H.264 vs H.265 - techninis palyginimas. Kada H.265 dominuos rinkoje?

„Stream4S“ nuomonė apie tai, kada H.265 taps standartiniu kodeku rinkoje.

Prisimenate tuos varginančius laikus, kai žiūrėjote vaizdo įrašą ar filmą internete ir staiga patyrėte kokybės praradimą? Dabar gali būti įmanoma sparčiau ir naudingiau transliuoti aukštos kokybės vaizdo įrašus perpildyto tinklo aplinkoje. Sukurtas siekiant pagreitinti vaizdo transliaciją, didelio efektyvumo vaizdo kodavimas (HEVC) arba H.265 yra vaizdo įrašų glaudinimo standartas, skirtas žymiai pagerinti kodavimo efektyvumą, palyginti su jo precedentu - „Advanced Video Coding“ (AVC) arba H.264. Vis labiau populiarėjant vaizdo įrašų srautui internete per populiarias svetaines, tokias kaip „Netflix“ ir „YouTube“, o 4K fotoaparatams įgaunant naujas pozicijas rinkoje, reikia nemažai saugyklos ir pralaidumo. HEVC žada 50% sumažinti atmintį, nes jos algoritmas naudoja efektyvų kodavimą, užkoduojant vaizdo įrašą mažiausiu įmanomu bitų greičiu, išlaikant aukštą vaizdo kokybės lygį.

Kaip daugelis iš mūsų, „Stream4s“ tiki, kad HEVC padarys revoliuciją vaizdo duomenų rodymo internete ar televizijoje ar net stebėjimo pramonėje srityje. Taikant šį naują formatą, vaizdo raiškos apimtį maždaug 8192 × 4320 bus galima rodyti ir transliuoti. Norint parodyti neįtikėtiną šio kodeko galią, buvo atliktas subjektyvus vaizdo įrašų našumo tyrimas tarp šių dviejų kodekų, kad būtų galima suprasti, kiek intensyviai tai daro šio bitų redukcija. Tyrimas parodė, kad bitų sumažėjimas yra atvirkščiai proporcingas vaizdo vaizdo kokybei: HEVC / H.265, palyginti su H.264, sumažėjo 52% esant 480p ir 64% esant 4K UHD. Be šio išskirtinio bitų mažinimo, palyginti su H.264, „HEVC / H.265“ suteikia žymiai geresnę vaizdinę kokybę, suspaudžiant tą patį failo dydį ar bitrate.

Galinga transliacija - kokia kaina?

Nors HEVC jau baigtas rengti, jis vis dar nėra populiarus. Be to, kad kodeką užpatentuoja įvairios šalys ir jis yra susijęs su dideliais licencijavimo mokesčiais, „HEVC / H.265“ ateina su kompromisu, reikalaujančiu beveik 10 kartų daugiau skaičiavimo galios. Ši nauja technologija veikia budėjimo režime, kol aparatūros rinka nepritaikys prie jos, kaip tai atsitiko jau su H.264, paleista 2003 m., Tačiau tik po kelerių metų išpopuliarėjo. Aparatūros gamintojai jau pradeda derinti savo gaminius, kad būtų palaikomas šis naujas formatas, kad būtų patenkintas didelis rinkos poreikis. Nors kai kurios programinės įrangos, tokios kaip „VideoLAN“, gali dekoduoti tokį kodeką, programinės įrangos dekodavimas, nors ir lankstesnis, nėra pasirinkimas, nes aparatinės įrangos dekodavimas paprastai yra greitesnis ir taupo akumuliatoriaus energiją. Nepaisant to, aparatūra vis tiek užima daug vietos diske CPU arba GPU.

HVEC vs H.264 - techninis palyginimas

Abu kodekai veikia lyginant skirtingas vaizdo įrašo rėmo dalis, kad būtų galima atrasti tuos, kurie yra nereikalingi vėlesniuose kadruose. Šios sritys pakeičiamos trumpa informacija, apibūdinančia pradinius taškus. HEVC / H.265 skiriasi nuo H.264 - tai galimybė išplėsti šių sričių dydį į didesnius ar mažesnius blokus, HEVC / H.265 vadinamus kodavimo medžio vienetais (CTU). Modelio KTV dydžiai gali būti nuo 4 × 4 iki 64 × 64, tuo tarpu H.264 leidžia maksimalų bloko dydį - 16 × 16 (KTV yra ypatingas HEVC bruožas). Patobulintam CTU segmentavimui, geresniam judesio kompensavimui ir erdvės numatymui reikia žymiai daugiau signalo apdorojimo galimybių vaizdo glaudinimui, tačiau jis turi žymiai mažesnę įtaką dekompresijai reikalingam skaičiavimo kiekiui. Prognozuojama judesio prognozė, dar viena didžiulė HEVC / H.265 pažanga, pikselių blokai nurodo kitą sritį tame pačiame kadre (vidinis numatymas) arba kitame kadre (tarpparlamentinis numatymas).

Kaip minėta aukščiau, CTU yra viena iš pagrindinių HEVC kodavimo priemonių. Be to, kodekas remiasi lygiagrečiais apdorojimo skaičiavimo būdais, kad jis būtų dar spartesnis, ir palaiko patobulintus plėtinius, tokius kaip AVX / AVX2 ir FMA3 / FMA4. Atskiri stačiakampiai regionai, padalijantys vaizdą, yra nepriklausomi ir įgalina lygiagretų apdorojimą. Be to, HEVC turi dar vieną savybę, kurios H.264 neturi: „Wavefront Parallel Processing“ (WPP) - tai tam tikras sprendimų medis, suteikiantis produktyvesnį ir efektyvesnį glaudinimą.

Kai kurios kitos kodavimo priemonės, naudojamos H.264, yra tęsiamos šiame naujame kodeke, nors su nedideliais, tačiau beprecedenčiais pakeitimais. Duomenų glaudinimo entropijos kodavimas be nuostolių, kontekstinis adaptyvusis dvejetainis aritmetinis kodavimas (CABAC), yra išsaugotas HEVC / H.265, tačiau šiek tiek patobulintoje versijoje. Vidinis numatymas yra dar viena savybė, kuri žymiai pagerėjo, palyginti su H.264. HEVC nustato 33 krypčių režimus, o H.264 riboja juos iki 8 ir leidžia numatyti nuolatinę nuolatinę DC, taip pat planinę. Papildomą patobulinimą daugiausia lemia adaptyvusis judesio vektoriaus numatymas, tai yra naujausias tarpdispektavimo metodas, nes jame informacija apie vaizdą naudojama glaustai.

Dėka pastebimų patobulinimų, kuriuos galima pastebėti šiame naujame kodeke, „Stream4s“ įsitikinusi, kad HEVC / H.265 taps universaliu standartiniu kodeku, kai tik aparatinė įranga įsitvirtins.

„HEVC / H.265“ pasižymi ne tik geresne vaizdine kokybe, turint mažą atminties ir pralaidumo diapazoną, bet ir geranoriškai koduojamu algoritmu, koduojant judesio vektorius daug tiksliau ir atliekant minimalias likutines klaidas. Be naujoviškam metodui, naudojamam tarpusavio numatymui, šis naujasis kodekas taip pat pateikia patobulintą atblokavimo filtrą ir mėginio adaptacinį poslinkį, kad būtų sumažinta dar daugiau artefaktų.