Bideo kodeketaren esanahia
Jatorrizko datuen biltegiratze espazio handia, 1080P 7 s bideoak 817 MB behar ditu
Bideoaren jatorrizko datuen transmisioak banda zabalera handia hartzen du, eta 11 minutu behar dira goiko 7 s bideoak 10 Mbps-ko zabalera batekin transmititzeko.
H.264 kodeketa eta konpresioaren ondoren, bideoaren tamaina 708 k-koa da soilik, eta 10 Mbps-eko banda zabalerak 500 ms besterik ez ditu behar, denbora errealeko transmisioaren beharrak asetzeko. Hori dela eta, bideoa eskuratzeko sentsoretik jasotako jatorrizko bideoak kodetutako bideoa izan behar du.
Oinarrizko
Orduan, zergatik kodetu daiteke bideo original erraldoi bat oso bideo txiki batean? Zein da teknologia honetan? Teknologiaz hitz egin aurretik, lehenik eta behin bideoaren kontzeptua ezarri beharko genuke irudi jarraiak direla.
Ideia nagusia informazio erredundantea kentzea da:
Erredundantzia espaziala: korrelazio handia dago argazki baten ondoko pixelen artean
Aldi baterako erredundantzia: bideo sekuentzia bateko alboko irudien arteko antzeko edukia
Kodetze erredundantzia: pixelen balio desberdinek probabilitate desberdinak dituzte
Ikusizko erredundantzia: gizakien sistema bisuala ez da detaile batzuekin sentikorra
Ezagutzaren erredundantzia: erregulartasunaren egitura aurretiko ezagutzetatik eta aurrekariak ezagutzetik lor daiteke
Bideoa funtsean etengabe eta azkar erreproduzitzen diren argazki sorta da, beraz bideoa konprimitzeko modurik errazena argazkien fotograma bakoitza konprimitzea da. Adibidez, MJPEG kodeketa zaharrena bideoko argazki marko bakoitza konprimitzea da. Kodetze metodo hau Fotogramen barruko kodeketa soilik dago, lagin espazialaren iragarpena erabiltzen duena kodetzeko. Irudiaren metaforak fotograma bakoitza irudi gisa tratatzea da eta JPEG kodeketa formatua erabiltzea argazkia konprimitzeko. Kodetze mota honek irudi bateko informazio erredundantearen konpresioa soilik hartzen du kontuan.
Hala ere, fotogramen arteko denbora korrelazioa dela eta, fotogramen arteko kodeketa erabil dezaketen kodetzaile aurreratu batzuk garatu dira. Besterik gabe esanda, markoaren zenbait gune bilaketa algoritmoaren bidez hautatzen dira eta, ondoren, uneko markoa kalkulatzen da. Aurreko eta atzeko erreferentziako markoen arteko bektore diferentzia duen kodeketa modu bat da. 2. irudiko ondoz ondoko bi fotogramen bidez, ikus dezakegu eskiatzailea aurrera egiten ari dela, baina, hain zuzen ere, elurraren eszena atzerantz aldatzen ari da eta erreferentziazko P fotograma fotogramak (I edo beste P fotograma) kodetu daitezke, tamaina kodetze ondoren oso txikia da, eta konpresio erlazioa oso altua da.
Buruzko erreferentzia esteka markoa http://mp.weixin.qq.com/s/ox6MsWx71b-GFsZihaOwww
Ikasle batzuei interesatu dakieke bi irudi horiek nola sortu diren. Hona hemen lortzeko FFmpeg komandoen bi lerro. FFmpeg-i buruzko xehetasun gehiago lortzeko, ikusi kapitulu hauek:
Lehenengo lerroak bektore mugikorreko bideo bat sortzen du
Bigarren lerroak marko bakoitza irudi gisa ateratzen du
Erabili komandoa
ffmpeg -flags2 + export_mvs -i tutu.mp4 -vf codecview = mv = pf + bf + bb tutudebug2.mp4
ffmpeg -i tutudebug2.mp4'tutunormal-% 03d.bmp '
Erredundantzia espaziala eta denbora erredundantzia konpresioaz gain, kodetze konpresioa eta ikusmen konpresioa daude batez ere. Ondorengoa da kodetzaile baten fluxu-diagrama nagusia:
3. irudia eta 4. irudia bi prozesu dira. 3. irudia fotograma barruko kodeketa da, eta 4. irudia fotogramen arteko kodeketa. Irudian ikusten den desberdintasun nagusia lehen urratsa desberdina dela da. Izan ere, bi prozesu horiek ere konbinatuta daude. Orokorrean I fotogramak eta P fotogramak fotogramen barruko kodeketa eta fotogramen arteko kodeketa erabiltzen dituzte hurrenez hurren.
Kodetzailea hautatzea
Kodetzailearen printzipioa eta oinarrizko prozesua ordenatu ditut. Kodetzaileak hamarkadetako garapena izan du. Fotograma barneko kodeketa onartzen duenetik gaur egun H.265 eta VP9-k ordezkatutako kodetzaileen belaunaldi berrira garatu da. Gaur egun, kodetzaile arrunt batzuk aztertzen dira, eta kodetzaileen mundua ezagutzera eramango zaitugu.
H.264
Sarrera
H.264 / AVC proiektuak bideo estandar bat sortzeko asmoa du. Estandar zaharrarekin alderatuta, kalitate handiko bideoak eman ditzake banda zabalera txikiagoan (beste modu batera esanda, MPEG-2, H.263 edo MPEG-4 2. zatiaren edo gutxiagoko banda zabaleraren erdia soilik) diseinu konplexutasun gehiegirik gehitu gabe. ezinezkoa da lortzea edo ezarpenaren kostua handiegia da. Beste helburuetako bat aplikazio, sare eta sistema ezberdinetan erabiltzeko malgutasun nahikoa eskaintzea da, besteak beste, banda zabalera altu eta baxua, bideo bereizmen handiak eta baxuak, igorpena, DVD biltegiratzea, RTP / IP sareak eta ITU-T multimedia telefonoen sistema.
H.264 / AVC-k ezaugarri berri ugari ditu, aurreko kodekak baino eraginkorragoa izateaz gain sareko ingurune desberdinetako aplikazioetan ere erabil daiteke. Oinarri tekniko horri esker, H.264 lineako bideo konpainiek YouTube barne erabiltzen duten kodeko nagusia bihurtzen da, baina erabiltzea ez da oso erraza. Teorian, H.264 erabiltzeak diru asko eskatzen du. Patenteen tasak.
Patente lizentzia
MPEG-2ren lehen eta bigarren zatiek eta MPEG-4ren bigarren zatiak bezala, H.264 / AVC erabiltzen duten produktuen fabrikatzaileek eta zerbitzu hornitzaileek patentearen lizentzia tasak ordaindu behar dizkiete patentearen titularrei. Patente lizentzia horien iturri nagusia MPEG-LA LLC izeneko erakunde pribatua da. Erakunde honek ez du zerikusirik MPEG Normalizazio Erakundearekin, baina erakunde honek MPEG-2 Lehenengo Parteko Sistema, Bigarren Zatia Bideoa eta MPEG-4 Lehen Zatia ere kudeatzen ditu. Bi zatiko bideoa eta bestelako teknologiaren patentetarako lizentziak.
Patenteen beste lizentzia batzuek VIA Licensing izeneko beste erakunde pribatu bati eskatu behar diote. Gainera, audio konpresio estandarretarako patenteen lizentziak kudeatzen ditu, hala nola MPEG-2 AAC eta MPEG-4 Audio.
Kode irekiko H.264 inplementazioa
openh264 Cisco-k inplementatutako iturburu irekiko H.264 kodeketa programa bat da. H.264-k patenteen kuota altua eskatzen duen arren, urteko muga dago patentearen kuotan. Cisco-k OpenH264-ren urteko patentea ordaintzen duenean, OpenH264 doakoa da Erabil ezazu libreki.
x264 GPL lizentziapean lizentziadun software librea da. X264-ren funtzio nagusia H.264 / MPEG-4 AVC bideo kodeketa egitea da, ez deskodetzaile gisa.
Konparaziorako kostuen arazoa kenduta:
Openh264ren PUZaren erabilera x264 baino askoz txikiagoa da
openh264-k oinarrizko lineako profila soilik onartzen du, x264-k profil gehiago onartzen ditu
HEVC / H.265
Sarrera
Eraginkortasun Handiko Bideo Kodetzea (HEVC) bideo konpresio estandarra da (H.265 ere deitua), ITU-T H.264 / MPEG-4 AVC estandarraren oinordekotzat jotzen dena. 2004an ISO / IEC Moving Picture Experts Group (MPEG) eta ITU-T Video Coding Experts Group (VCEG) garatzen hasi ziren ISO / IEC 23008-2 MPEG-H Part 2 edo ITU-T H.265 izenarekin. HEVC / H.265 bideo konpresio estandarraren lehen bertsioa Nazioarteko Telekomunikazioen Batasuneko (ITU-T) estandar ofizial gisa onartu zen 13ko apirilaren 2013an. HEVC bideoaren kalitatea hobetzeko ez ezik, bi aldiz lortzeko ere jotzen da. H.264 / MPEG-4 AVC konpresio-abiadura (bit-tasa% 50 murriztearen baliokidea irudiaren kalitate berarekin), eta 4K bereizmena eta definizio ultra-altuko telebista (UHDTV) ere onartzen ditu. iritsi 8192 × 4320 (8K bereizmena).
Patente lizentzia
HEVC-k H.265 teknologia erabiltzen duten eduki fabrikatzaile guztiek, Apple, YouTube, Netflix, Facebook eta Amazon barne, edukien diru-sarreren% 0.5 ordaintzea eskatzen du teknologiaren erabilera kuota gisa. Streaming bidezko komunikabideen merkatu osoa 100 mila milioi dolar ingurukoa da urtero, eta hazkundean jarraitzen du% 0.5eko zerga kuota izugarria da. Eta ez dituzte ekipamendu fabrikatzaileak askatu, horien artean telebista fabrikatzaileek 1.5 dolar ordaindu behar dituzte unitate bakoitzeko eta gailu mugikorren fabrikatzaileek 0.8 dolar dolar unitate bakoitzeko patentearen tasetan. Blu-ray gailuen erreproduzitzaileak, joko kontsolak eta bideo grabagailuak bezalako fabrikatzaileak ere ez dituzte askatu, eta bakoitzak 1.1 $ ordaindu behar ditu.
H.265 / HEVC kode irekiko inplementazioa
libde265 HEVC egitur konpainiak eskaintzen du kode irekiko lizentzia GNU Lesser General Public License (LGPL) lizentziapean, eta ikusleek kalitate goreneko irudiak goza ditzakete Interneteko abiadura motelagoan. H.264 estandarrean oinarritutako aurreko deskodetzaileekin konparatuta, libde265 HEVC deskodetzaileak zure HD edukia audientzia bikoitzera eraman dezake edo streaming bidez egiteko banda zabalera% 50 murriztu.
x265 MulticoreWare-k garatu du eta GPL hitzarmenaren arabera irekita dago.
VP8
Sarrera
VP8 bideo konpresio formatu irekia da, On2 Technologies-ek garatu eta gero Google-k kaleratu zuena. Aldi berean, Google-k VP8 kodetutako inplementazio liburutegia ere kaleratu zuen: libvpx, BSD lizentziaren baldintzen moduan kaleratu zen eta, ondoren, patentea erabiltzeko eskubidea gehitu zuen. Argudio batzuen ondoren, azkenean VP8 baimena iturri irekiko baimen gisa baieztatu zen.
Gaur egun, VP8 onartzen duten web arakatzaileak Opera, Firefox eta Chrome dira.
Patente lizentzia
2013ko martxoan, Google-k akordioa lortu zuen MPEG LArekin eta 11 patenteren titularrekin, Google-k VP8 eta aurreko VPx eta patentetan urratu daitezkeen beste kodeketa batzuk lortzeko baimena emateko. Aldi berean, Google-k erlazionatutako patenteak doako baimena eman diezaieke doako VP8 erabiltzaileei. , Hitzarmen hau egokia da VPx kodeketa hurrengo belaunaldirako ere. Orain arte, MPEG LA-k uko egin dio VP8 patentearen baimen zentralizatua emateko itunari, eta VP8 erabiltzaileek kode hori dohainik erabiltzea erabaki ahal izango dute, patenteak urratzeagatiko eskubideengatik kezkatu gabe.
VP8 kode irekiko inplementazioa
Libvpx VP8-ren kode irekiko inplementazio bakarra da. On2 Technologies-ek garatu zuen. Google-k eskuratu ondoren, iturburu kodea ireki zuen. Lizentzia oso soltea da eta askatasunez erabil daiteke.
VP9
Sarrera
VP9-ren garapena 2011. urteko hirugarren hiruhilekoan hasi zen. Helburua fitxategiaren tamaina% 50 murriztea da VP8 kodeketarekin alderatuta irudi kalitate berarekin. Beste helburu bat HEVC kodeketa gainditzea da kodeketa eraginkortasunean.
13ko abenduaren 2012an Chromium arakatzaileak VP9 kodeketarako laguntza gehitu zuen. Chrome arakatzailea VP9 kodetutako bideo erreprodukzioa onartzen hasi zen 21ko otsailaren 2013ean.
Google-k iragarri zuen 9ko ekainaren 17an bukatuko duela VP2013 kodearen garapena, Chrome arakatzaileak VP9 kodea lehenespenez gidatuko duenean. 18ko martxoaren 2014an, Mozillak VP9 laguntza gehitu zuen Firefox arakatzailean.
3eko apirilaren 2015an, Google-k libvpx1.4.0 kaleratu zuen, 10 biteko eta 12 biteko sakonerako, 4: 2: 2 eta 4: 4: 4 laginketa gehitzeko eta VP9 nukleo anitzeko kodeketa / deskodetzea onartzen zuen.
Patente lizentzia
VP9 formatu irekia da, eskubiderik gabeko bideoak kodetzeko formatua da.
VP9 kode irekiko inplementazioa
libvpx Google-k garatu eta mantentzen duen VP9 kode irekiko inplementazio bakarra da. Kode batzuk VP8 eta VP9-k partekatzen dituzte, eta gainerakoak VP8 eta VP9-ren kodek inplementazioak dira hurrenez hurren.
VP9 eta H.264 eta HEVC alderaketa
HEVC eta H.264 konparazioa bereizmen desberdinetan
H.264 / MPEG-4arekin alderatuta, HEVCren batez besteko bit-tasa murriztea honakoa da:
Ikus daiteke bit-tasa% 60 baino gehiago jaitsi dela
HEVC-k (H.265) abantaila handiagoa du bit-tasa aurrezteko VP9 eta H.264-rekin,% 48.3 eta% 75.8 hurrenez hurren PSNR beraren arabera
H.264-k abantaila handia du kodetzeko denboran. VP9 eta HEVC-rekin alderatuta (H.265), HEVC VP6-renaren 9 aldiz handiagoa da eta VP9 H.40-renaren 264 aldiz ia.
