H.264

H.264 veya MPEG-4 AVC ( Advanced Video Coding ) veya MPEG-4 Part 10 , ITU-T Q.6 / SG16 Video Coding Experts Group (VCEG) ve ISO tarafından ortaklaşa geliştirilen bir video kodlama standardıdır. / IEC Hareketli Resim Uzmanları Grubu ( MPEG ) ve Ortak Video Ekibi (JVT) olarak bilinen bir ortaklık çabasının ürünüdür. ITU-T H.264 standardı ve ISO / IEC MPEG-4 Bölüm 10 (ISO / IEC 14496-10) standardı teknik olarak aynıdır ve kullanılan teknoloji , Gelişmiş Video Kodlaması için AVC olarak da bilinir . Standardın ilk versiyonu,Mayıs 2003 ve en son tarihNisan 2012.

Daha sonra JVT , H.264 standardına (ek G) bir genişletme geliştirerek genişletilebilirlik kavramı üzerinde çalıştı : Ölçeklenebilir Video Kodlama (SVC) spesifikasyonları, ardından HEVC ( Yüksek Verimli Video Kodlama ) standardı.

Tarihi

H.264 adı, ITU-T tarafından tanımlanan H.26x video standartları ailesinden gelir . Ancak, bu codec bileşeni MPEG çerçevesinde geliştirildi , ITU-T onu o zaman benimsemekten ve içinde düzenlemekten memnundu. MPEG çerçevesinde kısaltması AVC (Advanced Video Coding) ses codec özdeş biçimde seçildi AAC böylece adlandırılmış olan MPEG-2 yarı 7 MPEG-2 bölüm 3 (ünlü bir codec ses ayırt etmek MP3 ). Standart, ortak mirası vurgulamak için genellikle H.264 / AVC (veya AVC / H.264, H.264 / MPEG-4 AVC veya MPEG-4 / H.264 AVC) olarak anılır. ITU-T ile olan bağlantısını hatırlatan H.26L adı çok daha az yaygındır, ancak yine de kullanılmaktadır. Bazen, onu geliştiren JVT (Birleşik Video Ekibi) organizasyonuna atıfta bulunularak "JVT codec bileşeni" olarak da anılır . Ortak bir video kodlama standardı gelişmekte olan örnek vardır MPEG ve ITU-T ile MPEG-2 ve H.262 aynıdır.

Hedefler ve uygulamalar

Başlangıçta, ITU-T, kodlama verimliliğini standartlara göre en az 2 oranında artırmak amacıyla yeni bir kodek mimarisi oluşturmak amacıyla 1998 yılında H.26L projesini başlattı . Mevcut sistemlere ( MPEG-2 , H.26). 263 ve MPEG-4 Bölüm 2). Diğer bir amaç ise, codec'i farklı taşıma protokollerine (paket ve devre anahtarlama) uyarlayabilmek için basit bir arayüz oluşturmaktı. Codec, makul bir maliyetle platformlara aktarılabilmesini sağlayacak şekilde geliştirildi, yani tasarım ve süreçler açısından yarı iletken endüstrisinin kaydettiği ilerlemeyi hesaba katarak .

In 2001 sübjektif testler MPEG tarafından yürütülen gösterildiği gibi, H.26L proje onun sıkıştırma oranı hedefine ulaştığını. Bu sırada, ITU-T ve MPEG, codec bileşenini birlikte standart hale getirmek ve endüstrinin farklı ihtiyaçlarına (videofon, akış, televizyon, vb.) Uyarlamak amacıyla Ortak Video Ekibi'ni (JVT) oluşturmaya karşılıklı anlaşma ile karar vermiştir. mobil). Aslında, ITU-T tarafından geleneksel olarak hedeflenen uygulamalar, H.26L'nin optimize edildiği uygulamalar olan düşük bit hızlarıyla (videofon, mobil) ilgiliyken, MPEG üyeleri bunu diğer formatlara (televizyon, HD) uyarlamak istediler. Taramalı destek gibi algoritmik araçlar eklendi ve karmaşıklığın azaltılması sağlandı.

Bu nedenle H.264 / AVC codec bileşeni, çok çeşitli ağlar ve sistemler için uygundur (örneğin, televizyon yayını , HD DVD ve Blu-ray depolama , RTP / IP akışı ve ITU-T'ye özgü telefon ).

Standardın ilk sürümünün ardından, JVT, Fidelity Range Extensions (FRExt) olarak bilinen birkaç uzantı geliştirdi. Bu uzantıların, artan niceleme hassasiyetini (10 bit ve 12 bit kodlamaların eklenmesi) ve daha iyi krominans tanımını ( YUV 4: 2: 2 ve YUV 4: 4 niceleme yapılarının eklenmesi .: 4) desteklemesi amaçlanmıştır ve amaçlanmıştır. profesyonel uygulamalar (Studio). Yüksek çözünürlükte öznel kaliteyi (mevcut 4 × 4 dönüşüme ek olarak 8 × 8 dönüşümün eklenmesi, niceleme matrislerinin eklenmesi) veya belirli ihtiyaçlar için (kayıpsız kodlama, diğer renkler için destek) iyileştirmek için başka bazı özellikler de benimsenmiştir. boşluklar). Fidelity Range Extensions ile ilgili tasarım çalışması şu tarihte tamamlandı:Temmuz 2004ve donmuş Eylül 2004.

Standardın orijinal versiyonunun geliştirilmesinin sona ermesinden bu yana Mayıs 2003JVT, FRExt ve düzeltmelerin eklenmesine karşılık gelen, ITU-T ve MPEG tarafından onaylanan 4 versiyon yayınladı.

Ayrıntılı özellikler

H.264 / AVC (MPEG-4 Part 10), videoları önceki standartlardan ( H.261 , MPEG-1 , MPEG-2 , MPEG-4 Part 2 / ASP ) çok daha verimli bir şekilde sıkıştırmasına izin veren birçok yeni teknik içerir ve çeşitli ağ ortamlarındaki uygulamalara daha fazla esneklik sağlar. Bu ana özellikler şunları içerir:

Bu teknikler, diğerleri ile birlikte, çok çeşitli koşullar altında ve çok çeşitli uygulama ortamlarında, H.264'ün önceki standartları önemli ölçüde aşmasına yardımcı olur. H.264, genellikle MPEG-2 videodan önemli ölçüde daha iyi performans gösterebilir ve yarıya inen bir bit hızında veya daha fazlasında aynı kaliteye ulaşabilir.

ISO / IEC MPEG grubundaki diğer birçok video standardı gibi, H.264 / AVC de ücretsiz olarak indirilebilen bir referans yazılım uygulamasına sahiptir (aşağıdaki Harici bağlantılar bölümüne bakın).

Bu uygulamanın temel amacı, gerçekten kullanılabilir ve güçlü bir ürün sağlamaktan ziyade, H.264 / AVC'nin farklı olasılıklarından örnekler vermektir.

Bir referans donanım uygulaması da MPEG grubu tarafından standartlaştırılmaktadır.

Profiller

Standart, profil adı verilen ve her biri belirli bir uygulama sınıfını hedefleyen aşağıdaki altı özellik grubunu içerir:

Temel El Genişletilmiş Yüksek Yüksek 10 Yüksek 4: 2: 2 Yüksek 4: 4: 4
I ve P dilimleri Evet Evet Evet Evet Evet Evet Evet Evet Evet Evet Evet Evet Evet Evet
dilimler B Hayır Hayır Evet Evet Evet Evet Evet Evet Evet Evet Evet Evet Evet Evet
SI ve SP dilimleri Hayır Hayır Hayır Hayır Evet Evet Hayır Hayır Hayır Hayır Hayır Hayır Hayır Hayır
Birden Fazla Referans Resmi Evet Evet Evet Evet Evet Evet Evet Evet Evet Evet Evet Evet Evet Evet
Engelleme filtresi Evet Evet Evet Evet Evet Evet Evet Evet Evet Evet Evet Evet Evet Evet
CAVLC kodlama Evet Evet Evet Evet Evet Evet Evet Evet Evet Evet Evet Evet Evet Evet
CABAC kodlaması Hayır Hayır Evet Evet Hayır Hayır Evet Evet Evet Evet Evet Evet Evet Evet
esnek makro blok planlaması (FMO) Evet Evet Hayır Hayır Evet Evet Hayır Hayır Hayır Hayır Hayır Hayır Hayır Hayır
Keyfi Dilim Planlama (ASO) Evet Evet Hayır Hayır Evet Evet Hayır Hayır Hayır Hayır Hayır Hayır Hayır Hayır
gereksiz dilimler (RS) Evet Evet Hayır Hayır Evet Evet Hayır Hayır Hayır Hayır Hayır Hayır Hayır Hayır
veri bölümleme (DP) Hayır Hayır Hayır Hayır Evet Evet Hayır Hayır Hayır Hayır Hayır Hayır Hayır Hayır
taramalı kodlama (PicAFF, MBAFF) Hayır Hayır Evet Evet Evet Evet Evet Evet Evet Evet Evet Evet Evet Evet
4: 2: 0 biçimi Evet Evet Evet Evet Evet Evet Evet Evet Evet Evet Evet Evet Evet Evet
tek renkli format (4: 0: 0) Hayır Hayır Hayır Hayır Hayır Hayır Evet Evet Evet Evet Evet Evet Evet Evet
4: 2: 2 en boy oranı Hayır Hayır Hayır Hayır Hayır Hayır Hayır Hayır Hayır Hayır Evet Evet Evet Evet
4: 4: 4 en boy oranı Hayır Hayır Hayır Hayır Hayır Hayır Hayır Hayır Hayır Hayır Hayır Hayır Evet Evet
piksel 8 Bit Evet Evet Evet Evet Evet Evet Evet Evet Evet Evet Evet Evet Evet Evet
piksel 9 ve 10 Bit Hayır Hayır Hayır Hayır Hayır Hayır Hayır Hayır Evet Evet Evet Evet Evet Evet
piksel 11 ve 12 Bit Hayır Hayır Hayır Hayır Hayır Hayır Hayır Hayır Hayır Hayır Hayır Hayır Evet Evet
dönüştürülmüş 8 × 8 Hayır Hayır Hayır Hayır Hayır Hayır Evet Evet Evet Evet Evet Evet Evet Evet
niceleme matrisleri Hayır Hayır Hayır Hayır Hayır Hayır Evet Evet Evet Evet Evet Evet Evet Evet
ayrı Cb ve Cr niceleme Hayır Hayır Hayır Hayır Hayır Hayır Evet Evet Evet Evet Evet Evet Evet Evet
kayıpsız kodlama Hayır Hayır Hayır Hayır Hayır Hayır Hayır Hayır Hayır Hayır Hayır Hayır Evet Evet
Temel El Genişletilmiş Yüksek Yüksek 10 Yüksek 4: 2: 2 Yüksek 4: 4: 4

Seviyeler

Seviyeler ( (en) seviyeleri ), kod çözücülerin bir videonun kodunu çözmek için gerekli olan belleği ve hesaplama kaynaklarını sınırlamasına izin veren belirli sayıda parametre üzerindeki sınırlamalardır.

Not  : Bir makro blok, 16 × 16 piksellik bir alandır.

Seviye numarası maksimum saniyede makro blok makro bloklarda maksimum görüntü boyutu Baseline, Extended ve Main Profile için maksimum bit hızı Yüksek profil için maksimum bit hızı Yüksek 10 profili için maksimum bit hızı Yüksek 4: 2: 2 ve 4: 4: 4 profiller için maksimum bit hızı bu seviyede tanım ve saniye başına çerçeve örneği.
1 1.485 99 64 kbit / sn 80 kbit / sn 192 kbit / saniye 256 kbit / sn 128 × 96 / 30,9
176 × 144 / 15,0
1b 1.485 99 128 kbit / saniye 160 kbit / saniye 384 kbit / sn 512 kbit / saniye 128 × 96 / 30,9
176 × 144 / 15,0
1.1 3000 396 192 kbit / saniye 240 kbit / saniye 576 kbit / saniye 768 kbit / saniye 176 × 144 / 30,3
320 × 240 / 10,0
1.2 6000 396 384 kbit / sn 480 kbit / saniye 1152 kbit / saniye 1536 kbit / saniye 176 × 144 / 60,6
320 × 240 / 20,0
352 × 288 / 15,2
1.3 11 880 396 768 kbit / saniye 960 kbit / sn 2304 kbit / saniye 3072 kbit / saniye 352 × 288 / 30,0
2 11 880 396 2 Mb / sn 2,5 Mb / sn 6 Mb / sn 8 Mb / sn 352 × 288 / 30,0
2.1 19.800 792 4 Mb / sn 5 Mb / sn 12 Mb / sn 16 Mb / sn 352 × 480 / 30,0
352 × 576 / 25,0
2.2 20.250 1.620 4 Mb / sn 5 Mb / sn 12 Mb / sn 16 Mb / sn 720 × 480 / 15,0
352 × 576 / 25,6
3 40.500 1.620 10 Mb / sn 12,5 Mb / sn 30 Mb / sn 40 Mb / sn 720 × 480 / 30,0
720 × 576 / 25,0
3.1 108.000 3.600 14 Mb / sn 17,5 Mb / sn 42 Mb / sn 56 Mb / sn 1280 × 720 / 30,0
720 × 576 / 66,7
3.2 216.000 5120 20 Mb / sn 25 Mb / sn 60 Mb / sn 80 Mb / sn 1280 × 720 / 60.0
4 245.760 8 192 20 Mb / sn 25 Mb / sn 60 Mb / sn 80 Mb / sn 1920 × 1080 / 30,1
2048 × 1024 / 30,0
4.1 245.760 8 192 50 Mb / sn 62,5 Mb / sn 150 Mb / sn 200 Mb / sn 1920 × 1080 / 30,1
2048 × 1024 / 30,0
4.2 522 240 8.704 50 Mb / sn 62,5 Mb / sn 150 Mb / sn 200 Mb / sn 1920 × 1080 / 64,0
2048 × 1088 / 60,0
5 589.824 22.080 135 Mb / sn 168,75 Mb / sn 405 Mb / sn 540 Mb / sn 1920 × 1080 / 72,3
2560 × 1920 / 30,7
5.1 983.040 36.864 240 Mb / sn 300 Mb / sn 720 Mbit / saniye 960 Mb / sn 1920 × 1080 / 120,5
4096 × 2048 / 30,0
5.2 2.073.600 36.864 240 Mb / sn 300 Mb / sn 720 Mbit / saniye 960 Mb / sn 1.920 × 1.080 / 172.0
4.096 × 2.160 / 60.0
6 4.177.920 139.264 240 Mb / sn 300 Mb / sn 720 Mbit / saniye 960 Mb / sn 2.048 × 1.536 @ 300

4.096 × 2.160 @ 120 8.192 × 4.320 @ 30

6.1 8 355 840 139.264 480 Mb / sn 600 Mb / sn 1440 Mb / sn 1920 Mb / sn 2.048 × 1.536 @ 300

4.096 × 2.160 @ 240 8.192 × 4.320 @ 60

6.2 16.711.680 139.264 800 Mb / sn 1000 Mb / sn 2400 Mbit / saniye 3200 Mbit / saniye 4.096 * 2.304 @ 300

8.192 × 4.320 @ 120

Seviye numarası maksimum saniyede makro blok makro bloklarda maksimum görüntü boyutu Temel, Genişletilmiş ve Ana Profil için maksimum verim Yüksek profil için maksimum akış hızı High 10 profili için maksimum akış hızı Yüksek 4: 2: 2 ve 4: 4: 4 profiller için maksimum bit hızı bu seviyede tanım ve saniye başına çerçeve örneği.

Patentler

MPEG-2 Bölüm 1 ve 2 ve MPEG-4 Bölüm 2 formatlarında olduğu gibi , H.264 / AVC standardını kullanan ürün ve hizmet satıcılarının patentli teknolojinin kullanımı için ücret ödemesi gerekir. Bu standartla ilgili bu hakların ana yararlanıcısı özel bir organizasyondur: MPEG-LA , LLC (kesinlikle "MPEG standardizasyon organizasyonu" ile bağlantılı değildir, ancak aynı zamanda MPEG-2 Part 1, MPEG-2 kullanan sistemler için patentleri de yönetir. Bölüm 2 ve MPEG-4 Bölüm 2 videoları ve diğer teknolojiler).

Avrupa'da bir yazılım uygulaması için bu lisansların gerekli olup olmadığı tartışmalıdır .

Başvurular

İki ana aday, oyuncular için zorunlu bir özellik olarak "H.264 / AVC Yüksek Profil" i içerir:

In Europe , Dijital Video Yayını ( DVB ) standardizasyon örgütü 2004 yılı sonunda Avrupa'da radyo televizyon yayın H.264 / AVC onayladı.

Fransa Başbakanı , 2004 yılı sonunda Fransa'da HD TV alıcılarında ve dijital karasal televizyon (TNT) ödeme kanallarında H.264 / AVC'nin zorunlu olduğunu duyurdu .

İleri Televizyon Sistemleri Komitesi içinde (ATSC) standardizasyon organizasyonu ABD'de ABD'de televizyon yayını için H.264 / AVC standardına kullanımını düşünmektedir.

Dijital medya yayınlarını (DMB) hizmeti - Avrupa DTT eşdeğer - planlanan yayın edilecek olacaktır Kore Cumhuriyeti'nde H.264 / AVC biçimi kullanın.

Japonya'daki kara mobil yayın operatörleri H.264 / AVC codec bileşenini kullanacaklar.

Doğrudan yayın yapan uydu TV hizmetleri, bu yeni standardı kullanacaktır:

3. Nesil Ortaklık Projesi ( 3GPP ), mobil multimedya için fonksiyonel özellikleri sürüm 6 isteğe bağlı bir hizmet olarak H.264 / AVC giriş onayladı.

Hareket Görüntü Standartları Kurulu ABD arasında (MISB) Savunma Bakanlığı tüm uygulamalar için tercih edilen bir video codec olarak H.264 / AVC benimsemiştir.

Internet Engineering Task Force (IETF) bir içerik sağlamıştır  paketleme biçimi ( RFC onun kullanarak H.264 / AVC videoyu taşımak için 3984) Gerçek Zamanlı Aktarım Protokolü (RTP).

İnternet Streaming Media Alliance (ISMA) ISMA 2.0 spesifikasyonu için H.264 / AVC benimsemiştir.

Moving Picture Experts Group (MPEG) organizasyonu başarıyla standartları (örneğin içine H.264 / AVC için destek dahil etmiştir MPEG-2 ve MPEG-4 sistemleri ) yanı sıra ISO medya dosya biçimi spesifikasyonları.

Uluslararası Telekomünikasyon Birliği - Sektör Standardizasyon (ITU-T) H.32x multimedya telefon sistemleri için şartnamelerde H.264 / AVC benimsemiştir. ITU-T standartlarına dayanan H.264 / AVC, özellikle pazardaki iki büyük şirket ( Polycom ve Tandberg ) tarafından video konferans için yaygın olarak kullanılmaktadır . Tüm yeni video konferans ürünleri artık H.264 / AVC desteği içeriyor.

H.264, filmleri ve TV şovlarını bilgisayarlara iletmek için büyük olasılıkla İnternet üzerinden isteğe bağlı video hizmetlerinde kullanılacaktır . Aynı tür içeriğin yasal olarak ya da değil, ağ dosya alışverişi yoluyla sunulması da muhtemeldir .

Ürünler ve uygulamalar

Yazılım aktarımları

Donanım uygulamaları

Birkaç şirket, H.264 / AVC videosunun kodunu çözebilen çipler üretir. Yüksek çözünürlüklü videoların gerçek zamanlı kodunu çözebilen çipler şunları içerir:

Bu tür bir yonga, standart ve yüksek çözünürlüklü televizyonda H.264 / AVC video oynatabilen düşük maliyetli donanımın geniş bir şekilde konuşlandırılmasını sağlar.

Şu anda birçok malzeme mevcuttur Haziran 2006Bu, ucuz tüketici ürünlerinden yayın için gerçek zamanlı FPGA tabanlı kodlayıcılara kadar uzanır :

Notlar ve referanslar

  1. ISO / IEC 60.60 14496-10: 2012: Bilgi teknolojisi - görsel-işitsel nesnelerin Kodlama - Bölüm 10: Gelişmiş Video Kodlama, 2012-04-26
  2. "  H.264: Ek renk alanları ve yüksek profilli 4: 4: 4'ün kaldırılması için destek  " , www.itu.int (erişim tarihi 21 Nisan 2020 )
  3. 14: 00-17: 00 , "  ISO / IEC 14496-10: 2014  " , üzerinde ISO (erişilen Nisan 21, 2020, )
  4. [1]
  5. (in) yorumlar için Request n o  3984 .
  6. video kodlayıcı modelinin karşılaştırması hatası {{Arşiv bağlantısı}}  : " |titre= " parametresini girin 
  7. Steve Klein, “  Cuda hızlandırmalı CoreAVC, en iyi H.264 kod çözme mi?  » , Homemedia.fr'de ,7 Temmuz 2009(erişim tarihi: 19 Mayıs 2015 )
  8. Damien Triolet, “  CoreAVC, AVIVO ve PureVideo'dan daha mı güçlü?  " ,12 Nisan 2006(erişim tarihi: 19 Mayıs 2015 )
  9. (tr) http://blogs.cisco.com/collaboration/open-source-h-264-removes-barriers-webrtc/
  10. (tr) http://www.openh264.org/faq.html
  11. (en) https://blog.mozilla.org/blog/2013/10/30/video-interoperability-on-the-web-gets-a-boost-from-ciscos-h-264-codec/
  12. Cisco Mozilla ve OpenH264
  13. http://blogzinet.free.fr/blog/index.php?post/2013/11/02/L-interoperabilite-de-la-video-sur-le-Web-recoit-un-coup-de-pouce -du-codec-H-264-de-Cisco Patentlerle kalıcı hiçbir şey yoktur. H.264, Cisco sayesinde Firefox kullanıcıları tarafından kolayca erişilebilir olacak, ancak codec, uzun vadede kullanıcıların ve web'in çıkarına olmayan kısıtlayıcı bir lisansla birlikte geliyor.
  14. ATI Radeon X1000 model hatası {{Arşiv bağlantısı}}  : bir " |titre= " parametresi girin 
  15. basın duyurusu ATI modeli hatası {{Arşiv bağlantısı}}  : bir " |titre= " parametresi girin 
  16. ATI'den H.264 teknolojisi
  17. NVidia PureVideo sayfası

Ayrıca görün

İlgili Makaleler

Dış bağlantılar