رمزگذاری ویدیوی H.264 چیست؟ کدک H.264 چگونه کار می کند؟

فناوری ویدئو در چند دهه گذشته دچار تحول سریعی شده است. پیش از این، فیلم‌ها از مجموعه‌های بزرگی از عکس‌های ثابت ساخته می‌شد و از فایل‌های حجیم بیش از حد برای دیجیتالی کردن آن‌ها استفاده می‌کردند. اما در حال حاضر، رمزگذاری ویدئو یک انتقال تکنولوژیکی به همراه داشته است - فشرده سازی این فایل ها برای مصرف فضای کمتر. همچنین امکان استریم ویدیو از طریق اینترنت، هم به صورت بلادرنگ و هم بر حسب تقاضا وجود داشته است.

یکی از محبوب ترین فناوری های کدگذاری H.264 (AVC – Advanced Video Coding) است که توانسته است بسیاری از مشکلات کیفیت را در زمینه پخش ویدئو حل کند. در وبلاگ امروز، بیایید با جزئیات بیشتر یاد بگیریم که رمزگذاری ویدیوی H.264 چیست، چگونه کار می کند و مزایای آن.

H.264/AVC چیست؟

H.264 همچنین به نام Advanced Video Coding (AVC) یا MPEG-4 Part 10 نیز شناخته می شود. این یک فناوری فشرده سازی ویدیویی است که به طور مشترک توسط اتحادیه بین المللی مخابرات (به عنوان H.264) و سازمان بین المللی استانداردسازی/تصویر متحرک کمیسیون بین المللی الکتروتکنیکی توسعه یافته است. گروه کارشناسان (به عنوان MPEG-4 قسمت 10، کدگذاری ویدیوی پیشرفته یا AVC).

امروزه کدک H.264 بیشترین استفاده را در پخش ویدئو دارد. این کدک یک استاندارد صنعتی برای فشرده سازی ویدیو است که به سازندگان کمک می کند ویدیوهای آنلاین خود را ضبط، فشرده و توزیع کنند. در مقایسه با استانداردهای قبلی، کیفیت ویدیویی خوبی را با نرخ بیت کمتر ارائه می دهد. از این رو، به طور گسترده ای در پخش تلویزیون کابلی و دیسک های بلوری استفاده می شود.

به عنوان یک کدک ویدیویی، H.264 اغلب در قالب کانتینر MPEG-4 تولید می شود که از پسوند MP4. و همچنین QuickTime (.MOV)، فلش (.F4V)، 3GP برای تلفن های همراه (.3GP) استفاده می کند. و جریان انتقال MPEG (.ts). گاهی اوقات، یک ویدیوی H.264 با صدای فشرده شده با کدک پیشرفته صوتی (AAC)، یک استاندارد ISO/IEC (MPEG4 قسمت 3) کدگذاری می‌شود.

H.264/AVC چگونه کار می کند؟

رمزگذار ویدیوی H.264 فرآیندهای پیش بینی، تبدیل و رمزگذاری را برای تولید یک جریان بیت فشرده H.264 انجام می دهد. برای پردازش فریم های محتوای ویدیویی از استاندارد بلوک گرا با رقابت حرکتی استفاده می کند. خروجی ماکروبلاک هایی خواهد بود که از اندازه بلوک به اندازه 16×16 پیکسل تشکیل شده است.

اکنون، رمزگشای ویدیویی H.264 فرآیندهای تکمیلی مانند رمزگشایی، تبدیل معکوس و بازسازی را برای تولید یک توالی ویدیوی رمزگشایی انجام می‌دهد. این جریان بیت فشرده H. 264 را دریافت می کند، هر عنصر نحو را رمزگشایی می کند، و اطلاعاتی مانند ضرایب تبدیل کوانتیزه، اطلاعات پیش بینی، و غیره را استخراج می کند. فرآیند کدگذاری و رمزگشایی ویدیوی H.264 در زیر نشان داده شده است.

مزایای H.264

1.استفاده از پهنای باند کمتر و نظارت با رزولوشن بالاتر - انتقال با کیفیت بالا ویدیوی تمام حرکتی را با نیاز به پهنای باند کمتر و تأخیر کمتر ازاستانداردهای ویدیویی سنتیمانند MPEG-2. H.264 از یک کدک کارآمد استفاده می کند که تصاویری با کیفیت بالا ارائه می دهد و از حداقل پهنای باند استفاده می کند.

2.نرخ بیت H.264 پایین تر از سایر فرمت ها – دارای نرخ بیت 80 درصد کمتر از ویدیوی Motion JPEG است. تخمین زده می شود که در مقایسه با MPEG-2، میزان بیت ریت می تواند 50 درصد یا بیشتر باشد. به عنوان مثال، H.264 می تواند کیفیت تصویر بهتری را با همان میزان بیت فشرده ارائه دهد. با نرخ بیت پایین تر، کیفیت تصویر یکسانی را ارائه می دهد.

3.کاهش تقاضا برای ذخیره‌سازی ویدیو - اندازه محتوای فایل ویدیوی دیجیتال را تا 50 درصد کاهش می‌دهد و در مقایسه با استانداردهای دیگر که برای انتقال آسان ویدیو از طریق IP ضروری هستند، از فضای ذخیره‌سازی کمتری برای ذخیره ویدیو استفاده می‌کند.

4.کیفیت ویدیویی باورنکردنی – محتوای ویدیویی شفاف و با کیفیت بالا را با نرخ داده ¼ که نصف اندازه فرمت ویدیوی دیگر است، ارائه می دهد.

5.کارآمدتر - دو برابر کارآمدتر است و اندازه فایل 3 برابر کوچکتر از کدک های MPEG-2 است - این فرمت فشرده سازی را کارآمدتر می کند. این کدک منجر به پهنای باند انتقال کم برای محتوای ویدیویی می شود.

6.مناسب برای محتوای ویدیویی با حرکت آهسته – برای کدک های ویدیویی کم حرکت با استفاده از دوربین های مگاپیکسلی بسیار کارآمد است.