Kas yra H.264 vaizdo kodavimas? Kaip veikia H.264 kodekas?

Vaizdo įrašų technologija per pastaruosius porą dešimtmečių sparčiai vystėsi. Anksčiau vaizdo įrašai buvo kuriami iš didelių nejudančių nuotraukų kolekcijų ir buvo naudojami per dideli failai, kad jie būtų skaitmeninami. Tačiau dabar vaizdo kodavimas atnešė technologinį perėjimą – šie failai suglaudinami, kad sunaudotų mažiau vietos. Taip pat buvo galima transliuoti vaizdo įrašus internetu tiek realiuoju laiku, tiek pagal pareikalavimą.

Viena iš populiariausių kodavimo technologijų yra H.264 (AVC – Advanced Video Coding), kuri sugebėjo išspręsti daugybę kokybės problemų, susijusių su vaizdo transliavimu. Šiandienos dienoraštyje sužinokime, kas yra H.264 vaizdo įrašų kodavimas, kaip jis veikia ir apie jo pranašumus.

Kas yra H.264/AVC?

H.264 taip pat vadinamas Advanced Video Coding (AVC) arba MPEG-4 10 dalimi. Tai vaizdo glaudinimo technologija, kurią kartu sukūrė Tarptautinė telekomunikacijų sąjunga (kaip H.264) ir Tarptautinė standartizacijos organizacija/Tarptautinė elektrotechnikos komisija, judantis paveikslėlis. Ekspertų grupė (kaip MPEG-4 10 dalis, išplėstinis vaizdo kodavimas arba AVC).

Šiais laikais H.264 kodekas dažniausiai naudojamas vaizdo transliacijoje. Šis kodekas yra vaizdo glaudinimo pramonės standartas, padedantis kūrėjams įrašyti, suspausti ir platinti internetinius vaizdo įrašus. Jis užtikrina gerą vaizdo kokybę esant mažesniam bitų dažniui, palyginti su ankstesniais standartais. Taigi jis plačiai naudojamas kabelinės televizijos transliavimui ir „Blu-ray“ diskams.

Kaip vaizdo kodekas H.264 dažnai gaminamas MPEG-4 konteinerio formatu, kuriame naudojamas .MP4 plėtinys, taip pat QuickTime (.MOV), Flash (.F4V), 3GP mobiliesiems telefonams (.3GP), ir MPEG perdavimo srautas (.ts). Kartais H.264 vaizdo įrašas yra užkoduotas garsu, suglaudintu naudojant Advanced Audio Coding (AAC) kodeką, ISO/IEC standartą (MPEG4 3 dalis).

Kaip veikia H.264/AVC?

H.264 vaizdo kodavimo įrenginys atlieka numatymo, transformavimo ir kodavimo procesus, kad sukurtų suspaustą H.264 bitų srautą. Vaizdo įrašo turinio kadrams apdoroti naudojamas į blokus orientuotas standartas su judesio konkurencija. Išvestis bus makroblokai, sudaryti iš 16 × 16 pikselių dydžio blokų.

Dabar H.264 vaizdo dekoderis atlieka papildomus procesus, tokius kaip dekodavimas, atvirkštinė transformacija ir rekonstrukcija, kad būtų sukurta dekoduota vaizdo įrašų seka. Jis gauna suspaustą H. 264 bitų srautą, dekoduoja kiekvieną sintaksės elementą ir ištraukia informaciją, pvz., kvantuotus transformacijos koeficientus, numatymo informaciją ir kt. Be to, ši informacija bus naudojama kodavimo procesui pakeisti ir vaizdo vaizdų sekai atkurti. H.264 vaizdo kodavimo ir dekodavimo procesas parodytas toliau.

H.264 privalumai

1.Mažesnis pralaidumo naudojimas ir didesnės skiriamosios gebos stebėjimas – užtikrina aukštos kokybės viso judesio vaizdo perdavimą su mažesniais pralaidumo reikalavimais ir mažesne delsa neitradiciniai vaizdo standartaikaip MPEG-2. H.264 naudoja efektyvų kodeką, kuris teikia aukštos kokybės vaizdus ir naudoja minimalų pralaidumą.

2.Mažesnis H.264 bitų greitis nei kitų formatų – jo duomenų perdavimo sparta yra 80 % mažesnė nei Motion JPEG vaizdo įrašo. Apskaičiuota, kad, palyginti su MPEG-2, bitų perdavimo sparta gali sutaupyti 50% ar daugiau. Pavyzdžiui, H.264 gali užtikrinti geresnę vaizdo kokybę tuo pačiu suglaudintu bitų greičiu. Esant mažesnei bitų spartai, vaizdo kokybė tokia pati.

3.Sumažėjęs vaizdo įrašų saugojimo poreikis – 50 % sumažina skaitmeninio vaizdo failo turinį ir sunaudoja mažiau vietos vaizdo įrašams saugoti, palyginti su kitais standartais, kurie yra būtini norint lengvai perduoti vaizdo įrašą per IP.

4.Neįtikėtina vaizdo kokybė – perteikiamas aiškus aukštos kokybės vaizdo turinys ¼ duomenų perdavimo sparta, kuri yra perpus mažesnė už kitą vaizdo įrašo formatą.

5.Efektyvesnis – jis yra du kartus efektyvesnis, o failo dydis yra 3 kartus mažesnis nei MPEG-2 kodekų, todėl šis glaudinimo formatas yra efektyvesnis. Dėl šio kodeko vaizdo įrašų turinio perdavimo pralaidumas yra mažas.

6.Tinka sulėtintam vaizdo turiniui – itin efektyvus mažo judesio vaizdo kodekams naudojant megapikselių kameras.