Tr0nism schrieb:
Kannst du bitte erklären warum es keine sichtbaren Qualitätseinbußen bei der Komprimierung gibt? Auf Wikipedia steht zu DSC folgendes:
"Although DSC is not mathematically
lossless, it meets the ISO/IEC 29170 standard for "
visually lossless" compression, a form of compression in which "the user cannot tell the difference between a compressed and uncompressed image". ISO 29170 more specifically defines an algorithm as visually lossless
"when all the observers fail to correctly identify the reference image more than 75% of the trials"
Was ja dann im klartext bedeutet das es doch in den meisten Fällen sichtbare unterschiede gibt.
Die Aussage auf Wikipedia, dass DSC (Display Stream Compression) „visuell verlustfrei“ gemäß ISO/IEC 29170 ist, bedeutet, dass Unterschiede zwischen komprimiertem und unkomprimiertem Bild für das menschliche Auge unter normalen Bedingungen (z. B. Gaming, Videos, UI) nicht wahrnehmbar sind, obwohl DSC technisch verlustbehaftet ist.
ISO/IEC 29170 erklärt:
Die Norm definiert „visuell verlustfrei“ so, dass Beobachter in weniger als 75 % der Versuche das unkomprimierte Bild korrekt identifizieren. Das heißt:
- Wenn die Trefferquote unter 75 % liegt (z. B. nahe 50 %, wie beim Raten), sind Unterschiede nicht signifikant sichtbar.
- Nur wenn die Trefferquote 75 % oder mehr beträgt, sind Unterschiede systematisch wahrnehmbar, und die Kompression gilt nicht als visuell verlustfrei.
Die Annahme, „es gibt in den meisten Fällen sichtbare Unterschiede“, ist falsch. Die Norm sagt das Gegenteil: Bei DSC liegt die Trefferquote in Tests typischerweise nahe 50 % (Zufall), weil Unterschiede so subtil sind, dass Beobachter raten müssen. Das bedeutet, dass Unterschiede für die meisten Menschen nicht sichtbar sind.
Statistische Grundlage (Beispiel: n = 100 Versuche):
Wir rechnen das mit der Binomialverteilung:
H₀: Kein sichtbarer Unterschied → Trefferwahrscheinlichkeit p = 0,5
H₁: Unterschied ist sichtbar → Trefferwahrscheinlichkeit p > 0,5
🔹 Erwartungswert:
E = n · p = 100 · 0,5 = 50
🔹 Standardabweichung:
σ = √(n · p · (1 − p)) = √(100 · 0,5 · 0,5) = √25 = 5
🔹 Schwelle: 76 richtige Antworten
z = (76 − 50) / 5 = 26 / 5 = 5,2
➡️ Das entspricht einem Z-Wert von 5,2,
was einer Extremwahrscheinlichkeit von < 0,00001 entspricht,
wenn man von reinem Raten (p = 0,5) ausgeht.
Zusammengefasst: Ein p-Wert von < 0,00001 zeigt, dass die Wahrscheinlichkeit, dass jemand mit 76% richtigen Antworten nur geraten hat, verschwindend gering ist. Es spricht also dafür, dass die Person nicht zufällig geraten hat, sondern bewusst richtig geantwortet hat.
Ähnlich wie bei Audio, wo 384 kbit/s MP3 für die meisten unhörbar von verlustfreiem FLAC ist (Trefferquote in ABX-Tests nahe 50 %), ist DSC so gestaltet, dass Unterschiede visuell nicht signifikant sind. In beiden Fällen zeigen Tests, dass die Kompression für typische Nutzer praktisch keine wahrnehmbaren Einbußen hat.
Spezialfälle:
In seltenen Fällen (z. B. professionelle Farbkorrektur, extreme Farbverläufe) könnten Unterschiede auffallen, aber diese Szenarien sind nicht repräsentativ für normale Nutzung (z. B. Gaming, Videos). DSC ist darauf ausgelegt, in typischen Anwendungen visuell verlustfrei zu sein.
Wichtig:
Wenn eine visuelle Kompression (wie DSC) als "visually lossless" zertifiziert werden soll, dann darf niemand im Test, auch kein Spezialist, in >75 % der Versuche korrekt erkennen, welches Bild das Original ist.
Das heißt:
- Wenn Radiologen oder Bildbearbeiter getestet werden, und auch sie bestehen den Test nicht → dann ist das ein starkes Zeichen für praktisch unsichtbare Unterschiede.
- Wenn ein einziger Spezialist die Bilder zuverlässig unterscheiden kann → fällt das Verfahren durch (für diesen Anwendungsfall).
Fazit:
DSC verursacht keine praktisch sichtbaren Qualitätseinbußen, weil die Trefferquote in Tests nahe 50 % liegt, was zeigt, dass Beobachter Unterschiede nicht zuverlässig erkennen. Die 75 %-Schwelle der Norm ist eine strenge Grenze, um sicherzustellen, dass nur systematisch sichtbare Unterschiede die Kompression disqualifizieren. Die Fehlinterpretation, dass „in den meisten Fällen Unterschiede sichtbar sind“, entsteht aus einer falschen Lesart der Norm.
Wer glaubt, etwas zu sehen, sieht oft nur, was er erwartet – objektiv ist der Unterschied jedoch nicht nachweisbar. Für besonders kritische Anwendungen, in denen selbst geringe Artefakte stören könnten, stehen zudem verlustfreie Alternativen zur Verfügung.
Anwendungen, in denen DSC ungeeignet ist
- Medizinische Bildgebung
Extrem feine Details (z. B. Mikrokalzifikationen) erfordern höchste Präzision. Selbst unsichtbare Artefakte können Diagnosen oder KI-Analysen beeinträchtigen. Daher wird meist verlustfreie DICOM-Kompression für die Speicherung verwendet. Da DSC als Übertragungsverfahren am Display-Ausgang eingesetzt wird, ist es hier oft nicht geeignet.
- Satelliten- und Luftbildauswertung
In Fernerkundung und Militär sind exakte Farb- und Temperaturwerte entscheidend. Kompression darf keine Messwerte verfälschen – verlustfreie Verfahren wie JPEG 2000 lossless sind hier Standard. DSC eignet sich meist nicht für die finale Bildausgabe, da es geringfügige Verluste verursacht.
- Druckvorstufe / Farbproofing
Kunst- und Verpackungsdruck erfordern farbgetreue Reproduktion. Schon minimale Abweichungen durch Kompression können im Druck sichtbar werden – daher kommen RAW oder TIFF (verlustfrei) zum Einsatz. DSC wird hier meist nicht verwendet, da es Kompressionsartefakte erzeugen kann.
- Wissenschaftliche Visualisierung
Visualisierungen aus physikalischen Messungen (z. B. Mikroskopie) codieren reale Datenwerte. Farbinformationen dürfen nicht verändert werden – Kompression ist daher tabu oder nur verlustfrei zulässig. DSC ist hier für die Bildübertragung meist ungeeignet.
