ما هو ترميز الفيديو H.264؟ كيف يعمل برنامج الترميز H.264؟

لقد شهدت تكنولوجيا الفيديو تطورا سريعا في العقدين الماضيين. في وقت سابق، كانت مقاطع الفيديو مصنوعة من مجموعات كبيرة من الصور الثابتة، وكانت تستخدم ملفات كبيرة الحجم للغاية لجعلها رقمية. ولكن الآن، أحدث ترميز الفيديو تحولًا تكنولوجيًا - حيث تم ضغط هذه الملفات لاستهلاك مساحة أقل. كما أصبح من الممكن أيضًا بث الفيديو عبر الإنترنت، سواء في الوقت الفعلي أو عند الطلب.

إحدى تقنيات التشفير الأكثر شيوعًا هي H.264 (AVC – ترميز الفيديو المتقدم) والتي تمكنت من حل العديد من مشكلات الجودة فيما يتعلق ببث الفيديو. في مدونة اليوم دعونا نتعرف على ما هو تشفير الفيديو H.264 وكيفية عمله ومميزاته بالتفصيل.

ما هو H.264/AVC؟

يُطلق على H.264 أيضًا اسم ترميز الفيديو المتقدم (AVC) أو MPEG-4 الجزء 10. وهي تقنية ضغط فيديو تم تطويرها بشكل مشترك من قبل الاتحاد الدولي للاتصالات (باسم H.264) والمنظمة الدولية للتوحيد القياسي/اللجنة الكهروتقنية الدولية للصور المتحركة. مجموعة الخبراء (مثل MPEG-4 الجزء 10، ترميز الفيديو المتقدم، أو AVC).

في الوقت الحاضر، يتم استخدام برنامج الترميز H.264 بشكل شائع في بث الفيديو. يعد برنامج الترميز هذا معيارًا صناعيًا لضغط الفيديو، حيث يساعد منشئي المحتوى على تسجيل مقاطع الفيديو الخاصة بهم عبر الإنترنت وضغطها وتوزيعها. إنه يوفر جودة فيديو جيدة بمعدلات بت أقل مقارنة بالمعايير السابقة. ومن ثم، فهو يستخدم على نطاق واسع في البث التلفزيوني عبر الكابل وأقراص بلو راي.

باعتباره برنامج ترميز فيديو، يتم إنتاج H.264 بشكل متكرر بتنسيق حاوية MPEG-4، والذي يستخدم امتداد .MP4، بالإضافة إلى QuickTime (.MOV)، وFlash (.F4V)، و3GP للهواتف المحمولة (.3GP)، ودفق النقل MPEG (.ts). في بعض الأحيان، يتم ترميز فيديو H.264 مع صوت مضغوط باستخدام برنامج ترميز الصوت المتقدم (AAC)، وهو معيار ISO/IEC (MPEG4 الجزء 3).

كيف يعمل H.264/AVC؟

يقوم برنامج تشفير الفيديو H.264 بإجراء عمليات التنبؤ والتحويل والتشفير لإنتاج تدفق بتات H.264 مضغوط. يستخدم معيارًا موجهًا للكتلة مع منافسة الحركة لمعالجة إطارات محتوى الفيديو. سيكون الإخراج عبارة عن كتل كبيرة تتكون من أحجام كتل كبيرة تصل إلى 16 × 16 بكسل.

الآن، يقوم جهاز فك ترميز الفيديو H.264 بتنفيذ عمليات تكميلية مثل فك التشفير والتحويل العكسي وإعادة البناء لإنتاج تسلسل فيديو تم فك تشفيره. فهو يستقبل تدفق البتات المضغوط H.264، ويفك تشفير كل عنصر بناء، ويستخرج المعلومات مثل معاملات التحويل الكمي، ومعلومات التنبؤ، وما إلى ذلك. علاوة على ذلك، سيتم استخدام هذه المعلومات لعكس عملية الترميز وإعادة إنشاء سلسلة من صور الفيديو. تظهر أدناه عملية تشفير وفك تشفير الفيديو H.264.

مزايا H.264

1.استخدام أقل لعرض النطاق الترددي ومراقبة دقة أعلى - يوفر نقلًا عالي الجودة للفيديو بالحركة الكاملة مع متطلبات نطاق ترددي أقل وزمن وصول أقل منمعايير الفيديو التقليديةمثل MPEG-2. يستخدم H.264 برنامج ترميز فعال يوفر صورًا عالية الجودة ويستخدم الحد الأدنى من النطاق الترددي.

2.معدل بت H.264 أقل من التنسيقات الأخرى – فهو يحتوي على معدل بت أقل بنسبة 80% من فيديو Motion JPEG. من المقدر أن يصل معدل البت إلى 50% أو أكثر مقارنةً بـ MPEG-2. على سبيل المثال، يمكن أن يوفر H.264 جودة صورة أفضل بنفس معدل البت المضغوط. وبمعدل بت أقل، فإنه يوفر نفس جودة الصورة.

3.انخفاض الطلب على تخزين الفيديو - فهو يقلل من حجم محتوى ملف الفيديو الرقمي بنسبة 50% ويستخدم مساحة تخزين أقل لتخزين الفيديو مقارنة بالمعايير الأخرى التي أثبتت أهميتها للسماح بنقل الفيديو بسهولة عبر IP.

4.جودة فيديو مذهلة – توفر محتوى فيديو واضحًا وعالي الجودة بمعدل بيانات يبلغ ¼، وهو نصف حجم تنسيق الفيديو الآخر.

5.أكثر كفاءة - إنه أكثر كفاءة مرتين، وحجم الملف أصغر بثلاث مرات من برامج الترميز MPEG-2 - مما يجعل تنسيق الضغط هذا أكثر كفاءة. يؤدي برنامج الترميز هذا إلى انخفاض عرض النطاق الترددي للإرسال لمحتوى الفيديو.

6.مناسب لمحتوى الفيديو البطيء الحركة – إنه فعال للغاية لبرامج ترميز الفيديو منخفضة الحركة باستخدام كاميرات ميغابكسل.