Mis on H.264 videokodeering? Kuidas H.264 koodek töötab?

Videotehnoloogia on viimase paarikümne aasta jooksul kiiresti arenenud. Varem tehti videoid suurtest fotode kogudest ja nende digitaalseks muutmiseks kasutati liiga mahukaid faile. Nüüd on aga video kodeerimine toonud kaasa tehnoloogilise ülemineku – failide tihendamise, et need võtaksid vähem ruumi. Samuti on võimalik videot voogedastada interneti kaudu nii reaalajas kui ka nõudmisel.

Üks populaarsemaid kodeerimistehnoloogiaid on H.264 (AVC – Advanced Video Coding), mis on suutnud lahendada paljusid video edastamisega seotud kvaliteediprobleeme. Tänases blogipostituses uurime üksikasjalikult, mis on H.264 video kodeering, kuidas see töötab ja millised on selle eelised.

Mis on H.264/AVC?

H.264-d nimetatakse ka täiustatud videokodeerimiseks (AVC) või MPEG-4 osaks 10. See on video tihendustehnoloogia, mille töötasid ühiselt välja Rahvusvaheline Telekommunikatsiooniliit (H.264) ja Rahvusvaheline Standardiorganisatsioon/Rahvusvaheline Elektrotehnikakomisjon Liikuvate piltide ekspertgrupp (MPEG-4 osa 10, täiustatud videokodeerimine või AVC).

Tänapäeval kasutatakse video voogedastuses kõige sagedamini H.264 koodekit. See koodek on video tihendamise tööstusstandard, mis aitab loojatel oma veebivideoid salvestada, tihendada ja levitada. See pakub head videokvaliteeti madalama bitikiirusega võrreldes varasemate standarditega. Seetõttu kasutatakse seda laialdaselt kaabeltelevisiooni ringhäälingus ja Blu-ray-ketastel.

Videokoodekina toodetakse H.264 sageli MPEG-4 konteinervormingus, mis kasutab laiendit .MP4, aga ka QuickTime'i (.MOV), Flashi (.F4V), mobiiltelefonide 3GP-d (.3GP) ja MPEG transpordivoogu (.ts). Mõnikord kodeeritakse H.264 video heliga, mis on tihendatud Advanced Audio Coding (AAC) koodekiga, mis on ISO/IEC standard (MPEG4 3. osa).

Kuidas H.264/AVC töötab?

H.264 videokooder teostab ennustus-, teisendus- ja kodeerimisprotsesse, et luua tihendatud H.264 bitivoog. See kasutab videosisu kaadrite töötlemiseks plokkidele orienteeritud standardit koos liikumiskonkurentsiga. Väljund on makroplokid, mille plokkide suurus on kuni 16 × 16 pikslit.

Nüüd teostab H.264 videodekooder täiendavaid protsesse, nagu dekodeerimine, pöördteisendus ja rekonstrueerimine, et luua dekodeeritud videojada. See võtab vastu tihendatud H.264 bitivoo, dekodeerib iga süntaksielemendi ja eraldab teabe, näiteks kvantiseeritud teisenduskordajad, ennustusteabe jne. Lisaks kasutatakse seda teavet kodeerimisprotsessi tagasipööramiseks ja videopiltide jada taasloomiseks. H.264 video kodeerimise ja dekodeerimise protsess on näidatud allpool.

H.264 eelised

1.Väiksem ribalaiuse kasutus ja kõrgema eraldusvõimega jälgimine – see pakub täisliikumisvideo kvaliteetset edastust väiksema ribalaiuse vajaduse ja madalama latentsusega kuitraditsioonilised videostandardidnagu MPEG-2. H.264 kasutab tõhusat koodekit, mis pakub kvaliteetset pilti ja kasutab minimaalset ribalaiust.

2.Madalam H.264 bitikiirus kui teistel vormingutel – sellel on 80% madalam bitikiirus kui Motion JPEG videol. Hinnanguliselt võib bitikiiruse kokkuhoid olla MPEG-2-ga võrreldes 50% või rohkem. Näiteks pakub H.264 sama tihendatud bitikiiruse juures paremat pildikvaliteeti. Madalama bitikiiruse juures pakub see sama pildikvaliteeti.

3.Väiksem nõudlus videosalvestuse järele – see vähendab digitaalsete videofailide sisu suurust 50% ja kasutab video salvestamiseks vähem salvestusruumi võrreldes teiste standarditega, mis on IP kaudu video edastamise hõlbustamiseks hädavajalikud.

4.Uskumatu videokvaliteet – see pakub selget ja kvaliteetset videosisu andmeedastuskiirusega ¼, mis on poole väiksem kui teisel videoformaadil.

5.Tõhusam – see on kaks korda tõhusam ja faili suurus on kolm korda väiksem kui MPEG-2 koodekitel, mis muudab selle tihendusvormingu tõhusamaks. See koodek tagab videosisu madala edastusribalaiuse.

6.Sobib aegluubis videosisu jaoks – see on äärmiselt tõhus megapiksliste kaameratega aegluubis videokoodekite jaoks.