کدگذاری ویدئو H.264 چیست؟ کدک H.264 چگونه کار می‌کند؟

فناوری ویدیو در چند دهه گذشته دستخوش تحول سریعی شده است. پیش از این، ویدیوها از مجموعه‌های بزرگی از عکس‌های ثابت ساخته می‌شدند و برای دیجیتالی کردن آنها از فایل‌های بسیار حجیم استفاده می‌شد. اما اکنون، رمزگذاری ویدیو یک گذار تکنولوژیکی را به همراه داشته است - فشرده‌سازی این فایل‌ها برای اشغال فضای کمتر. همچنین امکان پخش ویدیو از طریق اینترنت، چه به صورت بلادرنگ و چه به صورت درخواستی، فراهم شده است.

یکی از محبوب‌ترین فناوری‌های کدگذاری، H.264 (AVC - Advanced Video Coding) است که توانسته بسیاری از مشکلات کیفیت را در رابطه با پخش ویدیو حل کند. در وبلاگ امروز، بیایید یاد بگیریم که کدگذاری ویدیوی H.264 چیست، چگونه کار می‌کند و مزایای آن را به تفصیل بررسی کنیم.

H.264/AVC چیست؟

H.264 همچنین با نام کدگذاری پیشرفته ویدیو (AVC) یا MPEG-4 Part 10 شناخته می‌شود. این یک فناوری فشرده‌سازی ویدیو است که به طور مشترک توسط اتحادیه بین‌المللی مخابرات (با نام H.264) و گروه متخصصان تصویر متحرک سازمان بین‌المللی استانداردسازی/کمیسیون بین‌المللی الکتروتکنیک (با نام MPEG-4 Part 10، کدگذاری پیشرفته ویدیو یا AVC) توسعه داده شده است.

امروزه، کدک H.264 بیشتر در پخش ویدئو استفاده می‌شود. این کدک یک استاندارد صنعتی برای فشرده‌سازی ویدئو است که به سازندگان کمک می‌کند تا ویدئوهای آنلاین خود را ضبط، فشرده‌سازی و توزیع کنند. این کدک در مقایسه با استانداردهای قبلی، کیفیت ویدئوی خوبی را با بیت‌ریت پایین‌تر ارائه می‌دهد. از این رو، به طور گسترده در پخش تلویزیون کابلی و دیسک‌های بلو-ری استفاده می‌شود.

به عنوان یک کدک ویدیویی، H.264 اغلب در قالب کانتینر MPEG-4 تولید می‌شود که از پسوند .MP4 و همچنین QuickTime (.MOV)، Flash (.F4V)، 3GP برای تلفن‌های همراه (.3GP) و MPEG transport stream (.ts) استفاده می‌کند. گاهی اوقات، یک ویدیوی H.264 با صدای فشرده شده با کدک Advanced Audio Coding (AAC)، یک استاندارد ISO/IEC (MPEG4 Part 3) کدگذاری می‌شود.

H.264/AVC چگونه کار می‌کند؟

رمزگذار ویدیوی H.264 فرآیندهای پیش‌بینی، تبدیل و رمزگذاری را برای تولید یک جریان بیتی فشرده H.264 انجام می‌دهد. این رمزگذار از یک استاندارد بلوک‌گرا با رقابت حرکتی برای پردازش فریم‌های محتوای ویدیویی استفاده می‌کند. خروجی، ماکروبلاک‌هایی خواهد بود که از بلوک‌هایی به بزرگی ۱۶×۱۶ پیکسل تشکیل شده‌اند.

اکنون، رمزگشای ویدیوی H.264 فرآیندهای مکملی مانند رمزگشایی، تبدیل معکوس و بازسازی را برای تولید یک دنباله ویدیویی رمزگشایی شده انجام می‌دهد. این رمزگشا جریان بیتی فشرده شده H.264 را دریافت می‌کند، هر عنصر نحوی را رمزگشایی می‌کند و اطلاعاتی مانند ضرایب تبدیل کوانتیزه، اطلاعات پیش‌بینی و غیره را استخراج می‌کند. علاوه بر این، از این اطلاعات برای معکوس کردن فرآیند کدگذاری و بازسازی دنباله ای از تصاویر ویدیویی استفاده خواهد شد. فرآیند کدگذاری و رمزگشایی ویدیوی H.264 در زیر نشان داده شده است.

مزایای H.264

1.استفاده کمتر از پهنای باند و نظارت با وضوح بالاتر - این فناوری انتقال با کیفیت بالای ویدیوی متحرک را با نیاز به پهنای باند کمتر و تأخیر کمتر نسبت به ... فراهم می‌کند.استانداردهای ویدئویی سنتیمانند MPEG-2. H.264 از یک کدک کارآمد استفاده می‌کند که تصاویر با کیفیت بالا را ارائه می‌دهد و از حداقل پهنای باند استفاده می‌کند.

2.بیت ریت H.264 پایین‌تر از سایر فرمت‌ها - بیت ریت آن ۸۰٪ کمتر از ویدیوی Motion JPEG است. تخمین زده می‌شود که صرفه‌جویی در بیت ریت در مقایسه با MPEG-2 می‌تواند ۵۰٪ یا بیشتر باشد. به عنوان مثال، H.264 می‌تواند کیفیت تصویر بهتری را در بیت ریت فشرده شده یکسان ارائه دهد. در بیت ریت پایین‌تر، کیفیت تصویر یکسانی را ارائه می‌دهد.

3.کاهش تقاضا برای ذخیره‌سازی ویدیو - این استاندارد، اندازه محتوای فایل ویدیویی دیجیتال را تا ۵۰٪ کاهش می‌دهد و در مقایسه با سایر استانداردهایی که برای انتقال آسان ویدیو از طریق IP ضروری هستند، از فضای ذخیره‌سازی کمتری برای ذخیره ویدیو استفاده می‌کند.

4.کیفیت ویدیوی باورنکردنی - این فرمت، محتوای ویدیویی واضح و با کیفیت بالا را با نرخ داده ¼ ارائه می‌دهد که نصف اندازه فرمت ویدیویی دیگر است.

5.کارآمدتر - دو برابر کارآمدتر است و اندازه فایل ۳ برابر کوچکتر از کدک‌های MPEG-2 است - که این فرمت فشرده‌سازی را کارآمدتر می‌کند. این کدک منجر به پهنای باند انتقال کم برای محتوای ویدیویی می‌شود.

6.مناسب برای محتوای ویدیویی با حرکت آهسته - برای کدک‌های ویدیویی با حرکت کم که از دوربین‌های مگاپیکسلی استفاده می‌کنند، بسیار کارآمد است.