Що таке кодування відео H.264? Як працює кодек H.264?

Відеотехнології зазнали швидкої еволюції за останні кілька десятиліть. Раніше відео створювали з великих колекцій фотографій, і для їх цифрового перетворення використовувалися надмірно громіздкі файли. Але тепер кодування відео принесло технологічний перехід – стиснення цих файлів для зменшення обсягу пам’яті. Також стало можливим потокове передавання відео через Інтернет, як у режимі реального часу, так і на вимогу.

Однією з найпопулярніших технологій кодування є H.264 (AVC – Advanced Video Coding), яка змогла вирішити багато проблем із якістю відеотрансляції. У сьогоднішньому блозі давайте детально дізнаємося, що таке відеокодування H.264, як воно працює та які його переваги.

Що таке H.264/AVC?

H.264 також називають Advanced Video Coding (AVC) або MPEG-4 Part 10. Це технологія стиснення відео, спільно розроблена Міжнародним союзом телекомунікацій (як H.264) та Групою експертів з рухомого зображення Міжнародної організації зі стандартизації/Міжнародної електротехнічної комісії (як MPEG-4 Part 10, Advanced Video Coding або AVC).

Сьогодні кодек H.264 найчастіше використовується в потоковому відео. Цей кодек є галузевим стандартом для стиснення відео, який допомагає творцям записувати, стискати та розповсюджувати свої онлайн-відео. Він забезпечує хорошу якість відео з нижчими бітрейтами порівняно з попередніми стандартами. Тому він широко використовується в кабельному телевізійному мовленні та на Blu-ray дисках.

Як відеокодек, H.264 часто створюється у форматі контейнера MPEG-4, який використовує розширення .MP4, а також QuickTime (.MOV), Flash (.F4V), 3GP для мобільних телефонів (.3GP) та транспортний потік MPEG (.ts). Іноді відео H.264 кодується з аудіо, стисненим за допомогою кодека Advanced Audio Coding (AAC), стандарту ISO/IEC (MPEG4 Part 3).

Як працює H.264/AVC?

Відеокодер H.264 виконує процеси прогнозування, перетворення та кодування для створення стиснутого бітового потоку H.264. Він використовує блочно-орієнтований стандарт з конкуренцією руху для обробки кадрів відеоконтенту. Вихідними даними будуть макроблоки, що складаються з блоків розміром до 16×16 пікселів.

Тепер відеодекодер H.264 виконує додаткові процеси, такі як декодування, зворотне перетворення та реконструкцію, для створення декодованої відеопослідовності. Він отримує стиснутий бітовий потік H.264, декодує кожен синтаксичний елемент та витягує інформацію, таку як квантовані коефіцієнти перетворення, інформацію про прогнозування тощо. Далі, ця інформація буде використана для зворотного процесу кодування та відтворення послідовності відеозображень. Процес кодування та декодування відео H.264 показано нижче.

Переваги H.264

1.Менше використання пропускної здатності та моніторинг з вищою роздільною здатністю – забезпечує високоякісну передачу повноцінного відео з меншими вимогами до пропускної здатності та меншою затримкою, ніжтрадиційні відеостандартияк MPEG-2. H.264 використовує ефективний кодек, який забезпечує високоякісні зображення та використовує мінімальну пропускну здатність.

2.Нижчий бітрейт H.264, ніж в інших форматах – Він має на 80% нижчий бітрейт, ніж відео Motion JPEG. За оцінками, економія бітрейту може становити 50% або більше порівняно з MPEG-2. Наприклад, H.264 може забезпечити кращу якість зображення при тому ж стисненому бітрейті. При нижчому бітрейті він забезпечує таку ж якість зображення.

3.Зменшення попиту на відеосховище – це зменшує розмір цифрового відеофайлу на 50% та використовує менше місця для зберігання відео порівняно з іншими стандартами, які є важливими для забезпечення легкої передачі відео через IP.

4.Неймовірна якість відео – він забезпечує чіткий, високоякісний відеоконтент зі швидкістю передачі даних ¼, що вдвічі менше, ніж у інших відеоформатах.

5.Ефективніший – він вдвічі ефективніший, а розмір файлу втричі менший, ніж у кодеків MPEG-2, що робить цей формат стиснення ефективнішим. Цей кодек забезпечує низьку пропускну здатність для відеоконтенту.

6.Підходить для відеоконтенту з уповільненою зйомкою – надзвичайно ефективний для відеокодеків з низькою зйомкою, що використовують мегапіксельні камери.