Mis on H.264 videokodeering? Kuidas H.264 koodek töötab?

Videotehnoloogia on viimase paarikümne aasta jooksul teinud läbi kiire arengu. Varem tehti videoid suurtest fotode kogudest ja nende digitaalseks muutmiseks kasutati liigseid mahukaid faile. Kuid nüüd on videokodeering toonud kaasa tehnoloogilise ülemineku – nende failide tihendamise, et vähem ruumi tarbida. Samuti on olnud võimalik voogesitada videot Interneti kaudu, nii reaalajas kui ka nõudmisel.

Üks populaarsemaid kodeerimistehnoloogiaid on H.264 (AVC – Advanced Video Coding), mis on suutnud lahendada paljusid videoedastuse kvaliteediprobleeme. Tänases ajaveebis uurime üksikasjalikult, mis on H.264 videokodeering, kuidas see töötab ja selle eelised.

Mis on H.264/AVC?

H.264 nimetatakse ka Advanced Video Codinguks (AVC) või MPEG-4 osaks 10. See on video tihendamise tehnoloogia, mille on ühiselt välja töötanud Rahvusvaheline Telekommunikatsiooni Liit (H.264) ja Rahvusvaheline Standardiorganisatsioon/Rahvusvaheline Elektrotehnikakomisjon Moving Picture Ekspertide rühm (MPEG-4 10. osana, Advanced Video Coding või AVC).

Tänapäeval kasutatakse video voogesituses kõige sagedamini H.264 kodekit. See koodek on video tihendamise tööstusstandard, mis aitab loojatel oma veebivideoid salvestada, tihendada ja levitada. See tagab varasemate standarditega võrreldes hea videokvaliteedi madalama bitikiirusega. Seetõttu kasutatakse seda laialdaselt kaabeltelevisiooni ringhäälingus ja Blu-ray-ketastes.

Videokodekina toodetakse H.264 sageli MPEG-4 konteinervormingus, mis kasutab laiendit .MP4, samuti QuickTime (.MOV), Flash (.F4V), 3GP mobiiltelefonidele (.3GP), ja MPEG transpordivoog (.ts). Mõnikord on H.264 video kodeeritud heliga, mis on tihendatud Advanced Audio Coding (AAC) koodekiga, mis on ISO/IEC standard (MPEG4 3. osa).

Kuidas H.264/AVC töötab?

H.264 videokooder teostab ennustus-, teisendus- ja kodeerimisprotsesse, et luua tihendatud H.264 bitivoogu. See kasutab videosisu kaadrite töötlemiseks plokipõhist standardit koos liikumiskonkurentsiga. Väljundiks on makroplokid, mis koosnevad plokkidest, mille suurus on kuni 16 × 16 pikslit.

Nüüd teostab H.264 videodekooder täiendavaid protsesse, nagu dekodeerimine, pöördteisendus ja rekonstrueerimine, et luua dekodeeritud videojada. See võtab vastu tihendatud H. 264 bitivoo, dekodeerib iga süntaksi elemendi ja eraldab sellise teabe nagu kvantiseeritud teisenduskoefitsiendid, ennustusteave jne. Lisaks kasutatakse seda teavet kodeerimisprotsessi ümberpööramiseks ja videopiltide jada taasloomiseks. H.264 video kodeerimise ja dekodeerimise protsess on näidatud allpool.

H.264 eelised

1.Väiksem ribalaiuse kasutus ja kõrgema eraldusvõimega jälgimine – see tagab täisliikuva video kvaliteetse edastuse madalama ribalaiuse nõuete ja väiksema latentsusega kuitraditsioonilised videostandardidnagu MPEG-2. H.264 kasutab tõhusat kodekit, mis pakub kvaliteetseid pilte ja kasutab minimaalset ribalaiust.

2.Madalam H.264 bitikiirus kui teistel vormingutel – sellel on 80% madalam bitikiirus kui Motion JPEG videol. Hinnanguliselt võib bitikiiruse sääst olla 50% või rohkem võrreldes MPEG-2-ga. Näiteks H.264 suudab sama tihendatud bitikiirusega pakkuda paremat pildikvaliteeti. Madalama bitikiirusega tagab see sama pildikvaliteedi.

3.Vähenenud nõudlus videosalvestuse järele – see vähendab digitaalse videofaili sisu suurust 50% võrra ja kasutab video salvestamiseks vähem salvestusruumi võrreldes muude standarditega, mis osutuvad oluliseks video hõlpsaks IP kaudu edastamiseks.

4.Uskumatu videokvaliteet – see pakub selget ja kvaliteetset videosisu andmeedastuskiirusega ¼, mis on poole väiksem muust videovormingust.

5.Tõhusam – see on kaks korda tõhusam ja faili suurus 3 korda väiksem kui MPEG-2 kodekid – muutes selle tihendusvormingu tõhusamaks. Selle koodeki tulemuseks on videosisu jaoks madal edastusriba.

6.Sobib aegluubis videosisu jaoks – see on äärmiselt tõhus madala liikumisega videokoodekite jaoks, mis kasutavad megapikslilisi kaameraid.