Hvad er H.264-videokodning? Hvordan fungerer H.264-codec?

Videoteknologi har gennemgået en hurtig udvikling i de seneste par årtier. Tidligere blev videoer lavet af store samlinger af stillbilleder, og man brugte uforholdsmæssigt store filer til at gøre dem digitale. Men nu har videokodning medført en teknologisk overgang – komprimering af disse filer for at optage mindre plads. Det er også blevet muligt at streame video over internettet, både i realtid og on-demand.

En af de mest populære kodningsteknologier er H.264 (AVC – Advanced Video Coding), som har været i stand til at løse mange kvalitetsproblemer i forbindelse med videoudsendelser. I dagens blogindlæg vil vi se nærmere på, hvad H.264-videokodning er, hvordan det fungerer, og hvad dets fordele er.

Hvad er H.264/AVC?

H.264 kaldes også Advanced Video Coding (AVC) eller MPEG-4 Part 10. Det er en videokomprimeringsteknologi, der er udviklet i fællesskab af Den Internationale Telekommunikationsunion (som H.264) og Den Internationale Standardiseringsorganisation/International Electrotechnical Commission Moving Picture Experts Group (som MPEG-4 Part 10, Advanced Video Coding eller AVC).

I dag er H.264-codec den mest almindelige anvendelse inden for videostreaming. Denne codec er en industristandard for videokomprimering, der hjælper skabere med at optage, komprimere og distribuere deres onlinevideoer. Den leverer god videokvalitet ved lavere bitrater sammenlignet med tidligere standarder. Derfor bruges den i vid udstrækning i kabel-tv-udsendelser og Blu-ray-diske.

Som videokodek produceres H.264 ofte i MPEG-4-containerformatet, som bruger filtypenavnet .MP4, samt QuickTime (.MOV), Flash (.F4V), 3GP til mobiltelefoner (.3GP) og MPEG-transportstreamen (.ts). Nogle gange kodes en H.264-video med lyd komprimeret med Advanced Audio Coding (AAC)-kodeken, en ISO/IEC-standard (MPEG4 del 3).

Hvordan fungerer H.264/AVC?

H.264-videoencoderen udfører forudsigelses-, transformations- og kodningsprocesser for at producere en komprimeret H.264-bitstream. Den bruger en blokorienteret standard med bevægelseskonkurrence til at behandle billeder af videoindhold. Outputtet vil være makroblokke, der består af blokstørrelser på op til 16×16 pixels.

Nu udfører H.264-videodekoderen komplementære processer som dekodning, invers transformation og rekonstruktion for at producere en dekodet videosekvens. Den modtager den komprimerede H.264-bitstrøm, dekoder hvert syntakselement og udtrækker informationen, såsom kvantiserede transformationskoefficienter, forudsigelsesinformation osv. Yderligere vil denne information blive brugt til at vende kodningsprocessen om og genskabe en sekvens af videobilleder. H.264-videokodnings- og dekodningsprocessen er vist nedenfor.

Fordele ved H.264

1.Lavere båndbreddeforbrug og overvågning med højere opløsning – Den leverer transmission af video i fuld bevægelse i høj kvalitet med lavere båndbreddekrav og lavere latenstid endtraditionelle videostandarderligesom MPEG-2. H.264 bruger en effektiv codec, der leverer billeder i høj kvalitet og bruger minimal båndbredde.

2.Lavere H.264-bitrate end andre formater – Den har en 80 % lavere bitrate end Motion JPEG-video. Det anslås, at bitrate-besparelserne kan være 50 % eller mere sammenlignet med MPEG-2. For eksempel kan H.264 give en bedre billedkvalitet ved den samme komprimerede bitrate. Ved en lavere bitrate giver den den samme billedkvalitet.

3.Reduceret behov for videolagring – Det reducerer størrelsen af ​​digitalt videofilindhold med 50 % og bruger mindre lagerplads til at lagre video sammenlignet med andre standarder, der viser sig at være afgørende for nem videooverførsel via IP.

4.Utrolig videokvalitet – Den leverer klart videoindhold i høj kvalitet med en datahastighed på ¼, hvilket er halvt så stort som det andet videoformat.

5.Mere effektivt – Det er dobbelt så effektivt, og filstørrelsen er 3 gange mindre end MPEG-2-codecs – hvilket gør dette komprimeringsformat mere effektivt. Dette codec resulterer i lav transmissionsbåndbredde for videoindhold.

6.Velegnet til videoindhold i slowmotion – Det er ekstremt effektivt til video-codecs i lowmotion, der bruger megapixelkameraer.