel kann eine 4-GB-Speicherkarte im HA-Modus etwa 30 Minuten Material speichern, während sie im HE-Modus bis zu 90 Minuten speichern kann.
Technische Spezifikationen (Zusammenfassung)
AVCHD unterstützt eine Reihe von Spezifikationen, die sich mit AVCHD 2.0 (seit 2011) erweitert haben:
- Video-Kompression: MPEG-4 AVC/H.264 (Main Profile und High Profile)
- Auflösungen: 1920x1080, 1440x1080, 1280x720, 720x480, 720x576, 1280x1024
- Bildraten (interlaced): 60i, 50i (1080i), 60i, 50i (SD)
- Bildraten (progressive): 60p, 50p, 24p (1080p), 60p, 50p, 24p (720p)
- System-Datenrate: bis zu 18 Mbit/s (DVD), bis zu 24 Mbit/s (andere Medien, AVCHD 1.0), bis zu 28 Mbit/s (AVCHD 2.0)
- Audio-Kompression: Dolby Digital (AC-3), Linear PCM (unkomprimiert, optional)
- Audio-Kanäle: 1 bis 5.1 (AC-3), 1 bis 7.1 (PCM)
- Dateiendung: .mts (auf Camcorder), .m2ts (nach Import)
- Unterstützte Medien: 8 cm optische Medien (nur AVCHD 1.0 Formate), SD/SDHC/SDXC Speicherkarten, Memory Stick, integrierte Festplatte oder Flash-Speicher.
Häufig gestellte Fragen
Kann ich AVCHD-Videos auf einem normalen DVD-Player abspielen?
Nein. AVCHD-Videos, selbst wenn sie auf eine DVD gebrannt werden (als „AVCHD Disc“), verwenden AVC (H.264) Kompression, während normale DVD-Video-Player MPEG-2 Part 2 erwarten. Eine AVCHD Disc kann jedoch auf vielen Blu-ray Disc Playern abgespielt werden.
Ist AVCHD mit Blu-ray kompatibel?
Ja, AVCHD ist mit dem Blu-ray-Format kompatibel und kann ohne Neukodierung auf Blu-rays oder DVDs (als AVCHD Disc) authoriert werden. Allerdings unterstützen nicht alle Blu-ray Disc Player AVCHD-Video, das auf DVD-Medien authoriert wurde.
Warum benötigt die Bearbeitung von AVCHD so viel Rechenleistung?
H.264 ist ein sehr effizienter, aber auch komplexer Codec. Die Dekodierung und Enkodierung in Echtzeit erfordert signifikante Rechenleistung, insbesondere von der CPU und der Grafikkarte.
Was ist der Unterschied zwischen interlaced und progressive Video bei AVCHD?
Interlaced (z. B. 1080i) zeichnet abwechselnd Halbbilder auf (ungerade und gerade Zeilen), die dann vom Player kombiniert werden. Progressive (z. B. 1080p oder 720p) zeichnet vollständige Bilder auf. Progressive ist besser geeignet für schnelle Bewegungen und moderne Bildschirme und vermeidet Kamm- oder Geistereffekte, die bei interlaced Material auftreten können.
Verwandte Formate
Neben AVCHD gibt es weitere Formate, die auf AVC-Kompression basieren oder im professionellen Bereich relevant sind:
- AVC-Intra: Ein Intra-Frame-Videoformat basierend auf AVC, das in professionellen Panasonic Videokameras verwendet wird.
- iFrame: Ein Intra-Frame-Videoformat basierend auf AVC, von Apple vermarktet und auf einigen Consumer-Camcordern angeboten.
- AVCREC: Ein Standard, der die Aufzeichnung von ausgestrahlten HD-Programmen auf bespielbaren DVDs unter Verwendung von AVC-Kompression ermöglicht.
- XAVC: Ein weiteres Format, das ebenfalls auf H.264/AVC basiert, aber in der Regel höhere Bitraten und Auflösungen unterstützt und von Sony eingeführt wurde.
Hat dich der Artikel Das AVCHD Videoformat im Detail interessiert? Schau auch in die Kategorie Video rein – dort findest du mehr ähnliche Inhalte!