מהו קידוד וידאו H.264? כיצד פועל קודק H.264?

טכנולוגיית הווידאו עברה אבולוציה מהירה בשני העשורים האחרונים. בעבר, סרטונים נוצרו מאוספים גדולים של תמונות סטילס, והם השתמשו בקבצים גדולים במיוחד כדי להפוך אותם לדיגיטליים. אבל עכשיו, קידוד וידאו הביא לשינוי טכנולוגי - דחיסת קבצים אלה כדי לצרוך פחות מקום. כמו כן, ניתן היה להזרים וידאו דרך האינטרנט, הן בזמן אמת והן לפי דרישה.

אחת מטכנולוגיות הקידוד הפופולריות ביותר היא H.264 (AVC – Advanced Video Coding) אשר הצליחה לפתור בעיות איכות רבות בכל הנוגע לשידור וידאו. בבלוג של היום, בואו נלמד מהו קידוד וידאו H.264, כיצד הוא פועל ומה יתרונותיו בפירוט.

מה זה H.264/AVC?

H.264 נקרא גם קידוד וידאו מתקדם (AVC) או MPEG-4 חלק 10. זוהי טכנולוגיית דחיסת וידאו שפותחה במשותף על ידי איגוד התקשורת הבינלאומי (כ-H.264) וקבוצת המומחים לתמונות נעות של הארגון הבינלאומי לתקינה/הוועדה האלקטרוטכנית הבינלאומית (כ-MPEG-4 חלק 10, קידוד וידאו מתקדם, או AVC).

כיום, קודק H.264 הוא הנפוץ ביותר בסטרימינג וידאו. קודק זה הוא תקן תעשייתי לדחיסת וידאו המסייע ליוצרים להקליט, לדחוס ולהפיץ את הסרטונים המקוונים שלהם. הוא מספק איכות וידאו טובה בקצבי סיביות נמוכים יותר בהשוואה לתקנים קודמים. לכן, הוא נמצא בשימוש נרחב בשידורי טלוויזיה בכבלים ובדיסקי Blu-ray.

כקודק וידאו, H.264 מיוצר לעתים קרובות בפורמט MPEG-4, המשתמש בסיומת .MP4, כמו גם ב-QuickTime ‏(.MOV), Flash ‏(.F4V), ‏3GP לטלפונים ניידים ‏(.3GP) וזרם התחבורה של MPEG ‏(.ts). לעיתים, וידאו H.264 מקודד עם אודיו דחוס באמצעות קודק Advanced Audio Coding (AAC), תקן ISO/IEC (MPEG4 Part 3).

איך H.264/AVC עובד?

מקודד הווידאו H.264 מבצע תהליכי חיזוי, טרנספורמציה וקידוד כדי לייצר זרם סיביות דחוס של H.264. הוא משתמש בתקן מונחה בלוקים עם תחרות תנועה כדי לעבד פריימים של תוכן וידאו. הפלט יהיה מאקרו-בלוקים המורכבים מגדלי בלוקים בגודל של עד 16×16 פיקסלים.

כעת, מפענח הווידאו H.264 מבצע תהליכים משלימים כמו פענוח, טרנספורמציה הפוכה ושחזור כדי לייצר רצף וידאו מפוענח. הוא מקבל את זרם הסיביות הדחוס של H.264, מפענח כל אלמנט תחביר ומחלץ את המידע כמו מקדמי טרנספורמציה כמותיים, מידע חיזוי וכו'. בנוסף, מידע זה ישמש להיפוך תהליך הקידוד וליצירת רצף של תמונות וידאו. תהליך קידוד ופענוח הווידאו H.264 מוצג להלן.

יתרונות H.264

1.שימוש ברוחב פס נמוך יותר וניטור ברזולוציה גבוהה יותר - הוא מספק שידור באיכות גבוהה של וידאו בתנועה מלאה עם דרישות רוחב פס נמוכות יותר והשהיה נמוכה יותר מאשרסטנדרטים מסורתיים של וידאוכמו MPEG-2. H.264 משתמש בקודק יעיל המספק תמונות באיכות גבוהה ומשתמש ברוחב פס מינימלי.

2.קצב סיביות נמוך יותר של H.264 בהשוואה לפורמטים אחרים – קצב הסיביות שלו נמוך ב-80% בהשוואה לסרטוני Motion JPEG. ההערכה היא שחיסכון בקצב הסיביות יכול להיות 50% או יותר בהשוואה ל-MPEG-2. לדוגמה, H.264 יכול לספק איכות תמונה טובה יותר באותו קצב סיביות דחוס. בקצב סיביות נמוך יותר, הוא מספק את אותה איכות תמונה.

3.דרישה מופחתת לאחסון וידאו – זה מפחית את גודל תוכן קובץ הווידאו הדיגיטלי ב-50% ומשתמש בפחות אחסון לאחסון וידאו בהשוואה לתקנים אחרים המוכיחים את עצמם כחיוניים כדי לאפשר שידור וידאו קל דרך IP.

4.איכות וידאו מדהימה – הוא מספק תוכן וידאו צלול ואיכותי בקצב נתונים של רבע, שהוא חצי מגודל פורמט הווידאו האחר.

5.יעיל יותר – יעילותו כפולה, וגודל הקובץ קטן פי 3 מקודקי MPEG-2 – מה שהופך פורמט דחיסה זה ליעיל יותר. קודק זה גורם לרוחב פס שידור נמוך עבור תוכן וידאו.

6.מתאים לתוכן וידאו בהילוך איטי - יעיל ביותר עבור רכיבי codec של וידאו בהילוך איטי באמצעות מצלמות מגה פיקסל.