Kas ir H.264 video kodējums? Kā darbojas H.264 kodeks?

Pēdējo pāris gadu desmitu laikā video tehnoloģija ir piedzīvojusi strauju attīstību. Agrāk videoklipi tika veidoti no lielām nekustīgu fotoattēlu kolekcijām, un tie izmantoja pārmērīgi apjomīgus failus, lai padarītu tos digitālus. Taču tagad video kodēšana ir radījusi tehnoloģisku pāreju – šo failu saspiešana, lai patērētu mazāk vietas. Ir bijusi iespēja arī straumēt video internetā gan reāllaikā, gan pēc pieprasījuma.

Viena no populārākajām kodēšanas tehnoloģijām ir H.264 (AVC – Advanced Video Coding), kas ir spējusi atrisināt daudzas kvalitātes problēmas saistībā ar video apraidi. Šodienas emuārā sīkāk uzzināsim, kas ir H.264 video kodējums, kā tas darbojas un par tā priekšrocībām.

Kas ir H.264/AVC?

H.264 sauc arī par Advanced Video Coding (AVC) vai MPEG-4 10. daļu. Tā ir video saspiešanas tehnoloģija, ko kopīgi izstrādājusi Starptautiskā telekomunikāciju savienība (kā H.264) un Starptautiskā standartizācijas organizācija/Starptautiskā elektrotehnikas komisija kustīgo attēlu. Ekspertu grupa (kā MPEG-4 10. daļa, uzlabotā video kodēšana vai AVC).

Mūsdienās video straumēšanai visbiežāk izmanto H.264 kodeku. Šis kodeks ir nozares standarts video saspiešanai, kas palīdz veidotājiem ierakstīt, saspiest un izplatīt savus tiešsaistes videoklipus. Tas nodrošina labu video kvalitāti ar zemāku bitu pārraides ātrumu, salīdzinot ar iepriekšējiem standartiem. Tādējādi to plaši izmanto kabeļtelevīzijas apraidē un Blu-ray diskos.

Kā video kodeku H.264 bieži ražo MPEG-4 konteinera formātā, kurā tiek izmantots paplašinājums .MP4, kā arī QuickTime (.MOV), Flash (.F4V), 3GP mobilajiem tālruņiem (.3GP), un MPEG transporta plūsma (.ts). Dažreiz H.264 video tiek kodēts ar audio, kas saspiests ar Advanced Audio Coding (AAC) kodeku, ISO/IEC standartu (MPEG4 3. daļa).

Kā darbojas H.264/AVC?

H.264 video kodētājs veic prognozēšanas, pārveidošanas un kodēšanas procesus, lai izveidotu saspiestu H.264 bitu straumi. Tas izmanto uz blokiem orientētu standartu ar kustību konkurenci, lai apstrādātu video satura kadrus. Izvade būs makrobloki, kas sastāv no bloku izmēriem līdz 16 × 16 pikseļiem.

Tagad H.264 video dekodētājs veic papildu procesus, piemēram, dekodēšanu, apgriezto pārveidošanu un rekonstrukciju, lai izveidotu dekodētu video secību. Tā saņem saspiesto H. 264 bitu straumi, dekodē katru sintakses elementu un izvelk informāciju, piemēram, kvantizētos transformācijas koeficientus, prognozēšanas informāciju utt. Turklāt šī informācija tiks izmantota, lai mainītu kodēšanas procesu un atjaunotu video attēlu secību. H.264 video kodēšanas un dekodēšanas process ir parādīts zemāk.

H.264 priekšrocības

1.Mazāks joslas platuma lietojums un augstākas izšķirtspējas uzraudzība – nodrošina augstas kvalitātes pilnas kustības video pārraidi ar zemākām joslas platuma prasībām un mazāku latentumu nekātradicionālie video standartipiemēram, MPEG-2. H.264 izmanto efektīvu kodeku, kas nodrošina augstas kvalitātes attēlus un izmanto minimālu joslas platumu.

2.Mazāks H.264 bitu pārraides ātrums nekā citiem formātiem — tam ir par 80% mazāks bitu pārraides ātrums nekā Motion JPEG video. Tiek lēsts, ka bitu pārraides ātruma ietaupījums var būt 50% vai vairāk, salīdzinot ar MPEG-2. Piemēram, H.264 var nodrošināt labāku attēla kvalitāti ar tādu pašu saspiestu bitu pārraides ātrumu. Ar mazāku bitu pārraides ātrumu tas nodrošina tādu pašu attēla kvalitāti.

3.Samazināts pieprasījums pēc video glabāšanas — tas samazina digitālā video faila satura lielumu par 50% un izmanto mazāk vietas video glabāšanai, salīdzinot ar citiem standartiem, kas ir būtiski, lai nodrošinātu vieglu video pārraidi caur IP.

4.Neticama video kvalitāte — tas nodrošina skaidru, augstas kvalitātes video saturu ar datu pārraides ātrumu ¼, kas ir uz pusi mazāks nekā cita video formāta lielums.

5.Efektīvāks — tas ir divas reizes efektīvāks, un faila izmērs ir 3 reizes mazāks nekā MPEG-2 kodekiem, padarot šo saspiešanas formātu efektīvāku. Šis kodeks rada zemu video satura pārraides joslas platumu.

6.Piemērots palēninātas kustības video saturam — tas ir ļoti efektīvs zemas kustības video kodekiem, izmantojot megapikseļu kameras.