Що таке кодування відео H.264? Як працює кодек H.264?

За останні кілька десятиліть відеотехнології зазнали стрімкого розвитку. Раніше відео робили з великих колекцій нерухомих фотографій і використовували занадто об’ємні файли, щоб зробити їх цифровими. Але тепер кодування відео принесло технологічний перехід – стиснення цих файлів, щоб споживати менше місця. Також стало можливим передавати відео через Інтернет як у реальному часі, так і на вимогу.

Однією з найпопулярніших технологій кодування є H.264 (AVC – Advanced Video Coding), яка змогла вирішити багато проблем із якістю відеотрансляції. У сьогоднішньому блозі давайте детально дізнаємось, що таке кодування відео H.264, як воно працює та його переваги.

Що таке H.264/AVC?

H.264 також називається Advanced Video Coding (AVC) або MPEG-4 Part 10. Це технологія стиснення відео, спільно розроблена Міжнародним союзом телекомунікацій (як H.264) і Міжнародною організацією стандартизації/Міжнародною електротехнічною комісією. Група експертів (як MPEG-4 Part 10, Advanced Video Coding або AVC).

Зараз кодек H.264 найчастіше використовується для потокового відео. Цей кодек є галузевим стандартом для стиснення відео, який допомагає авторам записувати, стискати та розповсюджувати свої онлайн-відео. Він забезпечує гарну якість відео з нижчими бітрейтами порівняно з попередніми стандартами. Тому він широко використовується в кабельному телевізійному мовленні та дисках Blu-ray.

Як відеокодек H.264 часто створюється у форматі контейнера MPEG-4, який використовує розширення .MP4, а також QuickTime (.MOV), Flash (.F4V), 3GP для мобільних телефонів (.3GP), і транспортний потік MPEG (.ts). Іноді відео H.264 кодується зі звуком, стисненим за допомогою кодека Advanced Audio Coding (AAC), стандарту ISO/IEC (MPEG4, частина 3).

Як працює H.264/AVC?

Відеокодер H.264 виконує процеси прогнозування, перетворення та кодування для створення стисненого потоку бітів H.264. Він використовує блочно-орієнтований стандарт із конкуренцією руху для обробки кадрів відеовмісту. На виході будуть макроблоки, які складаються з блоків розміром до 16×16 пікселів.

Тепер відеодекодер H.264 виконує додаткові процеси, такі як декодування, зворотне перетворення та реконструкція для створення декодованої відеопослідовності. Він отримує стислий бітовий потік H. 264, декодує кожен синтаксичний елемент і витягує інформацію, як-от квантовані коефіцієнти перетворення, прогнозовану інформацію тощо. Далі ця інформація використовуватиметься для зворотного процесу кодування та відтворення послідовності відеозображень. Нижче показано процес кодування та декодування відео H.264.

Переваги H.264

1.Нижче використання смуги пропускання та контроль високої роздільної здатності – забезпечує високоякісну передачу відео з повним рухом із меншими вимогами до смуги пропускання та меншою затримкою, ніжтрадиційні стандарти відеояк MPEG-2. H.264 використовує ефективний кодек, який забезпечує високоякісні зображення та використовує мінімальну пропускну здатність.

2.Нижчий бітрейт H.264, ніж інші формати – він має на 80% нижчий бітрейт, ніж відео Motion JPEG. За оцінками, економія бітрейту може становити 50% або більше порівняно з MPEG-2. Наприклад, H.264 може забезпечити кращу якість зображення за того самого стисненого бітрейту. При нижчому бітрейті він забезпечує таку ж якість зображення.

3.Зменшений попит на зберігання відео – він зменшує розмір вмісту цифрового відеофайлу на 50% і використовує менше пам’яті для зберігання відео порівняно з іншими стандартами, які виявляються важливими для забезпечення легкої передачі відео через IP.

4.Неймовірна якість відео– забезпечує чіткий, високоякісний відеоконтент зі швидкістю передачі даних ¼, що вдвічі менше, ніж у інших відеоформатах.

5.Більш ефективний – він у два рази ефективніший, а розмір файлу в 3 рази менший, ніж кодеки MPEG-2, що робить цей формат стиснення ефективнішим. Цей кодек призводить до низької смуги пропускання для відеовмісту.

6.Підходить для уповільненого відеоконтенту – надзвичайно ефективний для відеокодеків із низьким рухом, які використовують мегапіксельні камери.