CIF ( Common Intermediate Format oder Common Interchange Format ), auch bekannt als FCIF ( Full Common Intermediate Format ), ist ein standardisiertes Format für Bildauflösung , Bildrate , Farbraum und Farbunterabtastung digitaler Videosequenzen , die in Videokonferenzsystemen verwendet werden . Es wurde erstmals 1988 im H.261- Standard definiert .
Wie der Name „Common“ bereits andeutet, wurde CIF als gängiges Kompromissformat entwickelt, das sich relativ einfach für die Verwendung mit PAL- oder NTSC- Standarddisplays und -kameras konvertieren lässt. CIF definiert eine Videosequenz mit einer Auflösung von 352 × 288 Pixeln, was in direktem Verhältnis zur PAL-Bildgröße steht. Die Bildrate beträgt jedoch wie bei NTSC 30.000/1.001 Bilder pro Sekunde (etwa 29,97 Bilder pro Sekunde). Die Farbkodierung erfolgt mittels YCbCr -Darstellung mit 4:2:0 -Farbabtastung. CIF wurde als Kompromiss zwischen PAL und NTSC konzipiert, da es eine Bildgröße verwendet, die am besten mit PAL übereinstimmt, aber die Bildrate von NTSC nutzt. Dieser Kompromiss wurde eingeführt, um eine internationale Übereinkunft zu erzielen, sodass Videokonferenzsysteme in verschiedenen Ländern miteinander kommunizieren können, ohne dass zwei separate Anzeigemodi für das empfangene Video erforderlich sind.
Technische Details
Die einfachste Methode zur Konvertierung von NTSC-Video in CIF besteht darin, jedes zweite Halbbild (z. B. die oberen Halbbilder) des Zeilensprungverfahrens aufzunehmen , es horizontal um 2:1 herunterzurechnen (704 Abtastwerte pro Zeile: 352 Abtastwerte pro Zeile) und vertikal um 6:5 hochzurechnen (240 Zeilen: 288 Zeilen). Die Konvertierung von PAL-Video in CIF erfolgt analog: Jedes zweite Halbbild wird aufgenommen, horizontal um 2:1 heruntergerechnet und durch Überspringen oder Wiederholen von Einzelbildern wird ein gewisser Bildwiederholfaktor eingeführt. Da H.261-Systeme typischerweise mit niedrigen Bitraten arbeiteten , wurden durch das Überspringen vieler Kamerabilder auch niedrige Bildraten erreicht, sodass der Bildwiederholfaktor kaum wahrnehmbar war. Für Systeme mit höherer Qualität konnten auch komplexere Konvertierungsverfahren eingesetzt werden (z. B. Deinterlacing zur Verbesserung der vertikalen Auflösung einer NTSC-Kamera).
Im Gegensatz zum CIF-Kompromiss, der mit dem H.261-Standard entstand, existieren zwei Varianten des SIF-Formats ( Source Input Format ), das erstmals im MPEG-1- Standard definiert wurde. Ansonsten ist SIF dem CIF-Format sehr ähnlich. Auf 525-Zeilen-Systemen („NTSC“) beträgt die SIF-Auflösung 352 × 240 Pixel bei einer Bildrate von 30.000/1.001 Bildern pro Sekunde. Auf 625-Zeilen-Systemen („PAL“) entspricht die Bildauflösung der von CIF (352 × 288 Pixel), jedoch mit einer Bildrate von 25 Bildern pro Sekunde.
Einige Verweise auf CIF beziehen sich ausschließlich auf die Auflösung (352 × 288) und nicht auf die Bildrate.
Die YCbCr-Farbdarstellung wurde bereits 1982 im ersten Standard für digitale Videoquellen, CCIR 601 , definiert. CCIR 601 verwendet jedoch eine 4:2:2 -Farbabtastung, bei der die Cb- und Cr-Komponenten nur horizontal unterabgetastet werden. H.261 nutzte zusätzlich eine vertikale Farbunterabtastung, was zur sogenannten 4:2:0-Farbdarstellung führte.
QCIF bedeutet „Quarter CIF“. Um ein Viertel der Fläche zu erhalten, werden, wie „Quarter“ bereits andeutet, Höhe und Breite des Rahmens halbiert.
Weitere gebräuchliche Bezeichnungen sind SQCIF (Sub Quarter CIF, manchmal Sub-QCIF ), SCIF (manchmal Sub-CIF ), 4CIF (4 × CIF), 9CIF (9 × CIF) und 16CIF (16 × CIF). Die Auflösungen all dieser Formate sind in der folgenden Tabelle zusammengefasst.
| Format | Videoauflösung | Speicherseitenverhältnis (SAR) |
|---|---|---|
| SQCIF | 128 × 96 | 4:3 |
| QCIF | 176 × 144 | 11:9 |
| SCIF | 256 x 192 | 4:3 |
| SIF (525) | 352 x 160 | 11:5 (≈13:6) |
| CIF/SIF(625) | 352 × 288 | 11:9 |
| 4SIF(525) | 704 x 320 | 11:5 (≈13:6) |
| 4CIF/4SIF(625) | 704 × 576 | 11:9 |
| 9CIF | 1056 × 864 | 11:9 |
| 16CIF | 1408 × 1152 | 11:9 |
xCIF- Pixel sind nicht quadratisch, sondern haben ein „natives“ Seitenverhältnis ( Pixel-Seitenverhältnis (PAR) ) von 12:11 (PAR = DAR : SAR = 4/3: 11/9 = 12/11Wie beim Standard für 625-Zeilen-Systeme (siehe CCIR 601 ) sollten xCIF -Raster auf Bildschirmen mit quadratischen Pixeln (z. B. Computerbildschirmen und vielen modernen Fernsehgeräten) so skaliert werden, dass das Bild einen 4:3-Bereich abdeckt, um ein verzerrtes Erscheinungsbild zu vermeiden: Horizontal um 12:11 gestreckter CIF-Inhalt ergibt ein 4:3-Raster mit 384 × 288 quadratischen Pixeln (384 = 352 × 12/11). (Dies kann auf größeren Grafikdisplays mit beliebigem Seitenverhältnis in einem Fenster von 384 × 288 quadratischen Pixeln oder im Vollbildmodus auf jedem größeren 4:3-Grafikdisplay auftreten.)
Die Bilddimensionen von CIF und QCIF wurden bewusst als Vielfache von 16 gewählt, da die Videokomprimierung/Dekomprimierung mittels diskreter Kosinustransformation in H.261 mit 16 × 16 Makroblöcken und 8 × 8 Transformationsblöcken erfolgte. Ein Bild in CIF-Größe (352 × 288) enthält somit 22 × 18 Makroblöcke und ein QCIF-Bild (176 × 144) 11 × 9 Makroblöcke. Das Konzept der 16 × 16 Makroblöcke wurde später auch in anderen Komprimierungsstandards wie MPEG-1 , MPEG-2 , MPEG-4 Part 2 , H.263 und H.264/MPEG-4 AVC verwendet .
