Што такое кадаванне відэа H.264? Як працуе кодэк H.264?

Відэатэхналогіі за апошнія пару дзесяцігоддзяў хутка развіваліся. Раней відэа ствараліся з вялікіх калекцый статычных фатаграфій, і для іх лічбавага пераўтварэння выкарыстоўваліся занадта аб'ёмныя файлы. Але цяпер кадаванне відэа прывяло да тэхналагічнага пераходу — сціскання гэтых файлаў, каб займаць менш месца. Таксама стала магчымым трансляваць відэа праз Інтэрнэт, як у рэжыме рэальнага часу, так і па запыце.

Адной з самых папулярных тэхналогій кадавання з'яўляецца H.264 (AVC – Advanced Video Coding), якая змагла вырашыць многія праблемы з якасцю відэавяшчання. У сённяшнім блогу давайце падрабязна даведаемся, што такое кадаванне відэа H.264, як яно працуе і якія яго перавагі.

Што такое H.264/AVC?

H.264 таксама называецца Advanced Video Coding (AVC) або MPEG-4 Part 10. Гэта тэхналогія сціскання відэа, сумесна распрацаваная Міжнародным саюзам электрасувязі (як H.264) і Групай экспертаў па рухомым выявам Міжнароднай арганізацыі па стандартызацыі/Міжнароднай электратэхнічнай камісіі (як MPEG-4 Part 10, Advanced Video Coding або AVC).

У наш час кодэк H.264 найбольш часта выкарыстоўваецца ў струменевай перадачы відэа. Гэты кодэк з'яўляецца галіновым стандартам для сціскання відэа, які дапамагае стваральнікам запісваць, сціскаць і распаўсюджваць свае анлайн-відэа. Ён забяспечвае добрую якасць відэа пры ніжэйшых бітрэйтах у параўнанні з папярэднімі стандартамі. Такім чынам, ён шырока выкарыстоўваецца ў кабельным тэлебачанні і на дысках Blu-ray.

Як відэакодэк, H.264 часта ствараецца ў фармаце кантэйнера MPEG-4, які выкарыстоўвае пашырэнне .MP4, а таксама QuickTime (.MOV), Flash (.F4V), 3GP для мабільных тэлефонаў (.3GP) і транспартны паток MPEG (.ts). Часам відэа H.264 кадуецца з аўдыё, сціснутым з дапамогай кодэка Advanced Audio Coding (AAC), стандарту ISO/IEC (MPEG4 Part 3).

Як працуе H.264/AVC?

Відэакадэр H.264 выконвае працэсы прагназавання, пераўтварэння і кадавання для стварэння сціснутага бітавага патоку H.264. Ён выкарыстоўвае блочна-арыентаваны стандарт з канкурэнцыяй руху для апрацоўкі кадраў відэакантэнту. Вынікам будуць макраблокі, якія складаюцца з блокаў памерам да 16×16 пікселяў.

Цяпер відэадэкодэр H.264 выконвае дадатковыя працэсы, такія як дэкадаванне, адваротнае пераўтварэнне і рэканструкцыя, для стварэння дэкадаванай відэапаслядоўнасці. Ён атрымлівае сціснуты бітавы паток H.264, дэкадуе кожны сінтаксічны элемент і здабывае інфармацыю, такую ​​як квантаваныя каэфіцыенты пераўтварэння, інфармацыю пра прагназаванне і г.д. Акрамя таго, гэтая інфармацыя будзе выкарыстана для адваротнага працэсу кадавання і аднаўлення паслядоўнасці відэамалюнкаў. Працэс кадавання і дэкадавання відэа H.264 паказаны ніжэй.

Перавагі H.264

1.Меншае выкарыстанне прапускной здольнасці і маніторынг з больш высокім разрозненнем — забяспечвае высакаякасную перадачу відэа ў поўным руху з меншымі патрабаваннямі да прапускной здольнасці і меншай затрымкай, чымтрадыцыйныя відэастандартыяк MPEG-2. H.264 выкарыстоўвае эфектыўны кодэк, які забяспечвае высакаякасныя выявы і выкарыстоўвае мінімальную прапускную здольнасць.

2.Ніжэйшы бітрэйт H.264 у параўнанні з іншымі фарматамі — ён мае на 80% ніжэйшы бітрэйт, чым відэа Motion JPEG. Паводле ацэнак, эканомія бітрэйту можа складаць 50% або больш у параўнанні з MPEG-2. Напрыклад, H.264 можа забяспечыць лепшую якасць выявы пры тым жа сціснутым бітрэйце. Пры ніжэйшым бітрэйце ён забяспечвае такую ​​ж якасць выявы.

3.Зніжэнне попыту на захоўванне відэа — гэта памяншэнне памеру лічбавага відэафайла на 50% і выкарыстанне меншай колькасці месца для захоўвання відэа ў параўнанні з іншымі стандартамі, якія аказваюцца неабходнымі для забеспячэння лёгкай перадачы відэа праз IP.

4.Неверагодная якасць відэа — ён забяспечвае выразны відэакантэнт высокай якасці з хуткасцю перадачы дадзеных ¼, што ўдвая менш, чым у іншых відэафарматах.

5.Больш эфектыўны — ён у два разы больш эфектыўны, а памер файла ў тры разы меншы, чым у кодэкаў MPEG-2, што робіць гэты фармат сціскання больш эфектыўным. Гэты кодэк прыводзіць да нізкай прапускной здольнасці перадачы відэакантэнту.

6.Падыходзіць для відэакантэнту ў запаволеным руху — надзвычай эфектыўны для відэакодэкаў з нізкім узроўнем руху, якія выкарыстоўваюць мегапіксельныя камеры.